超仿棉混紡紗性能與工藝探究

朱祎俊，郭建生，鄧秀萍

(1.三明職業(yè)技術(shù)學(xué)院 輕紡工業(yè)系，福建 三明365000;2.東華大學(xué) 紡織學(xué)院，上海210620;3.福建省三明紡織股份有限公司，福建 三明365000)

目前，超仿棉已被中國(guó)紡織工業(yè)作為一項(xiàng)重要的纖維原料提到了戰(zhàn)略高度，超仿棉研究的重心也從纖維開發(fā)轉(zhuǎn)移到了產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā).2010年底，依托化纖產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，科技部?jī)?yōu)先啟動(dòng)了“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“超仿棉聚酯纖維及其紡織品產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)”［1］，建立了仿棉科技與產(chǎn)業(yè)資源協(xié)同開發(fā)平臺(tái)［2］.

純棉織物具有優(yōu)良的吸濕透氣性，但其保水率較高，故導(dǎo)濕性能較差.超仿棉聚酯纖維及其紡織品在很大程度上就是具有吸濕快干特性的纖維及面料.目前，已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的聚酯纖維主要通過(guò)物理改性法得到吸濕快干的功能，使纖維具有高比表面積且具有溝槽截面.織造時(shí)利用這些溝槽使纖維和纖維之間形成通道，通過(guò)這些溝槽的芯吸效應(yīng)達(dá)到吸濕快干的功效.在織物制品上，要求產(chǎn)品兼具棉與滌綸的優(yōu)良特性，既有棉花吸濕親膚、柔軟保暖等性能，又具備滌綸良好的耐熱性、色牢度和力學(xué)性能，還可實(shí)現(xiàn)透汗速干、抗靜電、抗起球起毛、阻燃抗菌和抗紫外線功能.本課題通過(guò)超仿棉/精梳棉混紡紗線性能與工藝的研究，探討了如何提高超仿棉混紡紗及織物的性能并提升其可紡性和可織性.

1 紗線的紡制

1.1 原料

超仿棉:親水型，回潮率為0.71%，線密度為1.11 dtex，品質(zhì)長(zhǎng)度為38.3mm，斷裂強(qiáng)度為4.33 cN/dtex，含油率為0.13%.

棉:品質(zhì)長(zhǎng)度為29.42 mm，馬克隆值為4.42，斷裂強(qiáng)度為2.92 cN/dtex，棉結(jié)為158粒/g，雜質(zhì)為24粒/g，短絨率為18.5%.

1.2 紗線品種

生產(chǎn)3種紗線，分別是32 s的超仿棉純紡紗、40 s的超仿棉65/精梳棉35混紡紗和21 s的超仿棉65/精梳棉35混紡紗，對(duì)原料、工藝和紗線性能比較分析.

2 紡紗工藝及主要技術(shù)措施

2.1 工藝流程

2.1.1 超仿棉純紡的生產(chǎn)工藝流程

超仿棉線紡的生產(chǎn)工藝流程如下:

JWF1009型往復(fù)抓棉機(jī)——JWF1029多倉(cāng)混棉機(jī)——JWF1115精開棉機(jī)——JWF1171喂棉箱——JWF1207梳棉機(jī)——FA320A高速并條機(jī)——D45立達(dá)并條機(jī)——TJFA458A粗紗機(jī)——FA503細(xì)紗機(jī)——21C自動(dòng)絡(luò)筒機(jī).

2.1.2 超仿棉混紡的工藝流程

超仿棉混紡的工藝流程如下:

JWF1009型往復(fù)抓棉機(jī)——FA125A重物分離器——JWF1107單軸流開棉機(jī)——JWF1029多倉(cāng)混棉機(jī)——JWF1115精開棉機(jī)——YQ600H棉紡異纖清除機(jī)——FA156粉塵處理器——JWF1171喂棉箱——JWF1207梳棉機(jī)——FA320A高速并條機(jī)預(yù)并——CL15條并卷機(jī)——CJ60精梳機(jī)——FA320A高速并條機(jī)(頭二并)——D45立達(dá)并條機(jī)(末并)——TJFA458A粗紗機(jī)——FA503細(xì)紗機(jī)——21C-S自動(dòng)絡(luò)筒機(jī).

2.2 各工序的工藝參數(shù)及技術(shù)措施

2.2.1 清梳聯(lián)

紡超仿棉選擇清梳聯(lián)流程時(shí)，開清棉設(shè)備的合理配置是提高生條質(zhì)量的重要因素.由于化纖(超仿棉屬于化纖類)無(wú)雜質(zhì)，采用一抓一混一梳的短流程即可，一抓就是一道抓棉機(jī)，一混就是一道混棉機(jī)，一梳就是一道開棉機(jī).在清梳流程應(yīng)強(qiáng)調(diào)開松處理，不要有過(guò)多的打擊，選用梳理作用柔和的梳針打手為宜，同時(shí)盡量選用原料不用翻滾而又能起到混棉作用的多倉(cāng)混棉機(jī)、少用凝棉器.超仿棉與棉纖維不同，它的纖維長(zhǎng)度比較整齊，只有少量的硬絲或短絨，無(wú)雜質(zhì)、無(wú)天然卷曲、抱合力較差，易產(chǎn)生意外牽伸，這些特征決定了它的梳理工藝不宜采用高速度、強(qiáng)分梳、緊隔距的工藝配置［3］.

超仿棉的主要工藝參數(shù)為生條定量20.5 g/5 m、線速度70 m/min.生條棉結(jié)粒數(shù)原則上要求3粒/g以下，此次紡出的生條棉結(jié)粒數(shù)平均為1粒/g，達(dá)到了預(yù)期的效果.

2.2.2 精梳

精梳棉條定量為22 g/5 m，棉結(jié)為12粒/g，雜質(zhì)為1粒/g，短絨率為6.5%.

2.2.3 并條

為保證纖維混合均勻，超仿棉純紡與混紡都進(jìn)行了三道混并，適當(dāng)加大了羅拉隔距和皮輥加壓，運(yùn)轉(zhuǎn)速度偏低掌握.由于超仿棉纖維易黏附皮輥，所以須對(duì)皮輥進(jìn)行防黏處理并定期更換;對(duì)紡紗通道要定時(shí)進(jìn)行清洗，以保證絨套運(yùn)轉(zhuǎn)正常、吸風(fēng)暢通;嚴(yán)格控制溫濕度，以穩(wěn)定生產(chǎn)、提高成紗質(zhì)量.超仿棉純紡和混紡并條的主要工藝參數(shù)見表1和表2.

表1 并條工藝參數(shù)(超仿棉純紡)Tab.1 Drawing process parameters(super imitation cotton pure spinning)

表2 并條工藝參數(shù)(超仿棉65/精梳棉35混紡)Tab.2 Drawing process parameters(super imitation cotton 65/combed cotton 35 spinning)

從表1和表2可以看出，純紡與混紡的工藝參數(shù)設(shè)定基本一致.在純紡的紡紗過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)擁?xiàng)l、噴花的現(xiàn)象而且成型很不好，給生產(chǎn)帶來(lái)了很大的困難.如果把羅拉隔距放大，情況會(huì)得以改善.超仿棉混紡與普通的滌棉混紡一樣，生產(chǎn)正常.

2.2.4 粗紗

在保證細(xì)紗不出“硬頭”的情況下，粗紗捻系數(shù)偏大掌握與細(xì)紗牽伸匹配，適當(dāng)減少粗紗的卷繞密度與升降動(dòng)程，合理調(diào)整粗紗的成型角度以保證粗紗成型良好.調(diào)整好粗紗張力，減少前后排與大小紗粗紗伸長(zhǎng)率的差異，避免在卷繞和退繞過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大的意外伸長(zhǎng).

(1)主要工藝參數(shù):粗紗定量6.0 g/10m、紡紗速度27 m/min、羅拉隔距12mm×30 mm×41mm、后區(qū)牽伸1.2倍、錠子轉(zhuǎn)速850 r/min、純紡捻系數(shù)56、混紡捻系數(shù)66，其余參數(shù)純紡與混紡一樣.

(2)粗紗的質(zhì)量指標(biāo):純紡的質(zhì)量CV值為0.72%，條干CV值為3.09%;混紡的質(zhì)量CV值為0.45%，條干CV值為3.68%.

在生產(chǎn)過(guò)程中，超仿棉純紡時(shí)常有出“硬頭”的現(xiàn)象，把粗紗捻系數(shù)由70調(diào)到65，稍有好轉(zhuǎn)但是還不理想，故將粗紗捻系數(shù)由65調(diào)到56，羅拉隔距也放大，此時(shí)“硬頭”不再出現(xiàn)，指標(biāo)恢復(fù)正常.超仿棉混紡在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)異常情況出現(xiàn).

2.2.5 細(xì)紗

此工序的設(shè)備狀況、工藝配置及紡紗專用配件的合理使用，直接影響著成紗質(zhì)量［4］.合理選擇粗紗喂入間距，適當(dāng)加大細(xì)紗后區(qū)牽伸倍數(shù)(與粗紗捻系數(shù)合理匹配)，加大羅拉隔距，預(yù)防出“硬頭”.合理選用配件，嚴(yán)格膠輥膠圈管理，采用表面不處理的軟彈性膠輥并定期進(jìn)行清洗和回磨.合理選用鋼領(lǐng)與鋼絲圈，嚴(yán)格周期管理，以穩(wěn)定生產(chǎn)、減少毛羽、提高成紗質(zhì)量.擋車工加強(qiáng)巡回工作，嚴(yán)查粗紗重疊喂入，加強(qiáng)吸風(fēng)與清潔工作，減少飛花附入，細(xì)紗的主要工藝參數(shù)見表3.

表3 細(xì)紗工藝參數(shù)Tab.3 The spinning process parameters

(1)純紡(32 s)的成紗質(zhì)量指標(biāo):質(zhì)量CV值為1.82%，強(qiáng)力CV值為6.3%，斷裂強(qiáng)度為24.5 cN/tex，條干CV值為9.86%，條干CVb值為2.37%，毛羽H值為3.69，細(xì)節(jié)為0個(gè)/km，粗節(jié)為8個(gè)/km，棉結(jié)為12個(gè)/km，捻系數(shù)為300.

(2)混紡(超仿棉65/精梳棉35，40 s)的成紗質(zhì)量指標(biāo):質(zhì)量CV值為1.87%，強(qiáng)力CV值為7.2%，斷裂強(qiáng)度為18.84 cN/tex，條干CV值為12.27%，條干CVb值為1.97%，毛羽H值為3.22，細(xì)節(jié)為1個(gè)/km，粗節(jié)為28個(gè)/km，棉結(jié)為54個(gè)/km，捻系數(shù)為360.

(3)混紡(超仿棉65/精梳棉35，21 s)的成紗質(zhì)量指標(biāo):質(zhì)量CV值為1.5%，強(qiáng)力CV值為5.85%，斷裂強(qiáng)度為20.4 cN/tex，條干CV值為9.75%，條干CVb值為2.57%，毛羽H值為4.38，細(xì)節(jié)為0個(gè)/km，粗節(jié)為6個(gè)/km，棉結(jié)為10個(gè)/km，捻系數(shù)為340.

從質(zhì)量指標(biāo)來(lái)看，此次紡紗達(dá)到了預(yù)期的效果，但超仿棉純紡與混紡在紡紗過(guò)程中都出現(xiàn)了纏皮輥、羅拉的現(xiàn)象，而且時(shí)常出“硬頭”.邊紡邊調(diào)整工藝，如加大羅拉隔距、加大后區(qū)牽伸倍數(shù)、調(diào)整皮輥軟硬度與隔距塊等.在紡超仿棉純紡時(shí)，由于出“硬頭”嚴(yán)重，后區(qū)牽伸倍數(shù)由1.21調(diào)到1.25，但沒有明顯改善.將羅拉隔距由17.5 mm×36.5 mm調(diào)為18.5 mm×37.5 mm，工藝調(diào)整后，纏皮輥、纏羅拉、出“硬頭”等現(xiàn)象明顯減少，但還沒得到很好的解決.之后，從皮輥入手，用不同硬度及配比的皮輥一一試紡，采用硬度073及涂料1∶10的皮輥，結(jié)果得到了明顯的改善.

2.2.6 絡(luò)筒

采用村田自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，合理配置清紗參數(shù)，確保有效地清除成紗上的有害紗疵，保證紗條通道的光潔，適當(dāng)降低絡(luò)筒速度以減少筒紗毛羽.電子清紗器的參數(shù)設(shè)定為棉結(jié)(N)+4.2;短粗節(jié)(N)+2.1，1.5 cm;長(zhǎng)粗節(jié)(L)+1.36，20 cm;長(zhǎng)細(xì)節(jié)(S)-18%，20 cm.超仿棉純紡時(shí)，3種紗的參數(shù)設(shè)置相同.

2.3 各工序的溫濕度控制

超仿棉在紡紗過(guò)程中易受環(huán)境溫濕度的影響，為了穩(wěn)定生產(chǎn)、保證成紗質(zhì)量，必須嚴(yán)格控制溫濕度.各工序的相對(duì)濕度控制以清梳聯(lián)58%～63%、并粗55%～60%、細(xì)紗48%～52%、自絡(luò)62%～70%為宜.

3 結(jié)束語(yǔ)

超仿棉作為一種能夠替代棉花的新型纖維原料，在纖維品質(zhì)、功能性及可紡性方面均超過(guò)了天然纖維，能滿足下游客戶不同的紡紗工藝和產(chǎn)品需求且售價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于棉纖維，能大幅度降低紡紗廠的原料成本.但是，超仿棉純紡與混紡在紡紗過(guò)程中都會(huì)出現(xiàn)纏皮輥、纏羅拉的現(xiàn)象，而且時(shí)常出“硬頭”(尤其是超仿棉純紡時(shí))，可以通過(guò)加大羅拉隔距、加大后區(qū)牽伸倍數(shù)、選擇合適的皮輥等方法加以改善.

［1］牛方.超仿棉標(biāo)準(zhǔn)待厘清［J］.中國(guó)紡織，2013(4):60-61.

［2］郭春花，李舉鼎.國(guó)內(nèi)外超仿棉技術(shù)比較［J］.紡織服裝周刊，2013(6):25-27.

［3］董勤霞，馬仁和，鐘國(guó)能，等.超仿棉現(xiàn)狀及其新產(chǎn)品的研究開發(fā)［J］.針織工業(yè)，2014(4):13-16.［4］王鳴義.超仿棉聚酯纖維的開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展前景［J］.紡織導(dǎo)報(bào)，2011(2):26-31.