有機長絨棉/阻燃纖維/納米絨混紡紗線的生產實踐

孫廣峰，潘志偉，王云龍(， )

隨著社會的進步、科技的發(fā)展和人們物質生活水平的不斷提高，紡織用品逐步向功能化、系列化以及環(huán)保健康的方向發(fā)展，一些新型纖維不斷被研制和應用到紡織行業(yè)中。近幾年安徽阜陽華源紡織有限公司先后成功開發(fā)了鈦遠紅外纖維混紡紗、柔絲纖維混紡紗、Wincool纖維混紡紗等多類別新型纖維產品，近日，公司又開發(fā)了J8.3 tex×2有機長絨棉/阻燃纖維/納米絨(65/25/10)混紡針織紗線，現介紹如下。

1 原料的性能特點及物理指標

有機長絨棉，從種子種植到原棉采摘的全過程中，使用有機肥，生物防治病蟲害，不使用任何化學制劑，對耕地土壤環(huán)境、灌溉水質、空氣環(huán)境等潔凈程度有特定的要求，生產過程受到全程監(jiān)控，是經有機認證機構檢查和認證并頒發(fā)證書的原棉。有機長絨棉的主體長度33 mm，品質長度35.7 mm，平均細度1.38 dtex，短纖維率7.21%，成熟度系數1.73，含雜率1.41%，斷裂強度43.8 cN/tex，斷裂伸長率7.1%，回潮率8.5%。

阻燃纖維是通過在粘膠原液中添加磷系阻燃劑DX1212，使無機高分子阻燃劑在粘膠纖維有機大分子中以納米狀態(tài)或以互穿網絡狀態(tài)存在，使制成的纖維擁有抗火隔熱不熔融的永久阻燃性能，同時具有粘膠纖維原有的綠色環(huán)保、可降解性、優(yōu)良的染色性以及良好的吸排濕性。阻燃纖維的平均長度38 mm，細度1.33 dtex，干斷裂強度21.3 cN/tex，濕斷裂強度11.3 cN /tex，干斷裂伸長率18%，濕斷裂伸長率20.5%，質量比電阻為12.3×108，極限氧指數LOI值大于28%，含油率0.15%，回潮率13%。

納米絨是近年來開發(fā)的一種新型高科技紡織蛋白纖維，它是經納米化技術處理的超細羊毛。由于纖維表面結構發(fā)生了改變，它不但保留了羊毛本身具有的各種特性，更具備了羊絨般滑爽、柔軟的手感，有著蠶絲般的光澤。它的單纖維強力高于羊絨，可紡性能好，成本大大低于羊絨。納米絨的平均長度38.2 mm，平均細度13.8 um，細度離散16.42%，短絨率(≤20 mm)17%，回潮率16%。

2 工藝流程及設備型號配置

有機長絨棉：FA002型圓盤抓棉機→FA121型除金屬雜質裝置→A006BS型自動混棉機(附A045B型凝棉器)→FA104A六輥筒開棉機→TC—1型除雜物裝置→FA022-8型多倉混棉機→A022型吸鐵裝置(橋式)→FA106型豪豬開棉機(附A045B型凝棉器)→FA133型氣動配棉器→A092AST型雙棉箱給棉機(附A045B型凝棉器)→FA141型單打手成卷機→FA201A型梳棉機→FA302型預并條機→FA355型條并卷聯合機→FA251A型精梳機

阻燃纖維：FA002型圓盤抓棉機→FA121型除金屬雜質裝置→A006BS型自動混棉機(附A045B型凝棉器)→TC—1型除雜物裝置→FA022-8型多倉混棉機→FA106A型梳針輥筒開棉機(附A045B型凝棉器)→FA133型氣動配棉器→A092AST型雙棉箱給棉機(附A045B型凝棉器)→A076C型單打手成卷機→FA201A型梳棉機→FA302型預并條機

納米絨+兩倍精梳條：BC262型和毛機→FA002型圓盤抓棉機→A006BS型自動混棉機(附A045B型凝棉器)→FA106A型梳針輥筒開棉機(附A045B型凝棉器)→A092AST型雙棉箱給棉機(附A045B型凝棉器)→A076C型單打手成卷機→FA201A型梳棉機(附變頻器)

精梳條+阻燃纖維條+納米絨/精梳條→FA302型并條機(三道)→FA421型粗紗機→FA506型細紗機→ORION-M型全自動絡筒機→RF231B型并線機→BF321B型倍捻機

3 各工序工藝配置及技術措施

有機長絨棉經過開清棉、梳棉、精梳三道工序制成有機長絨棉精梳條，可執(zhí)行常規(guī)長絨棉紡紗工藝，但是在生產過程要做好生產、搬運、儲存的防護工作，做到定車位、定人員、定工具、定區(qū)域，避免與普通棉交叉感染。有機長絨棉精梳條干定量17.10 g/5m，AFIS短絨率(≤12.7 mm)5.8%，重量不勻率0.6%，條干CV值為2.1%。

3.1 開清棉工序

阻燃纖維長度長、整齊度好、比重大、不含雜，相當于粘膠纖維，所以清棉工序應少落多松，縮小塵棒間隔距，增大打手與塵棒間隔距，降低打手速度，避免過度打擊損傷纖維造成短絨增加，形成棉結。阻燃纖維回潮大，在成卷過程中易粘卷，生活難做，正卷率低，重不勻差，因此在成卷機上增加2根防粘粗紗根數。主要工藝參數：抓棉機打手轉速700 rpm，刀片伸出機臺1.5 mm，間歇下降動程3 mm；開棉機打手轉速480 rpm；阻燃纖維卷干定量320 g/m，定長29.7 m。

根據納米絨的性能及混紡比小不易單獨成卷的特點，采用二步混料法，即先把有機長絨棉單獨成卷制成精梳條，然后把一部分精梳條和納米絨進行混合，重新制卷；另一部分精梳條在并條工序混入，補足有機長絨棉混紡比。考慮到納米絨表面覆蓋著鱗片，牽伸摩擦阻力較大，梳松混和過程中容易被拉斷，為減少納米絨損傷，在混料時加入適量的和毛油劑，既減少纖維的摩擦阻力，保護納米絨少受損傷，又降低了納米絨因摩擦而產生的靜電現象。把0.8%的環(huán)保和毛油CTA—1880H和適量的軟水加入加油裝置的容器內混和，攪拌30 min后加入1%的抗靜電劑FK—305型(原料總標量)，繼續(xù)攪拌混和待用。納米絨開松加入已配制好的油水悶倉2 h左右，翻倉加入扯斷(為保證混和效果防止精梳條纏繞和毛機，先把棉條扯斷30 cm左右待用)的精梳條混和、裝包待用。投產前需再養(yǎng)生24 h，讓和毛油劑充分滲透吸收，達到所需的均衡上機回潮率。在和毛過程中，要注意原料的開松混和狀況，做到“橫鋪直取”，以保證混料均勻。在加油過程中，要注意油、料同步，做到油水分散均勻，避免出現干濕不勻的現象，影響下道工序正常生產。原料的上機回潮率為18%。由于原料不含雜質，因此清棉工序的主要任務是多混、少排、少損傷。主要工藝參數：抓棉機打手轉速650 rpm,刀片伸出機臺1.0 mm，間歇下降動程2 mm；開棉機打手轉速420 rpm；混和卷干定量370 g/m，定長29.7 m。

3.2 梳棉工序

阻燃纖維長度整齊度好、不含雜，應多梳少落。為了減少棉結、加強分梳，梳棉采取輕定量、慢速度、偏緊隔距的工藝。抓好設備基礎工作，確保設備處于完好狀態(tài)，做到“五鋒一準”，以充分發(fā)揮梳理、均混和轉移的效能。因阻燃纖維卷曲少，纖維間抱合力差，棉網易落網，應適當配置棉網張力，并減小道夫與剝棉羅拉間的隔距以提高棉條質量。主要工藝參數：生條干定量設計為14.20 g/5m，錫林轉速為330 rpm，刺輥轉速為800 rpm，道夫轉速為20 rpm，蓋板速度為81 mm/min，錫林—蓋板間五點隔距分別為0.25 mm、0.23 mm、0.2 mm、0.2 mm、0.23 mm，錫林～道夫隔距為0.18 mm，錫林～刺輥隔距為0.28 mm。錫林針布選用AC2820×01570型[齒密614齒/(25.4 mm)2],道夫針布選用AD4032×01880型[齒密448齒/(25.4 mm)2]，刺輥針布選用AT5610×05011型[齒密40齒/(25.4 mm)2]，蓋板針布選用MCB38型[齒密380齒/(25.4 mm)2]。梳棉張力牽伸設計為1.39。阻燃纖維生條條干CV值為3.62%，重量不勻率1.1%。

納米絨、精梳條較柔滑，兩種纖維抱合力差。為使兩種纖維充分混合，增加纖維的抱合力，減少靜電現象，和毛時嚴格按照工藝要求進行加油水補濕，但不能有過濕粘結現象，以免造成繞錫林、刺輥，影響生條質量。考慮到納米絨的強力低，需進一步降低錫林和刺輥轉速，并合理選用錫林和刺輥的線速比。為避免棉網下墜，減少斷頭，應在梳棉機前羅拉處加裝膠圈導棉機械裝置，以穩(wěn)定棉網的質量。主要工藝參數：混合條干定量設計為16.90 g/5m，錫林轉速為280 rpm，刺輥轉速為580 rpm，道夫轉速為17 rpm，蓋板速度為69 mm/min，錫林～蓋板間五點隔距分別為0.3 mm、0.28 mm、0.25 mm、0.25 mm、0.28 mm，錫林～道夫隔距為0.15 mm，錫林～刺輥隔距為0.25 mm，錫林針布選用AC3515×01680型[齒密504齒/(25.4 mm)2]道夫針布選用AD4532×02080型[齒密403齒/(25.4 mm)2],刺輥針布選用AT5812×06011型[齒密34齒/(25.4 mm)2]，蓋板針布選用MCZH35型[齒密350齒/(25.4 mm)2]。張力牽伸設計為1.46。混合條條干CV值為3.75%，重量不勻率1.3%。

3.3 并條工序

由于不同混紡比、性能差異較大的混紡條子排列順序對混和均勻、減少繞膠輥羅拉現象有較大的影響，因此為了達到混和效果、保證混和質量，在頭道并條機上采用混和條和有機長絨棉條間隔排列的方法(即交叉喂入)進行生產。采用“慢車速、輕定量、大隔距”的工藝配置。各道并條機隔距均采用12 mm×18 mm。壓力棒偏低掌握，加強浮游纖維的控制，有利于提高牽伸質量，改善條子內在結構，降低條干不勻率。考慮到壓力棒容易積花，擋車工在巡回操作時應定期做清潔工作。為進一步提高膠輥的抗繞花能力，采用較高硬度的不處理膠輥，同時用1∶6雙組分涂料處理一遍。考慮到幾種纖維抱合力差，棉條通道要光潔，喇叭口尺寸不宜太小。圈條斜管要擦拭干凈，減小圈條阻力，以解決開車時圈條處涌條現象。并條工序工藝配置見表1。

3.4 粗紗工序

粗紗捻系數宜偏大，控制好粗紗的張力，可以減少粗紗在退繞時產生的意外牽伸。羅拉隔距適當偏大掌握，鉗口隔距偏小掌握，同時后區(qū)采用較小的牽伸，從而使結構緊密的紗條喂入主牽伸區(qū)，這樣有利于控制浮游纖維，提高粗紗的條干水平，減少在紡紗過程中粗紗張力的差異。考慮到纖維摩擦系數大，導電性能差，在紡紗過程中丁腈皮輥容易繞花，皮圈容易中凹和斷圈，影響產品質量，因此要求皮輥進行涂料處理，皮圈進行酸處理。由于混和條對生產環(huán)境的濕度變化比純棉敏感，容易粘纏，要加強溫濕度控制，使條子在粗紗工序處于放濕過程，以穩(wěn)定生產，減少粗紗紗疵，提高成紗質量。為減少紗條的弱捻區(qū)，降低粗紗斷頭數，促使前上皮輥與前羅拉平行，要求前上皮輥前移量為2 mm。粗紗干定量3.2 g/10m，前區(qū)集合器口徑5 mm，后區(qū)集合器口徑8 mm×3 mm，鉗口隔距3.0 mm，后牽伸倍數1.19，羅拉隔距9 mm×26 mm×34 mm，加壓量15 daN×25 daN×20 daN×20 daN，捻系數84，前羅拉轉速138 rpm。伸長率1.20%，重量不勻率1.1%，條干CV值4.32%。

表1 并條工序工藝配置表

3.5 細紗工序

前區(qū)采用“重加壓、強控制”的工藝配置，后區(qū)采用“大隔距、小牽伸”的工藝原則。考慮到成紗質量，前檔應選用雙組分涂料軟彈性膠輥，并用防靜電劑洗滌，這樣即克服靜電防止繞膠輥，又保證了成紗質量。為了提高條干均勻度，采用SX2-6833B型尼龍上銷。與紡同號數的純棉相比，鋼絲圈應加重2號，以保持氣圈形態(tài)的正常和穩(wěn)定，減少成紗毛羽的產生。細紗干定量0.752 g/100m，后區(qū)牽伸倍數1.19，羅拉隔距18 mm×35 mm，鉗口隔距2.0 mm，前羅拉加壓量18 daN，捻系數330，前羅拉轉速128 rpm。

該混紡紗經測試，各項指標均達到設計要求，其中USTER條干CV14.6%，-40%細節(jié)298個/km，-50%細節(jié)18個/km，+35%粗節(jié)472個/km，+50%粗節(jié)65個/km，+140%棉結482個/km，+200%棉結106個/km；毛羽指數2.80；斷裂強度21.5 cN/tex，強力CV9.8%，伸長率5.32%；百米重量CV2.7%。

3.6 絡筒工序

貫徹“輕張力、保彈性、低速度”的工藝原則。為減少斷頭，適當降低車速，減少紗線張力；采用機械式搓捻器，保證接頭外觀好、強力高。采用張力閉環(huán)控制系統，使紗線張力保持恒定，以保證筒紗得到均勻的卷繞密度和高質量的卷裝成型。絡紗線速800 m/min，加速度120 m/s2。USTER QUANTUM 2清紗器參數：棉結N為260%，短粗節(jié)S為200%×2.5 cm ，長粗節(jié)L為60%×50 cm，細節(jié)T為-50%×40 cm，輔助點H1為-40%×30 cm ，H2為-44%×20 cm ，H3為-48%×16 cm，H4為-52%×10 cm。

3.7 并捻工序

加強設備基礎管理工作，確保設備完好，做到各股單紗之間張力一致，杜絕出現分紗(使股線產生小辮子紗)現象，確保斷紗自停裝置完好。倍捻機要降低速度，選用適當的氣圈張力、適當的超喂率以及繞紗卷繞角度，確保筒子成形良好、松緊適當，減少退繞脫圈的現象，避免出現強弱捻線、油污線、翹頭線等疵點。考慮到成紗的最終質量，我們通過試驗確定合理的股線捻度，避免出現斜片的現象。主要工藝參數：張力刻度值4，超喂刻度值6，捻系數260，錠速8500 rpm。

4 結束語

由于有機長絨棉、阻燃纖維和納米絨性能差異大、紡紗靜電嚴重、混紡困難，在生產中需重視以下幾項工作：(1)和毛加油時不能把油水直接加在棉條上，否則棉條容易過濕，纏繞梳棉機刺輥、錫林。(2)頭并條子上機時必須交叉喂入，杜絕出現同品種條子相鄰喂入的現象。⑶由于納米絨強力較低，因此車速偏低掌握，特別是絡筒線速要大幅降低。

生產實踐表明，在新產品開發(fā)過程中，只要合理設計工藝流程，加強原料預處理，選用合適的專件器材，調節(jié)好各工序的主要工藝參數，特別是隔距、定量以及溫濕度，是能夠生產出合格的混紡紗的。

基于有機長絨棉、阻燃纖維和納米絨的優(yōu)良特性開發(fā)出的混紡面料，滑軟、輕柔，具有很強的親膚性和舒適度。該混紡紗可廣泛用于警用、消防用以及高檔的熱防護紡織品等領域，具有很好的市場開發(fā)潛力。

[1] 姚穆，周錦芳，黃淑珍，等.紡織材料學[M].北京：中國紡織出版社，2005.

[2] 錢鴻彬.棉紡織工廠設計[M].北京：中國紡織出版社，2006.

[3] 中國紡織大學棉紡教研室.棉紡學(第二版)下冊[M].北京：紡織工業(yè)出版社，1998.

[4] 王云龍，王棟，郭磊等納米絨/珍珠纖維/精梳長絨棉混紡紗的開發(fā)[J].毛紡科技，2010，38(11)：22—24.

[5] 施楣梧，李永海，張燕.毛型阻燃面料的研發(fā)[C]//第30屆全國毛紡年會論文集.北京：全國毛紡織產品調研中心，2010.

[6] 上海市毛麻紡織工業(yè)公司.毛紡織染整手冊(第二版)[M].北京：中國紡織出版社，1998.