羽毛蛋白纖維賽絡集聚混紡紗的工藝設計

朱 丹 黃仲麗 陳紅霞 李秋紅

（1.河南省紡織產品質量監督檢驗院，河南鄭州，450042；2.河南平棉紡織集團股份有限公司，河南平頂山，467000；3.國家棉花及紡織服裝產品質量檢驗檢測中心，河南鄭州，450042）

羽毛蛋白纖維是利用動物羽毛的化學分子結構和物理特性而制成的新型再生蛋白質纖維素纖維［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，通過采取相應的技術措施，成功紡制出棉/羽毛蛋白纖維50/50 18.4 tex 賽絡集聚紗，增加了產品附加值。

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，棉結雜質少。選用主體品級2.0 級的優質新疆細絨棉，纖維色澤乳白，長度較長，整齊度較好，主體長度29 mm，品質長度31 mm，細度1.77 dtex，斷裂比強度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，所含雜質疵點較少。羽毛蛋白纖維規格1.28 dtex×38 mm，單纖維斷裂強度4.9 cN/dtex，質量比電阻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，羽毛蛋白纖維在清棉圓盤按照70%羽毛蛋白纖維加30%棉纖維的比例進行投料，將紡制出的混紡生條與精梳棉條在并條工序進行并合，這樣既保證了羽毛蛋白纖維的可紡性能和產品質量，同時也能保證混紡比準確。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→ZFA1130 型單軸流開棉機（配FA051A 型凝棉器）→FA022 型多倉混棉機→FA106A 型開棉機（配FA051A 型凝棉器）→FA046A 型振動棉箱給棉機（配FA051A 型凝棉器）→A076 型成卷機→FA224A 型梳棉機→FA317 型并條機

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

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

3 紡紗工藝參數及技術措施

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

3.1 纖維預處理

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

3.2 開清棉工藝

羽毛蛋白纖維的質量比電阻較大，容易積聚靜電，為防止紡紗過程中黏附機件，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。抓棉機要少抓、勤抓，適當降低各機打手速度，減少纖維損傷。FA106A 型開棉機采用梳針打手，以減少纖維損傷和短絨的產生；拆除開棉機前兩組塵棒，換為密封板以控制落棉率，提高制成率；適當收緊塵棒間隔距，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［2］。開清棉工序主要工藝參數：FA002A型抓棉機打手速度720 r/min，FA106A 型開棉機梳針打手速度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，容易出現剝棉不易轉移、棉卷下墜或棉網飄頭、爛邊、機前容易斷條等問題，因此遵循“柔和梳理，順利轉移，輕定量，低速度，中隔距”的工藝原則，針對生產中遇到的實際問題采取以下措施。

（1）針對成網困難，棉網易出現飄頭、落網現象，加裝導棉膠圈裝置，使羅拉輸出的棉網轉移并集束成網。適當降低生條定量、棉網張力和牽伸倍數，有利于改善生條條干水平。適當降低錫林、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，易出現靜電吸附、飄網和黏附導棉膠圈等現象，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）加強值車工的巡回工作，及時發現和處理機后黏卷，防止生條重量不勻率的惡化。

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

（5）在棉網質量達到內控指標要求的前提下，盡量少出蓋板花，以節約原料成本。

梳棉工序主要工藝參數：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、降低重量不勻為重點，采取“輕定量，慢速度，防纏繞，重加壓，大隔距，預并大后區牽伸，末并小后區牽伸，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，生產中靜電現象嚴重，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。為提高成紗質量，防止生產中因混和不勻出現色差，采取以下工藝措施。

（1）為了改善熟條重量不勻率，同時利于混紡比準確，首先在預并工序采用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并條（干定量20.0 g/5 m）和2 根精梳棉條（考慮紡紗質量和成本，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）進行三道混并，二道、末道混并均為6 根并合，末并采用小后區牽伸，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，經預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，但熟條易熟爛和發毛。熟條定長落筒后，均用塑料薄膜罩住熟條，一是防止運輸中碰擦發毛，二是防止纖維散濕和油劑揮發，影響可紡性。

（3）由于羽毛蛋白纖維比棉纖維長，適當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見表1。經實測，熟條條干CV2.85%，重量不勻率0.8%。

表1 并條主要工藝參數配置

3.5 粗紗工藝

JWF1415 型粗紗機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，較小后區牽伸，較大粗紗捻系數，粗紗小張力，適當鉗口隔距”的工藝原則。由于細紗工序采用賽絡集聚紡，可適當降低粗紗定量，減少細紗牽伸力，提高成紗條干均勻度；增加粗紗捻系數可有效防止因粗紗意外伸長產生細節及粗紗單根斷裂影響成紗質量的問題。采用小卷裝，并結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，增強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生的細節、斷頭，可防止粗紗條干惡化。“重加壓，大隔距，較小后區牽伸，適當鉗口”工藝，可保證纖維正常牽伸，防止出現因牽伸不開造成的長粗節疵點，同時有利于改善粗紗條干均勻度；由于熟條抱合力差，機后易劈條，生產上必須加強巡回，嚴防熟條起毛。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：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，后區牽伸1.19 倍，捻系數76，錠翼速度750 r/min，鉗口隔距4.0 mm。經實測，粗紗條干CV4.5%，重量不勻率1.2%。

3.6 細紗工藝

細紗工序采用賽絡集聚紡工藝，使紗線結構緊密、強力高、條干好、毛羽少、抗起毛起球性能好。偏小設計前區羅拉隔距，減小纖維浮游區；增大后區羅拉隔距，減小后區牽伸，有效控制纖維運動，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，加強了對前區摩擦力界的控制，改善了紗線條干并提高了強力。前膠輥選用高彈性、低硬度免處理膠輥，有利于提高握持力，避免出現粗紗牽伸不開出“硬頭”現象。采用集聚紡專用鋼絲圈，減少紗線毛羽和斷頭。負壓管負壓的大小是影響集聚紡紗線質量的重要因素，在生產中必須及時清理風箱積花，保持負壓穩定［4］。須條在負壓管上的運動狀態會顯著影響紗線條干。在實際生產中，因搖架壓力過大、靜電積聚、膠輥表面不良、負壓管負壓偏小等因素造成須條在羅拉與負壓管間的“無控制區”發生下墜或左右歪斜的現象。因此，集聚紡搖架壓力應適當偏小掌握，防止靜電積聚，保持羅拉、膠輥表面光潔，防止黏纏，保持負壓管負壓正常；選用合理目數的網格圈，保證成紗質量穩定；同時，加強操作管理和值車工巡回檢查，防止網格圈堵塞和因單根粗紗斷裂造成單股紡紗的情況。

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

3.7 絡筒工藝

為保證后道工序順利退繞而不出現脫圈筒和松芯筒，筒子卷繞張力要穩定，筒子密度要均勻一致、成形良好，結頭外觀和強力指標符合成紗質量要求；絡筒采用金屬槽筒，保證紗線通道光潔。適當降低絡筒速度，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，捻接結頭強力達到原紗強力的85%以上，結頭外觀光潔，粗細均勻。配備洛菲電子清紗器，設計合適的清紗參數，保證切除有害紗疵的同時盡量避免過度切疵造成結頭增加，從而影響織機效率和布面效果。電子清紗器主要參數：棉結5.0 倍，短粗節2.0 倍×1.3 cm，長粗節1.2 倍×25 cm，長 細節-40%×20 cm。

4 成紗質量指標

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

5 結語

在羽毛蛋白纖維與棉纖維混紡紗的生產中，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行加濕預處理，同時控制好各車間溫濕度。為了進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%棉纖維的比例進行投料；梳棉工序加裝導棉膠圈裝置，確保均勻成卷，防止黏層，保證梳理充分、轉移良好、出網清晰、成條順利；并條工序采用“輕定量，大隔距，小后區牽伸”工藝原則，確保混紡比準確、并合牽伸充分；粗紗工序采取“輕定量，慢速度，大隔距，較小后區牽伸，較大粗紗捻系數，小張力”的工藝原則，防止粗紗意外伸長；細紗工序采用賽絡集聚紡工藝，以減少成紗毛羽和提高成紗條干水平；絡筒工序設置合理電子清紗器參數，減少毛羽，并解決筒子成形問題。最終順利紡制出滿足質量要求的羽毛蛋白纖維混紡紗。