桑皮纖維/棉/絹混紡紗開發實踐

彭孝蓉，陳祥平，范小敏，李喬蘭

(1.成都紡織高等?？茖W校紡織系，成都611731;2.四川省絲綢科學研究院，成都610031;3.四川省絲綢工程技術研究中心，成都610031)

桑皮纖維是近年開發的一種新型天然纖維，其光澤良好、手感柔軟、易于染色［1］。與棉纖維相比，桑皮纖維有著更加優良的吸濕、透濕、抗皺、耐磨和保暖性，是一種典型的生態纖維［2-3］。中國是蠶桑絲綢大國，桑樹種植面積廣，每年冬、夏兩季桑樹修剪都會產生大量的廢棄桑枝條，利用桑枝皮，可開發原生桑皮纖維紡織品，有利于蠶桑資源的綜合利用［4］，也為紡織產品開發提供了創新空間。

桑皮纖維的品質主要受桑樹品種、生長環境、纖維制備技術水平影響。大量檢測數據顯示，批量制取的桑皮纖維纖度約為苧麻的1/2，強度高于棉，與苧麻接近，斷裂伸長優于棉、麻纖維，而長度僅為細絨棉的1/2～2/3，純紡困難。本研究嘗試將桑皮纖維與棉纖維及絹絲纖維在普梳棉紡系統上進行三合一混紡，生產桑/棉/絹164 dtex(36S)轉杯紗。

1 原料

1.1 桑皮纖維

選擇四川大平、梓潼、南充地區的“桐鄉青”“新一枝賴”等多品種桑枝皮，經工業脫膠、水洗、整理、上油、開松等工藝制取桑皮纖維開松綿。纖維各項性能指標如表1所示。

表1 桑皮纖維的各項性能指標Tab.1 The performance indicators of mulberry fiber

1.2 絹 絲

絹絲纖維光澤好，纖維細，可增加混紡紗截面內纖維根數，增大摩擦抱合力，減輕桑皮纖維長度過短對紗線強度和條干的不良影響。選擇切斷長度為30 mm的絹絲原料，形成棉、絹、桑皮纖維合理的長度分布梯度。絹絲纖維各項性能指標如表2所示。

表2 絹絲的各項性能指標Tab.2 The performance indicators of spun silk

1.3 原 棉

針對桑皮纖維、絹絲纖維強度高，細小疵點多，不含大雜、重雜等特點，原棉選擇纖維長、成熟度好、短絨少、大雜較少的新疆兵團330 A棉花。纖維各項性能指標如表3所示。

表3 原棉的各項性能指標Tab.3 The performance indicators of raw cotton

2 紡紗工藝設計及技術措施

桑皮纖維公定回潮率按四川省絲綢科學研究院《桑皮纖維開松綿》企業標準定為9%(該標準已由四川省質量技術監督局審查備案)?；旒徏喌母芍鼗旒彵仍O計為w(桑)︰w(棉)︰w(絹絲)=40︰40︰20。桑皮纖維絨短、疵點多，選擇轉杯紡生產工藝，一是可以發揮紡杯除微塵排細雜的能力，二是轉杯紡的加捻方式可以將桑皮纖維的大多數疵點包在紗芯，減少短絨形成的毛羽［5］。

生產工藝流程:開清棉→梳棉→并條(一)→并條(二)→轉杯紡紗機→絡筒機。

設備型號:A002C自動抓棉機→A006B自動混棉機→A034六輥筒開棉機→A036鼻形打手開棉機→A036A梳機打手開棉機→A062電氣配棉器→A092AST雙箱給棉機→A076綜合打手成卷機→A186C梳棉機→FA305并條機→FA305并條機→FA601A轉杯紡紗機→1332絡筒機。

2.1 開清棉

按照紡紗生產慣例，不同落雜要求的原料應該經過單獨的開清棉工序［5］。但因桑皮纖維長度過短，梳棉單獨成條困難，清花采用棉堆混棉。為便于均勻抓取，排包時對3種原料采用小批量多組分間隔分條排包的方式。桑皮纖維由于較順直且施加有增柔油劑，成包密度較大，抓棉機打手對其抓取量小于其他兩種原料，棉堆下部的桑皮纖維比例明顯高于上部，使先后所開的棉卷混紡比差異較明顯。因此，將每方原料開始和最后的5個棉卷分別編號，在后道工序進行棉卷搭配使用，減小混和差異。

為減少纖維損傷，兩臺A036豪豬式開棉機的豪豬打手分別改為鼻型打手和梳針打手，實施多梳少打，漸進開松［5］。打手速度分別為 400 r/min和380 r/min，塵棒隔距根據落物內容及數量適時調節。A076成卷機綜合打手速度為820 r/min，緊壓羅拉適當加重壓力，棉卷成形良好。

2.2 梳棉工序

由于棉卷中各類疵點多，梳棉除雜負荷較重，因此各部梳理隔距采用“緊隔距”。各梳理隔距設計:給棉板至刺輥0.18 mm;刺輥至錫林0.15 mm;錫林至蓋板 5 點隔距為0.20，0.20，0.15，0.15，0.20 mm;錫林轉速360 r/min，刺輥轉速810 r/min;除塵刀采用“低刀大角度”工藝，增加第一落雜區長度，著重排除硬條和短絨。同時，小漏底進口隔距放大至8 mm，加強桑皮纖維和絹絲長纖的回收;蓋板盤減小至φ260 mm，充分發揮蓋板清除絹絲綿結、桑結、小硬條的作用;為了保證錫林蓋板梳理區良好的狀態，要求操作工定時走蓋板花;針對輸出棉網飄浮的情況，道夫采取19 r/min的低速設計，機前加過棉板托持棉網;根據纖維條件，生條采用輕定量14.9 g/5m，保證較好的梳理質量和減輕后道工序尤其是轉杯紡壓力。

2.3 并條工序

由清花每方原料始末生產的各5個標記棉卷所生產的生條，在并上按1︰1的比例搭配使用。由于生條中短纖維較多，但30 mm以上纖維占32.8%，因此兩道并前后牽伸區隔距分別設計為7 mm和12 mm，控制較小的并條總牽伸倍數［5］，同時配置硬度偏軟的高效抗繞滲碳膠輥，使其摩擦力界有一定延伸，便于對短纖的控制。一并、二并分別采用6根、7根并合，兩道并條的總牽伸倍數為6.52倍和7.89倍，后牽伸區牽伸倍數依次為1.70倍和1.43倍，熟條采用輕定量12.16 g/5 m。

2.4 轉杯紡

164 dtex紗相對于轉杯紡而言，紗支較細，熟條中短絨含量高達20.3%，因此轉杯紡捻度盡量偏大。為了減少紡杯內加捻點弱環處斷頭，阻捻盤選擇R4型，增強假捻效果。運轉中加強對紡杯各處氣壓的監控、調節，減少錠間差異，并保持排雜通道暢通。主要參數:總牽伸倍數148.29 倍，引紗速度34.78 m/min，給棉速度0.234 m/min，設計捻度115捻/10 cm，分梳輥轉速7 200 r/min，紡杯轉速40 000 r/min?；旒徏喐黜椥阅苤笜艘姳?。

表4 混紡紗各項性能指標Tab.4 The performance indicators of blended yarn

2.5 絡筒工序

根據紗線強力、條干水平及斷頭情況，絡筒車速設計為2 000 r/min。由于絹絲和桑皮纖維的密度都比棉小，因此混紡紗的密度取0.88，直徑系數則為0.038［6］，清紗板隔距 d=2.2 × 0.038 ×0.338 4 mm，因此電子清紗板隔距取0.34 mm。電清工藝參數見表5。

表5 電清工藝參數Tab.5 Electrical cleanup process parameters

3 結論

1)由于桑皮纖維平均長度短、疵點多，阻礙了桑皮纖維的產業化開發，但通過適宜的工藝手段和技術措施也能獲得品質良好的產品。本研究開發的桑/棉/絹(40/40/20)164 dtex混紡紗條干均勻、紗體飽滿、光澤優雅、毛羽少，且有天然纖維優良的吸濕透氣性，尤其適宜制作內衣、休閑服、運動服等服飾面料，為桑皮纖維的應用提供了創新空間。

2)以現有桑皮原料品質和技術條件制取的桑皮纖維，存在纖維長度等方面的弱點，不適合開發純紡產品，僅適用于與紡紗性能較好的纖維混紡。

［1］譚磊，馬藝華，丁紹敏，等.桑皮纖維性能與可紡性研究［J］.棉紡織技術，2010，38(7):14-16.TAN Lei，MA Yihua，DING Shaomin，et al.Study on properties and spinnability of mulberry fiber［J］.Cotton Textile Technology，2010，38(7):14-16.

［2］李喬蘭，李誼.桑皮制纖工藝連續自動化設備的開發及應用［J］.絲綢，2009(3):32-35.LI Qiao-lan，LI Yi.Development and Application of the continuous automation equipment for making mulberry fiber［J］.Journal of Silk，2009(3):32-35.

［3］華堅，彭旭東，鄭慶康，等.桑皮纖維的結構與性能研究［J］.絲綢，2003(10):21-23.HUA Jian，PENG Xudong，ZHENG Qingkang，et al.Studied structure and property of mulberry fiber［J］.Journal of Silk，2003(10):21-23.

［4］馮建永.桑皮纖維的研究現狀及應用［C］//銅牛杯第9屆功能性紡織品及納米技術研討會論文集，2009:411-417.FENG Jianyong.The research status and the application of the mulberry fiber［C］//The Proceedings of Bronze Oxen Cup 9th Functional Textiles and Nanotechnology Symposium，2009:411-417.

［5］楊鎖廷.現代紡紗技術［M］.北京:中國紡織出版社，2005:135-171，235-243.YANG Suoting.Modern Spinning Technology［M］.Beijing:China Textile ＆ Apparel Press，2005:135-171，235-243.

［6］姜懷.紡織材料學［M］.北京:中國紡織出版社，2001:355-363.JIANG Huai.Science of Textile Material［M］.Beijing:China Textile ＆ Apparel Press，2001:355-363.