桑皮纤维/棉/绢混纺纱开发实践

彭孝蓉，陈祥平，范小敏，李乔兰

(1.成都纺织高等专科学校纺织系，成都611731;2.四川省丝绸科学研究院，成都610031;3.四川省丝绸工程技术研究中心，成都610031)

桑皮纤维是近年开发的一种新型天然纤维，其光泽良好、手感柔软、易于染色［1］。与棉纤维相比，桑皮纤维有着更加优良的吸湿、透湿、抗皱、耐磨和保暖性，是一种典型的生态纤维［2-3］。中国是蚕桑丝绸大国，桑树种植面积广，每年冬、夏两季桑树修剪都会产生大量的废弃桑枝条，利用桑枝皮，可开发原生桑皮纤维纺织品，有利于蚕桑资源的综合利用［4］，也为纺织产品开发提供了创新空间。

桑皮纤维的品质主要受桑树品种、生长环境、纤维制备技术水平影响。大量检测数据显示，批量制取的桑皮纤维纤度约为苎麻的1/2，强度高于棉，与苎麻接近，断裂伸长优于棉、麻纤维，而长度仅为细绒棉的1/2～2/3，纯纺困难。本研究尝试将桑皮纤维与棉纤维及绢丝纤维在普梳棉纺系统上进行三合一混纺，生产桑/棉/绢164 dtex(36S)转杯纱。

1 原料

1.1 桑皮纤维

选择四川大平、梓潼、南充地区的“桐乡青”“新一枝赖”等多品种桑枝皮，经工业脱胶、水洗、整理、上油、开松等工艺制取桑皮纤维开松绵。纤维各项性能指标如表1所示。

表1 桑皮纤维的各项性能指标Tab.1 The performance indicators of mulberry fiber

1.2 绢 丝

绢丝纤维光泽好，纤维细，可增加混纺纱截面内纤维根数，增大摩擦抱合力，减轻桑皮纤维长度过短对纱线强度和条干的不良影响。选择切断长度为30 mm的绢丝原料，形成棉、绢、桑皮纤维合理的长度分布梯度。绢丝纤维各项性能指标如表2所示。

表2 绢丝的各项性能指标Tab.2 The performance indicators of spun silk

1.3 原 棉

针对桑皮纤维、绢丝纤维强度高，细小疵点多，不含大杂、重杂等特点，原棉选择纤维长、成熟度好、短绒少、大杂较少的新疆兵团330 A棉花。纤维各项性能指标如表3所示。

表3 原棉的各项性能指标Tab.3 The performance indicators of raw cotton

2 纺纱工艺设计及技术措施

桑皮纤维公定回潮率按四川省丝绸科学研究院《桑皮纤维开松绵》企业标准定为9%(该标准已由四川省质量技术监督局审查备案)。混纺纱的干重混纺比设计为w(桑)︰w(棉)︰w(绢丝)=40︰40︰20。桑皮纤维绒短、疵点多，选择转杯纺生产工艺，一是可以发挥纺杯除微尘排细杂的能力，二是转杯纺的加捻方式可以将桑皮纤维的大多数疵点包在纱芯，减少短绒形成的毛羽［5］。

生产工艺流程:开清棉→梳棉→并条(一)→并条(二)→转杯纺纱机→络筒机。

设备型号:A002C自动抓棉机→A006B自动混棉机→A034六辊筒开棉机→A036鼻形打手开棉机→A036A梳机打手开棉机→A062电气配棉器→A092AST双箱给棉机→A076综合打手成卷机→A186C梳棉机→FA305并条机→FA305并条机→FA601A转杯纺纱机→1332络筒机。

2.1 开清棉

按照纺纱生产惯例，不同落杂要求的原料应该经过单独的开清棉工序［5］。但因桑皮纤维长度过短，梳棉单独成条困难，清花采用棉堆混棉。为便于均匀抓取，排包时对3种原料采用小批量多组分间隔分条排包的方式。桑皮纤维由于较顺直且施加有增柔油剂，成包密度较大，抓棉机打手对其抓取量小于其他两种原料，棉堆下部的桑皮纤维比例明显高于上部，使先后所开的棉卷混纺比差异较明显。因此，将每方原料开始和最后的5个棉卷分别编号，在后道工序进行棉卷搭配使用，减小混和差异。

为减少纤维损伤，两台A036豪猪式开棉机的豪猪打手分别改为鼻型打手和梳针打手，实施多梳少打，渐进开松［5］。打手速度分别为 400 r/min和380 r/min，尘棒隔距根据落物内容及数量适时调节。A076成卷机综合打手速度为820 r/min，紧压罗拉适当加重压力，棉卷成形良好。

2.2 梳棉工序

由于棉卷中各类疵点多，梳棉除杂负荷较重，因此各部梳理隔距采用“紧隔距”。各梳理隔距设计:给棉板至刺辊0.18 mm;刺辊至锡林0.15 mm;锡林至盖板 5 点隔距为0.20，0.20，0.15，0.15，0.20 mm;锡林转速360 r/min，刺辊转速810 r/min;除尘刀采用“低刀大角度”工艺，增加第一落杂区长度，着重排除硬条和短绒。同时，小漏底进口隔距放大至8 mm，加强桑皮纤维和绢丝长纤的回收;盖板盘减小至φ260 mm，充分发挥盖板清除绢丝绵结、桑结、小硬条的作用;为了保证锡林盖板梳理区良好的状态，要求操作工定时走盖板花;针对输出棉网飘浮的情况，道夫采取19 r/min的低速设计，机前加过棉板托持棉网;根据纤维条件，生条采用轻定量14.9 g/5m，保证较好的梳理质量和减轻后道工序尤其是转杯纺压力。

2.3 并条工序

由清花每方原料始末生产的各5个标记棉卷所生产的生条，在并上按1︰1的比例搭配使用。由于生条中短纤维较多，但30 mm以上纤维占32.8%，因此两道并前后牵伸区隔距分别设计为7 mm和12 mm，控制较小的并条总牵伸倍数［5］，同时配置硬度偏软的高效抗绕渗碳胶辊，使其摩擦力界有一定延伸，便于对短纤的控制。一并、二并分别采用6根、7根并合，两道并条的总牵伸倍数为6.52倍和7.89倍，后牵伸区牵伸倍数依次为1.70倍和1.43倍，熟条采用轻定量12.16 g/5 m。

2.4 转杯纺

164 dtex纱相对于转杯纺而言，纱支较细，熟条中短绒含量高达20.3%，因此转杯纺捻度尽量偏大。为了减少纺杯内加捻点弱环处断头，阻捻盘选择R4型，增强假捻效果。运转中加强对纺杯各处气压的监控、调节，减少锭间差异，并保持排杂通道畅通。主要参数:总牵伸倍数148.29 倍，引纱速度34.78 m/min，给棉速度0.234 m/min，设计捻度115捻/10 cm，分梳辊转速7 200 r/min，纺杯转速40 000 r/min。混纺纱各项性能指标见表4。

表4 混纺纱各项性能指标Tab.4 The performance indicators of blended yarn

2.5 络筒工序

根据纱线强力、条干水平及断头情况，络筒车速设计为2 000 r/min。由于绢丝和桑皮纤维的密度都比棉小，因此混纺纱的密度取0.88，直径系数则为0.038［6］，清纱板隔距 d=2.2 × 0.038 ×0.338 4 mm，因此电子清纱板隔距取0.34 mm。电清工艺参数见表5。

表5 电清工艺参数Tab.5 Electrical cleanup process parameters

3 结论

1)由于桑皮纤维平均长度短、疵点多，阻碍了桑皮纤维的产业化开发，但通过适宜的工艺手段和技术措施也能获得品质良好的产品。本研究开发的桑/棉/绢(40/40/20)164 dtex混纺纱条干均匀、纱体饱满、光泽优雅、毛羽少，且有天然纤维优良的吸湿透气性，尤其适宜制作内衣、休闲服、运动服等服饰面料，为桑皮纤维的应用提供了创新空间。

2)以现有桑皮原料品质和技术条件制取的桑皮纤维，存在纤维长度等方面的弱点，不适合开发纯纺产品，仅适用于与纺纱性能较好的纤维混纺。

［1］谭磊，马艺华，丁绍敏，等.桑皮纤维性能与可纺性研究［J］.棉纺织技术，2010，38(7):14-16.TAN Lei，MA Yihua，DING Shaomin，et al.Study on properties and spinnability of mulberry fiber［J］.Cotton Textile Technology，2010，38(7):14-16.

［2］李乔兰，李谊.桑皮制纤工艺连续自动化设备的开发及应用［J］.丝绸，2009(3):32-35.LI Qiao-lan，LI Yi.Development and Application of the continuous automation equipment for making mulberry fiber［J］.Journal of Silk，2009(3):32-35.

［3］华坚，彭旭东，郑庆康，等.桑皮纤维的结构与性能研究［J］.丝绸，2003(10):21-23.HUA Jian，PENG Xudong，ZHENG Qingkang，et al.Studied structure and property of mulberry fiber［J］.Journal of Silk，2003(10):21-23.

［4］冯建永.桑皮纤维的研究现状及应用［C］//铜牛杯第9届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集，2009:411-417.FENG Jianyong.The research status and the application of the mulberry fiber［C］//The Proceedings of Bronze Oxen Cup 9th Functional Textiles and Nanotechnology Symposium，2009:411-417.

［5］杨锁廷.现代纺纱技术［M］.北京:中国纺织出版社，2005:135-171，235-243.YANG Suoting.Modern Spinning Technology［M］.Beijing:China Textile ＆ Apparel Press，2005:135-171，235-243.

［6］姜怀.纺织材料学［M］.北京:中国纺织出版社，2001:355-363.JIANG Huai.Science of Textile Material［M］.Beijing:China Textile ＆ Apparel Press，2001:355-363.