循环再生纤维混纺包芯纱的生产

胡丹丹

（中原工学院，河南郑州，451191）

本研究采用再生纤维，成功开发出36.9 tex再生抗菌吸湿耐磨仿麻包芯纱。其中外包短纤维Refibra/再生棉/再生亚麻/再生锦纶混纺比为51/22/15/12，芯丝为44.4 dtex涤纶长丝。由于再生棉和再生亚麻的16 mm以下短纤维占比大，在牵伸过程中因不易被有效控制而形成浮游纤维，且成束变速，使得纺制的纱线上有较多的小竹节，所织制牛仔布具有仿麻颗粒的效果。

目前，相关文献资料主要针对再生纤维的来源及循环回收利用方法等方面进行研究和阐述，对各类再生纤维纯纺纱和混纺纱的生产已有相关报道，而对环保循环回收再生纤维混纺包芯纱的报道较少。该品种生产过程中困难较多，本研究重点探讨提高各类再生纤维可纺性的方法，总结提高全流程生产效率的有效措施，如减少细纱千锭时断头，制定再生纤维混纺仿麻包芯纱生产流程及各工序工艺参数，为生产此类再生环保纤维提供借鉴。

1 原料特性及混和方法

1.1 原料特性

Refibra是兰精集团利用消费后废料作为部分回收原材料生产的再生莱赛尔纤维，具有良好的透气性，可生化降解。其主要性能指标：细度1.70 dtex，长 度38.0 mm，干 断 裂 强 度3.50 cN/dtex，湿断裂强度2.70 cN/dtex，干断裂伸长率13%，湿断裂伸长率16%，回潮率11.5%。与常规莱赛尔纤维相比，Refibra的干、湿断裂强度稍低一些，其他性能指标相差不大，因此纺纱工艺可参照莱赛尔纤维。

再生棉是由废弃的棉花、工业下脚料、纺织企业的布头和纱线头回收再加工制成。其主要性能指标：马克隆值4.6，成熟度0.89，上半部平均长度21.5 mm，整齐度70%，纤维断裂强度2.32 cN/dtex，短纤维指数70.1%，伸长率3.5%，反射率77.5%，回潮率8.2%。再生棉纤维长度短、短绒高、整齐度差，可纺性差。

再生亚麻是由各类亚麻线头、回丝等处理而成的纤维。其主要性能指标：平均长度23.5 mm，断裂强度6.10 cN/dtex，16 mm以下短纤率37.5%，分裂度3 300 Nm，回潮率11.7%，并丝率3.1%，线头含量69.2 mg/100 g。再生亚麻长度短、短绒高、并丝率高、线头含量高，可纺性差。

再生锦纶是由苏州优富纺织品有限公司开发的一种环保循环再生锦纶，其低强高伸性能使得织物耐磨而富有弹性。其主要性能指标：细度1.56 dtex，长度38 mm，断裂强度5.60 cN/dtex，断裂伸长率55%，主体长度38.1 mm，体积比电阻5.2×108Ω·cm，卷曲数8个/25 mm，疵点含量7.8 mg/100 g，含油率0.23%，回潮率2.3%。可以看出，再生锦纶的疵点含量明显很高，是普通锦纶疵点含量（0.6 mg/100 g）的13倍，卷曲数也较高，因此增加了纺纱难度［1］。

1.2 混纺比的确定及混和方法

混纺比的确定：一是保证可纺性，保证成卷、成条顺畅；二是有机结合Refibra纤维可生物降解性能、再生棉可循环利用性、再生亚麻纤维优良的抗菌防静电性能和再生锦纶的高强耐磨高伸性能，充分利用各组分纤维的性能，以此实现再生环保的目标。

由于再生棉和再生亚麻可纺性较差，成卷、成条比较困难［2］，采用盘混加条混的混和方法，可以保证各成分配比准确。具体生产方法：先将Refibra纤维与再生锦纶按50/50比例进行包混，经过清梳工序制成Refibra再生锦纶混纺生条；同时将Refibra纤维、再生棉和再生亚麻按50/30/20比例进行包混，经过清梳工序制成Refibra再生棉再生亚麻混纺生条，再经一道预并；然后将以上所制得的混纺生条和预并条通过并条工序进行条混，最终制成符合混纺比要求的熟条。

2 工艺配置及主要技术措施

2.1 清棉工序

根据纤维特点，生产前对原料进行预处理。Refibra纤维原料进入车间后先测试回潮率，控制在10.5%以上，然后在棉包侧面开一个小洞，在每包原料中加4 kg～8 kg水，平衡24 h～48 h后，测试回潮率控制在11%～13%方可上盘。再生亚麻原料进入车间先测试回潮率，控制在14%以下，需用蒸纱锅蒸原料，具体蒸纱方法为第一次释放蒸汽20 min，焖2 h后再释放蒸汽20 min，再焖3 h。再生棉在分级室内吸湿平衡24 h～48 h后上盘。再生锦纶进入车间后需测试体积比电阻和回潮率，当体积比电阻大于1×108Ω·cm时，用3%的水加5%的抗静电剂制成混合溶液，采取喷雾式加湿，将混合溶液均匀喷洒在原料上，平衡24 h后方可上盘。

Refibra纤维与再生锦纶进行包混时，由于再生锦纶疵点含量高，疵点不能完全去除，经杂质分离机后，疵点去除率在90%左右。Refibra再生锦纶混纺卷的回潮率控制在8.0%～9.0%，回潮率过高过低均不适宜生产。Refibra再生锦纶混纺卷定量410 g/m，重量不匀率控制在1.2%内，伸长率控制在-3.0%～-2.0%。

Refibra纤维与再生棉、再生亚麻进行包混时，由于再生亚麻原料内线头含量较高，线头偏多，清棉工序需预开松一遍，预开松后落棉率控制在3.0%以内，处理后线头含量8.7 mg/100 g。再生亚麻预开松时须注意开松质量，原料开松不良时易造成纱疵增加。预开松后的再生亚麻与再生棉、Refibra纤维进行包混，因再生亚麻和再生棉纤维长度偏短，使得棉卷厚薄不匀，重量不匀率大。严格按上盘图上盘，平盘时一定做到削高填缝，上下左右原料一致，小车运转效率控制在85%以上。针对棉卷重量不匀率大的问题，主要采取以下措施。

（1）必须保证A002型抓棉机的开松棉块尽可能小，刀片伸出肋条距离偏小控制，做到少抓快跑。

（2）FA035型混棉机压棉帘与角钉帘间的隔距可在20 mm～30 mm偏小控制，保证棉块小。提高FA106型开棉机运转效率，可适当提高光电管位置，保证棉箱内一定的筵棉量；为给棉罗拉加装变频器，尽可能调小给棉，保证开松更均匀。

（3）确保A046型给棉机均匀给棉，一是保证中间棉箱的观察窗右上角存有无棉空间，由此保证此棉箱内的棉块翻转均匀，棉流更均匀；二是振动棉箱的棉量不宜过多，占观察窗的2/3即可；三是保证A046型给棉机能较好地调整3个棉箱和天平匀整机构，使得一个棉箱比一个棉箱更均匀；四是通过匀整天平罗拉保证纤维量恒定；五是合理使用匀整仪，设定好质量及厚度等参数。

（4）保证A076F型成卷机风量，不能有意外牵伸，适当增大罗拉加压。必须将开车后不合格棉卷重新回盘。打卷时加6根纯棉粗纱隔离防止黏卷。下卷后用塑料布封好，放到加湿棚保湿。为保证制成率，回花、车肚均回盘使用，且保证盘与盘之间回花、车肚使用比例稳定一致。

2.2 梳棉工序

Refibra与再生锦纶混纺时，在梳棉工序可纺性较差，表现在梳棉落网、缠压辊、纤维松散抱合力差。针对此问题采取措施：在棚子内生产，相对湿度控制在65%～75%，当相对湿度小时开微加湿器加湿；将锡林速度降为330 r/min，道夫速度降为18 r/min；调整梳棉机张力齿轮，棉网张力牵伸偏小控制，调为1.085倍；适当增加生条定量以提高可纺性，生条定量由21 g/5 m增加到23 g/5 m。通过以上措施，梳棉落网现象明显改善。加大车肚落棉，可以去除大部分棉卷中的硬丝、并丝，但仍有少量进入梳理区域，道夫针布有嵌花现象。将盖板带轮直径由315 mm更换为260 mm，可保证分梳良好，尽量减少棉结，棉结数量不高于2粒/g，分梳度偏高掌握。其他主要工艺参数：刺辊与给棉板隔距0.30 mm，锡林与刺辊隔距0.13 mm，锡林与道夫隔距0.13 mm，盖板与锡林隔距0.18 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.18 mm，刺辊速度770 r/min，盖板速度98 r/min。

Refibra与再生棉、再生亚麻混纺时，梳棉工序生产断头多。针对此问题采取措施：在棚子内生产，相对湿度控制在55%～65%，相对湿度小时开微加湿器加湿，棉卷现做现用，不能过多存放，以防水分散失。生条定量尽量偏大掌握，不低于27 g/5 m。主要工艺参数：刺辊与给棉板隔距0.30 mm，锡林与刺辊隔距0.13 mm，锡林与道夫隔距0.13 mm，除尘刀高度3，角度90°，除尘刀与刺辊隔距1.45 mm，盖板至锡林隔距：0.23 mm、0.20 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.20 mm。主要工艺参数：锡林转速360 r/min，刺辊速度1 070 r/min，盖板速度82 r/min，生条定量27 g/5 m，道夫速度18 r/min。

为减少纱疵，梳棉工序重点查大小漏底、除尘刀、道夫等挂花，吸风管脱落、堵，以及造成短绒不能及时吸走被带入棉网的问题。不及时清理道夫返花、针布损伤、棉网落网、车肚落棉等，都会造成风量不足，给棉罗拉缠短绒。

2.3 并条工序

由于并条工序胶辊返花，胶辊表面采用尼龙6涂料处理，安排在棚子内生产，提前保证温度23℃以上，相对湿度65%～70%，必要时采用微加湿器加湿，或地面洒热水改善；并条速度不宜过高，由320 m/min降为278 m/min，保证了并条顺利生产。Refibra再生棉再生亚麻混纺生条重量不匀率较大，针对此情况，需要先过一遍预并，使梳棉生条混和均匀，然后按照比例经过三道并条生产。并条工序重点检查绒布清洁、罗拉胶辊黏缠、压力棒挂花、积尘、喇叭口积花。

2.4 粗纱工序

针对再生棉和再生亚麻短纤维含量高，粗纱抱合力差的问题，偏大掌握粗纱捻系数［3］。短纤维含量高，纤维不易受控制，容易形成粗纱疵点，因此前区隔距偏紧控制。粗纱工序重点检查绒布清洁不良，如喇叭口、集合器积花，压掌挂花，锭翼顶孔积花等。主要工艺参数：粗纱定量8.0 g/10 m，捻系数141，上机捻度5.0捻/10 cm，罗拉隔距11 mm×25 mm×25 mm，钳口隔距6.0 mm，集合器10 mm，前罗拉速度190 r/min，胶辊硬度选用邵尔A75度。

2.5 细纱工序

生产常规环锭纺Refibra/再生棉/再生亚麻/锦纶51/22/15/12 36.9 tex时，存在条干差、细纱断头多、断头后笛管不吸飘断头、钢丝圈挂花等问题，无法正常生产。因此加入一根44.4 dtex涤纶长丝生产包芯纱。在环锭纺纱机上加装吊锭式包芯纱装置，长丝吊锭式装置改造：细纱需要增加粗纱架，把长丝复倒到粗纱管上，并将其放置在粗纱吊锭上，该装置的长丝是被动退绕方式。张力装置采用双张力盘被动式，长丝经过两道张力盘。将长丝从筒子上引出后，经过上导纱杆、上张力盘、下导纱杆、下张力盘，最后通过导丝罗拉喂入前钳口，然后将其放在粗纱须条的中间偏左包覆纱体中，以长丝的强力来减少纺纱断头。虽然包芯纱强力主要取决于外包纤维，包芯纱随长丝的含量增加，包芯纱的强力越低，但加入长丝后，纱线动态强力提高，强力弱环少了，若有张力突变，有长丝弹性作用，可避免脆断问题，也就在一定程度上减少了细纱断头。除此之外，还需要从以下几个方面进一步解决细纱断头多和纱疵多的问题。

2.5.1 降低细纱断头的措施

（1）每天由专人负责检查维修，保持良好的设备状态，确保张力平稳。

（2）本品种短绒含量高，车档飞花多，钢领板周围积花多，原老式钢丝圈清洁器不能及时有效清除钢丝圈上的挂花，换用新型锯齿型钢丝圈清洁器后，钢丝圈上的挂花易清洁，加长钢丝圈使用周期的同时，细纱开车断头也明显减少。

（3）优选钢领、钢丝圈型号，采用薄弓型钢丝圈，钢丝圈规格由6903 1#换为TPJM1EMgc 1#，钢丝圈周期由4天调整为7天，钢领型号由PG1 4554换为PG1 4254，减小纺纱张力，减少断头。

（4）分析一落纱断头分布，优化九段变频调速设置，确保变速过程尽量平稳，速度曲线平滑。如大纱断头多，确保大纱降速，以及第九段速度L9长度等于面板设定长度，使纺纱达到设定长度时自动落纱。

（5）落纱后，在纺纱段多数有打绞的情况，开车后容易断头。为此，落纱时先关闭吹吸风装置，开车后重新开启。因生头期钢领板先上升，开车后下降，为使打绞处辫子纱快速拉展，需要加快启动速度，把低速启动频率提高值、开车时钢领板升高的位置和钢领板下降的速度配合好，一是确保气圈打开，及时为加捻三角区加捻，二是瞬间锭速不能太高，否则张力过大，易使纱线断头。

（6）做好温湿度管理，温度控制在25℃～33℃，相对湿度控制在55%～65%。否则会因相对湿度小而飞花多，易产生静电、缠罗拉，进而造成断头。

（7）细纱断头后易堵笛管，飞花易飘入邻锭造成断头，需要拆下细纱笛管进行清洗，采用温水中加洗涤剂，先浸泡1 h，再用刷子刷里面，有毛刺及时打磨。重新将其上机后有效解决了断头后易堵笛管的问题。因此将笛管清洗周期定为3个月。

2.5.2 降低细纱纱疵的措施

（1）降低细纱飞花附入纱疵。重点检查绒辊花，喇叭口积花，笛管吸风口积花，胶辊缠花，增加机台清洁次数，尤其是牵伸区和钢领板清洁，调整好吹吸风位置，减少飞花附入纱疵［4］。加入长丝后，加捻三角区较常规环锭纺偏小些，纤维散失减少，条干更均匀，进而减少了纱疵数。

（2）利用洛菲纱疵功能分析纱疵数据，得出都是非规律性的条干不良，条干差，锭间差异大，计算牵伸效率93.5%，偏小，弹性钳口对须条控制力不足，有滑溜现象。存在个别锭对纤维控制不足，或者同一锭不同时段对纤维控制不足。解决办法：杜绝摇架压力波动；及时更换变形的上销架弹簧；及时清理胶圈内积花，并确保浮游区大小一致；确保上销架压力不足，否则易使胶圈跑偏，使上下胶圈不能贴近发生打滑。

（3）针对车间气流紊乱的情况，可增加吸风口，并调节空调出风口，使其出风量不要太大。机台吹风要柔和些，能将机台表面积花吹离即可。不能吹走的积花由清洁工及时处理，并增加清洁次数。调整好吹吸风位置，减少脏花、飞花附入。

2.5.3 关键工艺参数

在包芯纱的纺制过程中，首先，长丝退绕张力的控制特别关键。为保证芯丝与短纤维在加捻三角区复合加捻时芯丝张力值略大于短纤维须条的张力，芯丝应具有足够的张力使其在成纱时保持自己的位置，从而保证包覆效果［5-6］，但同时为了减少外包纤维的散失，要相对偏小控制长丝张力，确保长丝包覆均匀。其次，纱线捻系数偏大控制，保证纱体紧密。经试纺得出，采用Y2301型数字式纱线张力仪检测张力控制在15 cN～35 cN比较合理，既不易被拉断，又能保证张力和成纱结构的要求。

主要细纱工艺参数：罗拉隔距18 mm×34 mm，胶辊硬度邵尔A65度，钳口隔距4.5 mm，前罗拉速度210 r/min，设计捻系数430。

2.5.4 纤维含量及成纱指标的测试

经检测，纱线各组分纤维含量：Refibra纤维53.0%，再生棉20.3%，再生亚麻13.1%，再生锦纶12.5%，涤纶1.1%，基本符合设计要求。由于实测再生亚麻和再生棉的含量较低，再生产时这两种纤维增加2%的投料。正常生产中，需要定期测试纱线含量，并根据检测结果，可以适当微调各种纤维配棉的比例。

通过以上措施的实施，成纱质量和细纱千锭时断头明显改善。所开发包芯纱的主要质量指标：断裂强度12.9 cN/tex，强力CV 5.8%，条干CV 14.7%，条干CVb2.8%，细节0个/km，粗节286个/km，棉结278个/km。千锭时断头可控制在15根以内。

2.6 络筒工序

络筒主要任务是选择合适捻接器、捻接工艺和清纱参数［7］。根据用户对纱疵的要求，对清纱参数进行优选，既要保留需要的仿麻颗粒，又要去除分布过密的仿麻颗粒和大纱疵。每天分析电子清纱器切疵数据，针对该品种短粗节纱疵多的情况，分析这类短粗节纱疵多数为短绒积聚造成，因此重点检查各工序短绒或者乱纤维团附入纱条的情况，以减少短绒聚集性纱疵。根据用户使用情况，十万米纱疵9级纱疵控制在26个以内。

捻接质量直接影响后道工序断头次数、生产效率和布面质量，根据用户更侧重捻接强力的要求。降低捻接失误率，杜绝捻接滑脱、低强、两端拖长尾或一端拖长尾。清纱参数略偏松掌握，以减少结头。结头偏长控制，并加严电子清纱器捻接把关参数，以保证结头质量。插纱前注意纱面清洁，杜绝无丝纱。加强对细纱弱捻纱、色差纱和筒纱网纱、色差纱等的质量把关。

3 结语

采用4种再生纤维开发抗菌吸湿耐磨仿麻包芯纱，为了提高各组分再生纤维的可纺性能，针对各纤维的性能特点，分别对其进行纺前预处理。为了保证混纺纱线的混纺比例，采用包混加条混的混和方法，清棉工序对再生亚麻预开松一遍，有利于减少细纱断头和纱疵；对Refibra再生棉再生亚麻混纺卷的重量不匀率进行攻关，效果明显。仿麻包芯纱的纺制过程中，解决细纱断头是关键，通过分析细纱断头原因，减少化纤硬丝、再生亚麻线头，优选钢领钢丝圈型号、钢丝圈清洁器，清洗笛管，合理控制温湿度，以及细纱工序采用包芯纱生产技术等措施，使细纱千锭时断头大幅下降；细纱长丝退绕张力的控制尤为重要，将其控制在15 cN～35 cN比较合理，既不易被拉断，又能保证张力和成纱结构的要求。同时通过优化各工序主要工艺参数，最终保证了Refibra/再生棉/再生亚麻/再生锦纶51/22/15/12 36.9 tex（T 44.4 dtex）仿麻包芯纱的成纱质量达到了用户的使用要求。在环保循环回收再生纤维混纺包芯纱的开发过程中，各组分纤维均采用回收再生环保的原材料，生产中采取的各项措施保证了再生纤维混纺包芯纱的顺利生产。