在棉紡設(shè)備上生產(chǎn)絹絲14.6 tex 紗的工藝實踐

李向東

（德州華源生態(tài)科技有限公司，山東德州，253000）

絹絲是蛋白質(zhì)纖維，絹絲面料具有冰涼透氣、吸濕性好，成衣不易皺、不易起球，手感細(xì)膩，光澤性好等優(yōu)點。由于絹絲表面比較光滑，纖維之間抱合力差，在紡紗過程中易起靜電，可紡性較差。在傳統(tǒng)的棉紡設(shè)備上很難生產(chǎn)高比例的絹絲紗線，通常與棉、莫代爾或萊賽爾等纖維素纖維混紡，以改善其可紡性，一般情況下絹絲的混紡比不超過30%。我公司與有關(guān)企業(yè)共同合作，使用絹絲切斷短纖維，通過采取一系列工藝優(yōu)化和技術(shù)措施在傳統(tǒng)棉紡設(shè)備上成功開發(fā)了純絹絲紗，且已成功投入批量生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定，受到了下游用戶的好評。本研究對具體實踐進(jìn)行總結(jié)，介紹如下。

1 原料特性與紡紗工藝流程

1.1 原料特性分析

我們此次使用的是未脫膠絹絲。絲膠是蠶絲表面的膠狀水溶性球狀蛋白質(zhì)，絲膠中側(cè)基帶羥基的氨基酸含量較高，如絲氨酸約占34%，蘇氨酸約占9%，二羥基和二氨基氨基酸的含量均比絲素中的含量高，因此絲膠的吸濕性和水溶性明顯高于絲素。未脫膠絹絲最大程度地保留了對人體有益的蛋白質(zhì)，同時提高了纖維吸濕透氣性，提高了紡紗性能以及終端產(chǎn)品的服用性能。經(jīng)過原料廠家不斷試驗，對絹絲纖維進(jìn)行更新迭代，未脫膠絹絲也在一定程度上保留了脫膠絹絲亮麗的光澤和滑爽的手感。脫膠絹絲與未脫膠絹絲纖維指標(biāo)對比見表1。

從表1 中的指標(biāo)對比可以看出，未脫膠絹絲纖維中的棉結(jié)和短絨率較高。采用普通棉紡工藝流程紡絹絲14.6 tex 紗，需抓住關(guān)鍵工藝點，以保證順利生產(chǎn)。

1.2 紡紗工藝流程

FA002D 型抓棉機(jī)→A035 型混開棉機(jī)→FA106B 型開棉機(jī)→JWF1204A 型梳棉機(jī)→FA320 型并條機(jī)→TD10 型并條機(jī)→TJFA457A型粗紗機(jī)→FA506 型細(xì)紗機(jī)→№21C 型絡(luò)筒機(jī)

2 紡紗過程關(guān)鍵工藝點

2.1 絹絲纖維養(yǎng)生預(yù)處理

紡絹絲纖維容易出現(xiàn)靜電大、成條困難等問題。在生產(chǎn)前需要對絹絲纖維噴灑輔助油劑進(jìn)行養(yǎng)生預(yù)處理，常用的輔助油劑有散電靈、抗靜電劑、合毛油、甘油等，為驗證不同油劑的保濕效果，我們對不同油劑分組進(jìn)行了對比試驗。試驗方法：在等量的水中分別加入油劑，加入各油劑比例相近，分別均勻噴灑到絹絲纖維中，平衡一定時間后進(jìn)行回潮率測試。幾種油劑處理后絹絲纖維的回潮率測試結(jié)果見表2。

表2 幾種油劑處理后絹絲纖維回潮率測試對比

從表2 測試結(jié)果對比來看，抗靜電劑的保濕效果較好，后續(xù)生產(chǎn)中我們選用抗靜電劑對絹絲原料進(jìn)行預(yù)處理?？轨o電劑具有不黏稠、熱穩(wěn)定性好、耐堿不易離解等特點，有著優(yōu)異的防靜電性能，且不含任何有機(jī)硅成分。將稀釋后的抗靜電劑采用人工方法均勻噴灑在絹絲原料上，對噴灑后絹絲原料用塑料薄膜封存平衡一定時間，控制好環(huán)境溫濕度（溫度22 ℃，相對濕度70%以上）。

2.2 梳棉柔性梳理

梳棉工序采用“慢速度，小張力”的工藝原則。適當(dāng)降低刺輥和道夫速度，增大錫林與刺輥表面速比，并適當(dāng)加大錫林與蓋板間隔距。錫林至道夫轉(zhuǎn)移率要大，減少纖維充塞，增加梳理轉(zhuǎn)移，減少棉結(jié)和短絨。在試制過程中，選用雙齒錫林針布進(jìn)行試驗。

雙齒針布更易于托持纖維，使纖維停留在齒尖位置，提高了梳理效果，同時提高了錫林至道夫間的轉(zhuǎn)移效率。齒背采用駝峰結(jié)構(gòu)設(shè)計，駝峰的設(shè)計結(jié)構(gòu)提高了纖維末端拋離錫林針布表面的高度，保證了纖維能被蓋板針布抓取，長纖維得到充分分梳，從而提高纖維的一次性分梳效果，減少纖維損傷［1］。雙齒針布的齒形如圖1 所示。

圖1 雙齒錫林針布

為了驗證雙齒錫林針布對成紗質(zhì)量的影響，我們進(jìn)行了單嘜試紡對比。雙齒錫林針布、進(jìn)口針布及國產(chǎn)某針布的配置對比見表3。

表3 梳棉針布型號配置對比

在表3 梳棉針布配置條件下，采用相同工藝進(jìn)行試驗：錫林速度300 r/min，刺輥速度609 r/min，蓋板速度150 mm/min，出條速度60 m/min，錫林與蓋板隔距0.25 mm、0.23 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.20 mm。試驗結(jié)果見表4。

通過對比結(jié)果可知，雙齒錫林針布好于其他兩種針布，但是成紗棉結(jié)仍然偏高，于是我們對梳棉工藝參數(shù)繼續(xù)優(yōu)化。目測生條黑板棉結(jié)得到了明顯改善，工藝優(yōu)化前后質(zhì)量對比見表5，生條棉結(jié)實物對比如圖2 所示。可以看出，無論是質(zhì)量指標(biāo)還是實物對比圖，優(yōu)化后的均較好。

表4 不同梳棉針布配置紡紗質(zhì)量指標(biāo)對比

表5 梳棉工藝優(yōu)化前后質(zhì)量指標(biāo)對比

圖2 梳棉工藝優(yōu)化前后生條棉結(jié)實物對比

2.3 并條羅拉加壓優(yōu)化

并條末道采用TD10 型并條機(jī)可以實現(xiàn)高速化后的品質(zhì)穩(wěn)定。該并條機(jī)牽伸形式為三下四上牽伸，可以根據(jù)不同纖維自動優(yōu)化后區(qū)牽伸倍數(shù)，自動確定輸入羅拉和中間羅拉之間的最佳預(yù)牽伸，同時采用氣動搖架加壓，實際的壓力更加精準(zhǔn)，也便于壓力的隨機(jī)調(diào)節(jié)。結(jié)合氣動加壓的特點，通過多組試驗對比，降低后羅拉和前羅拉的加壓，適當(dāng)增大中羅拉加壓，有利于對牽伸區(qū)內(nèi)短纖維的控制，成紗指標(biāo)水平有較大幅度的提高。具體優(yōu)化方案和質(zhì)量指標(biāo)對比見表6。

表6 優(yōu)化并條羅拉加壓試驗方案及質(zhì)量指標(biāo)對比

2.4 并條膠輥優(yōu)選

目前我公司使用的并條機(jī)車速可達(dá)500 m/min 以上。并條實現(xiàn)高速化后，要求并條膠輥彈性恢復(fù)快、熱變形小，膠輥表面應(yīng)具有耐磨性好、抗繞性優(yōu)良等特點。

普通并條膠輥使用周期短、磨損快，特別是經(jīng)過復(fù)合涂料處理的膠輥，涂層很容易磨損，易產(chǎn)生帶花、繞花現(xiàn)象。同時，還會經(jīng)常出現(xiàn)個別新膠輥彎曲、跳動等問題，容易引起機(jī)械波，影響并條質(zhì)量。石墨烯膠輥是針對并條機(jī)開發(fā)的一款新型防靜電膠輥，可用于對防靜電性能要求比較高的產(chǎn)品使用。

普通的膠輥防靜電性能一般，在紡某些特殊品種時易發(fā)生纖維纏繞現(xiàn)象，通常在橡膠配方中添加抗靜電劑?？轨o電劑多為液體，在低硬度膠輥配方中可以大量添加，但在做前紡并條、粗紗膠輥時，由于膠輥的硬度高，所以抗靜電劑的使用量受到了限制。石墨烯材料恰恰滿足了這方面的要求。在設(shè)計高硬度膠輥時，需要增加石墨烯的用量。硬度越高，石墨烯摻用量越大，導(dǎo)電性能越好。因此防靜電性和耐磨性都顯著提高，適應(yīng)了并條工序高速、高產(chǎn)、質(zhì)量穩(wěn)定的需求。

在絹絲品種生產(chǎn)過程中，使用普通膠輥時，纖維纏繞現(xiàn)象非常嚴(yán)重，導(dǎo)致無法正常成條。更換石墨烯膠輥后，纖維纏繞現(xiàn)象基本解決。為了保證石墨烯膠輥始終保持良好的性能，需要定期對膠輥進(jìn)行人工擦拭，去除膠輥表面黏附的油劑和雜質(zhì)，保證膠輥對絹絲纖維優(yōu)良的握持，使紗線條干指標(biāo)穩(wěn)定。

2.5 鋼領(lǐng)和鋼絲圈配置

為提高絹絲品種在細(xì)紗的可紡性，降低細(xì)紗斷頭率，提高細(xì)紗錠速，我們采用國產(chǎn)高精度軸承鋼鋼領(lǐng)和自潤滑TP 鋼絲圈［2］。TP 鋼絲圈在適應(yīng)高速紡紗、延長使用壽命方面具有良好的性能表現(xiàn)，可有效降低對鋼領(lǐng)的磨損。表面采用化學(xué)復(fù)合鍍處理技術(shù)，具有耐磨、自潤滑、使用壽命長等特點，紡紗過程中可減少對紗線刮擦造成的疵點，尤其對棉結(jié)和毛羽指標(biāo)改善明顯［3］。細(xì)紗鋼領(lǐng)型號為PG14054 型，鋼絲圈采用自潤滑低弓型6/0鋼絲圈。通過以上調(diào)整，細(xì)紗紡絹絲14.6 tex 品種錠速由9 000 r/min 提高到了13 000 r/min，斷頭無明顯增加，且+200%棉結(jié)降低了15%。

2.6 環(huán)境溫濕度的控制

為提高絹絲可紡性能，減少靜電以及飛花問題，車間相對濕度較其他棉紡品種要高出約10 個百分點，尤其是前紡工序，相對濕度不能低于70%。生產(chǎn)中，可根據(jù)紡紗實際情況，在設(shè)備機(jī)臺附近采用人工加濕的方法，提高此品種周圍的相對濕度。相對濕度的提高，既能減弱絹絲纖維牽伸過程中的靜電現(xiàn)象，同時也減輕了短絨飛花問題，降低了值車工對機(jī)臺清潔的頻次。

3 成紗質(zhì)量指標(biāo)與使用效果

通過技術(shù)人員的不斷攻關(guān)，我們在棉紡設(shè)備上成功紡制了絹絲14.6 tex 紗，并批量生產(chǎn)，不但成紗質(zhì)量指標(biāo)能夠滿足用戶要求，在織造工序使用中生產(chǎn)效率也比較高，紗線品質(zhì)得到了用戶的認(rèn)可。絹絲14.6 tex 紗質(zhì)量指標(biāo)：條干CV值17.66%，CVb1.82%，-50% 細(xì) 節(jié)51 個/km，+50%粗節(jié)102 個/km，+200%棉結(jié)266 個/km，平均強力174.2 cN，最小強力142.4 cN，單紗強力CV值12.2%，斷裂強度11.8 cN/tex，斷裂伸長率8.5%，斷裂伸長CV值10.7%，3 mm 毛羽1.27 根/m。

本產(chǎn)品使用的原料為未脫膠絹絲，由于包裹在絲膠內(nèi)的絲素纖維表面可分裂成茸毛，產(chǎn)品在精煉、染色過程中受到化學(xué)以及物理的作用，易使絲膠溶失過多而損失絲素，造成茸毛顯露，出現(xiàn)類似原纖化的問題［4］，如圖3 所示。所以，在后道染色整理過程中，工藝、設(shè)備、操作等方面要特別注意對絹絲纖維造成的損傷，應(yīng)最大程度地保護(hù)纖維，以達(dá)到最佳的使用效果。

圖3 絹絲纖維原纖化現(xiàn)象

4 結(jié)語

為了提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，我公司結(jié)合市場需求，特別注重紗線新品的開發(fā)，尤其是非棉品種。我公司的技術(shù)人員通過對絹絲纖維預(yù)處理，優(yōu)化梳棉工藝和針布配置，合理并條羅拉加壓，采用石墨烯膠輥，采用國產(chǎn)高精度軸承鋼鋼領(lǐng)和自潤滑鋼絲圈，提高各工序相對濕度，最終成功開發(fā)了絹絲14.6 tex 紗。該產(chǎn)品主要應(yīng)用于高檔時裝領(lǐng)域，避開了環(huán)錠紡常規(guī)品種同質(zhì)化競爭的現(xiàn)象，提高了紗線的產(chǎn)品附加值。