天絲短纖棉紡精梳工藝研究

賈國欣　任家智

摘要：為了獲得天絲短纖的棉紡精梳優化工藝，采用理論分析與試驗研究的方法，通過天絲短纖的纖維性能測試與對比，設計相應的精梳工藝，并通過調節精梳機的落棉隔距、車速、曲柄半徑等工藝參數，進行天絲短纖的精梳生產試驗。結果表明：小卷定量小于65g/m，采用前進給棉，給棉長度4.3mm，頂梳插入深度-0.5，分離羅拉定時調節盤搭接刻度+1.5，落棉隔距10mm，，曲柄半徑55mm，車速280鉗次/min的工藝方案時，精梳機落纖率為4.78%，精梳條條干CV為4.81%，精梳條總棉結數為11個/g，保證了低落纖率的基礎上，有較好的精梳質量。

關鍵詞：天絲短纖;纖維特性;精梳工藝;條干CV;落纖率

中圖分類號：TS114.2

文獻標志碼：A

文章編號：1009-265X（2021）01-0027-04

Abstract：InordertorealizecombingprocessoptimizationofTencelstaplefiber，acombingprocesswasdesignedbasedonfibrepropertytestandcomparisonofTencelstaplefiberbycombiningtheoreticalanalysisandexperimentalstudymethods，andcombingproductiontestingofTencelstaplefiberwasconductedwiththenoilgauge，speedandcrankradiusofcomberadjusted.Theresultsshowthatthenoilrateofcomberis4.78%，theevennessCVofcombingsliveris4.81%andthetotalnepnumberofcombedsliveris11/gifthelapquantumislessthan65g/m，feedinglengthis4.3mmwithforwardfeeding，theinsertingdepthoftopcombis-0.5，thelapscaleofthedetachingrollertimingadjustmentpanelis+0.5，noilgaugeis10mm，crankradiusis55mm，andspeedis280r/min.Thisprocessguaranteeslownoilratebutgoodcombingquality.

Keywords：Tencelstaplefiber;fiberproperties;combingprocess;evennessCV;noilrate

作者簡介：賈國欣（1975-），女，河北石家莊人，副教授，碩士，主要從事新型棉紡工藝與設備方面的研究。

天絲是由可持續生長的木材制成的一種新型紡織原料，屬于可再生纖維素纖維，對環境不會帶來任何的危害，屬于綠色紡織品[1-2]。天絲纖維具有天然纖維和合成纖維的優良特性，不僅有著棉的舒適性，真絲的柔軟垂墜和獨特觸感，還有著毛織物的豪華美感[3-4]。其應用前景廣泛。

生產調研發現，天絲短纖紗采用棉紡普梳工藝流程紡制，與其他纖維的混紡織物在后整理過程中會出現褶皺現象，而采用精梳工藝流程加工的天絲紗，其混紡織物在后整理中很少出現起皺現象，可顯著提高產品的檔次，更好地滿足用戶的高質量要求。劉允光[5]認為將精梳工序引入棉型化纖紡紗流程是提高棉型化纖紡紗質量的一項有效技術手段，通過精梳，不僅可以減少并絲和殘留的少量雜質，而且能夠提高紗線的均勻度，改善面料的手感和風格，所紡產品染色的均勻性、一致性、鮮艷性也明顯提高，布面風格得到改善。薛慶[6]認為利用精梳設備加工棉型化纖，能夠減少后道工序牽伸過程中棉結、粗細節的產生，研制了紡棉型化纖用整體錫林和頂梳并進行了精梳實踐檢驗。陳宇恒[7]以“降低滌綸精梳落纖率，減小分離牽伸力”為目標，分析了棉型滌綸精梳相關機構定時的選擇，探討了纖維特性及精梳工藝參數對分離牽伸力的影響，優選了滌綸精梳工藝參數。張海洋[8]探討了棉紡精梳機上漢麻/棉混紡精梳的優化工藝參數，精梳低落麻技術，并設計出一套漢麻/棉混紡精梳專用的錫林及頂梳梳理專件，提高漢麻/棉混紡精梳紗的質量及漢麻纖維的含量。本文依據天絲纖維的性能特征，研究天絲短纖的棉紡精梳工藝，并進行生產試驗，優選出適合天絲精梳的工藝方案，為棉紡廠的天絲短纖生產加工提供指導。

1原料性能

棉纖維的精梳加工工藝當前已經成熟，而天絲作為一種再生纖維素纖維，其短纖的棉紡精梳加工工藝仍在探索階段。纖維的性能指標是紡紗應用的基礎，因此，研究分析天絲短纖的性能指標，對比其與棉纖維性能的差異，可為天絲短纖的精梳加工工藝研究提供良好的理論依據[8]。根據相關測試標準，對天絲短纖、細絨棉纖維原料進行物理機械性能等相關指標測試。天絲、細絨棉的性能測試指標如表1所示，天絲小卷和細絨棉小卷性能指標見表2。

由表1可知，天絲纖維的平均線密度小于細絨棉，斷裂強力卻顯著高于細絨棉，說明天絲纖維較細，但強度卻高;天絲纖維的靜摩擦系數和動摩擦系數均大于細絨棉纖維，在精梳小卷定量相同的情況下，纖維越細，小卷斷面內的纖維根數就越多，纖維根數多，摩擦系數大，在梳理的過程中，須叢受到的梳理力就越大;纖維的斷裂伸長率可以用于表征纖維的柔軟性能和彈性，天絲和細絨棉的斷裂伸長率相近，天絲和細絨棉具有相近的柔軟性和彈性;初始模量表征纖維對小形變的抵抗能力，纖維的初始模量越大，越不易變形，天絲纖維的初始模量大于細絨棉，說明天絲不易伸長變形。由表2可知，天絲小卷的纖維平均長度及5%纖維長度都高于細絨棉小卷，20mm短絨率小于細絨棉小卷，表明天絲小卷纖維較長且長度整齊度好。

2天絲短纖精梳工藝參數設計

由于天絲小卷纖維長、整齊度好且短絨率低，因此，天絲短纖精梳加工應在保證天絲精梳低落纖率

的基礎上，實現天絲精梳梳理、分離、牽伸的順利進行。天絲短纖纖維長度較長，整齊度好，且摩擦系數大，錫林梳理負荷較大，分離牽伸過程中的牽伸力較大，易導致牽伸不開、分離羅拉輸出纖網破洞等現象。為減輕工作過程中的梳理力、牽伸力，天絲精梳小卷應采用輕定量。頂梳在分離牽伸過程中起到了附加摩擦力界的作用，插入深度越深，附加摩擦力界強度越強，分離過程中牽伸力越大，因此，天絲精梳應采用較淺的頂梳插入深度。與細絨棉小卷相比，天絲小卷短絨、棉結含量較少，天絲精梳的主要任務是提高纖維伸直、平行、分離度，使纖維單根化，改善纖維在須叢中的排列形態，為了降低天絲的落纖率，應選擇較低的錫林齒密，并采用前進給棉方式。天絲纖維長度較長，精梳原料纖維較長時，分離羅拉輸出纖維網易出現“魚鱗斑”，橫條彎鉤現象[9-11]，為了減弱、消除這種情況，分離羅拉順轉定時應提早采用較短的給棉長度。依據上述分析，天絲短纖精梳關鍵工藝參數如表3。

3試驗設計

3.1精梳天絲小卷的加工

試驗用天絲小卷采用并條機—條并卷聯合機工藝路線加工。為了達到天絲小卷定量64.62g/m的要求，同時為了防止生條在并條機牽伸過程中發生斷裂，設定梳棉生條定量17.8g/5m，并條機采用5根條子并和，總牽伸倍數5的加工工藝。條并卷聯合機采用26根條子并和，總牽伸倍數1.432的加工工藝，為了防止臺面纖維網斷裂，臺面張力牽伸倍數小于1。

3.2試驗方案

天絲短纖精梳加工應在保證天絲精梳低落纖率的基礎上，獲得較好的精梳質量。天絲纖維長度較長，在精梳過程中分離羅拉輸出纖維網易出現橫條彎鉤現象，落棉隔距、曲柄半徑對精梳落纖率有影響，同時也影響分離羅拉輸出纖維網的質量，車速通常影響生產質量及生產效率。為了確切判斷上述精梳工藝對精梳質量的影響規律，優選出合適的參數值，因此設定如表4所示的試驗方案。

在原料、紡紗工藝流程及紡紗專件不變的情況下，在同一臺精梳機上采用不同的車速、落棉隔距、曲柄半徑分別進行精梳試驗（其他精梳關鍵工藝參數設定如表3），對精梳質量指標進行測試、分析、對比，優選出適合天絲短纖精梳加工的工藝值。

3.3質量指標及測試儀器

AFISPRO2單纖維測試儀：測試精梳條中的總棉結數、纖維棉結數、籽棉棉結數、總雜質、上四分位長度;20mm以下短絨率;USTERME100條干均勻度測試儀：精梳條條干均勻度;電子天平：落纖率。

4結果與分析

4.1精梳質量指標分析

不同試驗方案的質量指標測試結果如表5所示。精梳加工試驗在筆者所在學院實驗室精梳機臺上完成，實驗室溫濕度控制能力劣于棉紡企業，因此可能造成精梳制品質量指標差于相應條件下的企業制品質量指標現象。

由表5可知，車速相同的情況下，不論曲柄半徑如何變化，隨著落棉隔距的增加，落纖率增大，精梳條的條干CV值變小，精梳條的總雜質個數、棉結個數減少，精梳條的短絨含量降低，上四分位長度變長。說明落棉隔距越大，精梳條的條干均勻度越好，精梳條的含雜越少、短絨越少。在上述試驗方案下，落纖率最大值為5.07%，滿足天絲精梳低落纖率的要求。因此，落棉隔距可適當選擇較大的數值，來滿足更高的質量要求。

車速、落棉隔距相同，曲柄半徑增大，落纖率增大，精梳條條干CV值相近，精梳條的總雜質和總棉結數增多，精梳條的短絨含量降低、上四分位長度變長。曲柄半徑增大后，鉗板的擺動動程增大，擺動加速度增大，鉗板振動增加[12-13]，因此，造成精梳落纖率增大的同時精梳條結雜增多。可知，天絲精梳時，選擇較短的曲柄半徑，即可以保證較低的落纖率，同時又提高精梳質量。

落棉隔距，曲柄半徑相同，車速提高，精梳落纖率稍有降低，精梳條總雜質和總棉結數增多，精梳條短絨含量增多，天絲短纖的精梳質量下降，因此，在滿足產量要求的前提下，精梳機車速可適當降低。

4.2精梳纖維網質量分析

天絲小卷纖維平均長度較長，精梳原料纖維較長時，分離羅拉輸出纖維網易出現“魚鱗斑”，橫條彎鉤現象，上述試驗方案1、方案3、方案5的分離羅拉輸出的纖維網如圖1所示。

由圖1可知，天絲精梳分離羅拉輸出纖維網存在輕微橫條彎鉤現象，這與原料纖維的長度、特性有關。方案1的纖維網彎鉤現象重于方案3，說明曲柄半徑長度對輸出纖維網彎鉤有影響，曲柄半徑越短，纖維網彎鉤現象越重;方案5的分離羅拉輸出纖維網彎鉤現象最不明顯，說明落棉隔距對纖維網彎鉤的影響程度較大，落棉隔距變大時，纖維網橫條彎鉤現象顯著改善。天絲短纖精梳纖維網雖有彎鉤，但現象并不嚴重，而且通過精梳制品的質量指標測試結果可知，彎鉤并沒有對精梳質量造成顯著影響，因此在天絲精梳工藝選擇時，可選擇較短的曲柄半徑，較大的落棉隔距及較低的車速。

5結論

生產企業的調研中發現，采用棉紡體系加工天絲短纖，普梳天絲短纖紗的混紡織物在后整理過程中出現褶皺現象，而精梳天絲短纖紗的混紡織物起皺現象顯著改善且織物染色性能好，光澤亮度高。對天絲短纖的棉紡精梳工藝進行了理論分析與試驗研究，結論如下。

a）天絲短纖纖維長度長，整齊度好，摩擦系數大，在精梳過程中易出現牽伸不開、分離羅拉輸出纖網破洞、纖維網橫條彎鉤、可紡纖維流失等現象。

b）在保證天絲精梳低落纖率的基礎上，為了獲得較好的精梳質量，精梳工藝應采用較小的小卷定量，較淺的頂梳插入深度，較稀的錫林齒密，較早的分離羅拉順轉定時，前進給棉、短給棉，較短的曲柄半徑，較低的車速，較大的落棉隔距。

c）天絲短纖棉紡精梳過程中分離羅拉輸出纖維網有橫條彎鉤現象，落棉隔距放大，曲柄半徑增大時，可改善纖維網橫條彎鉤現象，精梳纖維網的橫條彎鉤現象對最終精梳制品的質量無顯著影響。

參考文獻：

[1]劉偉.綠色纖維天絲紗（Tencel）的生產實踐[J].現代紡織技術，2008（6）：22-24.

[2]董家瑞.Tencel纖維及產品近期動向[J].紡織信息周刊，2000（43）：14-15.

[3]崔志英，薛美君，趙虹，等.綠色環保型針織服裝的面料服用性能研究[J].東華大學學報，2006，32（2）：124-126.

[4]趙虹.環保型針織服裝的面料實驗研究與產品開發方案[D].上海：東華大學，2003：13-15.

[5]劉允光.國產精梳機的技術近況與發展趨勢[J].棉紡織技術，2019，47（7）：82-84.

[6]薛慶.紡棉型化纖用精梳整體錫林和頂梳的設計與配套[J].紡織器材，2018，45（2）：76-80.

[7]陳宇恒.滌棉精梳混紡工藝研究[D].鄭州：中原工學院，2016：24-27.

[8]張海洋.漢麻/棉混紡精梳關鍵技術的研究[D].鄭州：中原工學院，2016：8-11.

[9]劉允光，唐博，呂恩勝.改善精梳棉網清晰度的措施[J].棉紡織技術，2018，46（2）：33-37.

[10]劉榮清.精梳棉條條干不勻率探析[J].現代紡織技術，2007（1）：16-20.

[11]肖際洲，段昕，歸玉成，等.降低精梳條干不勻率的技術措施[J].棉紡織技術，2016，44（10）：52-55.

[12]任家智.E7/5型精梳機鉗板傳動機構分析[J].棉紡織技術，1998，16（6）：16-20.

[13]賈國欣，任家智.精梳機曲柄半徑對鉗板機構運動性能的影響[J].河南工程學院學報，2011，23（2）：6-10.