羽毛蛋白纖維賽絡(luò)集聚混紡紗的工藝設(shè)計

朱 丹 黃仲麗 陳紅霞 李秋紅

（1.河南省紡織產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，河南鄭州，450042；2.河南平棉紡織集團(tuán)股份有限公司，河南平頂山，467000；3.國家棉花及紡織服裝產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測中心，河南鄭州，450042）

羽毛蛋白纖維是利用動物羽毛的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)和物理特性而制成的新型再生蛋白質(zhì)纖維素纖維［1］。纖維體感舒適，吸放濕性能好，防紫外線，日曬色牢度好，上色鮮艷，紡制的紗線具有良好的耐磨、抗皺性能以及絲般的光澤。

本研究綜合利用棉纖維和羽毛蛋白纖維的性能特點(diǎn)，通過采取相應(yīng)的技術(shù)措施，成功紡制出棉/羽毛蛋白纖維50/50 18.4 tex 賽絡(luò)集聚紗，增加了產(chǎn)品附加值。

1 原料主要性能

所紡制紗線主要用于高檔織物，要求紗線條干均勻，棉結(jié)雜質(zhì)少。選用主體品級2.0 級的優(yōu)質(zhì)新疆細(xì)絨棉，纖維色澤乳白，長度較長，整齊度較好，主體長度29 mm，品質(zhì)長度31 mm，細(xì)度1.77 dtex，斷裂比強(qiáng)度30 cN/tex，16 mm 以下短絨率9.2%，纖維成熟度適中，馬克隆值4.1，所含雜質(zhì)疵點(diǎn)較少。羽毛蛋白纖維規(guī)格1.28 dtex×38 mm，單纖維斷裂強(qiáng)度4.9 cN/dtex，質(zhì)量比電阻4.2×108Ω·g/cm2。

2 紡紗工藝流程

為提高纖維抱合力，增加羽毛蛋白纖維的可紡性，保證紡紗順利生產(chǎn)，羽毛蛋白纖維在清棉圓盤按照70%羽毛蛋白纖維加30%棉纖維的比例進(jìn)行投料，將紡制出的混紡生條與精梳棉條在并條工序進(jìn)行并合，這樣既保證了羽毛蛋白纖維的可紡性能和產(chǎn)品質(zhì)量，同時也能保證混紡比準(zhǔn)確。具體工藝流程如下。

（70% 羽毛蛋白纖維+30% 棉纖維）：FA002A 型自動抓棉機(jī)→ZFA1130 型單軸流開棉機(jī)（配FA051A 型凝棉器）→FA022 型多倉混棉機(jī)→FA106A 型開棉機(jī)（配FA051A 型凝棉器）→FA046A 型振動棉箱給棉機(jī)（配FA051A 型凝棉器）→A076 型成卷機(jī)→FA224A 型梳棉機(jī)→FA317 型并條機(jī)

棉纖維：JWF1012 型往復(fù)式抓棉機(jī)→TF27型橋式吸鐵機(jī)→TF45A 型重物分離機(jī)→ZFA113C 型單軸流開棉機(jī)（FA051A 型凝棉器）→FA028C-160 型多倉混棉機(jī)→JWF1124 型精開棉機(jī)×2→ZF1062 型異纖分離機(jī)→FA151 型微除塵機(jī)→JWF1204A 型梳棉機(jī)→FA317 型并條機(jī)→JSFA306A 型條并卷機(jī)→JSFA588 型精梳機(jī)

（羽毛蛋白纖維棉預(yù)并條+精梳棉條）：FA316 型并條機(jī)（三道）→JWF1415 型粗紗機(jī)→BS516 型細(xì)紗機(jī)→SAVIO 自動絡(luò)筒機(jī)→成包入庫

3 紡紗工藝參數(shù)及技術(shù)措施

針對羽毛蛋白纖維表面光滑、蓬松、抱合力差、容易產(chǎn)生靜電纏繞黏附機(jī)件等纖維特性，我們在生產(chǎn)中主要采取了以下措施。

3.1 纖維預(yù)處理

羽毛蛋白纖維具有柔軟、光滑、蓬松和易產(chǎn)生靜電的特點(diǎn)，為了確保其良好的可紡性，必須先對羽毛蛋白纖維原料進(jìn)行防靜電和加濕處理，再放置4 h 后方可上機(jī)。

3.2 開清棉工藝

羽毛蛋白纖維的質(zhì)量比電阻較大，容易積聚靜電，為防止紡紗過程中黏附機(jī)件，車間相對濕度控制在70%左右。為提高纖維抱合力，增加可紡性，按照70%羽毛蛋白纖維+30%棉進(jìn)行投料。在開清棉工序貫徹“多松少打，盡量少落”的工藝原則。抓棉機(jī)要少抓、勤抓，適當(dāng)降低各機(jī)打手速度，減少纖維損傷。FA106A 型開棉機(jī)采用梳針打手，以減少纖維損傷和短絨的產(chǎn)生；拆除開棉機(jī)前兩組塵棒，換為密封板以控制落棉率，提高制成率；適當(dāng)收緊塵棒間隔距，使原料中的少量束絲早落。采用凹凸防黏羅拉，增大緊壓羅拉壓力，同時喂入6 根～8 根純棉粗紗，防止黏卷。羽毛蛋白纖維棉混紡卷要用包卷布包好以防止水分散失和油劑揮發(fā)［2］。開清棉工序主要工藝參數(shù)：FA002A型抓棉機(jī)打手速度720 r/min，F(xiàn)A106A 型開棉機(jī)梳針打手速度480 r/min，羽毛蛋白纖維棉混紡卷干重400 g/m，成卷羅拉轉(zhuǎn)速12 r/min。

3.3 梳棉工藝

由于羽毛蛋白纖維表面光滑、抱合力差，容易出現(xiàn)剝棉不易轉(zhuǎn)移、棉卷下墜或棉網(wǎng)飄頭、爛邊、機(jī)前容易斷條等問題，因此遵循“柔和梳理，順利轉(zhuǎn)移，輕定量，低速度，中隔距”的工藝原則，針對生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問題采取以下措施。

（1）針對成網(wǎng)困難，棉網(wǎng)易出現(xiàn)飄頭、落網(wǎng)現(xiàn)象，加裝導(dǎo)棉膠圈裝置，使羅拉輸出的棉網(wǎng)轉(zhuǎn)移并集束成網(wǎng)。適當(dāng)降低生條定量、棉網(wǎng)張力和牽伸倍數(shù)，有利于改善生條條干水平。適當(dāng)降低錫林、道夫和刺輥的速度，可減少纖維損傷，保證纖維順利轉(zhuǎn)移［3］。

（2）在羽毛蛋白纖維的紡紗過程中，梳棉工序的溫濕度控制特別重要。相對濕度小時，易出現(xiàn)靜電吸附、飄網(wǎng)和黏附導(dǎo)棉膠圈等現(xiàn)象，甚至難以生頭。梳棉工序較為有利的溫濕度控制范圍：相對濕度60%～65%，溫度25 ℃～28 ℃。

（3）加強(qiáng)值車工的巡回工作，及時發(fā)現(xiàn)和處理機(jī)后黏卷，防止生條重量不勻率的惡化。

（4）合理調(diào)整分梳和轉(zhuǎn)移隔距，做到錫林道夫不纏繞、不搓揉，保持纖維在棉網(wǎng)中具有良好的伸直平行狀態(tài)。

（5）在棉網(wǎng)質(zhì)量達(dá)到內(nèi)控指標(biāo)要求的前提下，盡量少出蓋板花，以節(jié)約原料成本。

梳棉工序主要工藝參數(shù)：給棉板刺輥隔距0.30 mm，錫林刺輥隔距0.18 mm，錫林道夫隔距0.10 mm，錫林蓋板隔距0.25 mm、0.23 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.23 mm；錫 林 速 度330 r/min，刺輥速度810 r/min，蓋板速度160 mm/min，出條速度70 m/min，生條干定量19.5 g/5 m。

3.4 并條工藝

并條工序以提高纖維平行伸直度、降低重量不勻?yàn)橹攸c(diǎn)，采取“輕定量，慢速度，防纏繞，重加壓，大隔距，預(yù)并大后區(qū)牽伸，末并小后區(qū)牽伸，小喇叭口”的工藝原則。羽毛蛋白纖維長度長、彈性好、整齊度好，但是立體卷曲少、抱合力差、放濕快，生產(chǎn)中靜電現(xiàn)象嚴(yán)重，易纏繞羅拉和膠輥。因此，車間相對濕度宜偏大掌握（65%～70%），同時選用防靜電膠輥；采用“重加壓，大隔距”工藝，可保證握持力與牽伸力相適應(yīng)。為提高成紗質(zhì)量，防止生產(chǎn)中因混和不勻出現(xiàn)色差，采取以下工藝措施。

（1）為了改善熟條重量不勻率，同時利于混紡比準(zhǔn)確，首先在預(yù)并工序采用6 根羽毛蛋白纖維棉混紡生條并合，同時選用大后區(qū)牽伸，有利于后彎鉤纖維伸直，使纖維具有較好的伸直平行度；再采用制成的5 根羽毛蛋白纖維棉預(yù)并條（干定量20.0 g/5 m）和2 根精梳棉條（考慮紡紗質(zhì)量和成本，精梳工序精梳落棉率控制在18%，精梳棉條干定量20.0 g/5 m）進(jìn)行三道混并，二道、末道混并均為6 根并合，末并采用小后區(qū)牽伸，有利于熟條伸直平行度的改善和條干均勻度的提高。

（2）由于羽毛蛋白纖維較光滑，靜電效應(yīng)明顯，纖維間抱合力差，同時精梳棉條的纖維伸直平行度較好，經(jīng)預(yù)并和三道混并并合工藝后，纖維間得到充分混和和平行伸直，但熟條易熟爛和發(fā)毛。熟條定長落筒后，均用塑料薄膜罩住熟條，一是防止運(yùn)輸中碰擦發(fā)毛，二是防止纖維散濕和油劑揮發(fā)，影響可紡性。

（3）由于羽毛蛋白纖維比棉纖維長，適當(dāng)放大羅拉隔距可改善并條條干均勻度。

并條工序主要工藝參數(shù)見表1。經(jīng)實(shí)測，熟條條干CV2.85%，重量不勻率0.8%。

表1 并條主要工藝參數(shù)配置

3.5 粗紗工藝

JWF1415 型粗紗機(jī)采用四羅拉雙短膠圈牽伸。該工序采取“輕定量，慢速度，重加壓，大隔距，較小后區(qū)牽伸，較大粗紗捻系數(shù)，粗紗小張力，適當(dāng)鉗口隔距”的工藝原則。由于細(xì)紗工序采用賽絡(luò)集聚紡，可適當(dāng)降低粗紗定量，減少細(xì)紗牽伸力，提高成紗條干均勻度；增加粗紗捻系數(shù)可有效防止因粗紗意外伸長產(chǎn)生細(xì)節(jié)及粗紗單根斷裂影響成紗質(zhì)量的問題。采用小卷裝，并結(jié)合較大軸向卷繞密度、粗紗小張力、良好的假捻效果、較大的粗紗捻系數(shù)，增強(qiáng)了紗條中纖維間的抱合力，增加了紗條緊密度和光潔度，減少了粗紗卷繞退繞過程因意外伸長產(chǎn)生的細(xì)節(jié)、斷頭，可防止粗紗條干惡化?！爸丶訅?，大隔距，較小后區(qū)牽伸，適當(dāng)鉗口”工藝，可保證纖維正常牽伸，防止出現(xiàn)因牽伸不開造成的長粗節(jié)疵點(diǎn)，同時有利于改善粗紗條干均勻度；由于熟條抱合力差，機(jī)后易劈條，生產(chǎn)上必須加強(qiáng)巡回，嚴(yán)防熟條起毛。車間相對濕度控制在65%～70%，溫度控制在25 ℃～28 ℃。

粗紗工序主要工藝參數(shù)：粗紗定量3.6 g/10 m，羅拉隔距9 mm×28 mm×35 mm，總牽伸8.056 倍，后區(qū)牽伸1.19 倍，捻系數(shù)76，錠翼速度750 r/min，鉗口隔距4.0 mm。經(jīng)實(shí)測，粗紗條干CV4.5%，重量不勻率1.2%。

3.6 細(xì)紗工藝

細(xì)紗工序采用賽絡(luò)集聚紡工藝，使紗線結(jié)構(gòu)緊密、強(qiáng)力高、條干好、毛羽少、抗起毛起球性能好。偏小設(shè)計前區(qū)羅拉隔距，減小纖維浮游區(qū)；增大后區(qū)羅拉隔距，減小后區(qū)牽伸，有效控制纖維運(yùn)動，防止粗紗捻度重新分布，有利于紗線條干的改善。使用新型碳纖加寬上銷和曲面下銷，加強(qiáng)了對前區(qū)摩擦力界的控制，改善了紗線條干并提高了強(qiáng)力。前膠輥選用高彈性、低硬度免處理膠輥，有利于提高握持力，避免出現(xiàn)粗紗牽伸不開出“硬頭”現(xiàn)象。采用集聚紡專用鋼絲圈，減少紗線毛羽和斷頭。負(fù)壓管負(fù)壓的大小是影響集聚紡紗線質(zhì)量的重要因素，在生產(chǎn)中必須及時清理風(fēng)箱積花，保持負(fù)壓穩(wěn)定［4］。須條在負(fù)壓管上的運(yùn)動狀態(tài)會顯著影響紗線條干。在實(shí)際生產(chǎn)中，因搖架壓力過大、靜電積聚、膠輥表面不良、負(fù)壓管負(fù)壓偏小等因素造成須條在羅拉與負(fù)壓管間的“無控制區(qū)”發(fā)生下墜或左右歪斜的現(xiàn)象。因此，集聚紡搖架壓力應(yīng)適當(dāng)偏小掌握，防止靜電積聚，保持羅拉、膠輥表面光潔，防止黏纏，保持負(fù)壓管負(fù)壓正常；選用合理目數(shù)的網(wǎng)格圈，保證成紗質(zhì)量穩(wěn)定；同時，加強(qiáng)操作管理和值車工巡回檢查，防止網(wǎng)格圈堵塞和因單根粗紗斷裂造成單股紡紗的情況。

細(xì)紗工序主要工藝參數(shù)：羅拉隔距17.5 mm×30 mm，總牽伸41.570 倍，后區(qū)牽伸1.2 倍，捻系數(shù)382，錠速12 000 r/min，膠輥邵爾A 硬度65 度，網(wǎng)格圈目數(shù)140 目/2.54 cm，鋼領(lǐng)型號PG1 4254，鋼絲圈型號EMgC 2/0。

3.7 絡(luò)筒工藝

為保證后道工序順利退繞而不出現(xiàn)脫圈筒和松芯筒，筒子卷繞張力要穩(wěn)定，筒子密度要均勻一致、成形良好，結(jié)頭外觀和強(qiáng)力指標(biāo)符合成紗質(zhì)量要求；絡(luò)筒采用金屬槽筒，保證紗線通道光潔。適當(dāng)降低絡(luò)筒速度，控制在800 m/min 左右，小張力可避免毛羽惡化。使用空氣捻接器，捻接結(jié)頭強(qiáng)力達(dá)到原紗強(qiáng)力的85%以上，結(jié)頭外觀光潔，粗細(xì)均勻。配備洛菲電子清紗器，設(shè)計合適的清紗參數(shù)，保證切除有害紗疵的同時盡量避免過度切疵造成結(jié)頭增加，從而影響織機(jī)效率和布面效果。電子清紗器主要參數(shù)：棉結(jié)5.0 倍，短粗節(jié)2.0 倍×1.3 cm，長粗節(jié)1.2 倍×25 cm，長 細(xì)節(jié)-40%×20 cm。

4 成紗質(zhì)量指標(biāo)

紡制的棉/羽毛蛋白纖維50/50 18.4 tex 賽絡(luò)集聚紗性能指標(biāo)：條干CV10.8%，-50%細(xì)節(jié)0 個/km，+50% 粗 節(jié)15 個/km，+200% 棉 結(jié)21 個/km，斷 裂 強(qiáng) 度14.5 cN/tex，強(qiáng) 力CV6.8%，毛羽H值4.0。成紗質(zhì)量達(dá)到了較好的質(zhì)量水平，各項指標(biāo)能夠滿足用戶的使用要求。

5 結(jié)語

在羽毛蛋白纖維與棉纖維混紡紗的生產(chǎn)中，由于羽毛蛋白纖維抱合力差，在紡紗時容易起靜電，需加入一定量的抗靜電劑并進(jìn)行加濕預(yù)處理，同時控制好各車間溫濕度。為了進(jìn)一步提高羽毛蛋白纖維的可紡性，在清棉工序按照70%羽毛蛋白纖維加30%棉纖維的比例進(jìn)行投料；梳棉工序加裝導(dǎo)棉膠圈裝置，確保均勻成卷，防止黏層，保證梳理充分、轉(zhuǎn)移良好、出網(wǎng)清晰、成條順利；并條工序采用“輕定量，大隔距，小后區(qū)牽伸”工藝原則，確?；旒彵葴?zhǔn)確、并合牽伸充分；粗紗工序采取“輕定量，慢速度，大隔距，較小后區(qū)牽伸，較大粗紗捻系數(shù)，小張力”的工藝原則，防止粗紗意外伸長；細(xì)紗工序采用賽絡(luò)集聚紡工藝，以減少成紗毛羽和提高成紗條干水平；絡(luò)筒工序設(shè)置合理電子清紗器參數(shù)，減少毛羽，并解決筒子成形問題。最終順利紡制出滿足質(zhì)量要求的羽毛蛋白纖維混紡紗。