趙博

白竹炭纖維混紡紗產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及工藝研究

趙博

為了順利紡制出抗菌白竹炭纖維與細(xì)旦滌綸纖維及棉纖維混紡紗產(chǎn)品，首先介紹了白竹炭纖維的性能和特點(diǎn)，針對(duì)每種纖維特性，合理設(shè)計(jì)出了混棉方案和混紡比；然后優(yōu)選各工序工藝參數(shù)，通過(guò)工藝試驗(yàn)，分析了纖維性能、紡紗工藝等因素對(duì)抗菌白竹炭纖維與細(xì)旦滌綸纖維及棉纖維的混紡紗質(zhì)量的影響，探討了提高產(chǎn)品品質(zhì)所應(yīng)該采取的有效工藝措施。

白竹炭纖維；細(xì)旦滌綸纖維；混紡；高支紗；工藝；因素；分析；措施

0 前言

白竹炭纖維是竹炭纖維的一種，以竹材為原料，采用干燥炭化工藝，在高溫條件下干餾而形成的竹炭，將白竹炭研磨成鈉米級(jí)顆粒，加入到粘膠混合液中，然后經(jīng)一系列加工開(kāi)發(fā)出的一種新型天然抑菌抗菌的再生纖維素纖維。白竹炭纖維強(qiáng)度高，初始模量高，吸濕性好，透氣性好，且吸濕速率快，抑菌抗菌性好，染色性佳，固色率高，可以生物降解，原料提取和生產(chǎn)過(guò)程全部采用綠色生產(chǎn)和高科技手段，因此該纖維是無(wú)任何化學(xué)助劑殘留的天然纖維，它屬于一種天然的綠色環(huán)保纖維，具有保健功能，本身無(wú)公害，也不會(huì)造成二次污染，它不僅集天然纖維與合成纖維的優(yōu)點(diǎn)于一身，而且還具有天然抗菌性能，同時(shí)具有良好的生態(tài)環(huán)保性。根據(jù)市場(chǎng)需求，研制開(kāi)發(fā)了抗菌白竹炭纖維與細(xì)旦滌綸纖維及棉纖維混紡紗產(chǎn)品，3種纖維混紡，可以實(shí)現(xiàn)功能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，取長(zhǎng)補(bǔ)短。為了進(jìn)一步詳細(xì)研究白竹炭纖維性能和特點(diǎn)，本文通過(guò)試驗(yàn)和分析，探討了提高紗線質(zhì)量應(yīng)采取的技術(shù)措施。

1 纖維性能、紗線規(guī)格及工藝流程

1.1 原料性能

白竹炭纖維不僅具有遠(yuǎn)紅外線發(fā)射功能和釋放負(fù)離子功能等特點(diǎn)，還具有比表面積大，表面具有一定的溝槽，內(nèi)部空隙多，吸濕保濕性能好等優(yōu)良性能，其性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 纖維的主要物理性能

1.2 紡紗前預(yù)處理

由于3種纖維的性能差異較大，不容易混合均勻，將會(huì)嚴(yán)重影響混紡紗的質(zhì)量，如成紗單強(qiáng)不勻率大、毛羽多和千錠時(shí)斷頭多等問(wèn)題，為了解決這個(gè)問(wèn)題，要對(duì)纖維進(jìn)行預(yù)處理，將纖維在

相對(duì)濕度65%的環(huán)境下，散包后并平衡24小時(shí)，使纖維內(nèi)部充分吸濕，減少差異，并嚴(yán)格控制車間的溫濕度，使紡紗時(shí)達(dá)到放濕生產(chǎn)，以減少靜電對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)的不良影響。

1.3 紗線品種和規(guī)格

品種1:白竹炭纖維/T/CJ 60/20/20 9.7 tex；

品種2:白竹炭纖維/T/CJ 65/25/15 11.7 tex；

品種3:白竹炭纖維/T/CJ 50/35/15 14.6 tex；

品種4:白竹炭纖維/T/CJ 70/20/10 13.0 tex。

1.4 混紡比設(shè)計(jì)

原料混紡比決定了產(chǎn)品的風(fēng)格特征，為了達(dá)到各纖維組分間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，充分發(fā)揮白竹炭纖維的優(yōu)點(diǎn)，本系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)了4種不同比例的混紡紗，不僅能充分發(fā)揮白竹炭纖維、細(xì)旦滌綸纖維和棉纖維的優(yōu)良性能，而且還能體現(xiàn)白竹炭纖維吸濕透氣、舒適、健康、環(huán)保和時(shí)尚等獨(dú)特的特點(diǎn)，又能拓寬新纖維的應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)還能充分發(fā)揮白竹炭纖維混紡紗線的獨(dú)特風(fēng)格，提高產(chǎn)品的附加值和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.5 紡紗工藝流程

白竹炭纖維：清花FA002D→A006B→A036B→A036C→A092→FA141→梳棉FA231A→條子①

棉纖維：FA002→ A006B→A036B→A036C→ A092→ FA141→A186D梳棉機(jī)→ FA302（棉預(yù)并條機(jī)）→條卷FA331→精梳FA251→條子②

①②]→并條FA302（三道）→FA423A粗紗機(jī)→FA507(細(xì)紗機(jī))→絡(luò)筒日本村田No.7-7型→成包

由于清花工序混棉不容易控制混紡比，白竹炭纖維、細(xì)旦滌綸纖維和棉3種纖維應(yīng)該采用不同的工藝加工，所以要選擇并條混合方法，以確?；旌暇鶆颍旒彵日_。

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，細(xì)旦滌綸纖維和棉采用原來(lái)的清梳工藝，而白竹炭纖維則采用新工藝。

2 紡紗主要工藝參數(shù)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)措施

2.1 清花工序主要工藝特點(diǎn)及技術(shù)措施（白竹炭纖維）

清花工序以多松少打，漸進(jìn)開(kāi)松為指導(dǎo)思想，在保證開(kāi)松混合效果的前提下，盡量避免纖維損傷，以自由打擊為主，減少握持打擊強(qiáng)度，適當(dāng)降低豪豬打手和綜合打手的速度，并適當(dāng)放大豪豬打手與給棉羅拉的隔距，調(diào)整抓棉機(jī)刀片伸出肋條高度和小車的回轉(zhuǎn)速度與下降的動(dòng)程，使抓棉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率不勻率90%。成卷部分采用自調(diào)勻整裝置，確保棉卷的縱向不勻率控制在1.05%以下。

為保證棉卷的內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量，開(kāi)清棉工序采用適當(dāng)加大棉卷壓力，減輕棉層粘連；在棉卷中加入相同品種的粗紗，解決棉卷粘連；棉卷存量要適中，現(xiàn)做現(xiàn)用，確保預(yù)處理效果良好，提高可紡性。其主要工藝參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 清花主要工藝參數(shù)

續(xù)表

采取優(yōu)化工藝參數(shù)后，卷子正卷率穩(wěn)定在 100%，加工出的白竹炭纖維卷子的重量不勻率控制在0.95-1.05%之間；而舊工藝紡出卷子的重量不勻率控制在1.35%。

2.2 梳棉工序主要工藝特點(diǎn)及技術(shù)措施（白竹炭纖維）

梳棉工序的主要目的是在盡量減少纖維損傷的基礎(chǔ)上，有效分梳纖維，提高單纖維的分離度和伸直平行度，減少棉結(jié)雜質(zhì)。梳棉工序的難點(diǎn)是纏繞錫林嚴(yán)重，棉網(wǎng)向道夫轉(zhuǎn)移困難，刺輥工作角加大，能使纖維順利轉(zhuǎn)移到錫林工作區(qū)，在刺輥分梳后不產(chǎn)生繞花和返花現(xiàn)象，防止產(chǎn)生絲束纖維。錫林針布工作角較大，齒密較小，使纖維不容易沉入齒間，加強(qiáng)了纖維轉(zhuǎn)移和釋放，道夫工作角較小，齒密較大，使纖維順利轉(zhuǎn)移到道夫，提高道夫凝聚纖維的能力。錫林針布和蓋板針布要配套使用，確保梳棉機(jī)輸出的棉網(wǎng)清晰勻整、無(wú)云斑和棉結(jié)少的目的。選用較低的道夫速度，使棉網(wǎng)增厚，有利于順利剝棉，減輕棉網(wǎng)匯集成條時(shí)爛網(wǎng)落網(wǎng)飄網(wǎng)和斷條等不良現(xiàn)象。生條定量以偏輕掌握為宜，生條定量過(guò)重會(huì)造成堵塞喇叭口和圈條斜管等不良現(xiàn)象，容易形成斷條。其主要工藝參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 梳棉主要工藝參數(shù)

采取以上新工藝后，紡出的白竹炭纖維生條薩氏條干均勻度為15.20%，Uster條干均勻度為3.35%，棉結(jié)為2.22粒/g，生條質(zhì)量較好；而采用舊工藝紡出的生條薩氏條干均勻度為15.78%，Uster條干均勻度為3.76%，棉結(jié)為2.50-3.50粒/g。

2.3 并條工序主要工藝特點(diǎn)及技術(shù)措施（白竹炭/細(xì)旦滌綸/棉纖維）

為了提高熟條質(zhì)量，首先進(jìn)行預(yù)并，然后進(jìn)行3道混并，以增加其均勻混合程度，并條采用順牽伸工藝，預(yù)并和頭并的并合數(shù)接近牽伸倍數(shù)，后區(qū)牽伸偏大掌握，二并和三并均采取集中前區(qū)牽伸的工藝，以提高須條中纖維的分離度和伸直平行度。由于并條工序存在纏繞羅拉膠輥和堵喇叭口的問(wèn)題，采用防靜電好的涂料膠輥，并勤用酒精擦拭紡紗通道的方法，可以解決這一難題。

并條工序要防止出現(xiàn)的開(kāi)關(guān)車細(xì)節(jié)，提高設(shè)備的完好率，不允許有條干機(jī)械波出現(xiàn)；加強(qiáng)對(duì)斷頭自停裝置的檢查，防止缺條；同時(shí)要不斷提高擋車工質(zhì)量意識(shí)，加強(qiáng)操作巡回，及時(shí)處理缺條和斷條等現(xiàn)象；選用合適的壓力棒，它起到擴(kuò)展后鉗口摩擦力界和縮小纖維浮游區(qū)的作用，能提高條干均勻度。其主要工藝參數(shù)見(jiàn)表4。

采取新工藝和技術(shù)措施后，紡出的熟條薩氏條干均勻度為14.38%，Uster條干均勻度為3.64%，熟條質(zhì)量較好；而采用舊工藝紡出的熟條薩氏條干均勻度為14.98%，Uster條干均勻度為3.99%。

2.4 精梳工序主要工藝特點(diǎn)及技術(shù)措施（棉纖維）

精梳工序的主要任務(wù)是使纖維梳理順直平行，最大限度地排除短絨和雜質(zhì)，因此給棉方式要采用后退短給棉，合理調(diào)整分離羅拉順轉(zhuǎn)定時(shí)，避免頂梳過(guò)早接觸須叢而妨礙須叢抬頭而影響棉網(wǎng)質(zhì)量。

表4 并條工序主要工藝參數(shù)

2.5 粗紗工序主要工藝特點(diǎn)及技術(shù)措施（白竹炭/細(xì)旦滌綸/棉纖維）

粗紗使用新型假捻器，增加纖維與加捻部件的摩擦系數(shù)，提高假捻作用；粗紗捻度控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，太大不利于細(xì)紗的牽伸，太小紗條容易飄落和斷裂。錠速適當(dāng)放慢，一般掌握在600r/min,適當(dāng)增加粗紗的卷饒密度，并根據(jù)季節(jié)變化，車間溫濕度變化及時(shí)調(diào)整，保證粗紗張力適當(dāng)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，同時(shí)車間的相對(duì)濕度控制在60-65%，以保證纖維在粗紗工序處于吸濕狀態(tài)。粗紗定量適當(dāng)偏輕掌握，但不宜過(guò)輕，過(guò)輕影響粗紗強(qiáng)力。

由于纖維表面摩擦系數(shù)小，抱合力差，纖維容易卷曲，粗紗捻系數(shù)應(yīng)該偏大掌握，張力要偏小控制，以減少粗紗意外牽伸，改善細(xì)紗條干和成紗重量不勻率，為提高粗紗條干均勻度，粗紗后區(qū)牽伸倍數(shù)應(yīng)偏小控制，同時(shí)粗紗后區(qū)隔距適當(dāng)放大。其主要工藝參數(shù)見(jiàn)表5。

表5 粗紗工序主要工藝參數(shù)

采取以上有效措施后，粗紗重量不勻率為1.20%，Uster條干 CV%值為4.11%，薩氏條干 CV%為15.46%，伸長(zhǎng)率為1.28%，粗紗質(zhì)量明顯得以改善；而采用舊工藝紡出的粗紗重量不勻率為1.33%，Uster條干CV%值為4.34%，薩氏條干CV%為15.83%，伸長(zhǎng)率為1.68%。

2.6 細(xì)紗工序主要工藝特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)（白竹炭/細(xì)旦滌綸/棉纖維）

細(xì)紗工序采用集中前區(qū)牽伸的工藝，后區(qū)隔距適當(dāng)放大，在保證牽伸正常的情況下，適當(dāng)減少后區(qū)牽伸和鉗口隔距。細(xì)紗錠速控制在13200 r/min以上，否則產(chǎn)量太低，但也不能太高，否則鋼絲圈飛圈嚴(yán)重。合理選配綱領(lǐng)和鋼絲圈并及時(shí)更換，防止產(chǎn)生毛羽紗。細(xì)紗鋼絲圈要偏輕選擇，以減輕原料掉粉末的程度。細(xì)紗加強(qiáng)綱領(lǐng)鋼絲圈管理，要求合理搭配，并縮短使用和更換周期，結(jié)合落紗清潔鋼絲圈，大大減少毛羽紗和棉球紗。選用菱形內(nèi)花紋膠圈，能有效地降低膠圈滑溜率，減少摩擦阻力，使膠圈運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，線速度均勻，有利于提高成紗質(zhì)量。車速要偏低掌握，確保纖維運(yùn)動(dòng)能夠得以有效控制，這樣不僅提高了產(chǎn)品的內(nèi)在指標(biāo)，同時(shí)外觀質(zhì)量也大大改善。同時(shí)使用新型紡紗專件，如壓力棒上銷、壓力棒鉗口隔距快、新型膠輥、陶瓷導(dǎo)紗鉤、花紋膠圈和鍍氟鋼領(lǐng)鋼絲圈等，它能夠明顯提高成紗質(zhì)量。其工藝參數(shù)分別見(jiàn)表6所示。

表6 細(xì)紗工序主要工藝參數(shù)

3 成紗質(zhì)量情況

要紡好白竹炭纖維混紡紗，除了采用以上工藝措施后，還必須注意以下事項(xiàng)：一是要嚴(yán)格控制車間的溫濕度，一般控制在65%左右；二是擋車工要嚴(yán)格執(zhí)行操作法，加強(qiáng)設(shè)備管理工作，做好質(zhì)量追蹤工作，以保證車間的生活正常進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果表明各項(xiàng)質(zhì)量完成均比較好，已達(dá)到預(yù)期效果，見(jiàn)表7所示。

表7 白竹炭纖維混紡紗的質(zhì)量情況

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)白竹炭纖維與細(xì)旦滌綸纖維及棉3種纖維不同的性能和特點(diǎn)，要紡出優(yōu)質(zhì)的混紡紗，生產(chǎn)過(guò)程中必須根據(jù)原料特性，合理配置和優(yōu)化工藝參數(shù)，并穩(wěn)定控制好各車間的溫濕度；每批次投料必須嚴(yán)格執(zhí)行所規(guī)定的原則和方法，保持各批次之間工藝的一致性；加強(qiáng)設(shè)備維修保養(yǎng)和運(yùn)轉(zhuǎn)管理，廣泛開(kāi)展全面質(zhì)量的管理工作，并做好質(zhì)量追蹤工作；使用新型紡紗專件，如壓力棒上銷、壓力棒鉗口隔距快、新型膠輥、陶瓷導(dǎo)紗鉤、花紋膠圈和鍍氟鋼領(lǐng)鋼絲圈等，這對(duì)于穩(wěn)定提高成紗質(zhì)量十分重要。

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（責(zé)任編輯：田 犇）

On the Development and Technology of White Bamboo Carbon Fiber Blended Yarn Products

ZHAO Bo

TS182+.6

C

1674-2346(2014)01-0001-05

10.3969/j.issn.1674-2346.2014.01.001

2013-06-24

趙博，男，中原工學(xué)院紡織學(xué)院。（河南鄭州450007）