轉(zhuǎn)杯紡紡制高比例亞麻紗工藝研究

張 陽(yáng)李季媛陳紅霞楊建平郁崇文

（1.天津工業(yè)大學(xué)，天津，300387；2.河南平棉紡織集團(tuán)股份有限公司，河南平頂山，467000；3.東華大學(xué)，上海，201620）

亞麻纖維具有吸濕性好、散熱快、耐摩擦、抑菌保健等優(yōu)點(diǎn)，其產(chǎn)品具有良好的服用性能和外觀風(fēng)格，深受國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)和消費(fèi)者的青睞［1］。傳統(tǒng)亞麻紡紗通常采用的是濕法紡紗工藝，存在生產(chǎn)效率低、品種單一、質(zhì)量難以控制、原材料質(zhì)量要求較高、設(shè)備投入高、作業(yè)環(huán)境差等問(wèn)題，而棉紡系統(tǒng)可以很好地規(guī)避以上缺點(diǎn)［2］。但在亞麻紡紗加工過(guò)程中的落麻纖維長(zhǎng)度長(zhǎng)、長(zhǎng)度整齊度差、果膠和木質(zhì)素含量高、分裂度低、纖維粗硬、纖維抱合力差，難以直接投入棉紡系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)。因此，通過(guò)對(duì)亞麻落麻纖維進(jìn)行精細(xì)化改性，使其分裂度提高、纖維整齊度改善、剛性降低，從而適用于干法紡紗工藝［3］。

轉(zhuǎn)杯紡紗速度高、卷繞容量大、對(duì)低級(jí)棉和廢落棉有良好的適紡性。已有企業(yè)在轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)上紡出42.2 tex～295.3 tex的純亞麻紗。將亞麻落麻經(jīng)過(guò)精細(xì)化處理后，采用加工工序短、能耗大幅度降低［4］的轉(zhuǎn)杯紡工藝進(jìn)行紡紗，有助于亞麻纖維資源的充分利用及實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

1 紡紗纖維原料

所用亞麻落麻包括來(lái)自亞麻初加工的落麻（二粗）、長(zhǎng)麻生產(chǎn)加工過(guò)程中產(chǎn)生的落麻及其他下腳等，其長(zhǎng)度整齊度差、并絲率高，難以直接進(jìn)行紡紗加工。生產(chǎn)中，對(duì)亞麻落麻先進(jìn)行精細(xì)化預(yù)處理，即采用少量的NaOH等對(duì)亞麻纖維進(jìn)行煮練，進(jìn)一步去除部分膠質(zhì)，提高纖維質(zhì)量，可再用于紡紗加工?；旒徦妹蘩w維指標(biāo)：細(xì)度1.72 dtex，主體長(zhǎng)度29 mm，長(zhǎng)度CV 20.3%，短纖維率12.56%，斷裂強(qiáng)度3.0 cN/dtex，強(qiáng)度CV 27.6%，伸長(zhǎng)率11.3%。精細(xì)化處理前后的亞麻纖維性能如下所示。

2 紡紗工藝

2.1 紡紗工藝流程

考慮到亞麻纖維粗、硬，可紡性差，難以成網(wǎng)，因此，在純紡中采用清梳聯(lián)流程，梳棉加裝自調(diào)勻整裝置降低生條不勻。紡紗工藝路線：（給油加濕養(yǎng)生）→FA002A型抓棉機(jī)→FA022-6型多倉(cāng)混棉機(jī)→ZF1102A型開(kāi)棉機(jī)→JWF1204A型梳棉機(jī)（附JWF1171型喂棉箱）→FA317A型并條機(jī)（頭并）→RSB-D401型并條機(jī)（末并）→JDF1603型轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)。與純紡相比，為使纖維能充分混和，配比準(zhǔn)確，混紡產(chǎn)品紡制中僅在抓棉機(jī)前多一道稱重預(yù)混工序。

2.2 預(yù)處理

亞麻纖維經(jīng)精細(xì)化加工后若直接進(jìn)入開(kāi)松、梳理等工序，纖維易被拉斷，落麻、麻粒數(shù)增加，同時(shí)由于纖維剛度較大、短纖維較多等因素使得紗條毛羽、斷頭增加，條干不勻嚴(yán)重，從而降低成紗品質(zhì)［5］。因此，精細(xì)化亞麻纖維在紡紗前要進(jìn)行預(yù)處理，以改善纖維的柔軟度，提高其可紡性。實(shí)際生產(chǎn)中采用噴灑乳化液和燜包養(yǎng)生方法。預(yù)處理工藝：乳化劑2.5%，抗靜電劑0.5%，滲透劑1%，水96%，養(yǎng)生時(shí)間24 h。通過(guò)預(yù)處理使得纖維出倉(cāng)回潮率在20%左右［6］。

2.3 混紡紗預(yù)混和

為了保證精細(xì)化亞麻纖維和棉纖維混和均勻，對(duì)棉纖維和預(yù)處理后的亞麻纖維進(jìn)行預(yù)混和。受亞麻纖維較粗硬且短麻率高的影響，在紡紗過(guò)程中尤其是清梳工序，麻纖維散失較其他纖維多，根據(jù)前期生產(chǎn)麻產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合亞麻纖維測(cè)試指標(biāo)、設(shè)備狀態(tài)以及轉(zhuǎn)杯紡流程較短的特點(diǎn)，精細(xì)化亞麻纖維與棉纖維的干重混紡比例確定為60/40。按比例分別稱取精細(xì)化亞麻纖維和棉纖維，分散排列在圓盤抓棉機(jī)中抓取后打包，再將混和后的纖維進(jìn)入清梳工序流程生產(chǎn)?；旌秃蟮睦w維平均回潮率控制在15%左右。

2.4 清梳聯(lián)

經(jīng)過(guò)預(yù)處理的亞麻仍存在一定的并絲、硬條，同時(shí)由于亞麻纖維粗硬，所以在開(kāi)清工序中，需注意適量打擊，減少可能損傷麻纖維的握持打擊。由于對(duì)原料已經(jīng)進(jìn)行了預(yù)開(kāi)松混和，梳棉以前以混和纖維為主，并適度開(kāi)松，適當(dāng)降低打手速度，減少纖維損傷。開(kāi)清棉工序降低各單機(jī)打手轉(zhuǎn)速，以減少對(duì)纖維的損傷。清棉工藝參數(shù)：抓棉打手伸出肋條0 mm，保持小車運(yùn)轉(zhuǎn)率在90%以上；放大開(kāi)棉機(jī)塵棒間的隔距，抓棉機(jī)打手轉(zhuǎn)速降至820 r/min，開(kāi)棉機(jī)打手轉(zhuǎn)速480 r/min。由于亞麻纖維吸濕放濕快，濕強(qiáng)大于干強(qiáng)，為防止半制品回潮率偏低，車間溫濕度偏高掌握，溫度22℃～30℃，相對(duì)濕度70%左右。

亞麻纖維較為粗硬，梳棉工序要加強(qiáng)分梳，以提高纖維的整齊度和伸直平行度，并提高亞麻纖維的分裂度（細(xì)度），去除部分亞麻纖維的短絨和超長(zhǎng)纖維。為減少纖維損傷，刺輥轉(zhuǎn)速應(yīng)適當(dāng)降低，錫林轉(zhuǎn)速可適當(dāng)提高，加大錫林刺輥線速比，以保證梳理和纖維的轉(zhuǎn)移；亞麻纖維含雜少，蓋板速度適當(dāng)減慢；亞麻纖維無(wú)卷曲，抱合力差，采用較重的生條定量。純亞麻紗主要工藝參數(shù)：刺輥轉(zhuǎn)速810 r/min，錫林轉(zhuǎn)速360 r/min，蓋板速度195 mm/min，錫林至蓋板5點(diǎn)隔距0.25 mm、0.22 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.22 mm，刺輥至錫林隔距0.178 mm，錫林至道夫隔距0.127 mm，生條干定量24.0 g/5 m。為方便管理，亞麻棉混紡產(chǎn)品與純亞麻產(chǎn)品工藝基本相同，主要在刺輥和蓋板速度上略有不同，亞麻棉混紡產(chǎn)品刺輥轉(zhuǎn)速858 r/min，蓋板速度230 mm/min，其他各部隔距與紡棉時(shí)一樣。

2.5 并條

亞麻纖維長(zhǎng)度不勻大，纖維伸直差且抱合力小，為了保證纖維充分混和，改善條子結(jié)構(gòu)和降低成紗重量不勻率，并條采用兩道并合工藝，順牽伸配置。另外，亞麻中含有較多的超長(zhǎng)纖維，不利于轉(zhuǎn)杯紡的加工，易導(dǎo)致纖維排列凝聚時(shí)的紊亂和糾纏。因此，并條采用“偏小隔距，大定量，低速度，小張力牽伸”的工藝原則，在頭道并條中盡量將超長(zhǎng)纖維拉斷，以利于二并時(shí)縮小隔距，保證條干，也有利于轉(zhuǎn)杯紡紗時(shí)纖維在凝聚槽中的有序排列凝聚。末并采用RSB-D401型并條機(jī)，配有自調(diào)勻整，保證熟條的重量不勻和條干不勻。為方便管理，純亞麻和亞麻棉混紡產(chǎn)品的主要工藝基本相同。具體參數(shù)：并合數(shù)（頭×末）8根×8根；總牽伸（頭×末）8.00倍×8.53倍；后區(qū)牽伸（頭×末）1.76倍×1.25倍；頭并羅拉隔距45 mm×55 mm，二并羅拉隔距40 mm×48 mm；前羅拉轉(zhuǎn)速400 m/min；半熟條定量24.0 g/5 m，熟條定量22.5 g/5 m。

2.6 轉(zhuǎn)杯紡紗

在JDF1603型轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)上，原工藝（轉(zhuǎn)杯速度43 000 r/min，分梳輥速度8 500 r/min，捻系數(shù)480）開(kāi)車斷頭較多，紗線強(qiáng)力偏低，生產(chǎn)效率低。通過(guò)優(yōu)化轉(zhuǎn)杯直徑、轉(zhuǎn)杯速度、分梳輥型號(hào)及速度、捻系數(shù)等工藝，最終確定較大的轉(zhuǎn)杯直徑、OK61型分梳輥，使纖維得到進(jìn)一步分梳，提高凝聚效果；選用適當(dāng)圓弧曲率半徑且表面刻槽的阻捻盤可有效增加假捻效果，結(jié)合較高的捻系數(shù)，可改善斷頭和提高紗線強(qiáng)力。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，最終純亞麻42.2 tex紗主要工藝：轉(zhuǎn)杯速度38 000 r/min，分梳輥速度7 500 r/min，引紗速度48.8 m/min，喂入速度0.44 m/min，捻系數(shù)570。亞麻/棉55/45 39.4 tex混紡紗主要工藝：轉(zhuǎn)杯速度40 000 r/min，分梳輥速度8 200 r/min，引紗速度56.4 m/min，喂入速度0.42 m/min，捻系數(shù)515。開(kāi)車狀況良好，質(zhì)量指標(biāo)滿足后續(xù)生產(chǎn)要求。此外，為提高成紗回潮率，穩(wěn)定成紗強(qiáng)力，車間溫濕度應(yīng)偏大掌握，可采用專用加濕設(shè)備，使車間溫度保持在24℃～30℃，相對(duì)濕度75%左右。由于所用的精細(xì)化亞麻纖維是棉型短纖維，轉(zhuǎn)杯紡工序生產(chǎn)純亞麻和亞麻棉混紡紗除清棉流程略有不同外，半制品工藝差別不大，轉(zhuǎn)杯紡工序?qū)＜嗤?/p>

2.7 成紗質(zhì)量

采用以上紡紗工藝生產(chǎn)的轉(zhuǎn)杯紡精細(xì)化亞麻42.2 tex紗及精細(xì)化亞麻/棉55/45 39.4 tex混紡紗的質(zhì)量如下。純亞麻轉(zhuǎn)杯紗的質(zhì)量達(dá)到了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CNTAC 61—2020《轉(zhuǎn)杯紡純亞麻本色紗》的優(yōu)等品水平。

3 結(jié)束語(yǔ)

亞麻粗硬、抱合性差，亞麻落麻經(jīng)過(guò)精細(xì)化處理使其長(zhǎng)度和細(xì)度更接近棉的性能，才可在棉紡設(shè)備上加工。開(kāi)松梳理前應(yīng)注重給油加濕養(yǎng)生處理，使纖維具有較高的回潮率，改善其柔軟性和強(qiáng)力，提高可紡性。為保證混紡紗混和均勻，采用纖維的預(yù)混和工藝；并條兩道并合，順牽伸配置，提高條子均勻度，并適當(dāng)縮小隔距以拉斷超長(zhǎng)纖維，保證成紗質(zhì)量；轉(zhuǎn)杯紡采用較大轉(zhuǎn)杯直徑，捻系數(shù)偏大掌握，使精細(xì)化亞麻紗的紡紗過(guò)程順利，成紗品質(zhì)達(dá)到團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)等紗水平，滿足高速噴氣織機(jī)、劍桿織機(jī)和針織大圓機(jī)的需要。亞麻紗風(fēng)格獨(dú)特，可用于時(shí)尚服飾及特色裝飾品，在棉紡設(shè)備上紡制利于擴(kuò)大亞麻落麻的應(yīng)用范圍，進(jìn)一步推動(dòng)資源的高效利用。