苎麻混纺比对成纱性能的影响

来源/《棉纺织技术》

作者/吴思涵   孙润军    薛建昌 

编辑/棉纺织技术新传媒-番薯

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原文刊自：2016年11月

第44卷（总第541期）

摘 要

探讨苎麻混纺比对混纺纱性能的影响。设计了 4 个集聚纺 9.7tex 混纺纱方案,其中苎麻的混纺比逐渐增加;介绍了各纤维性能、成纱规格和纺纱过程;总结了各工序采取的相应技术措施和工艺参数;对比分析了 4 个方案的成纱质量指标。结果表明:随着苎麻混纺比的增加,成纱条干 CV 逐渐上升,常发性纱疵增加,成纱断裂强力及断裂伸长率下降,3mm 及以上有害毛羽增加。认为:根据织造工序对经纱力学性能的要求,苎麻混纺比应控制在 20% 以内。

关键词

苎麻纤维;长绒棉;混纺比;并条工艺;成纱质量

苎麻在我国天然纤维发展史上占有重要的历史地位。苎麻纤维性能优良,透气性好,吸湿放湿快,光泽洁白,不容易受腐蚀和虫蛀,因此苎麻类织物具有凉爽透气、抗菌保健等优点,特别适用于夏季高档服用织物,其粗犷自然的风格十分符合纺织服装回归“绿色自然暠的潮流趋势。本文在常见的夏季服装用棉粘混纺织物的基础上,通过加入一定比例的苎麻,使混纺织物在具备苎麻优良性能与独特风格的同时,不产生刺痒感,且柔软舒适。由于所选用的棉、粘胶、苎麻 3 种原料性能差异较大,因此成纱规格设计对纺纱织造、成纱质量与织物性能至关重要。本文设计了 4 种混纺纱,主要研究苎麻混纺比对成纱性能的影响。

1  纤维原料的选择

由于苎麻纤维比棉纤维粗长,刚硬脆性大,纺纱时抱合力差,生产加工中容易出现破网、断条现象,故需要选择长度长、强力高的棉纤维,以保证成纱质量。选用的二级新疆长绒棉主要性能指标:纤维长度 37.51mm ,纤维细度 1.60dtex ,马克隆值 4.1 ,回潮率 7.1% ,短绒率 4.5% ,断裂强度 4.53cN / dtex ,断裂伸长率 5.8% 。

粘胶纤维抗静电性能优良,可纺性好,吸湿性居化学纤维之首,手感舒适,适用于夏季服装织物。选 用 的 粘 胶 主 要 性 能 指 标:纤 维 长 度36.83mm ,纤维细度 1.34dtex ,回潮率 11.11% ,断裂强度 2.18cN / dtex ,断裂伸长率 20.27% ,纤

维比电阻 7.73×10⁷ Ω·cm 。

苎麻在纺纱生产过程中会产生 30%~40%的精梳落麻,精梳落麻细度较高,纤维较为柔软,对提高纱线的可纺性、改善麻类产品的刺痒感有利,且可以直接在棉纺设备上加工。选用的精梳落麻主要性能指标:纤维长度 37.8mm ,纤维细度 2.52dtex ,回潮率 7.71% ,短绒率 18.59% ,断裂强度 10.06cN / dtex ,断裂伸长率 4.4% ,强力CV 值 38.8% 。

2 纱线规格设计及工艺流程

为了使混纺纱织造出的织物达到轻薄凉爽的性能要求,结合原料特性与实际生产能力,设计的混纺纱均为集聚纺 9.7tex 纱,捻度均为 132 捻/10cm 。为了探讨不同苎麻混纺比对加工过程及产品性能的影响,从降低成本、方便操作的角度考虑,以棉/粘胶 70 / 30 的常规比例开始,以粘胶比例为定量,逐步降低长绒棉比例,增加苎麻比例。方案 1 至方案 4 的混纺纱中纤维的混纺比依次为JC / R70 / 30 、 JC / R / H60 / 30 / 10 、 JC / R / H50 / 30 /20 和 JC / R / H40 / 30 / 30 。

在进行纺纱工艺设计时,为方便比较分析,各方案尽可能选择相同的设备与工艺参数。此外,为避免多次投料造成的原料浪费,保证混纺比,棉和苎麻只经过一次投料混和,供 4 个方案共同使用。在后道的并条工序中,通过不同纤维条的搭配组合,达到所设计的成纱混纺比。其中,长绒棉苎麻混和精梳条由理论干重混纺比 57：43 的长绒棉苎麻经梳棉、预并、条并卷和精梳制成。

3  纺纱工序技术措施

3.1 苎麻的预处理

根据苎麻纤维的特性,在生产加工前需要对苎麻补加油水,进行养生处理,减少生产中纤维损伤、断裂以及短绒、麻粒,提高纤维的柔韧性与润滑度,同时改善车间尘埃和飞花现象。具体方法:将油剂与水按 1：10 的比例制成乳化液,用喷雾器均匀地喷洒在开松后的苎麻上,并用塑料薄膜覆盖,在温度 30℃ 、相对湿度 70% 的环境下堆放 24h 以上,使苎麻纤维回潮率达到 15% 以上。

3.2 梳棉工序

加工长绒棉与粘胶的生产技术已十分成熟,此处直接给出粘胶生条与长绒棉生条的主要工艺参数:粘胶生条设计干定量 20.0g / 5m ,出条速度 60 m / min ;长 绒 棉 生 条 设 计 干 定 量20.0g/ 5m ,出条速度 90m / min 。

将苎麻纤维与长绒棉纤维通过人工均匀混和。苎麻纤维在清梳工序落物较多,故投入比例提高 5 个百分点,以保证成纱混纺比。混和好的长绒棉苎麻原料经FKW350 型梳针式双滚筒开松机进行初步开松除杂后,直接通过输送管道落入梳棉机给棉箱。梳棉采用 FA231 型梳棉机。苎麻纤维抱合力差,成网时易产生破网、破边,因此稍增加生条定量,设计干定量 23.5g / 5m 。采用较大的锡林 ~ 盖板隔距与锡林 ~ 刺辊速比,使纤维能够顺利转移。梳棉工序主要工艺参数:锡林 ~ 刺辊速比 2.4 ,锡林 ~ 刺辊隔距 0.18mm ,锡林 ~ 盖板隔距 0.25 mm 、 0.23 mm 、 0.23 mm 、0.23mm 、 0.25mm ,锡林 ~ 道夫隔距 0.127mm 。

3.3  预并工序

为降低生条重量不匀率,改善纤维伸直平行度,在进行后道工序前,各纤维条均先在 FA306A型并条机上进行一次预并。粘胶生条 6 根并合,设计干定量 22.5g / 5m ,输出速度 250m / min ;长绒棉生条 5 根并合,设计干定量 20.0g / 5m ,输出速度 365m / min ;长绒棉苎麻混和生条 6 根并合,设 计 干 定 量 23.5 g / 5 m ,输 出 速 度320m / min 。

3.4 精梳工序

为了进一步提高纤维的伸直平行度,排除短绒,提高纤维平均长度及整齐度,长绒棉苎麻混和生条需通过精梳 。由于长绒棉苎麻混和生条经精梳时易黏卷、断条,条卷长度不宜过大,并采用较少的并合数与较低的牵伸倍数。采用 E32 型条并卷机,相关工艺:条卷定量 70g / m , 16 根并合,输出速度 70m / min ,牵伸倍数 1.07倍。

采用 HXFA299 型精梳机。精梳机顶梳与锡林针布均采用较稀的针齿密度;降低锡林速度,减少对苎麻纤维的损伤。精梳落麻短绒较多,应适当调大落棉刻度,使须条中的短纤维能被顺利去除。精 梳 工 序 主 要 工 艺 参 数:设 计 定 量17.5g/ 5m ,锡林速度 250r / min ,落棉刻度 10 ,落棉率 20% 。经过精梳,长绒棉苎麻精梳条中棉结 52 粒/ g ,短绒率 2.8% 。精梳棉条主要工艺参数:条并卷 24 根并合,设计干定量 65g / m ,输出速度 90m / min 。精梳条设计干定量 17.5g / 5m ,锡林速度 300r / min ,落棉率 15% 。

3.5 并条工序

并条是调节各组分纤维混纺比的关键工序。4 个方案加工了 3 种纤维条,即粘胶条(干定量22.5 g/ 5 m )、长 绒 棉 精 梳 条 (干 定 量17.5g/ 5m )、长 绒 棉 苎 麻 精 梳 条 (干 定 量17.5g/ 5m ),在并条时通过搭配组合,达到设计的成纱混纺比。其中:方案 1 用 2 根粘胶预并条+6 根长绒棉精梳条;方案 2 用 2 根粘胶预并条+4 根长绒棉精梳条 +2 根长绒棉苎麻精梳条;方案 3 用 2 根粘胶预并条 +2 根长绒棉精梳条 +4根长绒棉苎麻精梳条;方案 4 为 2 根粘胶预并条+6 根长绒棉苎麻精梳条。

为使各组分纤维混和均匀,提高条干均匀度,共设计三道并条。采用 RSB-D35C 型并条机。头并牵伸倍数偏小掌握,重点放在改善条干,减少断头。在前后区牵伸倍数的配置中,调小前区倍数,后区牵伸倍数适当增大,避免弯钩纤维由于牵伸不当形成棉结  。末并采用自调匀整,保证熟条条干质量。

三道并条的纤维条干定量均为 20.0g / 5m ,均为 8 根并合,罗拉隔距均为48mm×53mm ;头并总牵伸 7.5 倍,二并和末并总牵伸 8 倍;头并输出速度 250m / min ,二并和末并输出速度均为270m / min ;头并、二并和末并后区牵伸分别为

1.7 倍、 1.41 倍和 1.16 倍。

3.6 粗纱工序

采用 FA426 型悬锭式粗纱机。粗纱定量在保证顺利开车的前提下偏轻掌握,减轻细纱工序的牵伸负担。除了方案 1 外,其余 3 个方案均适当增大捻度,提高纤维抱合力。粗纱工序主要工艺参数:干定量 4g / 10m ,后区牵伸 1.25 倍,方案 1 设计捻度 3.726 捻/ 10cm ,方案 2 、方案 3 、方案 4 设计捻度均为 4.616 捻/ 10cm ,罗拉隔距15mm×23.5mm×36.5mm ,罗拉加压 15N×25N×20N×20N ,前罗拉速度193.6r / min 。

3.7 细纱工序

采用经过改造的 BS516 型细纱机,以集聚纺方式纺纱。适当降低锭速,选择较轻的钢丝圈,使用硬度较大、抗静电的胶辊,防止出现纤维缠绕现象。细纱捻度偏大掌握,减少毛羽,提高成纱质量。细纱工序主要参数:锭速 11000r / min ,后区牵伸

1.25 倍,罗 拉 隔 距 18 mm×43 mm ,罗 拉 加 压180N×100N×120N ,细纱捻度132 捻/ 10cm ,车间温度控制在 30℃~32℃ ,相对湿度 60% 。

3.8 络筒工序

采用 SAVIO-ORION 型络筒机,选择“小张力,慢 车 速 ”的 工 艺 原 则。 络 筒 速 度 为800m / min 。方案 1 电清工艺:棉结 +380% ,短粗节 +178%×1.8cm ,粗节+120%×25cm ,长细节 -15%×25cm 。其他 3 个方案的电清工艺:棉结 +600% ,短 粗节 +250% ×2.0cm ,粗 节+125%×30cm ,长细节 -17%×25cm 。

4 成纱性能测试

4.1 条干与常发性纱疵

4 个方案的成纱条干与常发性纱疵测试结果见表 1 。

由表 1 可以看出,随着苎麻混纺比的增加,成纱条干 CV 逐渐上升,常发性纱疵增加。纤维性能是影响成纱条干的重要因素之一。苎麻纤维细度粗于棉纤维,纤维长度差异大,随着苎麻混纺比的增加,纱线截面内的纤维根数减少,纤维长度整齐度变差,且刚脆易损的苎麻在加捻过程中难以紧密抱合,这些不利因素都导致了成纱条干逐渐变差。在纱疵方面,由表 1 可以看出,随着苎麻混纺比的上升,粗节、细节、棉结均出现了大幅增加。这是因为当苎麻混纺比增加后,纤维长度整齐度变差,牵伸过程中浮游纤维增多,须条中纤维的平行伸直度变差,使不规则的弯钩纤维容易相互扭结形成棉结,或牵伸不开成为小粗节。此外,苎麻纤维刚度大,加捻时不易扭转抱合,在细纱工序中的大牵伸倍数下容易产生意外伸长,或是由于捻度不匀,产生细节。

4.2 强伸性能

4 个方案的成纱强伸性能测试结果见表 2 。

由表 2 可以看出,随着成纱中苎麻混纺比的增加,成纱断裂强力及断裂伸长率下降,断裂强度CV 值及断裂伸长 CV 值上升,成纱强伸性能出现变差的趋势。纱线的断裂总是发生在弱环处,在前面对纱线条干及疵点的测试中已知,纱线条干随着苎麻混纺比的增加逐渐变差,纱疵明显增多,出现弱环的几率大大增加,导致断裂强力下降。由于纱线断裂的本质是纤维的断裂或滑脱,从滑脱的角度分析,当苎麻纤维混纺比增加,纱线截面中纤维根数减少,纤维抱合力变差,摩擦力减小,纱线结构变得疏松,更容易因为纤维的滑脱造成成纱断裂。因此虽然苎麻纤维的强力高于棉,却因为易滑脱,使纱线强力不增反降。因此当纱线中苎麻混纺比增加,在拉伸过程中起到的作用越大,纱线断裂伸长下降。断裂强度 CV 反映了纱线实际的内在质量,是影响后道加工的关键。生产实践表明,断裂强度 CV 与其条干 CV 基本呈正相关关系。由表 2 可以看出,随着苎麻混纺比的上升,条干 CV 值变大,纱线断裂强度 CV 也随之变大。根据织造工序对经纱力学性能的要求,纱线中的苎麻含量应尽量控制在 20% 以内。

4.3 毛羽

4 个方案的成纱毛羽测试结果见表 3 。

由表 3 可以看出,随着纱线中苎麻混纺比的增加,成纱毛羽指数呈增长趋势。最主要的原因是苎麻纤维细度较粗,初始模量较大,无卷曲,抗扭刚度较大 ,苎麻混纺比的增加导致须条中纤维整体的抱合力变差,不易捻合,在聚集过程中容易脱离纱线主体暴露在纱体表面,形成毛羽;或是易在机械外力的作用下,从纱体中被抽拔出,形成毛羽。因此,随着苎麻混纺比的增加,纱线毛羽增多,对后续织造、染整及织物外观性能造成一定影响,需引起注意。

5 结束语

纺纱过程中,纤维抱合力差、条干不匀、断头率高是各道工序均存在的问题。因此各工序速度不宜过高,且长绒棉苎麻纤维条在上车前都应提前进行加湿,增大回潮率。但与粘胶并合后,由于粘胶湿强较低,熟条中水分含量不宜过大,无需再进行加湿处理,可直接进行粗纱、细纱工序。混纺纱测试结果表明:随着纱线中苎麻混纺比的增加,纱线条干 CV 逐渐上升,粗节、细节、棉结均出现了大幅增长;纱线断裂强力及断裂伸长率下降,单强 CV 值及伸长 CV 值上升,纱线强伸性能呈现变差的趋势;3mm 及以上的有害毛羽指数均呈现增长趋势。根据织造工序对经纱力学性能的要求,纱线中的苎麻混纺比应控制在 20% 以内。

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