吸光发热腈纶/棉紧密纺纱线的生产实践

2021-03-27姜亚飞

纺织报告 2021年1期

蔡赟，姜亚飞，季萍

（无锡一棉纺织集团有限公司，江苏无锡 214122）

人们对服用纺织品的需求已经从保暖舒适等基础需求向功能性转变，利用功能性纤维开发新型纱线成为纺纱企业开发新产品的重要手段。传统的保暖手段是通过阻止热量来达到保温的效果，而吸光发热纤维是一种新型的自行发热纤维，通过在腈纶中加入碳化物达到保暖效果，主要适用于生产外衣外裤、女性裤袜、手套、披肩等冬季用品[1-4]。但从服用角度来看，腈纶纤维有一定缺陷，如耐磨性差、易起毛起球、面料的尺寸稳定性较差。另外，腈纶吸湿性低，回潮率在2%左右，导致在服用过程中容易产生静电，这一系列问题限制了腈纶纤维在服用领域的进一步应用。利用腈纶纤维与棉纤维混合开发混纺纱，可克服腈纶纤维的不足，拓宽应用范围[5-6]。本实验提出利用吸光发热腈纶与棉纤维混合，开发功能性混纺纱线，适应市场需求。实验中，采用紧密纺工艺，开发出腈纶/棉（10/90）、19.6 tex混纺纱，既具备腈纶纤维的功能性，又具备棉织物优异的透气吸湿性能，以自身的优势迎合了市场的需求，适用于高档服装面料。

1 原料选配及工艺流程

1.1 原料选配

采用条混工艺，对棉和吸光发热腈纶分别独立制条，其中，棉条原料采用优质美棉，通过配棉加工制成精梳棉条。为了改善纱线品质、降低原料成本、保持原棉品质的相对稳定，不能选择单一唛头的原棉，应多唛使用。选择腈纶时，纤维越长，成纱强力越大；纤维越细，强力越大，成纱条干越均匀。

因此，吸光发热腈纶纤维应选用较为细长的纤维，具体配棉如表1所示，吸光发热腈纶纤维性能如表2所示。

表1 配棉规格

表2 吸光发热腈纶纤维规格

1.2 工艺流程

精梳棉（1）：FA009自动往复抓棉机→A045B型凝棉器及TF30重物分离器→FA105A单轴流开棉机→FA029型多仓混棉机→FA133型气动二路配棉器→FA116型单打手清棉机→FA151型除微尘机→FA177A型清梳联喂棉箱→FA203B型梳棉机→FA306A预并条机→FA356A条并卷机→F1268A精梳机。

吸光发热腈纶（2）：FA002A圆盘式抓棉机→FA121型除金属杂质装置→FA111单辊筒清棉机→FA133型气动二路配棉器→FA046A振动给棉机及A045凝棉器→FA141A单打手成卷机→A186F梳棉机→FA306A并条机。

（1）+（2）：FA306A型头道并条机→FA306A型二道并条机→FA306A型末道并条机→JWF1415型粗纱机→FA506型细纱机→NO.21C型络筒机。

2 纺纱工艺及主要技术措施

2.1 混纺比

在设计混纺比时，主要从可纺性、性能和生产成本等方面综合考虑，确定吸光发热腈纶/棉混纺纱中两种纤维的混纺比，考虑到面料舒适性的需求，同时兼顾面料的保暖性，按照90/10的比例对两种纤维进行混合。为保证混纺比正确，吸光发热腈纶纤维与棉纤维在并条工序采用条子混和，其中，头道混并为1根腈纶条与7根精梳棉条并合，二并、三并分别采用6根腈/棉条子并合。

2.2 开清棉工序

在清棉工序中，采用“多松少打、多梳少落”的工艺原则。由于腈纶纤维膨松、柔软、含杂少且回潮率低，在清棉加工过程中易产生静电，合理的工艺配置可改善纤维的可纺性能。采用FA002A圆盘式抓棉机，刀片伸出肋条距离偏小则选择2.5 mm，转速不宜过快则选择720 r/min，打手间隙下降隔距应设置3 m/次，对腈纶开松效果好，也提高了抓棉机效率；腈纶纤维硬丝、并丝多，FA111单辊筒清棉机打手速度设置较快，为1 236 r/min；为了更好地去除杂质，FA046振动棉箱给棉机的给棉速度不宜设置过快，为20 Hz；腈纶纤维含杂率低，角钉帘速度可加快，选择70 m/min；均棉罗拉至角钉帘隔距偏小，选择20 mm，有利于角钉刺入棉块，开松效果好，也可以过滤掉较大棉块。因为吸光发热腈纶蓬松性好，均棉罗拉速度加快，角钉帘带出的原棉所受打击次数过多，对原棉的扯松作用加强，所以均棉罗拉速度偏小，选择272 r/min，以免速度过快损伤纤维。为了防止转速过低影响除杂效果，剥棉打手速度不宜过低，故选择272 r/min；FA141A单打手成卷机打手至天平曲杆隔距偏大，选择10 mm，天平罗拉转速选择35 r/min，棉卷罗拉转速选择13 r/min，尘棒间隔距偏小选择5 mm；腈纶开松后体积变大，为了适应这种变化，综合打手与尘棒隔距进口小、出口大，此处选择进口8 mm，出口18 mm，综合打手转速偏快，选择1 000 r/min；腈纶纤维较蓬松，风车转速不宜过小，容易造成横向不匀，所以，风车转速选择1 300 r/min。

由于腈纶纤维容易产生静电，纤维容易粘卷，车间湿度应偏高，应控制相对湿度在68%～72%。生产中，吸光发热腈纶卷定量设定为350 g/m，棉卷定量为340 g/m，棉卷长度为28.8 m，棉卷设定属于轻定量、短定长。为了防止粘卷，适当增加了紧压罗拉压力，并在棉层间夹放了纯棉粗纱条。

2.3 梳棉工序

梳棉工序采用“轻定量、低速度、大隔距、小张力、快转移和少伤纤维”的工艺原则。棉纤维选用成熟度好、强力也较好的长绒棉，所以，锡林转速选择390 r/min，刺辊转速选择720 r/min，盖板速度选择180 mm/min。刺辊至锡林的隔距偏小，选择7，使得棉纤维向锡林转移量多。锡林至盖板之间的5点隔距，采用进口稍大、中间几档略紧、出口也偏大的工艺原则，有利于降低生条棉结率，提高成纱条干均匀度。因为吸光发热腈纶是化纤类纤维，在选择梳棉工序时，锡林转速设定为360 r/min，刺辊转速设定为690 r/min，盖板速度设定为最低档144 mm/min。同时，锡林与盖板之间的隔距适当加大，防止腈纶纤维绕住锡林，刺辊至锡林的隔距宜小，有利于腈纶纤维向锡林针面转移，锡林至道夫隔距一般都选择偏小。

2.4 精梳工序

在精梳工序中，精梳棉条定量设定为21 g/5 m，精梳机的锡林转速设定为365钳次/min，实际出条速度为165 m/min。

2.5 并条工序

以“合理并合数，大隔距，低速度”为并条工艺的生产原则，改善腈纶和棉纤维的分离和伸直效果。为了保证混纺比的正确性，在并条之前，对腈纶纤维进行单独制条，并经过预并，与制成的精梳棉条混合，避免生条的重量不匀。

吸光发热腈纶整齐度好，有较好的蓬松性，可以采用三生三下压力棒加导向上罗拉曲线牵伸，这种牵伸方式性能稳定可靠，可以减小预并条重量偏差。吸光发热腈纶是化学纤维，并条机速度过快容易产生静电，因此，出条速度比纺纯棉时低，设置为200 m/min。由于生条中纤维伸直平行度差，存在大量弯钩纤维，头道并合根数为一根，经过预并的腈纶纤维条加上7根精梳棉条，共8根，二并和末并中纤维排列较整齐、结构良好，且采用的是曲线牵伸，并合数皆为6根。

腈纶纤维混纺后摩擦因数增大，牵伸过程中牵伸力也会增大，头并生条排列紊乱，对于整个工序中的牵伸分配，采用顺牵伸形式。其中，头并采用小牵伸，后区、中区采用大牵伸，二并、三并总牵伸增大，后区采用小牵伸，提高混合纤维的伸直度、平行度和混并条子的条干均匀度。实际生产中的牵伸倍数设定如下：头并后区牵伸为1.7，机械牵伸为8.37，主牵伸为4.928，主牵伸变换齿轮选择53/51；二并后牵伸牙为26，对应后区牵伸为1.3；末并后牵伸牙为24，对应后区牵伸为1.2。为了防止纤维产生缠胶辊、绕罗拉现象，生产中适当降低了前罗拉输出速度，并定期对胶辊进行抗静电处理，保证纤维有足够的握持力与牵伸力相适应，在牵伸过程中运动平稳，遵循“大隔距、重加压、低速度和顺牵伸”的工艺原则。

2.6 粗纱工序

吸光发热腈纶/棉混纺纱成纱质量要求较高，采用四罗拉双短皮圈的牵伸方式，改善成纱的条片段不匀情况，同时提高粗纱产量，节约成本。为改善粗纱条干均匀度，生产中对粗纱定量偏轻掌握，并适当降低了粗纱机车速和锭速，对粗纱捻系数设定整体偏大。为了减少粗纱的意外伸长，在生产中严格控制粗纱伸长率，并合理控制车间温湿度条件。粗纱隔距的设定应偏大掌握，保证牵伸后区的牵伸倍数偏小掌握。在生产实践中，粗纱定量为5.2 g/10 m，粗纱捻度为4.89捻/10 cm，选择捻度变换牙为70/103，捻度牙为30。罗拉隔距为9 mm×24 mm×32 mm，后牵伸牙为42，对应后区牵伸为1.16，机械牵伸为8.28[7-8]。锭子速度为726 r/min，车间相对湿度为63%～66% 。

2.7 细纱工序

吸光发热腈纶/棉混纺纱要求条干好、细节少，采用弹簧摇架加压，结构小巧轻便、惯性小、能产生较大的压力，成纱效果好。钢丝圈号数根据纱线密度进行选择，本产品所纺纱线密度为19.6 tex，选择钢丝圈号数为5/0。在牵伸分配时，适当减小后区牵伸，可以改善条干CV值。根据企业实践可得，后牵伸牙为27/30，对应后区牵伸为1.17；细纱捻度为75.67捻/10 cm，捻度对牙齿轮数值相加为120，选择捻度对牙为68/52，选择捻度牙为37。

3 成纱品质和生产经验

为了检验工艺设计的合理性，对19.6 tex吸光发热腈纶/棉（10/90）混纺纱线进行性能测试，将实验数据与纱线质量评定标准进行对比，对纱线进行质量评定[9-10]。吸光发热腈纶/棉（10/90）19.6 tex混纺纱品质如表3所示。从表中的纱线质量检验结果来看，开发出的纱线整体性能较好，满足了FZ/T 12011—2005一等纱质量指标要求。

从生产实际来看，腈纶纤维蓬松性好且条子较粗，容易堵喇叭口，在腈纶/棉混纺纱加工过程中，需要合理配置各工序工艺参数，特别是罗拉隔距、胶辊加压、半制品定量、捻系数选择及车间温湿度等，保证成纱质量。采用90/10的比例开发出的吸光发热腈纶/棉混纺纱，两种纤维性能优势互补，不仅具备吸光发热腈纶的保暖功能性，还具备棉纤维的舒适性以及透气性，纱线性能优异。