開發高支漢麻棉混紡紗的技術探究

熊翰文,馬德建,張尚勇,*

(1.武漢紡織大學,湖北 武漢430000;2.雅戈爾武漢漢麻生物科技有限公司,湖北 咸寧437200)

大麻又稱漢麻,具有吸濕透氣、防毒抗菌、抗紫外線及吸音消波等多種優良性能,符合人們對服飾的舒適健康要求[1]。但大麻纖維整齊度較低,纖維長度較短,離散度較大,且有含雜質、硬條等疵點,故大麻純紡可紡性較差,上染率較低,色牢度不高,影響面料及成品的開發使用[2-4]。根據漢麻纖維和棉纖維各自的特點,研發了雙清雙梳紡紗工藝,設置精準的清花和梳棉工藝,有利于漢麻纖維和棉纖維的開松、除雜、梳理等,大大提高了紗線半制品品質;通過對漢麻等纖維的優選并進行表面改性技術、調節粗紗間距、調整網格圈目數、成紗捻系數等工藝設計,實現了在棉紡緊密賽絡紡紗系統上紡制高支漢麻/棉混紡紗。

1 漢麻棉混紡紗在棉紡織系統上的生產工藝

1.1 雙清雙梳紡紗工藝技術

1.2 紡紗設計

原料:漢麻纖維平均長度33.25 mm,短絨率24.15%,超長纖維15.54%,斷裂強度3.95 c N/dtex,并絲率4.95%。棉纖維馬克隆值4.45,平均長度27.75 mm,回潮率6.0%,含雜率1.93%。

生產品種:9.72 tex精梳麻棉混紡紗(H55/C45)。

2 原料處理

2.1 漢麻纖維養生保濕

漢麻纖維的整齊度差、剛性強,為提高漢麻混紡紗的可紡性,在使用之前必須進行養生保濕工作[5]。將經過表面改性的漢麻纖維,分別用2%的抗靜電劑,0.8%的毛和油與水配置成的油劑均勻噴灑,然后將纖維放在相對濕度70%～80%,溫度30～35℃的封閉養生房中48 h,使油劑與水充分滲透到纖維內部,使纖維的回潮率達到13%～15%。通過處理,可有效清除生產中的靜電,防止“三繞”(繞皮棍、繞皮圈、繞羅拉)產生,改善可紡性。

2.2 漢麻與棉纖維的預梳

漢麻纖維處理工藝流程:FA022型多倉混棉機→ZF1102型開棉機→FA046 A型振動棉箱給棉機→FA041 A型凝棉器→A076C型成卷機→FA231C型梳棉機。

從多倉混棉機到成卷機為預開清工序,其主要工藝原則是“精細抓取、少打擊、低速度”,要盡量多落早落,降低打手的速度,增大塵棒間隔距,既能減少對纖維的損傷,又能使纖維達到開松除雜的效果,還能加強梳理和落雜。為了防止水分散失,棉卷用塑料布包好,并要適當控制棉卷存量。具體工藝是:打手轉速920 r/min,梳針棍筒轉速800 r/min,塵棒間距7 mm,棉卷羅拉速度12 r/min,棉卷米重440 g/m,清花工序溫度22～28℃,相對濕度60%～70%。

漢麻纖維中含有較多超長、倍長纖維,硬條、并絲也較多。采用FA231C型梳理機預梳理漢麻的目的就是除去漢麻纖維中的超長、倍長纖維及短絨并絲等。應采取“多梳多落,除短絨,去雜質”的工藝設計,適當降低刺輥速度,擴大錫林與刺棍速比,使纖維從刺棍向錫林良好運轉。漢麻纖維卷曲度少,纖維抱合性較差,為防止掉網、破邊,需加裝導麻皮圈。主要工藝參數:錫林與蓋板隔距設定為0.23、0.20、0.18、0.20 mm,錫林360 r/min,道夫25 r/min,蓋板速度261 r/min,生條定量21 g/5 m。車間溫度28～34℃,相對濕度60%～65%。

3 紡紗工藝流程

漢麻棉混紡采用常規棉紡工藝流程,流程短生產效率較高。FA022型多倉混棉機→ZF1102型開棉機→FA046 A型振動棉箱給棉機→FA041 A型凝棉器→A076C型成卷機→FA231C型梳棉機→FA311預并→FA388 A型精梳機→D81S型并條機→D45C型并條機→FA498型粗紗機→F1562型細紗機→Savio型絡筒機

3.1 開清棉工序

大麻纖維經過養生預梳等處理后,先與棉纖維混合再經過紡紗各道工序。開清棉工序要按照“多分梳、少打擊、少落棉”的原則。抓棉機打手每次下降2.5～3 mm,提高抓棉效率,做到勤抓少抓,多送少打,從而減少打擊強度。為了減少落棉,減小打手到塵棒的隔距,增大緊壓羅拉壓力,清花在成卷時嵌入3～5根粗紗,以防止退卷時的粘卷現象。具體工藝:抓棉打手速度720 r/min,打手伸出肋條長度為1 mm,開棉機打手速度800 r/min,設計棉卷米重440 g/m。清花工序溫度28～30℃,相對濕度65%～70%。

3.2 梳棉工序

梳棉機有“紡紗心臟”之稱,梳理的好壞與成紗質量密切相關。梳棉工序掌握“弱分梳、少落棉”的工藝原則,合理降低錫林速度,減小錫林與刺棍的線速比,適當增大錫林與蓋板隔距。主要工藝參數:錫林與蓋板隔距設定為0.23、0.20、0.20、0.18 mm,錫林針板采用AC2030×03040,齒密為1 080齒/(25.4 mm)2,錫林360 r/min,道夫25 r/min,蓋板速度261 r/min,梳棉定量為22.5 g/5 m。車間溫度28～33℃,相對濕度61%～65%。

3.3 精梳工序

精梳重點在于梳理,進一步排除短纖維,工藝配置是“長喂給、大牽伸、低轉速”。由于漢麻纖維長度離散較大,故要增大精梳機牽伸隔距,降低錫林速度,使用較稀針齒密度的針布規格,達到既梳理纖維又減少纖維損傷的目的。精梳膠輥經過抗靜電涂料輕處理,防止生產過程中纏繞。工藝配置為:給棉量5.0 mm,總牽伸倍數為13.6倍,頂梳隔距0.5 mm,錫林轉速300鉗次/min。溫度控制在25～30℃,相對濕度60%～65%。

3.4 并條工序

選用偏低的車速,使用經過硬化處理的膠輥,增加抗纏繞性。采用兩道并和,控制纖維條的重量偏差性。一道并合數為8根,車速為280 m/min,定量為21.0 g/5 m,羅拉中心距為44.5 mm×48 mm,牽伸為8.99倍;二道并合數為8根,車速為260 m/min,定量為18.6 g/5 m,羅拉中心距為44 mm×53 mm,牽伸為8.79倍。為保證并條后回潮率為7.5%～8.5%,車間溫度控制在24～30℃,相對濕度在64%～70%。為減少生產時出現熟條、堵圈條盤現象,要嚴格控制車間溫度,并條后存放在密封的隔離棚進行恒溫加濕。

3.5 粗紗工序

粗紗采用“偏大定量、慢速度、較大捻系數”的工藝原則。為了防止粗紗在加捻過程和細紗退繞時的意外牽伸,要適當增加粗紗捻系數,以加強對浮游纖維的控制,提高纖維間的抱合力,采用封閉錠翼減少紗疵產生。車間采用噴頭加濕,調節好區域溫度,相對濕度控制在70%～75%。粗紗工藝:干重量7.0 g/10 m,捻系數130,總牽伸倍數8.25,后區牽伸倍數1.18,錠翼速度1 000 r/min,羅拉中心距9 mm×23 mm×30 mm,粗紗條干CV值9.8%。

3.6 細紗工序

緊密賽絡紡紗技術在棉紡、化纖紡紗時大量應用,但由于漢麻纖維天然分裂度較小且不勻率較大、長度整齊度差、纖維粗硬等特點,在漢麻紡紗領域很難進行推廣應用。通過對漢麻等纖維的優選并進行表面改性技術、調節粗紗間距、調整網格圈目數、成紗捻系數等工藝,成功實現了漢麻纖維的緊密賽絡紡紡紗技術。

細紗部分采用緊密賽絡紡紗,漢麻纖維運用兩種牽伸形式的結合,具有毛羽少、強力高、條干均勻度好且紗線緊密耐磨性好的特點。具體工藝:配備國產網格圈的集聚裝置,3根羅拉直徑分別是25、27、25 mm,在紡紗過程中采用較大的細紗捻系數,以提高強力,減少細節;前羅拉轉速127 r/min,錠速9 000 r/min,設計捻系數470,鉗口隔距3.5 mm,總牽伸倍數26.78,后區牽伸倍數1.25,羅拉中心距45 mm×57 mm,車間相對濕度為65%～75%,溫度控制在25～34℃。采用緊密賽絡紡技術和普通環錠紡紗技術生產的同品種J9.72 tex H55/C45紗線指標對比見表1。

表1 緊密賽絡紡和環錠紡生產紗線指標對比

3.7 絡筒工序

由于漢麻纖維毛羽偏多且伸長率小,絡筒速度不宜太快,車速保持在850 r/min,并對紗線上蠟。自絡電清門限:短粗D2.6 mm×L2.4 mm,長粗節D1.3 mm×L20 mm,細節D-20 mm×L90 mm,棉結設定為6.5。最終成紗質量控制在重量偏差±30 g,細紗條干CV值25%,-50%細節730個/k m,+50%粗節2 384個/k m,+200%棉結3 023個/k m,+280%棉結1 278個/k m,斷裂強度14.6 c N/tex,單紗強力CV值11.5%。

4 結語

(1)采用漢麻纖維雙清雙梳制條工藝,并在棉紡設備上優化成紗工藝,成功生產出高品質H55/C45的9.72 tex精梳漢麻棉混紡紗線。

(2)因漢麻纖維在雙清雙梳制條工序中落棉率較高,在生產H55/C45混紡紗時,漢麻纖維的比例在實際投料中略多,為63%左右。

(3)采用棉紡緊密賽絡紡紗技術生產出的紗線,相比于傳統環錠紡的紗具有毛羽少、強力高的特點。

(4)高比例漢麻高支混紡紗的條干均勻度不理想,特別是粗細節較多,后期還需繼續完善工藝。