集聚紡牛奶蛋白纖維紗的生產(chǎn)實(shí)踐

顧海燕，蔣仕培，周其紅

（江蘇雙山集團(tuán)股份有限公司，江蘇 射陽(yáng) 224300）

牛奶蛋白纖維具有天然纖維和化學(xué)纖維的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)度高，防霉防蛀性能好，質(zhì)感柔軟，與山羊絨極為相似，其服飾具有柔軟、透氣、細(xì)膩、滑爽、易洗快干且不易被蟲(chóng)蛀的優(yōu)良特性［1］。我們針對(duì)其纖維特性，詳細(xì)制定各工序工藝參數(shù)及技術(shù)措施，保證了牛奶蛋白纖維集聚紗的順利生產(chǎn)，且成紗質(zhì)量經(jīng)測(cè)試和試用，滿足了使用要求。

1 紡紗工藝流程

紡牛奶蛋白纖維紗的工藝流程為：清花A002D型抓棉機(jī)→A035型混開(kāi)棉機(jī)（附A045型凝棉器）→FA106型豪豬開(kāi)棉機(jī)（改用鋼針打手并附A045型凝棉器）→FA046A型振動(dòng)棉箱給棉機(jī)（附A045型凝棉器）→A076E型單打手成卷機(jī)→A186F型梳棉機(jī)→FA311A型并條機(jī)（二道并合）→A454E型粗紗機(jī)→FA506型細(xì)紗機(jī)→Savio－Orion型絡(luò)筒機(jī)（配Loepfe／Lze－Ⅲ型電清）。

2 各工序主要技術(shù)工藝

2.1 預(yù)處理

牛奶蛋白纖維質(zhì)量比電阻較大，抗靜電能力差，因此清花工序前的預(yù)開(kāi)松、加濕、抗靜電等預(yù)處理工藝非常必要。在水中加入5%抗靜電劑形成混合水溶液（5%抗靜電劑∶水＝1∶200），以霧狀逐層均勻噴灑于開(kāi)包后的牛奶蛋白纖維表面，并用塑料薄膜包裹后進(jìn)行24h平衡處理。牛奶蛋白纖維加濕后上車(chē)回潮率控制在13%～15%較合適，同時(shí)預(yù)處理車(chē)間相對(duì)濕度控制在68%～72%，達(dá)到加濕并減少靜電的目的。

2.2 開(kāi)清棉工序

牛奶蛋白纖維整齊度好，其長(zhǎng)度為38mm，雜質(zhì)少，有少量硬絲、并絲、束絲等疵點(diǎn)，較蓬松，易開(kāi)松，并且纖維間摩擦因數(shù)小，抱合力相對(duì)較弱。正常情況下，生產(chǎn)時(shí)難以被A002D型抓棉機(jī)吸棉管道吸走，此時(shí)預(yù)開(kāi)松、抗靜電加濕處理尤其重要，上車(chē)回潮率控制在13%～15%，清花車(chē)間相對(duì)濕度控制在65%～68%比較合適；開(kāi)清棉工序應(yīng)采用“細(xì)抓取、少打擊、低速度、短流程、多回收”的工藝原則。為使纖維被吸棉管道順利吸走，且減少纖維損傷以及過(guò)度打擊產(chǎn)生的棉結(jié)，抓棉機(jī)打手伸出肋條約為1 mm，做到精細(xì)抓取、混和均勻；一般各打手速度比同線密度棉纖維低，速度過(guò)高不僅容易損傷纖維，而且會(huì)因開(kāi)松過(guò)度而造成纖維粘連。A045型凝棉器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速?gòu)? 200r／min調(diào)至1 600r／min以加大風(fēng)量。A035型混開(kāi)棉機(jī)僅使用平行打手，跳過(guò)其中的豪豬打手。FA106型開(kāi)棉機(jī)采用鋼針打手，打手速度適當(dāng)降低以減少對(duì)纖維的損傷；但打手速度太低，會(huì)出現(xiàn)纖維纏繞打手產(chǎn)生索絲從而影響分梳，所以應(yīng)合理選擇打手速度。因?yàn)槔w維蓬松，為了減少纖維損傷或搓滾成團(tuán)的問(wèn)題，打手與塵棒的隔距應(yīng)加大。同時(shí)，縮小塵棒間的隔距，減少落棉，并利用回風(fēng)加強(qiáng)對(duì)纖維的回收。為防止A076E型成卷機(jī)成卷層次不清，采用防粘凹凸羅拉，并加大緊壓羅拉的壓力，以防止粘卷帶來(lái)的不良影響；成卷后可用塑料薄膜包覆棉卷，以防止油劑揮發(fā)及纖維散落。

開(kāi)清棉工序主要工藝參數(shù)：棉卷干重為400g／m，棉卷長(zhǎng)為29.8m，伸長(zhǎng)率為1.8%；A002D型抓棉打手速度為710r／min，打手每次下降距離約為2 mm；A045型凝棉器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為1 600r／min；A035型混開(kāi)棉機(jī)平行打手速度為540r／min；FA106型開(kāi)棉機(jī)豪豬打手改為鋼針打手，速度由448r／min改為480r／min，打手與塵棒間隔距（進(jìn)口～出口）為13mm×15mm×17mm×19mm，塵棒間隔距（進(jìn)口～出口）為12mm×9mm×7mm×5mm；A076C型成卷機(jī)打手速度為565r／min。

2.3 梳棉工序

牛奶蛋白纖維具有強(qiáng)度較高、斷裂伸長(zhǎng)好、光滑松散等特點(diǎn)，梳理過(guò)程中纖維易沉積于針齒間，使纖維轉(zhuǎn)移困難［2］。為了利于纖維從刺輥?lái)樌D(zhuǎn)移到錫林上，紡出棉網(wǎng)清晰的生條，應(yīng)采取降低錫林和刺輥轉(zhuǎn)速的辦法，將兩者線速比在紡棉的基礎(chǔ)上適當(dāng)加大至1∶2.5；給棉板抬高3mm，加大纖維分梳工藝長(zhǎng)度，當(dāng)其約等于纖維主體長(zhǎng)度（38mm）時(shí)，分梳效果好、纖維損傷小，可降低生條中短絨含量。由于牛奶蛋白纖維雜質(zhì)少，除塵刀、小漏底與刺輥間隔距應(yīng)適當(dāng)放大，以使切割的氣流附面層減小，車(chē)肚落棉減少；放慢回轉(zhuǎn)蓋板速度，以減少蓋板花，節(jié)約原料；適當(dāng)減小錫林和道夫間隔距，有利于解決牛奶蛋白纖維轉(zhuǎn)移不良、棉網(wǎng)飄落的問(wèn)題。為了提高成紗的質(zhì)量，應(yīng)遵循“少落、少打、多回收、勤轉(zhuǎn)移”的工藝原則。因?yàn)榕Ｄ痰鞍桌w維線密度較細(xì)、卷曲少且光滑，在生產(chǎn)過(guò)程中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生落棉網(wǎng)、不出棉網(wǎng)的問(wèn)題，主要是因?yàn)榈婪蚝湾a林三角區(qū)氣流不合理造成道夫棉網(wǎng)被大漏底吸走，或道夫與剝棉羅拉轉(zhuǎn)移不良引起的。為此，首先要保證設(shè)備狀態(tài)良好、剝棉隔距準(zhǔn)確，其次考慮工藝配置，如果有道夫棉網(wǎng)被大漏底吸走的問(wèn)題，且是因?yàn)檠a(bǔ)入大漏底進(jìn)口的氣流對(duì)道夫上的棉網(wǎng)沖撞、進(jìn)口氣流偏大引起的，則應(yīng)縮短大漏底弦長(zhǎng)、縮小大漏底的進(jìn)口隔距；如果效果不明顯，可以考慮降低錫林速度、增加生條定量、適當(dāng)加大棉網(wǎng)張力等措施進(jìn)行調(diào)試［3］。

梳棉工序的主要工藝參數(shù)：生條干定量為19.5g／（5m），棉網(wǎng)牽伸張力為1.37倍，錫林速度為303r／min，道夫速度為21r／min，刺輥速度為860r／min，給棉板至刺輥隔距為0.30mm，給棉板工作長(zhǎng)度為32mm，錫林與回轉(zhuǎn)蓋板的5點(diǎn)隔距為0.28mm、0.25mm、0.23mm、0.23mm、0.25 mm，蓋板速度為80mm／min，錫林至道夫隔距為0.25mm。

2.4 并條工序

牛奶蛋白纖維雖然彈性好、整齊度好，但立體卷曲少、抱合力差，生條中纖維伸直平行度差，存在大量彎鉤纖維；因此，并條工序要盡量提高纖維伸直平行度，應(yīng)采用“大隔距、慢速度、防纏繞”的工藝原則。并條機(jī)牽伸工藝：頭道7根條子并合、二道8根條子并合，適當(dāng)放大羅拉隔距，防止?fàn)可觳婚_(kāi)而產(chǎn)生紗疵惡化條干。牛奶蛋白纖維的質(zhì)量比電阻大、靜電問(wèn)題嚴(yán)重，車(chē)速應(yīng)適當(dāng)降低；并條膠輥宜采用抗靜電劑涂料處理，防止纖維纏繞膠輥和羅拉。為了改善條干和減少成紗毛羽，采用“頭并后區(qū)牽伸大，二并后區(qū)牽伸小”的工藝原則，以利于纖維平行伸直和分離；要適當(dāng)增大搖架壓力，保證足夠的握持力與牽伸力相適應(yīng)，確保在牽伸過(guò)程中纖維的變速點(diǎn)集中，以提高條干水平。

并條工序主要工藝參數(shù)：頭并、二并羅拉隔距均為11mm×9mm×19mm，出條速度均為200m／min；頭并總牽伸倍數(shù)為7.0，后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.7，二并總牽伸倍數(shù)約為7.6，后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.14；二并熟條控制干定量為18.0g／（5m）。

2.5 粗紗工序

由于牛奶蛋白纖維長(zhǎng)、質(zhì)量比電阻大、摩擦因數(shù)小、抱合力差、易卷曲，因此，粗紗工序采用“輕定量、大隔距、慢速度、合適的粗紗捻系數(shù)”的工藝原則。在錠翼轉(zhuǎn)速一定的情況下，粗紗捻系數(shù)不僅影響粗紗機(jī)前羅拉轉(zhuǎn)速、粗紗斷頭率，還會(huì)對(duì)細(xì)紗的工藝配置以及成紗質(zhì)量產(chǎn)生明顯影響，因此，粗紗捻系數(shù)和紡紗張力的設(shè)計(jì)要保證有良好的粗紗成形，并減少紡紗斷頭。粗紗捻系數(shù)過(guò)小，易產(chǎn)生意外伸長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)細(xì)紗工序斷粗紗問(wèn)題，即細(xì)紗上斷頭；粗紗捻系數(shù)過(guò)大，雖然可以增強(qiáng)粗紗強(qiáng)力、避免粗紗退繞時(shí)產(chǎn)生上斷頭，或減少粗紗退繞時(shí)產(chǎn)生的意外牽伸，提高成紗細(xì)節(jié)水平，但是容易出現(xiàn)由于細(xì)紗牽伸負(fù)荷過(guò)大而引起的細(xì)紗膠輥打滑、吐“硬頭”問(wèn)題。因此，應(yīng)對(duì)粗紗定量、捻系數(shù)、粗紗機(jī)的羅拉隔距、鉗口集束器大小，以及細(xì)紗機(jī)的羅拉隔距、鉗口大小、后區(qū)牽伸等工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選試驗(yàn)［4－5］。粗紗捻系數(shù)既要避免意外牽伸，還要保證在細(xì)紗牽伸過(guò)程中能夠順利牽伸且不吐“硬頭”。在粗紗一落紗中：大紗時(shí)的粗紗張力正常，說(shuō)明粗紗成形齒輪選擇合理；不正常則要進(jìn)行張力調(diào)整；小紗張力過(guò)小時(shí)，將鐵炮皮帶的起始位置向主動(dòng)鐵炮大端移動(dòng)，筒管卷繞速度減慢，粗紗小紗張力減??；小紗張力過(guò)大時(shí)，將鐵炮皮帶的起始位置向主動(dòng)鐵炮小端移動(dòng)，筒管卷繞速度加快，粗紗小紗張力加大；大紗張力過(guò)大時(shí)，調(diào)整成形裝置的成形齒輪，使鐵炮皮帶每次移動(dòng)量增大，則粗紗大紗張力減小；當(dāng)大紗張力過(guò)小時(shí)，調(diào)整成形裝置的成形齒輪，使鐵炮皮帶每次移動(dòng)量減小，則粗紗大紗張力增大。粗紗捻系數(shù)、紡紗張力應(yīng)適中，要控制好伸長(zhǎng)率、減少意外伸長(zhǎng)，有利于保證條干均勻度。在粗紗不重疊的情況下，粗紗卷繞密度適當(dāng)偏大掌握，在細(xì)紗不出硬頭的前提下，這樣有利于減少成紗毛羽，提高條干、粗細(xì)節(jié)水平；但由于錠速提高，此時(shí)前羅拉至錠翼頂端一段粗紗會(huì)劇烈抖動(dòng)引起粗紗過(guò)大的伸長(zhǎng)率。后區(qū)牽伸主要使條子略帶張力，使纖維以伸直狀態(tài)進(jìn)入牽伸區(qū)，有利于成紗條干。因此，應(yīng)采用較小的后區(qū)牽伸倍數(shù)、較大的后區(qū)羅拉隔距，以保證粗紗條干質(zhì)量。膠圈、膠輥需要用抗靜電劑處理，以提高抗纏繞能力。

粗紗工序主要工藝參數(shù)：總牽伸倍數(shù)為7.26，后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.26，捻系數(shù)為8 0，鉗口隔距為6.0mm，羅拉隔距均為24mm×38mm，前羅拉轉(zhuǎn)速為228r／min，錠翼轉(zhuǎn)速為663r／min，粗紗干定量為5.0g／（10m）。

2.6 細(xì)紗工序

細(xì)紗是成紗的關(guān)鍵工序。由于牛奶蛋白纖維具有抱合力相對(duì)弱、柔軟光滑等特點(diǎn)，在紡紗中易產(chǎn)生大量的毛羽和粗細(xì)節(jié)，因此采用“較小后區(qū)牽伸倍數(shù)、較大后區(qū)羅拉隔距、合理的鉗口隔距”工藝原則。使用邵爾A硬度為75度的前膠輥和Ⅱ型下銷(xiāo)、碳素上銷(xiāo)，控制前牽伸區(qū)浮游纖維的變速點(diǎn)盡量靠近前鉗口，能有效減少成紗的粗細(xì)節(jié)。合理配置鋼領(lǐng)、鋼絲圈，避免配套不良導(dǎo)致的成紗毛羽大幅增加產(chǎn)生棉球紗，甚至造成細(xì)紗車(chē)臺(tái)斷頭增多并纏繞膠輥或羅拉，因而膠輥表面抗靜電、防纏繞也十分必要。將紡好的粗紗存放在相對(duì)濕度為70%的環(huán)境中平衡24h后再使用，則有利于減少成紗毛羽和提高條干、粗細(xì)節(jié)水平，且粗紗在紡細(xì)紗過(guò)程中不易拉斷。由于細(xì)紗設(shè)備用集聚紡裝置，相對(duì)濕度控制要比紡純棉時(shí)的53%略高，可達(dá)60%以利于成紗毛羽［6］。由于牛奶蛋白纖維長(zhǎng)度為38mm，將原來(lái)紡細(xì)絨棉YJ142C型搖架前檔100N壓力調(diào)整為140N，優(yōu)選鹽城海馬NWQ114×25NX／C2－D型復(fù)合斜紋結(jié)構(gòu)網(wǎng)格圈［7］，異形吸管的單錠負(fù)壓為2 300Pa～2 500Pa。

細(xì)紗工序主要工藝參數(shù)：總牽伸為38.9倍，后區(qū)牽伸為1.25倍，捻度為98捻／（10cm），前膠輥前沖量為3mm，羅拉隔距為20mm×38mm，鉗口隔距為2.5mm，錠速為15.26kr／min。

2.7 絡(luò)筒工序

為控制絡(luò)筒毛羽增長(zhǎng)幅度、保證筒紗成形良好，以Savio－Orion型自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)配Loepfe／Lze－Ⅲ型電子清紗器，采用“慢速度、小張力、低磨損、保彈性”的工藝原則。絡(luò)紗速度1 000m／min有利于控制棉結(jié)和毛羽增長(zhǎng)，確保成紗條干。設(shè)計(jì)合理的清紗曲線，有效地清除紗線的有害疵點(diǎn)；保證良好的結(jié)頭形態(tài)，確保結(jié)頭強(qiáng)力不小于原紗強(qiáng)力的80%。

絡(luò)筒工序主要清紗參數(shù)：棉結(jié)N為5.2倍，短粗DS為2.4倍，短粗長(zhǎng)度LS為1.4cm，長(zhǎng)粗DL為1.26，長(zhǎng)粗長(zhǎng)度LL為45cm，細(xì)節(jié)－D為－22%，細(xì)節(jié)長(zhǎng)度L為50cm。

2.8 成紗質(zhì)量

經(jīng)實(shí)測(cè)，N 14.6tex集聚紡?fù)布喼饕|(zhì)量指標(biāo)：重量偏差為＋0.4%，百米質(zhì)量CV值為1.9%，強(qiáng)力為253cN，斷裂強(qiáng)度為 17.2cN／tex，強(qiáng)力CV值 為9.2%，條干CV值為1 4.7%，條干CVb值為2.6%，細(xì)節(jié)為4個(gè)／km，粗節(jié)為32個(gè)／km，棉結(jié)為68個(gè)／km，3mm 毛羽為4.5根／m，2mm 毛羽為16.8根／m，捻度為99捻／（10cm），捻度CV值為4.1%，其質(zhì)量滿足使用要求。

3 結(jié)語(yǔ)

牛奶蛋白纖維上機(jī)加工前預(yù)處理非常必要，處理好上機(jī)回潮率、抗靜電劑的篩選和用量，才能夠保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。清花工序要少打擊、多分梳，以減少纖維的損傷，并能順利成卷。梳棉工序提高纖維分離度的同時(shí)，也要盡量保持纖維不受損傷，車(chē)間相對(duì)濕度應(yīng)控制在70%以上，有利于生條順利產(chǎn)出。隨著油劑和水分的逐漸揮發(fā)，抗靜電性能減弱，加上纖維伸直度提高使纖維間抱合力減弱，條子易發(fā)毛、產(chǎn)生紗疵，影響成紗質(zhì)量，因此，并條工序要采取防纏繞膠輥措施。采用抗靜電涂料（無(wú)錫福瑞卡特改善劑）處理膠輥表面比用抗靜電劑效果好。使用后者僅能保持2h，前者則效果更持久，使產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定。粗紗工序重點(diǎn)是優(yōu)選羅拉隔距、粗紗定量和捻系數(shù)，并合理控制紡紗張力，盡可能地將粗紗存放在相對(duì)濕度為70%的環(huán)境中進(jìn)行24h定型，防止細(xì)紗工序中產(chǎn)生意外牽伸。細(xì)紗工序采用集聚紡，優(yōu)選網(wǎng)格圈型號(hào)和異形管單錠負(fù)壓，減少成紗毛羽。絡(luò)筒工序在合理配置清紗參數(shù)的同時(shí)，主要采用低的絡(luò)筒速度以利于控制棉結(jié)和毛羽增長(zhǎng)率。通過(guò)以上措施的應(yīng)用，最終生產(chǎn)出質(zhì)量滿足使用要求的牛奶蛋白纖維N 14.6tex集聚紡緊密紗。

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