循環(huán)再生纖維混紡包芯紗的生產(chǎn)

胡丹丹

（中原工學院，河南鄭州，451191）

本研究采用再生纖維，成功開發(fā)出36.9 tex再生抗菌吸濕耐磨仿麻包芯紗。其中外包短纖維Refibra/再生棉/再生亞麻/再生錦綸混紡比為51/22/15/12，芯絲為44.4 dtex滌綸長絲。由于再生棉和再生亞麻的16 mm以下短纖維占比大，在牽伸過程中因不易被有效控制而形成浮游纖維，且成束變速，使得紡制的紗線上有較多的小竹節(jié)，所織制牛仔布具有仿麻顆粒的效果。

目前，相關(guān)文獻資料主要針對再生纖維的來源及循環(huán)回收利用方法等方面進行研究和闡述，對各類再生纖維純紡紗和混紡紗的生產(chǎn)已有相關(guān)報道，而對環(huán)保循環(huán)回收再生纖維混紡包芯紗的報道較少。該品種生產(chǎn)過程中困難較多，本研究重點探討提高各類再生纖維可紡性的方法，總結(jié)提高全流程生產(chǎn)效率的有效措施，如減少細紗千錠時斷頭，制定再生纖維混紡仿麻包芯紗生產(chǎn)流程及各工序工藝參數(shù)，為生產(chǎn)此類再生環(huán)保纖維提供借鑒。

1 原料特性及混和方法

1.1 原料特性

Refibra是蘭精集團利用消費后廢料作為部分回收原材料生產(chǎn)的再生萊賽爾纖維，具有良好的透氣性，可生化降解。其主要性能指標：細度1.70 dtex，長 度38.0 mm，干 斷 裂 強 度3.50 cN/dtex，濕斷裂強度2.70 cN/dtex，干斷裂伸長率13%，濕斷裂伸長率16%，回潮率11.5%。與常規(guī)萊賽爾纖維相比，Refibra的干、濕斷裂強度稍低一些，其他性能指標相差不大，因此紡紗工藝可參照萊賽爾纖維。

再生棉是由廢棄的棉花、工業(yè)下腳料、紡織企業(yè)的布頭和紗線頭回收再加工制成。其主要性能指標：馬克隆值4.6，成熟度0.89，上半部平均長度21.5 mm，整齊度70%，纖維斷裂強度2.32 cN/dtex，短纖維指數(shù)70.1%，伸長率3.5%，反射率77.5%，回潮率8.2%。再生棉纖維長度短、短絨高、整齊度差，可紡性差。

再生亞麻是由各類亞麻線頭、回絲等處理而成的纖維。其主要性能指標：平均長度23.5 mm，斷裂強度6.10 cN/dtex，16 mm以下短纖率37.5%，分裂度3 300 Nm，回潮率11.7%，并絲率3.1%，線頭含量69.2 mg/100 g。再生亞麻長度短、短絨高、并絲率高、線頭含量高，可紡性差。

再生錦綸是由蘇州優(yōu)富紡織品有限公司開發(fā)的一種環(huán)保循環(huán)再生錦綸，其低強高伸性能使得織物耐磨而富有彈性。其主要性能指標：細度1.56 dtex，長度38 mm，斷裂強度5.60 cN/dtex，斷裂伸長率55%，主體長度38.1 mm，體積比電阻5.2×108Ω·cm，卷曲數(shù)8個/25 mm，疵點含量7.8 mg/100 g，含油率0.23%，回潮率2.3%?？梢钥闯?，再生錦綸的疵點含量明顯很高，是普通錦綸疵點含量（0.6 mg/100 g）的13倍，卷曲數(shù)也較高，因此增加了紡紗難度［1］。

1.2 混紡比的確定及混和方法

混紡比的確定：一是保證可紡性，保證成卷、成條順暢；二是有機結(jié)合Refibra纖維可生物降解性能、再生棉可循環(huán)利用性、再生亞麻纖維優(yōu)良的抗菌防靜電性能和再生錦綸的高強耐磨高伸性能，充分利用各組分纖維的性能，以此實現(xiàn)再生環(huán)保的目標。

由于再生棉和再生亞麻可紡性較差，成卷、成條比較困難［2］，采用盤混加條混的混和方法，可以保證各成分配比準確。具體生產(chǎn)方法：先將Refibra纖維與再生錦綸按50/50比例進行包混，經(jīng)過清梳工序制成Refibra再生錦綸混紡生條；同時將Refibra纖維、再生棉和再生亞麻按50/30/20比例進行包混，經(jīng)過清梳工序制成Refibra再生棉再生亞麻混紡生條，再經(jīng)一道預(yù)并；然后將以上所制得的混紡生條和預(yù)并條通過并條工序進行條混，最終制成符合混紡比要求的熟條。

2 工藝配置及主要技術(shù)措施

2.1 清棉工序

根據(jù)纖維特點，生產(chǎn)前對原料進行預(yù)處理。Refibra纖維原料進入車間后先測試回潮率，控制在10.5%以上，然后在棉包側(cè)面開一個小洞，在每包原料中加4 kg～8 kg水，平衡24 h～48 h后，測試回潮率控制在11%～13%方可上盤。再生亞麻原料進入車間先測試回潮率，控制在14%以下，需用蒸紗鍋蒸原料，具體蒸紗方法為第一次釋放蒸汽20 min，燜2 h后再釋放蒸汽20 min，再燜3 h。再生棉在分級室內(nèi)吸濕平衡24 h～48 h后上盤。再生錦綸進入車間后需測試體積比電阻和回潮率，當體積比電阻大于1×108Ω·cm時，用3%的水加5%的抗靜電劑制成混合溶液，采取噴霧式加濕，將混合溶液均勻噴灑在原料上，平衡24 h后方可上盤。

Refibra纖維與再生錦綸進行包混時，由于再生錦綸疵點含量高，疵點不能完全去除，經(jīng)雜質(zhì)分離機后，疵點去除率在90%左右。Refibra再生錦綸混紡卷的回潮率控制在8.0%～9.0%，回潮率過高過低均不適宜生產(chǎn)。Refibra再生錦綸混紡卷定量410 g/m，重量不勻率控制在1.2%內(nèi)，伸長率控制在-3.0%～-2.0%。

Refibra纖維與再生棉、再生亞麻進行包混時，由于再生亞麻原料內(nèi)線頭含量較高，線頭偏多，清棉工序需預(yù)開松一遍，預(yù)開松后落棉率控制在3.0%以內(nèi)，處理后線頭含量8.7 mg/100 g。再生亞麻預(yù)開松時須注意開松質(zhì)量，原料開松不良時易造成紗疵增加。預(yù)開松后的再生亞麻與再生棉、Refibra纖維進行包混，因再生亞麻和再生棉纖維長度偏短，使得棉卷厚薄不勻，重量不勻率大。嚴格按上盤圖上盤，平盤時一定做到削高填縫，上下左右原料一致，小車運轉(zhuǎn)效率控制在85%以上。針對棉卷重量不勻率大的問題，主要采取以下措施。

（1）必須保證A002型抓棉機的開松棉塊盡可能小，刀片伸出肋條距離偏小控制，做到少抓快跑。

（2）FA035型混棉機壓棉簾與角釘簾間的隔距可在20 mm～30 mm偏小控制，保證棉塊小。提高FA106型開棉機運轉(zhuǎn)效率，可適當提高光電管位置，保證棉箱內(nèi)一定的筵棉量；為給棉羅拉加裝變頻器，盡可能調(diào)小給棉，保證開松更均勻。

（3）確保A046型給棉機均勻給棉，一是保證中間棉箱的觀察窗右上角存有無棉空間，由此保證此棉箱內(nèi)的棉塊翻轉(zhuǎn)均勻，棉流更均勻；二是振動棉箱的棉量不宜過多，占觀察窗的2/3即可；三是保證A046型給棉機能較好地調(diào)整3個棉箱和天平勻整機構(gòu)，使得一個棉箱比一個棉箱更均勻；四是通過勻整天平羅拉保證纖維量恒定；五是合理使用勻整儀，設(shè)定好質(zhì)量及厚度等參數(shù)。

（4）保證A076F型成卷機風量，不能有意外牽伸，適當增大羅拉加壓。必須將開車后不合格棉卷重新回盤。打卷時加6根純棉粗紗隔離防止黏卷。下卷后用塑料布封好，放到加濕棚保濕。為保證制成率，回花、車肚均回盤使用，且保證盤與盤之間回花、車肚使用比例穩(wěn)定一致。

2.2 梳棉工序

Refibra與再生錦綸混紡時，在梳棉工序可紡性較差，表現(xiàn)在梳棉落網(wǎng)、纏壓輥、纖維松散抱合力差。針對此問題采取措施：在棚子內(nèi)生產(chǎn)，相對濕度控制在65%～75%，當相對濕度小時開微加濕器加濕；將錫林速度降為330 r/min，道夫速度降為18 r/min；調(diào)整梳棉機張力齒輪，棉網(wǎng)張力牽伸偏小控制，調(diào)為1.085倍；適當增加生條定量以提高可紡性，生條定量由21 g/5 m增加到23 g/5 m。通過以上措施，梳棉落網(wǎng)現(xiàn)象明顯改善。加大車肚落棉，可以去除大部分棉卷中的硬絲、并絲，但仍有少量進入梳理區(qū)域，道夫針布有嵌花現(xiàn)象。將蓋板帶輪直徑由315 mm更換為260 mm，可保證分梳良好，盡量減少棉結(jié)，棉結(jié)數(shù)量不高于2粒/g，分梳度偏高掌握。其他主要工藝參數(shù)：刺輥與給棉板隔距0.30 mm，錫林與刺輥隔距0.13 mm，錫林與道夫隔距0.13 mm，蓋板與錫林隔距0.18 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.18 mm，刺輥速度770 r/min，蓋板速度98 r/min。

Refibra與再生棉、再生亞麻混紡時，梳棉工序生產(chǎn)斷頭多。針對此問題采取措施：在棚子內(nèi)生產(chǎn)，相對濕度控制在55%～65%，相對濕度小時開微加濕器加濕，棉卷現(xiàn)做現(xiàn)用，不能過多存放，以防水分散失。生條定量盡量偏大掌握，不低于27 g/5 m。主要工藝參數(shù)：刺輥與給棉板隔距0.30 mm，錫林與刺輥隔距0.13 mm，錫林與道夫隔距0.13 mm，除塵刀高度3，角度90°，除塵刀與刺輥隔距1.45 mm，蓋板至錫林隔距：0.23 mm、0.20 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.20 mm。主要工藝參數(shù)：錫林轉(zhuǎn)速360 r/min，刺輥速度1 070 r/min，蓋板速度82 r/min，生條定量27 g/5 m，道夫速度18 r/min。

為減少紗疵，梳棉工序重點查大小漏底、除塵刀、道夫等掛花，吸風管脫落、堵，以及造成短絨不能及時吸走被帶入棉網(wǎng)的問題。不及時清理道夫返花、針布損傷、棉網(wǎng)落網(wǎng)、車肚落棉等，都會造成風量不足，給棉羅拉纏短絨。

2.3 并條工序

由于并條工序膠輥返花，膠輥表面采用尼龍6涂料處理，安排在棚子內(nèi)生產(chǎn)，提前保證溫度23℃以上，相對濕度65%～70%，必要時采用微加濕器加濕，或地面灑熱水改善；并條速度不宜過高，由320 m/min降為278 m/min，保證了并條順利生產(chǎn)。Refibra再生棉再生亞麻混紡生條重量不勻率較大，針對此情況，需要先過一遍預(yù)并，使梳棉生條混和均勻，然后按照比例經(jīng)過三道并條生產(chǎn)。并條工序重點檢查絨布清潔、羅拉膠輥黏纏、壓力棒掛花、積塵、喇叭口積花。

2.4 粗紗工序

針對再生棉和再生亞麻短纖維含量高，粗紗抱合力差的問題，偏大掌握粗紗捻系數(shù)［3］。短纖維含量高，纖維不易受控制，容易形成粗紗疵點，因此前區(qū)隔距偏緊控制。粗紗工序重點檢查絨布清潔不良，如喇叭口、集合器積花，壓掌掛花，錠翼頂孔積花等。主要工藝參數(shù)：粗紗定量8.0 g/10 m，捻系數(shù)141，上機捻度5.0捻/10 cm，羅拉隔距11 mm×25 mm×25 mm，鉗口隔距6.0 mm，集合器10 mm，前羅拉速度190 r/min，膠輥硬度選用邵爾A75度。

2.5 細紗工序

生產(chǎn)常規(guī)環(huán)錠紡Refibra/再生棉/再生亞麻/錦綸51/22/15/12 36.9 tex時，存在條干差、細紗斷頭多、斷頭后笛管不吸飄斷頭、鋼絲圈掛花等問題，無法正常生產(chǎn)。因此加入一根44.4 dtex滌綸長絲生產(chǎn)包芯紗。在環(huán)錠紡紗機上加裝吊錠式包芯紗裝置，長絲吊錠式裝置改造：細紗需要增加粗紗架，把長絲復(fù)倒到粗紗管上，并將其放置在粗紗吊錠上，該裝置的長絲是被動退繞方式。張力裝置采用雙張力盤被動式，長絲經(jīng)過兩道張力盤。將長絲從筒子上引出后，經(jīng)過上導(dǎo)紗桿、上張力盤、下導(dǎo)紗桿、下張力盤，最后通過導(dǎo)絲羅拉喂入前鉗口，然后將其放在粗紗須條的中間偏左包覆紗體中，以長絲的強力來減少紡紗斷頭。雖然包芯紗強力主要取決于外包纖維，包芯紗隨長絲的含量增加，包芯紗的強力越低，但加入長絲后，紗線動態(tài)強力提高，強力弱環(huán)少了，若有張力突變，有長絲彈性作用，可避免脆斷問題，也就在一定程度上減少了細紗斷頭。除此之外，還需要從以下幾個方面進一步解決細紗斷頭多和紗疵多的問題。

2.5.1 降低細紗斷頭的措施

（1）每天由專人負責檢查維修，保持良好的設(shè)備狀態(tài)，確保張力平穩(wěn)。

（2）本品種短絨含量高，車檔飛花多，鋼領(lǐng)板周圍積花多，原老式鋼絲圈清潔器不能及時有效清除鋼絲圈上的掛花，換用新型鋸齒型鋼絲圈清潔器后，鋼絲圈上的掛花易清潔，加長鋼絲圈使用周期的同時，細紗開車斷頭也明顯減少。

（3）優(yōu)選鋼領(lǐng)、鋼絲圈型號，采用薄弓型鋼絲圈，鋼絲圈規(guī)格由6903 1#換為TPJM1EMgc 1#，鋼絲圈周期由4天調(diào)整為7天，鋼領(lǐng)型號由PG1 4554換為PG1 4254，減小紡紗張力，減少斷頭。

（4）分析一落紗斷頭分布，優(yōu)化九段變頻調(diào)速設(shè)置，確保變速過程盡量平穩(wěn)，速度曲線平滑。如大紗斷頭多，確保大紗降速，以及第九段速度L9長度等于面板設(shè)定長度，使紡紗達到設(shè)定長度時自動落紗。

（5）落紗后，在紡紗段多數(shù)有打絞的情況，開車后容易斷頭。為此，落紗時先關(guān)閉吹吸風裝置，開車后重新開啟。因生頭期鋼領(lǐng)板先上升，開車后下降，為使打絞處辮子紗快速拉展，需要加快啟動速度，把低速啟動頻率提高值、開車時鋼領(lǐng)板升高的位置和鋼領(lǐng)板下降的速度配合好，一是確保氣圈打開，及時為加捻三角區(qū)加捻，二是瞬間錠速不能太高，否則張力過大，易使紗線斷頭。

（6）做好溫濕度管理，溫度控制在25℃～33℃，相對濕度控制在55%～65%。否則會因相對濕度小而飛花多，易產(chǎn)生靜電、纏羅拉，進而造成斷頭。

（7）細紗斷頭后易堵笛管，飛花易飄入鄰錠造成斷頭，需要拆下細紗笛管進行清洗，采用溫水中加洗滌劑，先浸泡1 h，再用刷子刷里面，有毛刺及時打磨。重新將其上機后有效解決了斷頭后易堵笛管的問題。因此將笛管清洗周期定為3個月。

2.5.2 降低細紗紗疵的措施

（1）降低細紗飛花附入紗疵。重點檢查絨輥花，喇叭口積花，笛管吸風口積花，膠輥纏花，增加機臺清潔次數(shù)，尤其是牽伸區(qū)和鋼領(lǐng)板清潔，調(diào)整好吹吸風位置，減少飛花附入紗疵［4］。加入長絲后，加捻三角區(qū)較常規(guī)環(huán)錠紡偏小些，纖維散失減少，條干更均勻，進而減少了紗疵數(shù)。

（2）利用洛菲紗疵功能分析紗疵數(shù)據(jù)，得出都是非規(guī)律性的條干不良，條干差，錠間差異大，計算牽伸效率93.5%，偏小，彈性鉗口對須條控制力不足，有滑溜現(xiàn)象。存在個別錠對纖維控制不足，或者同一錠不同時段對纖維控制不足。解決辦法：杜絕搖架壓力波動；及時更換變形的上銷架彈簧；及時清理膠圈內(nèi)積花，并確保浮游區(qū)大小一致；確保上銷架壓力不足，否則易使膠圈跑偏，使上下膠圈不能貼近發(fā)生打滑。

（3）針對車間氣流紊亂的情況，可增加吸風口，并調(diào)節(jié)空調(diào)出風口，使其出風量不要太大。機臺吹風要柔和些，能將機臺表面積花吹離即可。不能吹走的積花由清潔工及時處理，并增加清潔次數(shù)。調(diào)整好吹吸風位置，減少臟花、飛花附入。

2.5.3 關(guān)鍵工藝參數(shù)

在包芯紗的紡制過程中，首先，長絲退繞張力的控制特別關(guān)鍵。為保證芯絲與短纖維在加捻三角區(qū)復(fù)合加捻時芯絲張力值略大于短纖維須條的張力，芯絲應(yīng)具有足夠的張力使其在成紗時保持自己的位置，從而保證包覆效果［5-6］，但同時為了減少外包纖維的散失，要相對偏小控制長絲張力，確保長絲包覆均勻。其次，紗線捻系數(shù)偏大控制，保證紗體緊密。經(jīng)試紡得出，采用Y2301型數(shù)字式紗線張力儀檢測張力控制在15 cN～35 cN比較合理，既不易被拉斷，又能保證張力和成紗結(jié)構(gòu)的要求。

主要細紗工藝參數(shù)：羅拉隔距18 mm×34 mm，膠輥硬度邵爾A65度，鉗口隔距4.5 mm，前羅拉速度210 r/min，設(shè)計捻系數(shù)430。

2.5.4 纖維含量及成紗指標的測試

經(jīng)檢測，紗線各組分纖維含量：Refibra纖維53.0%，再生棉20.3%，再生亞麻13.1%，再生錦綸12.5%，滌綸1.1%，基本符合設(shè)計要求。由于實測再生亞麻和再生棉的含量較低，再生產(chǎn)時這兩種纖維增加2%的投料。正常生產(chǎn)中，需要定期測試紗線含量，并根據(jù)檢測結(jié)果，可以適當微調(diào)各種纖維配棉的比例。

通過以上措施的實施，成紗質(zhì)量和細紗千錠時斷頭明顯改善。所開發(fā)包芯紗的主要質(zhì)量指標：斷裂強度12.9 cN/tex，強力CV 5.8%，條干CV 14.7%，條干CVb2.8%，細節(jié)0個/km，粗節(jié)286個/km，棉結(jié)278個/km。千錠時斷頭可控制在15根以內(nèi)。

2.6 絡(luò)筒工序

絡(luò)筒主要任務(wù)是選擇合適捻接器、捻接工藝和清紗參數(shù)［7］。根據(jù)用戶對紗疵的要求，對清紗參數(shù)進行優(yōu)選，既要保留需要的仿麻顆粒，又要去除分布過密的仿麻顆粒和大紗疵。每天分析電子清紗器切疵數(shù)據(jù)，針對該品種短粗節(jié)紗疵多的情況，分析這類短粗節(jié)紗疵多數(shù)為短絨積聚造成，因此重點檢查各工序短絨或者亂纖維團附入紗條的情況，以減少短絨聚集性紗疵。根據(jù)用戶使用情況，十萬米紗疵9級紗疵控制在26個以內(nèi)。

捻接質(zhì)量直接影響后道工序斷頭次數(shù)、生產(chǎn)效率和布面質(zhì)量，根據(jù)用戶更側(cè)重捻接強力的要求。降低捻接失誤率，杜絕捻接滑脫、低強、兩端拖長尾或一端拖長尾。清紗參數(shù)略偏松掌握，以減少結(jié)頭。結(jié)頭偏長控制，并加嚴電子清紗器捻接把關(guān)參數(shù)，以保證結(jié)頭質(zhì)量。插紗前注意紗面清潔，杜絕無絲紗。加強對細紗弱捻紗、色差紗和筒紗網(wǎng)紗、色差紗等的質(zhì)量把關(guān)。

3 結(jié)語

采用4種再生纖維開發(fā)抗菌吸濕耐磨仿麻包芯紗，為了提高各組分再生纖維的可紡性能，針對各纖維的性能特點，分別對其進行紡前預(yù)處理。為了保證混紡紗線的混紡比例，采用包混加條混的混和方法，清棉工序?qū)υ偕鷣喡轭A(yù)開松一遍，有利于減少細紗斷頭和紗疵；對Refibra再生棉再生亞麻混紡卷的重量不勻率進行攻關(guān)，效果明顯。仿麻包芯紗的紡制過程中，解決細紗斷頭是關(guān)鍵，通過分析細紗斷頭原因，減少化纖硬絲、再生亞麻線頭，優(yōu)選鋼領(lǐng)鋼絲圈型號、鋼絲圈清潔器，清洗笛管，合理控制溫濕度，以及細紗工序采用包芯紗生產(chǎn)技術(shù)等措施，使細紗千錠時斷頭大幅下降；細紗長絲退繞張力的控制尤為重要，將其控制在15 cN～35 cN比較合理，既不易被拉斷，又能保證張力和成紗結(jié)構(gòu)的要求。同時通過優(yōu)化各工序主要工藝參數(shù)，最終保證了Refibra/再生棉/再生亞麻/再生錦綸51/22/15/12 36.9 tex（T 44.4 dtex）仿麻包芯紗的成紗質(zhì)量達到了用戶的使用要求。在環(huán)保循環(huán)回收再生纖維混紡包芯紗的開發(fā)過程中，各組分纖維均采用回收再生環(huán)保的原材料，生產(chǎn)中采取的各項措施保證了再生纖維混紡包芯紗的順利生產(chǎn)。