在棉紡設備上生產絹絲14.6 tex 紗的工藝實踐

李向東

（德州華源生態科技有限公司，山東德州，253000）

絹絲是蛋白質纖維，絹絲面料具有冰涼透氣、吸濕性好，成衣不易皺、不易起球，手感細膩，光澤性好等優點。由于絹絲表面比較光滑，纖維之間抱合力差，在紡紗過程中易起靜電，可紡性較差。在傳統的棉紡設備上很難生產高比例的絹絲紗線，通常與棉、莫代爾或萊賽爾等纖維素纖維混紡，以改善其可紡性，一般情況下絹絲的混紡比不超過30%。我公司與有關企業共同合作，使用絹絲切斷短纖維，通過采取一系列工藝優化和技術措施在傳統棉紡設備上成功開發了純絹絲紗，且已成功投入批量生產，產品質量比較穩定，受到了下游用戶的好評。本研究對具體實踐進行總結，介紹如下。

1 原料特性與紡紗工藝流程

1.1 原料特性分析

我們此次使用的是未脫膠絹絲。絲膠是蠶絲表面的膠狀水溶性球狀蛋白質，絲膠中側基帶羥基的氨基酸含量較高，如絲氨酸約占34%，蘇氨酸約占9%，二羥基和二氨基氨基酸的含量均比絲素中的含量高，因此絲膠的吸濕性和水溶性明顯高于絲素。未脫膠絹絲最大程度地保留了對人體有益的蛋白質，同時提高了纖維吸濕透氣性，提高了紡紗性能以及終端產品的服用性能。經過原料廠家不斷試驗，對絹絲纖維進行更新迭代，未脫膠絹絲也在一定程度上保留了脫膠絹絲亮麗的光澤和滑爽的手感。脫膠絹絲與未脫膠絹絲纖維指標對比見表1。

從表1 中的指標對比可以看出，未脫膠絹絲纖維中的棉結和短絨率較高。采用普通棉紡工藝流程紡絹絲14.6 tex 紗，需抓住關鍵工藝點，以保證順利生產。

1.2 紡紗工藝流程

FA002D 型抓棉機→A035 型混開棉機→FA106B 型開棉機→JWF1204A 型梳棉機→FA320 型并條機→TD10 型并條機→TJFA457A型粗紗機→FA506 型細紗機→№21C 型絡筒機

2 紡紗過程關鍵工藝點

2.1 絹絲纖維養生預處理

紡絹絲纖維容易出現靜電大、成條困難等問題。在生產前需要對絹絲纖維噴灑輔助油劑進行養生預處理，常用的輔助油劑有散電靈、抗靜電劑、合毛油、甘油等，為驗證不同油劑的保濕效果，我們對不同油劑分組進行了對比試驗。試驗方法：在等量的水中分別加入油劑，加入各油劑比例相近，分別均勻噴灑到絹絲纖維中，平衡一定時間后進行回潮率測試。幾種油劑處理后絹絲纖維的回潮率測試結果見表2。

表2 幾種油劑處理后絹絲纖維回潮率測試對比

從表2 測試結果對比來看，抗靜電劑的保濕效果較好，后續生產中我們選用抗靜電劑對絹絲原料進行預處理。抗靜電劑具有不黏稠、熱穩定性好、耐堿不易離解等特點，有著優異的防靜電性能，且不含任何有機硅成分。將稀釋后的抗靜電劑采用人工方法均勻噴灑在絹絲原料上，對噴灑后絹絲原料用塑料薄膜封存平衡一定時間，控制好環境溫濕度（溫度22 ℃，相對濕度70%以上）。

2.2 梳棉柔性梳理

梳棉工序采用“慢速度，小張力”的工藝原則。適當降低刺輥和道夫速度，增大錫林與刺輥表面速比，并適當加大錫林與蓋板間隔距。錫林至道夫轉移率要大，減少纖維充塞，增加梳理轉移，減少棉結和短絨。在試制過程中，選用雙齒錫林針布進行試驗。

雙齒針布更易于托持纖維，使纖維停留在齒尖位置，提高了梳理效果，同時提高了錫林至道夫間的轉移效率。齒背采用駝峰結構設計，駝峰的設計結構提高了纖維末端拋離錫林針布表面的高度，保證了纖維能被蓋板針布抓取，長纖維得到充分分梳，從而提高纖維的一次性分梳效果，減少纖維損傷［1］。雙齒針布的齒形如圖1 所示。

圖1 雙齒錫林針布

為了驗證雙齒錫林針布對成紗質量的影響，我們進行了單嘜試紡對比。雙齒錫林針布、進口針布及國產某針布的配置對比見表3。

表3 梳棉針布型號配置對比

在表3 梳棉針布配置條件下，采用相同工藝進行試驗：錫林速度300 r/min，刺輥速度609 r/min，蓋板速度150 mm/min，出條速度60 m/min，錫林與蓋板隔距0.25 mm、0.23 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.20 mm。試驗結果見表4。

通過對比結果可知，雙齒錫林針布好于其他兩種針布，但是成紗棉結仍然偏高，于是我們對梳棉工藝參數繼續優化。目測生條黑板棉結得到了明顯改善，工藝優化前后質量對比見表5，生條棉結實物對比如圖2 所示。可以看出，無論是質量指標還是實物對比圖，優化后的均較好。

表4 不同梳棉針布配置紡紗質量指標對比

表5 梳棉工藝優化前后質量指標對比

圖2 梳棉工藝優化前后生條棉結實物對比

2.3 并條羅拉加壓優化

并條末道采用TD10 型并條機可以實現高速化后的品質穩定。該并條機牽伸形式為三下四上牽伸，可以根據不同纖維自動優化后區牽伸倍數，自動確定輸入羅拉和中間羅拉之間的最佳預牽伸，同時采用氣動搖架加壓，實際的壓力更加精準，也便于壓力的隨機調節。結合氣動加壓的特點，通過多組試驗對比，降低后羅拉和前羅拉的加壓，適當增大中羅拉加壓，有利于對牽伸區內短纖維的控制，成紗指標水平有較大幅度的提高。具體優化方案和質量指標對比見表6。

表6 優化并條羅拉加壓試驗方案及質量指標對比

2.4 并條膠輥優選

目前我公司使用的并條機車速可達500 m/min 以上。并條實現高速化后，要求并條膠輥彈性恢復快、熱變形小，膠輥表面應具有耐磨性好、抗繞性優良等特點。

普通并條膠輥使用周期短、磨損快，特別是經過復合涂料處理的膠輥，涂層很容易磨損，易產生帶花、繞花現象。同時，還會經常出現個別新膠輥彎曲、跳動等問題，容易引起機械波，影響并條質量。石墨烯膠輥是針對并條機開發的一款新型防靜電膠輥，可用于對防靜電性能要求比較高的產品使用。

普通的膠輥防靜電性能一般，在紡某些特殊品種時易發生纖維纏繞現象，通常在橡膠配方中添加抗靜電劑。抗靜電劑多為液體，在低硬度膠輥配方中可以大量添加，但在做前紡并條、粗紗膠輥時，由于膠輥的硬度高，所以抗靜電劑的使用量受到了限制。石墨烯材料恰恰滿足了這方面的要求。在設計高硬度膠輥時，需要增加石墨烯的用量。硬度越高，石墨烯摻用量越大，導電性能越好。因此防靜電性和耐磨性都顯著提高，適應了并條工序高速、高產、質量穩定的需求。

在絹絲品種生產過程中，使用普通膠輥時，纖維纏繞現象非常嚴重，導致無法正常成條。更換石墨烯膠輥后，纖維纏繞現象基本解決。為了保證石墨烯膠輥始終保持良好的性能，需要定期對膠輥進行人工擦拭，去除膠輥表面黏附的油劑和雜質，保證膠輥對絹絲纖維優良的握持，使紗線條干指標穩定。

2.5 鋼領和鋼絲圈配置

為提高絹絲品種在細紗的可紡性，降低細紗斷頭率，提高細紗錠速，我們采用國產高精度軸承鋼鋼領和自潤滑TP 鋼絲圈［2］。TP 鋼絲圈在適應高速紡紗、延長使用壽命方面具有良好的性能表現，可有效降低對鋼領的磨損。表面采用化學復合鍍處理技術，具有耐磨、自潤滑、使用壽命長等特點，紡紗過程中可減少對紗線刮擦造成的疵點，尤其對棉結和毛羽指標改善明顯［3］。細紗鋼領型號為PG14054 型，鋼絲圈采用自潤滑低弓型6/0鋼絲圈。通過以上調整，細紗紡絹絲14.6 tex 品種錠速由9 000 r/min 提高到了13 000 r/min，斷頭無明顯增加，且+200%棉結降低了15%。

2.6 環境溫濕度的控制

為提高絹絲可紡性能，減少靜電以及飛花問題，車間相對濕度較其他棉紡品種要高出約10 個百分點，尤其是前紡工序，相對濕度不能低于70%。生產中，可根據紡紗實際情況，在設備機臺附近采用人工加濕的方法，提高此品種周圍的相對濕度。相對濕度的提高，既能減弱絹絲纖維牽伸過程中的靜電現象，同時也減輕了短絨飛花問題，降低了值車工對機臺清潔的頻次。

3 成紗質量指標與使用效果

通過技術人員的不斷攻關，我們在棉紡設備上成功紡制了絹絲14.6 tex 紗，并批量生產，不但成紗質量指標能夠滿足用戶要求，在織造工序使用中生產效率也比較高，紗線品質得到了用戶的認可。絹絲14.6 tex 紗質量指標：條干CV值17.66%，CVb1.82%，-50% 細 節51 個/km，+50%粗節102 個/km，+200%棉結266 個/km，平均強力174.2 cN，最小強力142.4 cN，單紗強力CV值12.2%，斷裂強度11.8 cN/tex，斷裂伸長率8.5%，斷裂伸長CV值10.7%，3 mm 毛羽1.27 根/m。

本產品使用的原料為未脫膠絹絲，由于包裹在絲膠內的絲素纖維表面可分裂成茸毛，產品在精煉、染色過程中受到化學以及物理的作用，易使絲膠溶失過多而損失絲素，造成茸毛顯露，出現類似原纖化的問題［4］，如圖3 所示。所以，在后道染色整理過程中，工藝、設備、操作等方面要特別注意對絹絲纖維造成的損傷，應最大程度地保護纖維，以達到最佳的使用效果。

圖3 絹絲纖維原纖化現象

4 結語

為了提高企業經濟效益，我公司結合市場需求，特別注重紗線新品的開發，尤其是非棉品種。我公司的技術人員通過對絹絲纖維預處理，優化梳棉工藝和針布配置，合理并條羅拉加壓，采用石墨烯膠輥，采用國產高精度軸承鋼鋼領和自潤滑鋼絲圈，提高各工序相對濕度，最終成功開發了絹絲14.6 tex 紗。該產品主要應用于高檔時裝領域，避開了環錠紡常規品種同質化競爭的現象，提高了紗線的產品附加值。