椰炭改性滌綸/羊毛/二醋酯纖維賽絡(luò)緊密紡包芯紗的開發(fā)

張會青，劉明哲，馬洪才，王秀君

(1.德州學(xué)院 紡織服裝學(xué)院，山東 德州 253023； 2.德州華源生態(tài)科技有限公司，山東 德州 253000)

如何解決針織面料的緯斜問題是針織紗下游企業(yè)生產(chǎn)中所面臨的難題之一。緯斜產(chǎn)生的原因很多，其中紗線捻度和捻向的配置直接影響面料的緯斜程度。國內(nèi)生產(chǎn)的針織紗多為Z捻紗，一般來說，Z捻紗易使針織物產(chǎn)生向右上方的緯斜，而S捻紗易使針織物產(chǎn)生向左上方的緯斜[1]。對于單面針織物而言，如果采用Z捻紗和S捻紗交替隔路編織的方法，可以很大程度上改善緯斜。因而，本文主要探討采用反向S捻包芯紗技術(shù)開發(fā)二醋酯彈力包芯紗的工藝，為了反向捻紗線的生產(chǎn)更加順利，對細(xì)紗機(jī)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計加裝了專用的芯絲定位裝置。

二醋酯纖維制成的服飾，外觀風(fēng)格酷似蠶絲產(chǎn)品，具有蠶絲般光澤、色澤艷麗、觸感柔軟、穿著舒適、易護(hù)理等優(yōu)點(diǎn)，近年來受到諸多高端品牌的青睞[2]。醋酯纖維具有彈性好、吸濕性好、熱穩(wěn)定性好、不易產(chǎn)生靜電且除臭防污等特點(diǎn)，滿足了消費(fèi)者對時尚環(huán)保的諸多訴求[3]。

目前醋酯纖維素纖維在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用主要是其長絲產(chǎn)品的開發(fā)，短纖維產(chǎn)品的開發(fā)還具有很大的潛力[2，4]。本文探討采用二醋酯短纖維與羊毛、椰炭改性滌綸混紡生產(chǎn)彈力包芯紗的工藝，拓展二醋酯短纖維的開發(fā)應(yīng)用，滿足市場對功能性生態(tài)化舒適性針織面料的需求。

1 原料選配

原料采用二醋酯纖維、椰炭改性滌綸、羊毛纖維，3種纖維的主要性能指標(biāo)見表1。

表1 原料的各項性能指標(biāo)

二醋酯纖維強(qiáng)度偏低，考慮其可紡性，同時保證產(chǎn)品中能夠體現(xiàn)二醋酯纖維原料的風(fēng)格及特性，選定其配比為30%；椰炭改性滌綸與二醋酯纖維在性能及可紡性方面可優(yōu)勢互補(bǔ)，滌綸纖維吸濕性較差，但具有強(qiáng)度高、伸長率高的特點(diǎn)，可有效降低原料成本，配比為40%；羊毛纖維配比為30%，選用纖維平均直徑為17.5 μm的絲光羊毛條進(jìn)行切斷加工，羊毛具有良好的吸濕性和彈性，絲光后的羊毛摩擦因數(shù)減小，富有光澤。最終確定產(chǎn)品方案為：椰炭改性滌綸/羊毛/二醋酯纖維 40/30/30，氨綸芯紗線密度為18 tex，包芯紗線密度為33.3 dtex。

2 主要工藝流程及工藝技術(shù)措施

2.1 主要工藝流程

采用以棉紡設(shè)備為主的半精紡工藝流程：和毛機(jī)→FA231A型梳棉機(jī)→FA311F并條機(jī)(2道)→FA497型粗紗機(jī)→BS516型細(xì)紗機(jī)(附長絲包芯紗裝置)。

2.2 和毛工序

絲光羊毛纖維較滑爽、抱合力較差，且易產(chǎn)生靜電，為保證正常生產(chǎn)，需對羊毛纖維進(jìn)行預(yù)處理。經(jīng)試驗驗證，和毛油用量不宜超過1.5%，過大則纖維摩擦因數(shù)下降，纖維間抱合力也隨之下降，可紡性下降[5]。

預(yù)處理優(yōu)選方案：將切斷羊毛纖維抖松，噴施AL-106型和毛油劑(廣州陶氏化工有限公司)，和毛油用量為羊毛質(zhì)量的1%，按照1∶10配以純凈水稀釋，噴施油劑后將羊毛調(diào)濕到16.5%的回潮率，然后密封燜放48 h。

和毛工序非常重要，和毛后纖維的含油率、回潮率控制是否合適，混合纖維的開松狀態(tài)、混合均勻程度會直接影響到后道工序的順利進(jìn)行。和毛工序主要步驟：第1步對椰炭改性滌綸進(jìn)行1次開松后，均勻噴灑FX-AS18C抗靜電劑(北京紡星助劑有限公司)，在和毛倉中燜放24 h后待用；第2步對二醋酯纖維進(jìn)行1次開松后，噴灑FX-AS18C抗靜電劑后存放24 h；第3步將3種纖維按照最終產(chǎn)品方案的質(zhì)量配比進(jìn)行開松混合后經(jīng)和毛機(jī)儲存到和毛倉，經(jīng)混料斗喂入梳棉機(jī)。

和毛工序主要工藝參數(shù)：錫林轉(zhuǎn)速204 r/min，道夫轉(zhuǎn)速900 r/min，出毛風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速820 r/min。

2.3 梳棉工序

梳棉工序是做好混紡紗的關(guān)鍵工序。因羊毛和二醋酯纖維強(qiáng)度均偏低，特別是二醋酯纖維，故在工藝上適當(dāng)降低錫林、刺輥速度和出條速度。

本產(chǎn)品所采用的纖維原料含雜質(zhì)少，故工藝措施以盡量減少纖維損失[6]，特別是羊毛纖維的損失為原則，重點(diǎn)控制好短絨率和棉結(jié)問題。分梳板隔距參數(shù)的設(shè)置既考慮對混合纖維的均勻作用，又不能損傷纖維，預(yù)分梳板與刺輥隔距適當(dāng)放大，采用0.7 mm；除塵刀采用平刀工藝，安裝角90°；適當(dāng)降低錫林和刺輥的速度，提高錫林刺輥線速度比，以利于纖維順利轉(zhuǎn)移；4點(diǎn)隔距均適當(dāng)放大，從而避免纖維在梳理過程中受損形成短絨，并防止纖維反復(fù)搓轉(zhuǎn)形成棉結(jié)。車間溫濕度為溫度(28±2) ℃，相對濕度74%～79%。

梳棉工序主要工藝參數(shù)：生條定量20 g/(5 m)，錫林轉(zhuǎn)速330 r/min，刺輥轉(zhuǎn)速690 r/min，道夫轉(zhuǎn)速13 r/min，錫林與蓋板隔距0.23、0.20、0.20、0.23 mm，蓋板速度76 mm/min，張力牽伸1.25 倍。經(jīng)過工藝調(diào)整，生條質(zhì)量檢測結(jié)果：生條感官棉結(jié)5粒/(0.5 g)，短絨率3.5%，條干不勻率3.95%。

2.4 并條工序

根據(jù)二醋酯纖維強(qiáng)度較低而羊毛纖維長度離散性較大的特點(diǎn)，在并條工序采取牽伸隔距適當(dāng)加大，中檔加壓的工藝措施，以免纖維在牽伸過程中斷裂形成短絨或者長粗節(jié)。

采用2道并條，頭道并條并合根數(shù)為7根，根據(jù)設(shè)備特點(diǎn)，頭并后區(qū)牽伸倍數(shù)和隔距適當(dāng)調(diào)大，利于消除前彎鉤，總牽伸倍數(shù)小于并合數(shù)：后區(qū)牽伸倍數(shù)1.75倍，總牽伸6.82倍，羅拉隔距16 mm×8 mm×20 mm；二道并條采用7根并合，后區(qū)牽伸倍數(shù)減小，總牽伸倍數(shù)大于并合數(shù)，利于消除后彎鉤，提高纖維伸直度、纖維分離度[7-8]：二并牽伸倍數(shù)7.18倍，后區(qū)牽伸倍數(shù)1.3倍，羅拉隔距均為16 mm×8 mm×20 mm，出條速度180 m/min。

為減少膠輥纏繞現(xiàn)象，使用炭黑復(fù)合涂料對皮輥進(jìn)行表面處理，以有效提高其抗靜電性能，提高工藝穩(wěn)定性和成條質(zhì)量。通過一系列措施，熟條質(zhì)量控制指標(biāo)：熟條定量20 g/(5 m)，質(zhì)量不勻率0.75%，條干CV值2.9%。車間溫度控制在28 ℃左右，相對濕度73%～77%。

2.5 粗紗工序

絲光羊毛纖維蓬松度較大，纖維抱合力比較差，為防止粗紗在細(xì)紗工序退繞過程中發(fā)生斷頭，保證纖維間的抱合力穩(wěn)定并減少意外伸長，粗紗工序采用較大粗紗捻系數(shù)。采用“較輕定量、較大后區(qū)牽伸倍數(shù)、較大粗紗捻系數(shù)”的工藝配置，既保證粗紗條干均勻度又防止細(xì)紗出“硬頭”。 合理調(diào)節(jié)大、中、小紗的張力，從而減小粗紗質(zhì)量不勻。

粗紗工序主要工藝參數(shù)：粗紗定量4.65 g/(10 m)，粗紗捻系數(shù)80，總牽伸倍數(shù)8.6倍，后區(qū)牽伸1.28倍，錠速850 r/min，羅拉隔距27 mm×36.5 mm，鉗口隔距6.5 mm。經(jīng)檢測粗紗條干CV值3.8%。

2.6 細(xì)紗工序

緊密紡細(xì)紗機(jī)在紡制彈力包芯紗時，氨綸長絲等芯絲應(yīng)在導(dǎo)絲鉤、張力器的控制下，經(jīng)導(dǎo)絲輪準(zhǔn)確喂入至緊密紡細(xì)紗機(jī)的集棉槽的出棉口處，從而紡成包覆均勻的包芯紗[9-10]。采用S捻進(jìn)行包覆時，因?qū)Ыz輪控制點(diǎn)與紡紗包覆點(diǎn)的距離在10 cm左右，距離偏大，使得芯絲定位調(diào)整難度較大，生產(chǎn)過程中需要多次反復(fù)的調(diào)整。針對這一問題，對細(xì)紗機(jī)設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)，加裝了一種緊密紡細(xì)紗機(jī)包芯紗芯絲定位裝置，可使芯絲控制喂入長度縮小4倍，利于準(zhǔn)確有效地控制芯絲進(jìn)入到包纏喂入點(diǎn)，調(diào)整更加方便、快捷。賽絡(luò)緊密紡彈力包芯紗芯絲定位裝置見圖1所示。

圖1 賽絡(luò)緊密紡彈力包芯紗芯絲定位裝置

同時加裝氨綸長絲喂入裝置和預(yù)牽伸裝置，使氨綸彈力絲經(jīng)喂入裝置后，再經(jīng)導(dǎo)紗喇叭口進(jìn)入前鉗口，然后與通過牽伸裝置的雙粗紗須條相遇；雙粗紗喂入間距5 mm，采用對稱配置的雙槽，從前羅拉握持鉗口處輸出，經(jīng)過導(dǎo)紗鉤、鋼絲圈和鋼領(lǐng)完成加捻與卷繞過程，形成賽絡(luò)緊密紡彈力包芯紗。

包芯紗的包覆效果是體現(xiàn)彈力包芯紗成紗質(zhì)量的重要指標(biāo)，為了保證外包短纖維均勻地將長絲包覆于中心，避免出現(xiàn)包覆不良現(xiàn)象，應(yīng)根據(jù)芯絲的細(xì)度，合理選擇預(yù)牽伸倍數(shù)。根據(jù)試驗結(jié)果，預(yù)牽伸倍數(shù)選擇3.0倍，氨綸長絲選用萊卡33.3 dtex彈力絲。為了解決纖維易纏皮輥問題，采取涂料加光照處理的措施使皮輥表面光滑度提高，經(jīng)處理后皮輥減少了帶花現(xiàn)象，提高了成紗質(zhì)量[11]。

包芯紗紡制過程中，芯絲位置需定位準(zhǔn)確，由于捻向的作用，紡 Z 捻紗時芯絲應(yīng)在中心偏左位置效果較好，紡 S 捻紗時芯絲應(yīng)在中心偏右位置效果較好。賽絡(luò)緊密紡成紗毛羽較少，但生產(chǎn)過程中紗線對鋼領(lǐng)、鋼絲圈磨損較快，應(yīng)注意及時更換鋼絲圈。生產(chǎn)中還應(yīng)注意粗紗斷頭、喇叭口堵塞等原因引起的單根喂入所造成的賽絡(luò)紡單根紗易使成紗形成長細(xì)節(jié)紗疵。

細(xì)紗工序主要工藝參數(shù)：羅拉中心距為54 mm×69 mm，后區(qū)牽伸為1.15倍，總牽伸51.6倍，捻系數(shù)350，錠速13 600 r/min，前羅拉轉(zhuǎn)速164 r/min，鉗口隔距2.5 mm。車間溫度29 ℃左右，相對濕度70%～75%。

2.7 成紗質(zhì)量檢測

經(jīng)過以上一系列工藝措施，成紗條干均勻，各項指標(biāo)均達(dá)到了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，椰炭改性滌綸/羊毛/二醋酯纖維彈力包芯紗成紗質(zhì)量檢測指標(biāo)如表2所示。

表2 二醋酯纖維混紡彈力包芯紗成紗質(zhì)量指標(biāo)

3 結(jié) 論

單面針織面料編織過程中采用S捻紗交替隔路編織的方法，可以很大程度上改善緯斜問題。本文開發(fā)的二醋酯纖維混紡彈力包芯紗產(chǎn)品采用S捻，通過加入椰炭滌綸纖維和羊毛纖維的方法，使得強(qiáng)度較低的二醋酯纖維紡紗生產(chǎn)難度降低；針對3種纖維的可紡性能，設(shè)計了合理的包芯紗紡紗工藝，在細(xì)紗機(jī)上加裝了芯絲定位裝置，使S捻包芯紗的生產(chǎn)更加方便，開發(fā)出了具有良好吸附性、柔軟有彈性、抗菌除臭功能性、光澤好的針織用紗，為二醋酯短纖維產(chǎn)品風(fēng)格多樣化的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。通過對二醋酯纖維混紡氨綸包芯紗的研究，得出以下結(jié)論：

①在和毛工序，采用分步多次和毛的方法可使3種纖維充分開松混合。

②針對二醋酯纖維可紡性較差的問題，各工序主要部件適當(dāng)減低速度配置，嚴(yán)格把控好車間溫濕度，以防靜電造成不良干擾和影響。

③細(xì)紗工序，針對S捻包覆，優(yōu)選芯絲預(yù)牽伸倍數(shù)，調(diào)整好芯絲喂入位置，應(yīng)在喂入中心線偏右位置包覆效果較好。