在棉纺设备上生产绢丝14.6 tex 纱的工艺实践

李向东

（德州华源生态科技有限公司，山东德州，253000）

绢丝是蛋白质纤维，绢丝面料具有冰凉透气、吸湿性好，成衣不易皱、不易起球，手感细腻，光泽性好等优点。由于绢丝表面比较光滑，纤维之间抱合力差，在纺纱过程中易起静电，可纺性较差。在传统的棉纺设备上很难生产高比例的绢丝纱线，通常与棉、莫代尔或莱赛尔等纤维素纤维混纺，以改善其可纺性，一般情况下绢丝的混纺比不超过30%。我公司与有关企业共同合作，使用绢丝切断短纤维，通过采取一系列工艺优化和技术措施在传统棉纺设备上成功开发了纯绢丝纱，且已成功投入批量生产，产品质量比较稳定，受到了下游用户的好评。本研究对具体实践进行总结，介绍如下。

1 原料特性与纺纱工艺流程

1.1 原料特性分析

我们此次使用的是未脱胶绢丝。丝胶是蚕丝表面的胶状水溶性球状蛋白质，丝胶中侧基带羟基的氨基酸含量较高，如丝氨酸约占34%，苏氨酸约占9%，二羟基和二氨基氨基酸的含量均比丝素中的含量高，因此丝胶的吸湿性和水溶性明显高于丝素。未脱胶绢丝最大程度地保留了对人体有益的蛋白质，同时提高了纤维吸湿透气性，提高了纺纱性能以及终端产品的服用性能。经过原料厂家不断试验，对绢丝纤维进行更新迭代，未脱胶绢丝也在一定程度上保留了脱胶绢丝亮丽的光泽和滑爽的手感。脱胶绢丝与未脱胶绢丝纤维指标对比见表1。

从表1 中的指标对比可以看出，未脱胶绢丝纤维中的棉结和短绒率较高。采用普通棉纺工艺流程纺绢丝14.6 tex 纱，需抓住关键工艺点，以保证顺利生产。

1.2 纺纱工艺流程

FA002D 型抓棉机→A035 型混开棉机→FA106B 型开棉机→JWF1204A 型梳棉机→FA320 型并条机→TD10 型并条机→TJFA457A型粗纱机→FA506 型细纱机→№21C 型络筒机

2 纺纱过程关键工艺点

2.1 绢丝纤维养生预处理

纺绢丝纤维容易出现静电大、成条困难等问题。在生产前需要对绢丝纤维喷洒辅助油剂进行养生预处理，常用的辅助油剂有散电灵、抗静电剂、合毛油、甘油等，为验证不同油剂的保湿效果，我们对不同油剂分组进行了对比试验。试验方法：在等量的水中分别加入油剂，加入各油剂比例相近，分别均匀喷洒到绢丝纤维中，平衡一定时间后进行回潮率测试。几种油剂处理后绢丝纤维的回潮率测试结果见表2。

表2 几种油剂处理后绢丝纤维回潮率测试对比

从表2 测试结果对比来看，抗静电剂的保湿效果较好，后续生产中我们选用抗静电剂对绢丝原料进行预处理。抗静电剂具有不黏稠、热稳定性好、耐碱不易离解等特点，有着优异的防静电性能，且不含任何有机硅成分。将稀释后的抗静电剂采用人工方法均匀喷洒在绢丝原料上，对喷洒后绢丝原料用塑料薄膜封存平衡一定时间，控制好环境温湿度（温度22 ℃，相对湿度70%以上）。

2.2 梳棉柔性梳理

梳棉工序采用“慢速度，小张力”的工艺原则。适当降低刺辊和道夫速度，增大锡林与刺辊表面速比，并适当加大锡林与盖板间隔距。锡林至道夫转移率要大，减少纤维充塞，增加梳理转移，减少棉结和短绒。在试制过程中，选用双齿锡林针布进行试验。

双齿针布更易于托持纤维，使纤维停留在齿尖位置，提高了梳理效果，同时提高了锡林至道夫间的转移效率。齿背采用驼峰结构设计，驼峰的设计结构提高了纤维末端抛离锡林针布表面的高度，保证了纤维能被盖板针布抓取，长纤维得到充分分梳，从而提高纤维的一次性分梳效果，减少纤维损伤［1］。双齿针布的齿形如图1 所示。

图1 双齿锡林针布

为了验证双齿锡林针布对成纱质量的影响，我们进行了单唛试纺对比。双齿锡林针布、进口针布及国产某针布的配置对比见表3。

表3 梳棉针布型号配置对比

在表3 梳棉针布配置条件下，采用相同工艺进行试验：锡林速度300 r/min，刺辊速度609 r/min，盖板速度150 mm/min，出条速度60 m/min，锡林与盖板隔距0.25 mm、0.23 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.20 mm。试验结果见表4。

通过对比结果可知，双齿锡林针布好于其他两种针布，但是成纱棉结仍然偏高，于是我们对梳棉工艺参数继续优化。目测生条黑板棉结得到了明显改善，工艺优化前后质量对比见表5，生条棉结实物对比如图2 所示。可以看出，无论是质量指标还是实物对比图，优化后的均较好。

表4 不同梳棉针布配置纺纱质量指标对比

表5 梳棉工艺优化前后质量指标对比

图2 梳棉工艺优化前后生条棉结实物对比

2.3 并条罗拉加压优化

并条末道采用TD10 型并条机可以实现高速化后的品质稳定。该并条机牵伸形式为三下四上牵伸，可以根据不同纤维自动优化后区牵伸倍数，自动确定输入罗拉和中间罗拉之间的最佳预牵伸，同时采用气动摇架加压，实际的压力更加精准，也便于压力的随机调节。结合气动加压的特点，通过多组试验对比，降低后罗拉和前罗拉的加压，适当增大中罗拉加压，有利于对牵伸区内短纤维的控制，成纱指标水平有较大幅度的提高。具体优化方案和质量指标对比见表6。

表6 优化并条罗拉加压试验方案及质量指标对比

2.4 并条胶辊优选

目前我公司使用的并条机车速可达500 m/min 以上。并条实现高速化后，要求并条胶辊弹性恢复快、热变形小，胶辊表面应具有耐磨性好、抗绕性优良等特点。

普通并条胶辊使用周期短、磨损快，特别是经过复合涂料处理的胶辊，涂层很容易磨损，易产生带花、绕花现象。同时，还会经常出现个别新胶辊弯曲、跳动等问题，容易引起机械波，影响并条质量。石墨烯胶辊是针对并条机开发的一款新型防静电胶辊，可用于对防静电性能要求比较高的产品使用。

普通的胶辊防静电性能一般，在纺某些特殊品种时易发生纤维缠绕现象，通常在橡胶配方中添加抗静电剂。抗静电剂多为液体，在低硬度胶辊配方中可以大量添加，但在做前纺并条、粗纱胶辊时，由于胶辊的硬度高，所以抗静电剂的使用量受到了限制。石墨烯材料恰恰满足了这方面的要求。在设计高硬度胶辊时，需要增加石墨烯的用量。硬度越高，石墨烯掺用量越大，导电性能越好。因此防静电性和耐磨性都显著提高，适应了并条工序高速、高产、质量稳定的需求。

在绢丝品种生产过程中，使用普通胶辊时，纤维缠绕现象非常严重，导致无法正常成条。更换石墨烯胶辊后，纤维缠绕现象基本解决。为了保证石墨烯胶辊始终保持良好的性能，需要定期对胶辊进行人工擦拭，去除胶辊表面黏附的油剂和杂质，保证胶辊对绢丝纤维优良的握持，使纱线条干指标稳定。

2.5 钢领和钢丝圈配置

为提高绢丝品种在细纱的可纺性，降低细纱断头率，提高细纱锭速，我们采用国产高精度轴承钢钢领和自润滑TP 钢丝圈［2］。TP 钢丝圈在适应高速纺纱、延长使用寿命方面具有良好的性能表现，可有效降低对钢领的磨损。表面采用化学复合镀处理技术，具有耐磨、自润滑、使用寿命长等特点，纺纱过程中可减少对纱线刮擦造成的疵点，尤其对棉结和毛羽指标改善明显［3］。细纱钢领型号为PG14054 型，钢丝圈采用自润滑低弓型6/0钢丝圈。通过以上调整，细纱纺绢丝14.6 tex 品种锭速由9 000 r/min 提高到了13 000 r/min，断头无明显增加，且+200%棉结降低了15%。

2.6 环境温湿度的控制

为提高绢丝可纺性能，减少静电以及飞花问题，车间相对湿度较其他棉纺品种要高出约10 个百分点，尤其是前纺工序，相对湿度不能低于70%。生产中，可根据纺纱实际情况，在设备机台附近采用人工加湿的方法，提高此品种周围的相对湿度。相对湿度的提高，既能减弱绢丝纤维牵伸过程中的静电现象，同时也减轻了短绒飞花问题，降低了值车工对机台清洁的频次。

3 成纱质量指标与使用效果

通过技术人员的不断攻关，我们在棉纺设备上成功纺制了绢丝14.6 tex 纱，并批量生产，不但成纱质量指标能够满足用户要求，在织造工序使用中生产效率也比较高，纱线品质得到了用户的认可。绢丝14.6 tex 纱质量指标：条干CV值17.66%，CVb1.82%，-50% 细 节51 个/km，+50%粗节102 个/km，+200%棉结266 个/km，平均强力174.2 cN，最小强力142.4 cN，单纱强力CV值12.2%，断裂强度11.8 cN/tex，断裂伸长率8.5%，断裂伸长CV值10.7%，3 mm 毛羽1.27 根/m。

本产品使用的原料为未脱胶绢丝，由于包裹在丝胶内的丝素纤维表面可分裂成茸毛，产品在精炼、染色过程中受到化学以及物理的作用，易使丝胶溶失过多而损失丝素，造成茸毛显露，出现类似原纤化的问题［4］，如图3 所示。所以，在后道染色整理过程中，工艺、设备、操作等方面要特别注意对绢丝纤维造成的损伤，应最大程度地保护纤维，以达到最佳的使用效果。

图3 绢丝纤维原纤化现象

4 结语

为了提高企业经济效益，我公司结合市场需求，特别注重纱线新品的开发，尤其是非棉品种。我公司的技术人员通过对绢丝纤维预处理，优化梳棉工艺和针布配置，合理并条罗拉加压，采用石墨烯胶辊，采用国产高精度轴承钢钢领和自润滑钢丝圈，提高各工序相对湿度，最终成功开发了绢丝14.6 tex 纱。该产品主要应用于高档时装领域，避开了环锭纺常规品种同质化竞争的现象，提高了纱线的产品附加值。