循環(huán)再生棉紗生產(chǎn)技術(shù)及其產(chǎn)品適應(yīng)性研究

吳琦萍 范海芳 劉倩麗

（海安聯(lián)發(fā)棉紡有限公司，江蘇南通，226600）

我國是紡織品生產(chǎn)大國，每天都會產(chǎn)生大量下腳料；我國又是一個(gè)人口大國，在紡織資源的供應(yīng)上也比較緊缺。目前有些下腳料作為垃圾來處理，甚至作為燃料用于生產(chǎn)，不僅造成了嚴(yán)重的浪費(fèi)，而且污染了環(huán)境，產(chǎn)生致癌的二噁英物質(zhì)，危害人們的身體健康［1-3］。為響應(yīng)國家大力倡導(dǎo)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)科技強(qiáng)國精神，隨著江蘇聯(lián)發(fā)紡織股份公司規(guī)模不斷壯大，廢棄物也隨之不斷增加。為了最大限度地減少生產(chǎn)過程中的廢棄物及碳排放，推進(jìn)環(huán)保循環(huán)的生產(chǎn)模式，加強(qiáng)再生利用，運(yùn)用分揀、退色、開松、再紡紗循環(huán)生產(chǎn)再生紡織制品［4-5］。選擇國內(nèi)外先進(jìn)設(shè)備和研究技術(shù)以及多次優(yōu)化的生產(chǎn)工藝對產(chǎn)生的回絲、色紗、零布、邊角料進(jìn)行循環(huán)再生處理，重新加工成具有可紡性的纖維。目前，再生紗技術(shù)逐漸成熟，有純棉再生紗，化纖混紡再生紗；有短纖紡紗也有長絲包芯紗，用途較廣，對降低生產(chǎn)成本、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)起到了很大的幫助［6-7］。

1 再生棉原料的來源及分類

國家質(zhì)檢總局已經(jīng)頒布的《絮用纖維制品質(zhì)量監(jiān)督管理辦法》規(guī)定：經(jīng)傳統(tǒng)脫色漂白處理的纖維下腳、纖維制品下腳、再加工纖維，不得作為生產(chǎn)生活用絮用纖維制品的原料［8］。為此我們以工廠半制品或成品生產(chǎn)過程中的不合格品和邊角廢料為再生原料，從紡紗、織造、印染和服裝的各個(gè)環(huán)節(jié)工序都設(shè)回收廢料點(diǎn)，按工序、染色料種和纖維屬性分類堆放，嚴(yán)格標(biāo)識，具體回收分類如下。無色無熒光的純棉、滌棉、含棉再生纖維均來源于原紗回絲、上漿紗頭、白織廢邊、廢布條；有色無熒光的純棉、滌棉、含棉再生纖維均來源于深色、淺色的紗和布邊角。這兩類用來生產(chǎn)再生無螢光紗。有色有熒光的純棉、滌棉、含棉再生纖維均來源于深色紗布、淺色紗布、漂白紗布，該類用來生產(chǎn)再生含螢光紗?；焐钠渌w維主要來源于混纖紗布，用來生產(chǎn)再生原料制品。

2 加工再生棉的標(biāo)準(zhǔn)

加工退色對纖維強(qiáng)力有所損傷，開松過程對纖維長度有所降低，為了保證再生棉紗的成紗質(zhì)量及紡紗過程的可紡性，結(jié)合國內(nèi)外機(jī)型對各類開松的纖維進(jìn)行相關(guān)物理指標(biāo)分析，通過多次比對采集大量數(shù)據(jù)以及通過紡紗試驗(yàn)檢測和織布，制定出了加工再生棉的標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 采用AFIS儀器比對8種開松纖維來樣及精梳落棉

從表1數(shù)據(jù)對比分析可以看出，意大利設(shè)備加工的長度損傷小，短絨增長少；用未染色原紗開松纖維的質(zhì)量最好；開松纖維加工的來樣比精梳落棉纖維長度長，短絨率低，可以再利用生產(chǎn)棉紗。環(huán)錠紡11.8 tex～36.9 tex紗可以低比例配用，轉(zhuǎn)杯紡可以大比例使用。退色對纖維強(qiáng)力損失較大，深色強(qiáng)力損失嚴(yán)重，所以必須嚴(yán)格控制退色配方和工藝。編號1～編號8加工的再生棉對照精梳落棉樣本指標(biāo)，纖維長度長3 mm～5 mm，短絨率低50%以上，因此采用一定比例的再生棉紡普通紗效果應(yīng)該比較理想。分別采用30%的編號3、編號5、編號8原料與70%新疆棉（品級為328）的配棉比例進(jìn)行28.1 tex環(huán)錠紗的紡制，編號8的成紗質(zhì)量能達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。以此確定再生棉原料標(biāo)準(zhǔn)：上四分位長度（w）大于26 mm，平均長度（n）大于15 mm，平均長度（n）CV小于60%，<12.7 mm短絨率（n）小于50%，纖維斷裂比強(qiáng)度大于25 cN/tex，成熟度大于0.80。

3 原料工藝優(yōu)化

3.1 工藝流程的優(yōu)化

再生棉原料來源品種分散，種類、色系多，綜合考慮加工質(zhì)量、物流及場地，確定加工工藝流程。原再生棉的生產(chǎn)工藝流程：分揀→開松→打餅→退色→烘干→打包。試驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)先開松后退色的工藝流程會出現(xiàn)以下問題：一是開松下來纖維全部呈灰黑色，同時(shí)內(nèi)部含有化纖成分的纖維，纖維無法分類使用生產(chǎn)；二是開松纖維蓬松嚴(yán)重，打餅進(jìn)度困難，同時(shí)有些深色紗無法退色，造成開松纖維帶色重?zé)o法使用，最終退色的纖維都呈灰藍(lán)色，且濕纖維無法烘干，最終纖維都呈小餅狀，無法生產(chǎn)。通過對整個(gè)加工流程重新進(jìn)行分析，考慮到退色對纖維強(qiáng)力損失影響較大，且回收原料深色較嚴(yán)重，所以必須嚴(yán)格控制退色配方和工藝，重新設(shè)計(jì)再生棉紗生產(chǎn)工藝。改進(jìn)后的再生棉生產(chǎn)工藝流程：分揀→切斷→打餅→退色→烘干→精挑揀→粗梳開松→精梳細(xì)開松→成包。

3.2 關(guān)鍵設(shè)備選型

再生紡織資源加工最佳結(jié)果是還原成單纖維本色狀態(tài)，主要是退色時(shí)纖維損傷要小，關(guān)鍵在退色及開松設(shè)備，參考意大利進(jìn)口設(shè)備的結(jié)構(gòu)，我們選擇定制了打餅機(jī)和溶液水洗退色烘干機(jī)，并定制了成套的2組粗梳開松設(shè)備和2組6窗混合6輥筒精梳開松設(shè)備到打包機(jī)。原則為安全、可靠、高效、無污染排放，從粗到精漸進(jìn)梳理。

3.3 原料退色工藝的確定

由于大部分再生棉生產(chǎn)要求棉纖維色澤盡可能潔白，因此有色再生原料在深加工之前需經(jīng)過一步退色處理，退色工序的具體步驟如下。第一道水：回用水，加液堿（6 g/L）+保險(xiǎn)粉（8 g/L），5 min后直升100℃、30 min，直排。第二道水：回用水，常溫水洗7 min，排放。第三道水：回用水，加液堿（4 g/L）+雙氧水（6 g/L），5 min后直升105℃、30 min，直排。第四道水：冷水，常溫加冰醋酸（1 g/L），水洗10 min，排放。第五道水：冷水，常溫水洗7 min，排放。

3.4 原料烘干工藝的確定

將處理好的原料吊出水池，先經(jīng)過脫水工序榨出大部分水分，再將其在烘干設(shè)備中烘干，以保證制成的再生棉纖維回潮率在8.5%～9.5%之間，以符合棉紡廠的生產(chǎn)加工要求。再生原料烘干主要采用分時(shí)段逐步升溫進(jìn)行不同程度的烘干。具體步驟：先榨水兩次（主缸壓力400 kPa），每次80 s；然后50℃烘10 min；接著85℃烘30 min；最后105℃烘90 min，烘干后降溫到85℃出缸，自然冷卻。

4 再生棉紗品質(zhì)的控制與標(biāo)準(zhǔn)

因受殘留輕微色、含短絨高的影響以及再生棉的品質(zhì)情況，根據(jù)紡織品可紡性及產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，通過大量試驗(yàn)，我們確定紡紗及面料的實(shí)際可行方案。通過數(shù)據(jù)積累，再生棉配比控制在20%～50%較合適，11.8 tex～14.8 tex紗只能將再生棉控制在30%以內(nèi)且要經(jīng)精梳和集聚紡流程，并按色纖類型分為有無螢光和可染色與可漂白類，基本分類得出再生棉紗品質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)見表2，部分機(jī)織用再生棉紗（再生棉比例30%）的基本成紗標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表2 再生棉紗品質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)

表3 機(jī)織用再生棉紗成紗標(biāo)準(zhǔn)

目前短纖再生紗分類：一類是用廢棄邊角料等加工制成的棉型纖維紗線，另一類是瓶片熔融抽絲加工成的滌綸短纖紗線。由于纖維的性質(zhì)或結(jié)構(gòu)與天然纖維或化學(xué)纖維相同，生產(chǎn)出的紗線、面料質(zhì)量及服用性不受影響。

5 結(jié)論

國家大力倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，而再生棉的生產(chǎn)和利用也正是體現(xiàn)了該項(xiàng)精神。與此同時(shí)，再生棉也為紡織行業(yè)帶來了新的商機(jī)。很多企業(yè)瞄準(zhǔn)市場并抓住機(jī)會，將下腳料變廢為寶，大力開拓市場，使再生棉成為企業(yè)新的利潤提升點(diǎn)。我們將紡織染整服裝生產(chǎn)過程中廢棄的半制品、邊角料及不合格品進(jìn)行回收再生利用，主要是因?yàn)殚_松棉的產(chǎn)生和利用有效解決了紡織產(chǎn)業(yè)的環(huán)保問題，可以為營造整個(gè)產(chǎn)業(yè)低碳做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。通過實(shí)際研究得出以下結(jié)論。

（1）廢棄的半制品、邊角料及不合格品的回收必須嚴(yán)格依據(jù)原料特性、染色系列、工序特點(diǎn)及用途進(jìn)行劃分。

（2）加工和分揀流程必須在退色后有第二次精挑揀，加工工藝必須控制并達(dá)到再生棉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

（3）再生棉紗適紡品種號數(shù)及再生棉使用配比參考：轉(zhuǎn)杯紡28.1 tex～59.1 tex，再生棉配比30%～80%；環(huán)錠紡18.5 tex～28.1 tex，再生棉配比20%～50%較合適；精梳集聚紡11.8 tex～14.8 tex，再生棉配比控制在30%之內(nèi)才能達(dá)到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。