天絲短纖棉紡精梳工藝研究

賈國欣　任家智

摘要：為了獲得天絲短纖的棉紡精梳優(yōu)化工藝，采用理論分析與試驗(yàn)研究的方法，通過天絲短纖的纖維性能測試與對比，設(shè)計相應(yīng)的精梳工藝，并通過調(diào)節(jié)精梳機(jī)的落棉隔距、車速、曲柄半徑等工藝參數(shù)，進(jìn)行天絲短纖的精梳生產(chǎn)試驗(yàn)。結(jié)果表明：小卷定量小于65g/m，采用前進(jìn)給棉，給棉長度4.3mm，頂梳插入深度-0.5，分離羅拉定時調(diào)節(jié)盤搭接刻度+1.5，落棉隔距10mm，，曲柄半徑55mm，車速280鉗次/min的工藝方案時，精梳機(jī)落纖率為4.78%，精梳條條干CV為4.81%，精梳條總棉結(jié)數(shù)為11個/g，保證了低落纖率的基礎(chǔ)上，有較好的精梳質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：天絲短纖;纖維特性;精梳工藝;條干CV;落纖率

中圖分類號：TS114.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1009-265X（2021）01-0027-04

Abstract：InordertorealizecombingprocessoptimizationofTencelstaplefiber，acombingprocesswasdesignedbasedonfibrepropertytestandcomparisonofTencelstaplefiberbycombiningtheoreticalanalysisandexperimentalstudymethods，andcombingproductiontestingofTencelstaplefiberwasconductedwiththenoilgauge，speedandcrankradiusofcomberadjusted.Theresultsshowthatthenoilrateofcomberis4.78%，theevennessCVofcombingsliveris4.81%andthetotalnepnumberofcombedsliveris11/gifthelapquantumislessthan65g/m，feedinglengthis4.3mmwithforwardfeeding，theinsertingdepthoftopcombis-0.5，thelapscaleofthedetachingrollertimingadjustmentpanelis+0.5，noilgaugeis10mm，crankradiusis55mm，andspeedis280r/min.Thisprocessguaranteeslownoilratebutgoodcombingquality.

Keywords：Tencelstaplefiber;fiberproperties;combingprocess;evennessCV;noilrate

作者簡介：賈國欣（1975-），女，河北石家莊人，副教授，碩士，主要從事新型棉紡工藝與設(shè)備方面的研究。

天絲是由可持續(xù)生長的木材制成的一種新型紡織原料，屬于可再生纖維素纖維，對環(huán)境不會帶來任何的危害，屬于綠色紡織品[1-2]。天絲纖維具有天然纖維和合成纖維的優(yōu)良特性，不僅有著棉的舒適性，真絲的柔軟垂墜和獨(dú)特觸感，還有著毛織物的豪華美感[3-4]。其應(yīng)用前景廣泛。

生產(chǎn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，天絲短纖紗采用棉紡普梳工藝流程紡制，與其他纖維的混紡織物在后整理過程中會出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象，而采用精梳工藝流程加工的天絲紗，其混紡織物在后整理中很少出現(xiàn)起皺現(xiàn)象，可顯著提高產(chǎn)品的檔次，更好地滿足用戶的高質(zhì)量要求。劉允光[5]認(rèn)為將精梳工序引入棉型化纖紡紗流程是提高棉型化纖紡紗質(zhì)量的一項(xiàng)有效技術(shù)手段，通過精梳，不僅可以減少并絲和殘留的少量雜質(zhì)，而且能夠提高紗線的均勻度，改善面料的手感和風(fēng)格，所紡產(chǎn)品染色的均勻性、一致性、鮮艷性也明顯提高，布面風(fēng)格得到改善。薛慶[6]認(rèn)為利用精梳設(shè)備加工棉型化纖，能夠減少后道工序牽伸過程中棉結(jié)、粗細(xì)節(jié)的產(chǎn)生，研制了紡棉型化纖用整體錫林和頂梳并進(jìn)行了精梳實(shí)踐檢驗(yàn)。陳宇恒[7]以“降低滌綸精梳落纖率，減小分離牽伸力”為目標(biāo)，分析了棉型滌綸精梳相關(guān)機(jī)構(gòu)定時的選擇，探討了纖維特性及精梳工藝參數(shù)對分離牽伸力的影響，優(yōu)選了滌綸精梳工藝參數(shù)。張海洋[8]探討了棉紡精梳機(jī)上漢麻/棉混紡精梳的優(yōu)化工藝參數(shù)，精梳低落麻技術(shù)，并設(shè)計出一套漢麻/棉混紡精梳專用的錫林及頂梳梳理專件，提高漢麻/棉混紡精梳紗的質(zhì)量及漢麻纖維的含量。本文依據(jù)天絲纖維的性能特征，研究天絲短纖的棉紡精梳工藝，并進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)，優(yōu)選出適合天絲精梳的工藝方案，為棉紡廠的天絲短纖生產(chǎn)加工提供指導(dǎo)。

1原料性能

棉纖維的精梳加工工藝當(dāng)前已經(jīng)成熟，而天絲作為一種再生纖維素纖維，其短纖的棉紡精梳加工工藝仍在探索階段。纖維的性能指標(biāo)是紡紗應(yīng)用的基礎(chǔ)，因此，研究分析天絲短纖的性能指標(biāo)，對比其與棉纖維性能的差異，可為天絲短纖的精梳加工工藝研究提供良好的理論依據(jù)[8]。根據(jù)相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)，對天絲短纖、細(xì)絨棉纖維原料進(jìn)行物理機(jī)械性能等相關(guān)指標(biāo)測試。天絲、細(xì)絨棉的性能測試指標(biāo)如表1所示，天絲小卷和細(xì)絨棉小卷性能指標(biāo)見表2。

由表1可知，天絲纖維的平均線密度小于細(xì)絨棉，斷裂強(qiáng)力卻顯著高于細(xì)絨棉，說明天絲纖維較細(xì)，但強(qiáng)度卻高;天絲纖維的靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)均大于細(xì)絨棉纖維，在精梳小卷定量相同的情況下，纖維越細(xì)，小卷斷面內(nèi)的纖維根數(shù)就越多，纖維根數(shù)多，摩擦系數(shù)大，在梳理的過程中，須叢受到的梳理力就越大;纖維的斷裂伸長率可以用于表征纖維的柔軟性能和彈性，天絲和細(xì)絨棉的斷裂伸長率相近，天絲和細(xì)絨棉具有相近的柔軟性和彈性;初始模量表征纖維對小形變的抵抗能力，纖維的初始模量越大，越不易變形，天絲纖維的初始模量大于細(xì)絨棉，說明天絲不易伸長變形。由表2可知，天絲小卷的纖維平均長度及5%纖維長度都高于細(xì)絨棉小卷，20mm短絨率小于細(xì)絨棉小卷，表明天絲小卷纖維較長且長度整齊度好。

2天絲短纖精梳工藝參數(shù)設(shè)計

由于天絲小卷纖維長、整齊度好且短絨率低，因此，天絲短纖精梳加工應(yīng)在保證天絲精梳低落纖率

的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)天絲精梳梳理、分離、牽伸的順利進(jìn)行。天絲短纖纖維長度較長，整齊度好，且摩擦系數(shù)大，錫林梳理負(fù)荷較大，分離牽伸過程中的牽伸力較大，易導(dǎo)致牽伸不開、分離羅拉輸出纖網(wǎng)破洞等現(xiàn)象。為減輕工作過程中的梳理力、牽伸力，天絲精梳小卷應(yīng)采用輕定量。頂梳在分離牽伸過程中起到了附加摩擦力界的作用，插入深度越深，附加摩擦力界強(qiáng)度越強(qiáng)，分離過程中牽伸力越大，因此，天絲精梳應(yīng)采用較淺的頂梳插入深度。與細(xì)絨棉小卷相比，天絲小卷短絨、棉結(jié)含量較少，天絲精梳的主要任務(wù)是提高纖維伸直、平行、分離度，使纖維單根化，改善纖維在須叢中的排列形態(tài)，為了降低天絲的落纖率，應(yīng)選擇較低的錫林齒密，并采用前進(jìn)給棉方式。天絲纖維長度較長，精梳原料纖維較長時，分離羅拉輸出纖維網(wǎng)易出現(xiàn)“魚鱗斑”，橫條彎鉤現(xiàn)象[9-11]，為了減弱、消除這種情況，分離羅拉順轉(zhuǎn)定時應(yīng)提早采用較短的給棉長度。依據(jù)上述分析，天絲短纖精梳關(guān)鍵工藝參數(shù)如表3。

3試驗(yàn)設(shè)計

3.1精梳天絲小卷的加工

試驗(yàn)用天絲小卷采用并條機(jī)—條并卷聯(lián)合機(jī)工藝路線加工。為了達(dá)到天絲小卷定量64.62g/m的要求，同時為了防止生條在并條機(jī)牽伸過程中發(fā)生斷裂，設(shè)定梳棉生條定量17.8g/5m，并條機(jī)采用5根條子并和，總牽伸倍數(shù)5的加工工藝。條并卷聯(lián)合機(jī)采用26根條子并和，總牽伸倍數(shù)1.432的加工工藝，為了防止臺面纖維網(wǎng)斷裂，臺面張力牽伸倍數(shù)小于1。

3.2試驗(yàn)方案

天絲短纖精梳加工應(yīng)在保證天絲精梳低落纖率的基礎(chǔ)上，獲得較好的精梳質(zhì)量。天絲纖維長度較長，在精梳過程中分離羅拉輸出纖維網(wǎng)易出現(xiàn)橫條彎鉤現(xiàn)象，落棉隔距、曲柄半徑對精梳落纖率有影響，同時也影響分離羅拉輸出纖維網(wǎng)的質(zhì)量，車速通常影響生產(chǎn)質(zhì)量及生產(chǎn)效率。為了確切判斷上述精梳工藝對精梳質(zhì)量的影響規(guī)律，優(yōu)選出合適的參數(shù)值，因此設(shè)定如表4所示的試驗(yàn)方案。

在原料、紡紗工藝流程及紡紗專件不變的情況下，在同一臺精梳機(jī)上采用不同的車速、落棉隔距、曲柄半徑分別進(jìn)行精梳試驗(yàn)（其他精梳關(guān)鍵工藝參數(shù)設(shè)定如表3），對精梳質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行測試、分析、對比，優(yōu)選出適合天絲短纖精梳加工的工藝值。

3.3質(zhì)量指標(biāo)及測試儀器

AFISPRO2單纖維測試儀：測試精梳條中的總棉結(jié)數(shù)、纖維棉結(jié)數(shù)、籽棉棉結(jié)數(shù)、總雜質(zhì)、上四分位長度;20mm以下短絨率;USTERME100條干均勻度測試儀：精梳條條干均勻度;電子天平：落纖率。

4結(jié)果與分析

4.1精梳質(zhì)量指標(biāo)分析

不同試驗(yàn)方案的質(zhì)量指標(biāo)測試結(jié)果如表5所示。精梳加工試驗(yàn)在筆者所在學(xué)院實(shí)驗(yàn)室精梳機(jī)臺上完成，實(shí)驗(yàn)室溫濕度控制能力劣于棉紡企業(yè)，因此可能造成精梳制品質(zhì)量指標(biāo)差于相應(yīng)條件下的企業(yè)制品質(zhì)量指標(biāo)現(xiàn)象。

由表5可知，車速相同的情況下，不論曲柄半徑如何變化，隨著落棉隔距的增加，落纖率增大，精梳條的條干CV值變小，精梳條的總雜質(zhì)個數(shù)、棉結(jié)個數(shù)減少，精梳條的短絨含量降低，上四分位長度變長。說明落棉隔距越大，精梳條的條干均勻度越好，精梳條的含雜越少、短絨越少。在上述試驗(yàn)方案下，落纖率最大值為5.07%，滿足天絲精梳低落纖率的要求。因此，落棉隔距可適當(dāng)選擇較大的數(shù)值，來滿足更高的質(zhì)量要求。

車速、落棉隔距相同，曲柄半徑增大，落纖率增大，精梳條條干CV值相近，精梳條的總雜質(zhì)和總棉結(jié)數(shù)增多，精梳條的短絨含量降低、上四分位長度變長。曲柄半徑增大后，鉗板的擺動動程增大，擺動加速度增大，鉗板振動增加[12-13]，因此，造成精梳落纖率增大的同時精梳條結(jié)雜增多?？芍旖z精梳時，選擇較短的曲柄半徑，即可以保證較低的落纖率，同時又提高精梳質(zhì)量。

落棉隔距，曲柄半徑相同，車速提高，精梳落纖率稍有降低，精梳條總雜質(zhì)和總棉結(jié)數(shù)增多，精梳條短絨含量增多，天絲短纖的精梳質(zhì)量下降，因此，在滿足產(chǎn)量要求的前提下，精梳機(jī)車速可適當(dāng)降低。

4.2精梳纖維網(wǎng)質(zhì)量分析

天絲小卷纖維平均長度較長，精梳原料纖維較長時，分離羅拉輸出纖維網(wǎng)易出現(xiàn)“魚鱗斑”，橫條彎鉤現(xiàn)象，上述試驗(yàn)方案1、方案3、方案5的分離羅拉輸出的纖維網(wǎng)如圖1所示。

由圖1可知，天絲精梳分離羅拉輸出纖維網(wǎng)存在輕微橫條彎鉤現(xiàn)象，這與原料纖維的長度、特性有關(guān)。方案1的纖維網(wǎng)彎鉤現(xiàn)象重于方案3，說明曲柄半徑長度對輸出纖維網(wǎng)彎鉤有影響，曲柄半徑越短，纖維網(wǎng)彎鉤現(xiàn)象越重;方案5的分離羅拉輸出纖維網(wǎng)彎鉤現(xiàn)象最不明顯，說明落棉隔距對纖維網(wǎng)彎鉤的影響程度較大，落棉隔距變大時，纖維網(wǎng)橫條彎鉤現(xiàn)象顯著改善。天絲短纖精梳纖維網(wǎng)雖有彎鉤，但現(xiàn)象并不嚴(yán)重，而且通過精梳制品的質(zhì)量指標(biāo)測試結(jié)果可知，彎鉤并沒有對精梳質(zhì)量造成顯著影響，因此在天絲精梳工藝選擇時，可選擇較短的曲柄半徑，較大的落棉隔距及較低的車速。

5結(jié)論

生產(chǎn)企業(yè)的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，采用棉紡體系加工天絲短纖，普梳天絲短纖紗的混紡織物在后整理過程中出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象，而精梳天絲短纖紗的混紡織物起皺現(xiàn)象顯著改善且織物染色性能好，光澤亮度高。對天絲短纖的棉紡精梳工藝進(jìn)行了理論分析與試驗(yàn)研究，結(jié)論如下。

a）天絲短纖纖維長度長，整齊度好，摩擦系數(shù)大，在精梳過程中易出現(xiàn)牽伸不開、分離羅拉輸出纖網(wǎng)破洞、纖維網(wǎng)橫條彎鉤、可紡纖維流失等現(xiàn)象。

b）在保證天絲精梳低落纖率的基礎(chǔ)上，為了獲得較好的精梳質(zhì)量，精梳工藝應(yīng)采用較小的小卷定量，較淺的頂梳插入深度，較稀的錫林齒密，較早的分離羅拉順轉(zhuǎn)定時，前進(jìn)給棉、短給棉，較短的曲柄半徑，較低的車速，較大的落棉隔距。

c）天絲短纖棉紡精梳過程中分離羅拉輸出纖維網(wǎng)有橫條彎鉤現(xiàn)象，落棉隔距放大，曲柄半徑增大時，可改善纖維網(wǎng)橫條彎鉤現(xiàn)象，精梳纖維網(wǎng)的橫條彎鉤現(xiàn)象對最終精梳制品的質(zhì)量無顯著影響。

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