雙棉卷喂入在生產抗菌紗中的應用研究

王成成 陳寶建 鐘軍 張書峰 李洋

（山東聯潤新材料科技有限公司，山東棗莊，277400）

隨著人們消費水平的提高和健康意識的增強，尤其是新冠疫情的爆發，各種抗菌功能性紡織品越來越受到消費者的青睞，該類功能性紡織品具有良好的市場前景。目前市場上抗菌紡織品大致可以分為兩種。一種是將坯布或成衣用抗菌染料或抗菌助劑經高溫處理，附著在織物表面。該方法生產工藝相對簡單，成本相對較低，但其抗菌效果在使用中會逐漸消退，且處理液對環境污染大，織物透氣性差，穿著舒適性低。另外一種是將具有高效抗菌的功能性纖維與其他纖維混和紡紗，生產出具有抗菌功能的紗線［1-2］。該方法生產的抗菌產品具有功能持久性強、安全環保、舒適健康等優點。海洋膠原氨基酸纖維（以下簡稱氨基酸纖維）與含銀纖維非織造布生產的紡織品具有抗菌效果持久、功能性強、安全環保、舒適健康、抗菌種廣等優點，以下就氨基酸纖維/竹漿纖維/含銀纖維48/48/4 14.8 tex賽絡集聚紗為例，介紹其產品開發技術和生產要點。

1 纖維特性

氨基酸纖維是臺灣UMORFIL?團隊以生物科技超分子技術將海洋膠原勝肽氨基酸注入到再生纖維素纖維中制成的一種新型生物基纖維。該纖維與人體皮膚親和性良好，具有天然除臭、防紫外線等功能。含銀纖維非織造布是采用磁控濺射技術將銀離子與非織造布復合制成的導電織物，通過銀離子有效阻止病菌的繁殖和傳播從而達到高效抗菌的目的［3-4］，具有高效抗菌、耐洗滌、安全自然的特性［5］，以下將其中的纖維統稱為含銀纖維。本研究混紡紗組分纖維的主要性能指標如下。含銀非織造布基體為錦綸，采用水刺工藝生產，單位面積質量40 g/m2、幅寬1 m。

2 工藝流程

先將氨基酸纖維與竹漿纖維經過FA002型圓盤抓棉機、FA022-6型多倉混棉機、ZFA1102A型精開棉機、FA046A型振動棉箱給棉機、FA141A型單打手成卷機制成混紡棉卷。然后再將混紡棉卷與含銀纖維非織造布經FA224D型梳棉機、JWF1310型并條機（預并）、JWF1310型并條機（兩道）、RSB-D22C型并條機、FA497型粗紗機、JWF1510型細紗機、SAVIO Polar L型自動絡筒機紡制成紗。

由于氨基酸纖維油劑含量高，生產過程中容易出現錫林繞花、成網困難、與膠輥和羅拉等牽伸器材產生纏繞、吸花等問題，故而對氨基酸纖維原料進行紡前養生處理，以提高氨基酸纖維的可紡性，同時氨基酸纖維與竹漿纖維按照混紡比要求混和生產，保證混紡棉卷的質量。傳統的小混比一般要求低比例纖維混紡比大于等于10%，而本研究中低比例纖維僅占4%，為了保證混紡比，采用含銀纖維非織造布替代傳統散的含銀纖維，與氨基酸纖維竹漿纖維混紡棉卷在梳棉通過雙卷喂入實現棉層混和生產。這種生產方法可解決小比例纖維成分（混紡比例低于5%）混和不勻、混紡比例較難控制的問題，并通過多組試驗對比，最終可解決有色棉結的問題。

3 工藝技術研究和措施

3.1 清棉工序

由于3種纖維的初步混和是在梳棉工序，清棉工序混紡棉卷的重量不勻率是保證成紗混紡比準確的關鍵。因此，要嚴格保證清棉工序混紡棉卷的重量不勻率不大于0.6%，而一般品種要求不大于1.1%。具體的控制措施：原棉排包要嚴格按照排包圖進行，確保排包質量；減少抓棉機刀片伸出肋條的距離（-2 mm），小車下降動程調整為2 mm/次，小車回轉速度2 r/min，提高運轉效率，實現快速少抓、勤抓、細抓的要求；天平調節裝置工作狀態正常，動作靈敏，如有變形磨滅就及時調整；加入3根～4根防黏條，減少棉卷黏卷現象。

3.2 梳棉工序

在梳棉工序通過專利裝置［6］實現雙卷喂入，實現3種纖維的均勻混和。其中含銀纖維為銀灰色，另兩種纖維均為白色。含銀非織造布和氨基酸竹原混和卷平行疊放喂入，兩者寬度一致。

氨基酸纖維價格較高且含銀纖維含量較少，梳棉工序應遵循“多梳少落”原則。生產中將前清潔器拆掉換成罩板，以有效減少落棉，降低成本。含銀纖維為非織造布形態，其中的纖維雜亂無章，且結合緊密，做好非織造布的再次開松梳理是該工序的難點。重點對梳棉工序的各項關鍵工藝參數進行優化，保證纖維分梳充分的同時防止纖維過度損傷。

3.2.1 生條定量和出條速度

生條定量和出條速度對產品質量的影響較大。在出條速度不變的情況下，隨著生條定量的增加，棉結有上升的趨勢；在生條定量不變的情況下，隨著出條速度的增加，棉結同樣有上升的趨勢。為了平衡質量和產量之間的關系，在實際生產中通過試驗確定生條定量和出條速度。在其他生產工藝不變的情況下，最終優選出生條定量21 g/5 m，出條速度90 m/min。

3.2.2 錫林、刺輥速度

錫林、刺輥速度對纖維梳理效果影響很大，錫林、刺輥速度較低時，纖維分梳不充分，條干及棉結較差；錫林、刺輥速度較高時，纖維梳理過度，短絨增加，易造成條干、棉結惡化。因此，在實際生產實踐中需要對錫林、刺輥速度進行優化，最終確定為錫林速度400 r/min，刺輥速度850 r/min。

3.2 .3錫林蓋板隔距

錫林蓋板隔距關系到棉條的梳理效果。采用銀纖維非織造布，采用緊隔距有利于纖維分離、伸直平行度的提高，減少纖維相互搓捻扭結，使纖維在棉網中有較好的定向性。在錫林速度400 r/min、刺輥速度850 r/min、蓋板速度190 mm/min的前提下，采用5種錫林蓋板隔距（方案A為0.15 mm、0.13 mm、0.13 mm、0.13 mm、0.13 mm、0.13 mm，方案B為0.18 mm、0.15 mm、0.13 mm、0.13 mm、0.13 mm、0.13 mm，方案C為0.18 mm、0.15 mm、0.15 mm、0.15 mm、0.15 mm、0.15 mm，方案D為0.20 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.18 mm，方案E為0.23 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.20 mm）時，其對棉結的影響結果見表1。黑代表含銀纖維，白代表其他兩種纖維，下同。

表1 不同錫林蓋板隔距對棉結的影響

由表1結果結合生產實踐表明，收緊錫林蓋板隔距有利于改善成紗質量。含銀纖維為非織造布形態，收緊錫林蓋板隔距有助于分梳纖維，但隔距過小時對氨基酸纖維和竹漿纖維的分梳作用過強，短絨含量增加易形成棉結，進而惡化成紗質量。綜合以上因素，錫林蓋板隔距選用方案B。

3.2.4 后部隔距

后部隔距影響纖維的梳理和轉移。采用雙卷喂入，棉層較厚，與正常品種相比，需放大后部隔距，但含銀纖維非織造布又需要加強梳理，因此在前期優選結果的提前下，通過試驗確定后部隔距。方案A為給棉羅拉至刺輥隔距0.32 mm，刺輥至預分梳板隔距0.28 mm～0.26 mm；方案B為給棉羅拉至刺輥隔距0.35 mm，刺輥預分梳板隔距0.30 mm～0.28 mm；方案C為給棉羅拉刺輥隔距0.38 mm，刺輥預分梳板隔距0.32 mm～0.30 mm；方案D為給棉羅拉刺輥隔距0.41 mm，刺輥預分梳板隔距0.34 mm～0.32 mm。優選結果見表2。

表2 不同后部隔距對棉結的影響

由表2結果結合生產實踐表明，后部隔距過小時對纖維梳理過度，易造成短絨增加，影響成紗棉結；后部隔距過大時對纖維梳理不夠，成紗棉結惡化。因此，綜合選用方案C。

3.3 并條工序

含銀纖維含量較少，為保證纖維混和均勻程度，采用三道并條工藝。合理設置熟條定量以適應粗紗牽伸，防止牽伸倍數過大對纖維造成損傷。末道并條采用帶有自調勻整的RSB D22C型并條機，可明顯降低后道工序的重量不勻率。

由于氨基酸纖維在紡紗生產過程中易與膠輥、羅拉等牽伸器材產生纏繞、吸花等，一方面嚴重影響產品生產效率，另一方面影響成紗質量，甚至造成長粗、長細、短粗等布面疵點。因此，在生產過程中必須嚴格控制生產環境溫濕度，采用WRC985型膠輥（硬度為邵爾A78度）。不同處理方式膠輥紡紗時的繞花情況：酸處理膠輥的繞花情況嚴重；紫外線光照處理膠輥紡紗8 h后出現繞花現象；生漆炭黑涂層處理紡紗過程順利，無繞花。因此，并條生產工序選用生漆炭黑涂層處理膠輥。這是由于炭黑涂層具有一定厚度和硬度，可增加膠輥的直徑及橡膠的硬度，紡紗時膠輥表面可保持滑爽，利于提高膠輥的抗繞性和穩定性，滿足了生產要求。

并條工序羅拉握持距過大時條干惡化，羅拉握持距過小時牽伸效率減弱，粗細節增多。在一定范圍內，適當減小主牽伸區的握持距，有利于改善成紗條干。RSB-D22C型并條機羅拉握持距采用45 mm×59 mm時，黑板條干較好。

3.4 粗紗工序

細紗采用雙粗紗喂入，粗紗定量4.0 g/10 m，在保證細紗不出“硬頭”的前提下，粗紗設計捻系數95，有利于纖維抱合，改善成紗條干。采用小后區牽伸，防止意外粗紗伸長。生產過程中出現膠輥返花問題，更換經炭黑膠輥生漆處理的WRC985型膠輥后生產順利。

3.5 細紗工序

細紗工序采用賽絡集聚紡，以降低成紗毛羽、細節等疵點，提高成紗質量。同時重點優化的工藝參數有后區牽伸、捻系數、鉗口隔距等。細紗機后區牽伸過小時，粗紗須條在后區不能有效牽伸，成紗粗節增多；而后區牽伸過大時，易造成牽伸波，使成紗質量惡化。捻系數在一定范圍內偏高設計，有利于改善成紗毛羽和強力。通過工藝優化并結合實際生產，后區牽伸采用1.136倍，捻系數選用370。

鉗口隔距對須條的控制力影響較大，進而影響成紗品質。實際生產中，通過優選試驗確定鉗口隔距塊規格。在后區牽伸1.136倍、捻系數370、負壓風機頻率51 Hz、錠速15 000 r/min的前提下，對鉗口隔距塊進行優選。方案A為無鉗口隔距塊；方案B為2.0 mm鉗口隔距塊；方案C為2.5 mm鉗口隔距塊；方案D為3.0 mm壓力棒隔距塊。優選結果見表3。

表3 不同鉗口隔距塊對成紗質量的影響

通過上述試驗結果結合生產實踐表明，采用3.0 mm壓力棒隔距塊時成紗質量指標較好。這是因為在細紗機主牽伸區附加壓力棒隔距塊使須條在前區形成曲線牽伸，加強了對前區浮游纖維的控制，纖維變速點分布集中而穩定地靠近前鉗口，從而使成紗質量得到提高。因此最終選用3.0 mm壓力棒隔距塊。

3.6 絡筒工序

絡筒工序在切除有害疵點的同時，主要控制捻接質量，避免出現結頭翹頭、滑脫現象，影響布面質量。電子清紗器門限設置：棉結4.0倍，短粗1.8倍×1.7 cm；長粗1.25倍×12 cm；長細-18%×12 cm，為降低筒紗毛羽增幅，車速設置為1 000 m/min。

4 面料功能性指標

經山東省紡織產品質量監督檢驗測試中心檢測，采用上述紗線開發出的單面平紋針織面料符合GB/T 20944—2008《紡織品 抗菌性能的評價第3部分：振蕩法》標準技術要求。面料對金黃色葡萄球菌（ATCC 6538）抑菌率98%，大腸桿菌（8099）抑菌率97%，白色念珠菌（ATCC 10231）抑菌率93%，該產品具有較好抗菌效果。

5 結束語

的可紡性；對梳棉設備進行改造實現雙卷喂入，采用含銀纖維非織造布替代傳統散的含銀纖維，與氨基酸纖維竹漿纖維混紡棉卷在梳棉工序進行棉層混和生產，解決了小比例纖維成分（混紡比例低于5%）混和不勻、有色棉結多、混紡比例較難控制的問題；同時合理設計并優化各工序關鍵工藝參數，最終成功開發出質量符合要求的氨基酸纖維/竹漿纖維/含銀纖維48/48/4 14.8 tex賽絡集聚紗。該產品制成的抗菌面料具有功能持久、抗菌性強、耐洗牢度好且安全舒適等特點。該產品可廣泛應用在家居內衣、時尚休閑等服裝領域，具有廣闊的市場前景。