再生有色涤纶短纤纺纱工艺优化研究

刘建林，张 毅

再生有色涤纶短纤纺纱工艺优化研究

刘建林1，张 毅2

（1.浙江华飞轻纺有限公司，浙江 衢州 324400；2.浙江省常山纺织有限公司，浙江 衢州 324200）

分析再生有色涤纶短纤的技术特性，并与原生涤纶的性能进行比较，针对再生有色涤纶短纤断裂强度低和断裂伸长率低的缺陷，应用柔性工艺，减少了在开松、梳理和牵伸过程中对纤维的损伤。结果表明：优化工艺后，成纱质量水平提高，在降低千米棉结和十万米纱疵方面效果明显，同时提高了自络生产效率，可为色纺企业提高纱线品质，提供实践经验和工艺创新思路。

再生涤纶；有色涤纶短纤；柔性梳理；工艺创新

再生有色涤纶纤维，是利用涤纶布料、废旧聚酯瓶片、纺纱废丝等做原料，经过粉碎、清洗、干燥、加热熔融注入色母粒子进行纺丝，按照客户要求切短，形成一定长度的再生有色涤纶纤维，它具有加工成本低、环境污染少、低碳排放、产品附加值高等特点，下游纱厂无需再进行染色加工，在碳中和、碳达峰背景下，符合纺织工业“十四五”发展纲要所倡导“科技、时尚、绿色”的高质量发展要求[1]。

再生有色涤纶纤维生产的色纺纱与本色涤纶纤维成纱质量相比，成纱强力低、条干差、色结多以及纱疵高，由于色纺纱后道不需染整工序，因此对成纱的色结和纱疵要求特别高，降低纱疵尤为重要，也是色纺纱的技术关键。大的纱疵直接影响布面效果增加布面评分，严重的甚至造成布面降等。细小纱疵影响布面匀净和光洁，造成机织物光洁度差、针织物布面透光不匀等质量问题。基于再生有色涤纶纤维纺纱性能不佳，本文以生产特黑T18.5tex纱为例，介绍再生有色涤纶短纤纺纱的工艺创新措施和具体实施情况。

1 原料性能

1.1 性能不同

再生涤纶短纤维的强力等性能指标较差，原生涤纶短纤维的强力性能指标相对较好。

再生涤纶断裂强度为原生涤纶的86.8%，原料中注入色母粒子后，原生有色涤纶短纤断裂强度减少15.1 %，再生有色涤纶短纤断裂伸长减少13%。由于二者之间的原料不同，在生产过程中纤维结晶度、晶体大小、取向度以及无定形区分子的排列等方面存在较大的差异，导致纤维结构存在缺陷，在受力过程中缺陷处会率先断裂使整根纤维的断裂强度下降[2]。各种涤纶短纤性能指标见表1。

表1 各种涤纶短纤性能指标

1.2 原料不同

再生涤纶是用回收料（PET瓶片，泡料等）再造粒或直接熔融拉丝成纤，原生涤纶是用化工原料PTA和MEG聚合酯化拉丝成纤。

由于原料不同，再生涤纶疵点是原生涤纶的13.3倍，原料注入色母粒后拉丝成有色短纤时疵点会增加，原生涤纶增加66.7%，再生涤纶则增加4.4倍。

2 原料选择

选用福建闽宏、江苏华宏、江苏金燕、江苏大阳和江阴美邦等多个批号的黑色再生涤纶原料，对原料断裂强度、线密度、纤维长度等纺纱性能指标进行把关，保证纤维的可纺性能，尽量减少原料疵点。经过验光配色，符合客户要求的颜色和色光。通过圆盘配料，进行混合并投入生产（见表2）。

表2 原料成分表

3 纺纱工艺流程

FA1001型圆盘抓棉机→FAFA029型多仓混棉机（附FT124型桥式吸铁）→FA1112精开棉机→JWF1171型棉箱→FA203A型梳棉机（附AFT033C型自调匀整装置）→FA317A并条机→TMFD81L并条机（附USG PRO自调匀整装置）→FA494粗纱机→DTM129细纱机→村田21C-S自动络筒机(附Uster Quan2电子清纱器)。

4 主要工艺参数选择

传统的“紧隔距、强分梳”工艺对成纱条干的改善有一定的积极作用，但再生有色涤纶短纤由于断裂强度较低，生产过程中开松、梳理、牵伸等过程对纤维损伤严重，极易产生短绒，从而增加纱疵产生的机率，已经不能适应现代纺织对纱疵越来越严格的要求，市场不断的竞争要求对传统工艺进行持续创新和优化。

4.1 清梳联工序

针对再生有色短纤的特性，清梳联采用“柔性工艺”的理念，实现“柔性开松”和“柔性梳理”，在保证开松和梳理效果的情况下尽量保护纤维、减少纤维损伤[3]。

开清棉遵循“勤抓少抓、多松少打、以梳代打、早落防碎”的工艺思路。降低打手速度，减少纤维损伤。

抓棉机打手速度调整为730r/min，打手伸出刀片2mm，打手每次下降1.5mm，小车行走速度设定为16m/min。

FA105A单轴流开棉机打手速度降低到480r/min左右，减少对纤维损伤。

梳棉采用“强分梳、柔梳理、快转移”的工艺设计理念，优选针布配置，优化分梳隔距，减少纤维损伤的工艺设计思路，梳理过程中有效保护纤维，最大限度的减少纤维损伤，采用“柔性梳理”的工艺原则，既要充分梳理清洁纤维又尽可能地减少纤维损伤，确保梳理质量和分梳效果[4]。

在分梳的过程中，针齿的技术特征决定了纤维的握持、分梳和转移效果，因此，以锡林针布为重点，对梳棉机的梳理元件进行优选。梳棉机针布型号对比见表3。

表3 梳棉针布型号对比

锡林采用金轮公司蓝钻系列针布，设计结构创新，针齿深度进一步减小，对锡林工作面进行全圆弧设计，最大幅度提高锡林与盖板交换梳理能力。盖板对针布采用特殊的排列创新，纵向由稀到密渐增，梳理密度为66.6齿/平方厘米（430齿/平方英寸）。道夫采用新型蓝钻系列，对纤维实现强控制、高转移，尽量减少针齿抓取和转移过程中造成的纤维弯曲现象[5]。后固定盖板适当降低齿密，能有效减少纤维损伤。

优选针布后，根据“柔性梳理”理念对相关工艺进行了优化调整。提高锡林速度，增强分梳效果；降低刺辊速度，减少纤维损伤；同时提高锡林刺辊表面线速比[6]，提升转移效果，减少纤维搓揉形成棉结。采用柔性梳理理念，放大给棉板与刺辊隔距，放大后固定盖板隔距[7]。具体调整情况见表4。

4.2 并条工序

根据并条工序的任务，头并主要解决纤维的伸直度和前弯勾问题，二并主要解决纱疵和条干问题。为了稳定并条条干、减少纱疵，尽可能的减少并条的总牵伸倍数。并条在集合器三角区在高速时容易产生大量纱疵。牵伸倍数越小，集合器倒三角越小，纱疵越少。工艺配置时，适当减小并条工序总的牵伸倍数。总牵伸倍数越小，条干越好，纱疵越少（并不是定量越小越好），这也符合优势工艺的理念。

表4 梳棉工艺调整对照

头并采用6根并合，总牵伸采用5.92倍牵伸，后牵伸采用1.88倍牵伸，集中后区牵伸消除生条中的前弯勾，增大前区罗拉隔距减小前区牵伸倍数，有利于减小前区牵伸力，减少牵伸短绒，罗拉隔距选择为14 mm×24 mm。末并后区罗拉隔距可以比头并大2～4 mm，末并采用6.02倍牵伸，有利于降低牵伸波，改善条干、减少纱疵。

表5 并条工艺配置

末并配置自调匀整装置，采用6根并合，可以保证正常的重量不匀率。末并总牵伸倍数6.02倍，后牵伸倍数调小到1.18倍，同时放大后区罗拉隔距到26 mm，保证末并条干的稳定，并减少纱疵[8]。具体工艺见表5。

为了减少皮辊温升，保证生产顺利进行，减少皮辊反花造成纱疵，采用硬度85度的985皮辊，该皮辊硬度大、变形小、回弹快，握持面积小减少摩擦引起的皮辊温度的快速提升。并条工艺调整后，条子排列更加整齐，圈条良好，条子外圈饱满，减少了明显的褶皱。

4.3 粗纱工序

粗纱工序工艺设置首先要考虑牵伸效率，粗纱牵伸效率一般要控制在98%以上。将罗拉隔距放大为14 mm×30 mm×45 mm，改善牵伸效率，减少成纱纱疵；后区牵伸倍数采用1.12倍的张力牵伸，导条架张力牵伸采用1.02倍，减少纱疵、稳定条干水平。

为改善粗纱条内在结构，采用新型聚氨酯假捻器。新型聚氨酯假捻器内孔薄、垂直度好，上面有36个刻槽，刻槽凸起较小；在粗纱压掌上绕圈数2.5-3.5圈时，提高了粗纱卷绕密度，减少了粗纱的意外伸长[9]。

表6 粗纱工艺配置

采用合理的粗纱定量、合适的粗纱捻系数。虽然对“优势工艺”重定量工艺有一定的应用，但粗纱定量过大或捻系数过大，容易出现牵伸困难、成纱条干变差、粗细节增多的情况。采用中定量、中捻系数的工艺配置。粗纱定量和捻系数高于传统工艺配置，低于优势重定量的工艺配置。具体工艺配置见表6。

工艺调整后，粗纱条更紧密，纤维伸直度更好，粗纱成型也更加良好。

4.4 细纱工序

传统工艺认为，小罗拉隔距、小钳口有利于成纱条干。试验发现，适当放大罗拉隔距、放大钳口隔距、稳定牵伸力波动，有利于实现顺利牵伸，对条干的稳定有一定积极效果，而且更有利于减少纱疵。这是因为，小罗拉隔距和小钳口增强了对钳口纤维的控制，导致牵伸力随之而急剧上升。当牵伸力越来越接近前钳口的握持力，而控制力越来越接近前钳口的引导力时，就会使钳口内纤维运动处于临界牵伸状态，纺出的纱线容易出现极短的粗节或极短的细节，从而使布面变差、风格不佳[10]。具体工艺调整情况见表7。

表7 细纱工艺优化前后对比

表8 工艺优化前后质量对比

在纺特黑T18.5 tex纱时，细纱工艺进行优化调整，将细纱罗拉隔距放大到20 mm×46 mm，钳口使用3.5 mm的隔距块，同时减小后区牵伸倍数。经过5次试验，选取试验前后平均数据进行对比。工艺优化前后质量对比见表8。

从表8检测结果来看，通过工艺优化，成纱的各项指标水平都有所提高，特别明显的是成纱千米棉结和十万米纱疵，分别降低20.3%和52.3%，自络生产效率提升了11.2个百分点。

5 结语

（1）再生有色涤纶短纤断裂强度低、断裂伸长率低，纺纱难度相对较高，在纺纱工艺配置时，应减少纤维损伤为重点。

（2）再生有色涤纶纤维，原料疵点相对较高，优选合理的梳理元件、优化梳理工艺配置，可以增强分梳、减少棉结，提高产品质量。

（3）工艺配置过程中，适当放大牵伸隔距、减小牵伸力波动，采用柔性工艺，可以稳定成纱条干、减少纱疵。

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Study on Spinning Process Optimization of Regenerated Colored Polyester Staple Fiber

LIU Jian-lin1, ZHANG Yi2

(1. Zhejiang Huafei Textile Co.,ltd., Quzhou Zhejiang 324400,China; 2.Changshan textile co.,ltd., Quzhou Zhejiang 324200, China)

The technical characteristics of regenerated colored polyester staple fiber are analyzed and compared with the properties of original polyester fiber. Aiming at the defects of low breaking strength and low elongation at break of regenerated colored polyester staple fiber, flexible process is applied to reduce the damage to fiber during opening, carding and drafting. The results show that after optimizing the process, the finished yarn quality level is improved, and the effect is obvious in reducing neps per kilometer and yarn defects per 100,000 meters. Meanwhile, the self-winding production efficiency is improved, which can provide practical experience and innovative ideas for yarn quality improvement of color spinning enterprises.

recycled polyester; colored polyester staple fiber; flexible carding; technological innovation

刘建林（1970-），男，高级工程师，研究方向：纺纱新产品、新工艺和新设备.

TS104.7

A

2095－414X(2022)02－0012－04