蓮纖維的紡紗工藝探究

靳賀玲，秦 姝

(南通職業大學紡織服裝學院, 江蘇 南通 226007)

蓮纖維是近年來中國開發的新型紡織纖維，是一種天然纖維素纖維。所謂蓮纖維[1]是指蓮稈內管狀分子加厚的次生壁,它是一種從農業廢棄物荷稈抽取的纖維,又稱為“荷纖維”。蓮纖維原料來源豐富，價格低廉，便于采摘；蓮纖維天然環保、清涼挺爽、健康保健；這些因素都決定了蓮纖維具有良好的開發和應用前景。蓮纖維在現有的紡紗設備上很難進行純紡，而適合與其他纖維混紡。因此本文研究了蓮纖維的可紡性能和與棉纖維的混紡工藝，對蓮纖維的進一步開發和利用提供理論依據。

1 實驗部分

1.1 材料

蓮纖維荷桿采自于江蘇南通。其纖維制取采用生物加工法[2]，是類似于麻纖維的一種制取方法。

棉纖維選擇江蘇大豐的細絨棉，麻纖維選擇湖北省襄樊的麻纖維。

1.2 儀器

Instron5565萬能強力機(萊州市電子儀器有限公司)；Y802恒溫烘箱(常州紡織儀器廠)；BH-HCA恒溫恒濕箱(萊州市電子儀器有限公司)；Y151型纖維摩擦系數測定儀(南通三思機電科技有限公司)；電子天平(精確度為0.0001 g)(江蘇常熟長青儀器儀表廠)；密封性能良好的玻璃干燥皿(常州紡織儀器廠)。

1.3 測試方法

1.3.1 長度和細度測試

纖維細度測試采用中段切斷稱重法；纖維長度采用羅拉長度分析法。選取的纖維需經過恒溫恒濕箱平衡24 h。

1.3.2 回潮率測試

依據GB/T9995—1997《紡織材料含水率和回潮率的測定》, 采用烘箱干燥法。

1.3.3 拉伸斷裂性能測試

拉伸斷裂性能測試采用Instron5565萬能強力機進行。測試條件：夾持距離為10 mm，拉伸速度為10 mm/min。

1.3.4 摩擦性能測試

纖維的動、靜摩擦因數測試采用Y151型纖維摩擦系數測定儀進行。測試條件：絞盤法，選擇200 mg的標準張力夾。

1.4 測試結果對比

表1為蓮纖維、麻纖維、棉纖維三種纖維物理指標的測試結果。

表1 蓮纖維、麻纖維、棉纖維的物理指標

蓮纖維與棉纖維、麻纖維同屬纖維素纖維，各種物理指標比較相似，具有可比性。另外棉纖維和麻纖維的紡紗工藝都非常成熟，通過對比三種纖維的性能，可以了解蓮纖維的紡紗性能。從表1的對比結果可以看出：蓮纖維的細度、長度、斷裂強度與棉纖維相似；回潮率、斷裂伸長率、初始模量、動靜摩擦因數又跟麻纖維類似；主體長度略高于棉，而小于麻纖維。總結下來，蓮纖維的性能介于棉纖維與麻纖維之間。

2 蓮纖維的紡紗性能分析

纖維的長度、細度、回潮率、強力、摩擦性能與其紡紗性能有直接的關系，下面從這些物理指標來分析蓮纖維的可紡性能。

2.1 蓮纖維的結構與形態

據研究表明[3]：蓮纖維是由4～10根平行排列的單絲通過聯系力締結具有螺旋狀復絲結構。由于蓮纖維在制取過程經過外力抽取拉伸，纖維呈現竹節紗一樣的外觀形態，而這種獨特的形態有利于提高纖維的抱合力，對蓮纖維的紡紗加工更加有利。

2.2 蓮纖維的長度和細度對可紡性的影響

表1數據表明：蓮纖維的線密度為1.61 dtex，小于麻纖維，與棉纖維線密度較接近。蓮纖維的主體長度小于麻纖維，比棉纖維略長。可見蓮纖維細度較細，有利于成紗強力和條干均勻度，適合與棉進行混紡。

2.3 蓮纖維的回潮率

表1數據表明：蓮纖維回潮率為12.32 %, 與麻接近, 比棉大。這說明蓮纖維具有很好的吸濕性。因此其優越的吸濕性能可降低其在紡紗過程中靜電的產生，從而減少了纖維對紡紗器的纏繞、黏連，提高了其可紡性能。與棉混紡可以提高混紡產品的涼爽性。

2.4 蓮纖維的機械性能

表1數據表明：蓮纖維的初始模量較大，為146.81 cN/dtex，比棉纖維大，略小于麻纖維；斷裂強度較大，為3.44 cN/dtex，與棉纖維接近，略小于麻纖維；斷裂伸長率較小，為2.72%，略小于棉纖維，大于麻纖維。綜合蓮纖維的初始模量、斷裂強度、斷裂伸長率介于麻纖維和棉纖維之間，因此可以判斷蓮纖維具有較好的可紡性，適合與棉麻進行混紡。

同樣，從表1數據可以看出，蓮纖維的動、靜摩擦因數較大，與麻纖維摩擦因數接近，且靜動摩擦因數差值也較大，在一定程度上提高了纖維之間的抱合性，有利于蓮纖維的可紡性。但摩擦容易產生靜電，可以在紡織加工過程中添加適量油劑，減少靜電的產生。

3 蓮纖維產品的紡制

由上述蓮纖維綜合性能分析表明：蓮纖維的紡紗性能，介于棉纖維和麻纖維之間，具有較好的可紡性。但利用現有的設備，純紡難度較大，因此可以考慮采用低比例的蓮纖維與其他纖維進行混紡。

3.1 紡紗品種及生產流程

紡紗品種為蓮/棉20/80，細度28 tex混紡紗。

選擇的蓮纖維長度為30～50 mm, 主體長度為45，細度為1.61 dtex, 束纖維細度20 dtex。與蓮纖維混紡的棉纖維細度為2 dtex，主體長度為30 mm, 長度、線密度都較適中，適合與蓮纖維進行混紡。

生產流程：FA002D抓棉機×2臺(并聯)→FA121型除金屬雜質裝置→SFA035混開棉機→FA022多倉混棉機→FA106梳針開棉機→FA133型氣動配棉器(2路)→FA161B振動棉箱給棉機→FA141單打手成卷機×2臺→FA201A梳棉機→FA322頭道并條機(三道)→FA491粗紗機→FA506細紗機。

3.2 紡紗工藝要點

(1)混合方式：蓮纖維與棉同屬纖維素纖維，各物理指標與棉非常類似，因此采用散纖維混合的方式，蓮纖維與棉纖維采用20/80比例均勻排包。

(2)預處理：蓮纖維與麻纖維類似，初始模量較大，手感較硬，復絲結構，動靜摩擦因數大，摩擦容易產生靜電，這些因素都會影響蓮纖維的可紡性，所以投料前需要進行給濕給油處理，控制回潮率在12%～13%，軟化纖維，減少靜電的產生，提高其可紡性。給濕給油處理：先將(煤油+茶油)乳化，給油比例1.2%，均勻噴灑蓮纖維，保濕堆放48 h即可使用。

(3)清花工序：蓮纖維剛度較棉大，開松過程中容易受到損傷，清花各打手速度應比純棉產品適當降低，減少對纖維損傷。清花主要打手速度如下：FA002D抓棉打手800 r/min，FA022打手速度260 r/min，FA106梳針打手速度480 r/min，FA141綜合打手速度903 r/min。SFA035第一打手速度539 r/min，第二打手速度454 r/min。

(4)梳棉工序：錫林、刺輥、道夫速度應比純棉產品適當降低，減少對纖維損傷。較低的刺輥速度，可以降低對棉層的打擊力度，從而減少棉結，提高成紗質量。適當放大錫林蓋板隔距，適當降低道夫速度，提高蓋板速度，從而改善棉網質量，減少棉結。錫林、刺輥、道夫、蓋板的速度分別為360 r/min、880 r/min、20 r/min、98.9 mm/min。梳棉過程中選擇200 mm的小漏底長度，采用平刀取代除塵刀，增強對纖維的托持能力，降低落棉，節約成本。

(4)并條工序：由于蓮纖維與棉纖維采用散纖維混合方式，選擇三道并條有利于原料的充分混合和條子的均勻度。頭道并條采用6根并合，后牽伸倍數采用1.7；二道8根并合，后牽伸倍數為1.3；三道8根條子并合，后牽伸倍數為1.3；這樣有利于后彎鉤纖維伸直，減少棉結產生，提高成紗條干的質量。

(5)粗紗工序：粗紗工序采用“大捻系數、中定量”的原則。選擇較大的粗紗捻系數(捻度45 T/m)，從而加強纖維運動控制，從而保證紗線條干均勻和光潔度，有利于細紗牽伸。適當的定量(濕定量6.8 g/10 m, 公定回潮率為10.25 %)可以減少粗紗卷繞直徑，減少意外伸長，有利于紗線條干。

(6)細紗工序：采用依納V型牽伸，加壓方式采用氣動加壓，機械狀態良好。比紡棉適當降低車速和錠速，有利于成紗質量。適當增大紗線捻系數(捻度999 T/m)，減少紗線斷頭。選擇適當比紡純棉時大號些的鋼絲圈，鋼領選擇邊寬3.2 mm的PG1，鋼絲圈號數選擇5/0。鋼領和鋼絲圈之間運行穩定，紡紗張力波動小，有利于紗線質量穩定，毛羽減少。

3.3 成紗質量

經紡制蓮/棉 20/80 28 tex 紗線質量指標如下：百米重量偏差2.45 %，百米重量變異系數1.48 %，單紗強力330 cN，單紗強力變異系數13.5 %，單紗斷裂強度11.5 cN/tex,條干均勻變異系數12.5 %，克棉結雜質總粒數79。該紗線質量能滿足后續生產要求。

4 結語

蓮纖維的紡紗性能，介于棉纖維和麻纖維之間，具有較好的可紡性。但利用現有的設備，純紡難度較大，因此可以考慮采用蓮纖維與其他纖維進行混紡。蓮纖維與棉纖維具有比較相似的物理化學性能，考慮兩種纖維進行混紡。 根據蓮纖維和棉的特點選擇合適的工藝流程以及工藝參數，可紡制出能夠滿足后續生產需要的紗線。可見，蓮纖維擁有進一步開發和利用的巨大價值。

[1] 陳東生, 甘應進，等.蓮纖維的力學性能[J] .紡織學報，2009(3)：18-21.

[2] 陳東生,甘應進.蓮纖維及其制備方法與制品:中國, 200610140888. 4[P]. 2008-04-23.

[3] 陳東生,何軍,王建剛,等.蓮纖維的形態研究[J].纖維素科學與技術,2008,17(1):57-60.