集聚纺牛奶蛋白纤维纱的生产实践

顾海燕，蒋仕培，周其红

（江苏双山集团股份有限公司，江苏 射阳 224300）

牛奶蛋白纤维具有天然纤维和化学纤维的优点，强度高，防霉防蛀性能好，质感柔软，与山羊绒极为相似，其服饰具有柔软、透气、细腻、滑爽、易洗快干且不易被虫蛀的优良特性［1］。我们针对其纤维特性，详细制定各工序工艺参数及技术措施，保证了牛奶蛋白纤维集聚纱的顺利生产，且成纱质量经测试和试用，满足了使用要求。

1 纺纱工艺流程

纺牛奶蛋白纤维纱的工艺流程为：清花A002D型抓棉机→A035型混开棉机（附A045型凝棉器）→FA106型豪猪开棉机（改用钢针打手并附A045型凝棉器）→FA046A型振动棉箱给棉机（附A045型凝棉器）→A076E型单打手成卷机→A186F型梳棉机→FA311A型并条机（二道并合）→A454E型粗纱机→FA506型细纱机→Savio－Orion型络筒机（配Loepfe／Lze－Ⅲ型电清）。

2 各工序主要技术工艺

2.1 预处理

牛奶蛋白纤维质量比电阻较大，抗静电能力差，因此清花工序前的预开松、加湿、抗静电等预处理工艺非常必要。在水中加入5%抗静电剂形成混合水溶液（5%抗静电剂∶水＝1∶200），以雾状逐层均匀喷洒于开包后的牛奶蛋白纤维表面，并用塑料薄膜包裹后进行24h平衡处理。牛奶蛋白纤维加湿后上车回潮率控制在13%～15%较合适，同时预处理车间相对湿度控制在68%～72%，达到加湿并减少静电的目的。

2.2 开清棉工序

牛奶蛋白纤维整齐度好，其长度为38mm，杂质少，有少量硬丝、并丝、束丝等疵点，较蓬松，易开松，并且纤维间摩擦因数小，抱合力相对较弱。正常情况下，生产时难以被A002D型抓棉机吸棉管道吸走，此时预开松、抗静电加湿处理尤其重要，上车回潮率控制在13%～15%，清花车间相对湿度控制在65%～68%比较合适；开清棉工序应采用“细抓取、少打击、低速度、短流程、多回收”的工艺原则。为使纤维被吸棉管道顺利吸走，且减少纤维损伤以及过度打击产生的棉结，抓棉机打手伸出肋条约为1 mm，做到精细抓取、混和均匀；一般各打手速度比同线密度棉纤维低，速度过高不仅容易损伤纤维，而且会因开松过度而造成纤维粘连。A045型凝棉器风扇转速从1 200r／min调至1 600r／min以加大风量。A035型混开棉机仅使用平行打手，跳过其中的豪猪打手。FA106型开棉机采用钢针打手，打手速度适当降低以减少对纤维的损伤；但打手速度太低，会出现纤维缠绕打手产生索丝从而影响分梳，所以应合理选择打手速度。因为纤维蓬松，为了减少纤维损伤或搓滚成团的问题，打手与尘棒的隔距应加大。同时，缩小尘棒间的隔距，减少落棉，并利用回风加强对纤维的回收。为防止A076E型成卷机成卷层次不清，采用防粘凹凸罗拉，并加大紧压罗拉的压力，以防止粘卷带来的不良影响；成卷后可用塑料薄膜包覆棉卷，以防止油剂挥发及纤维散落。

开清棉工序主要工艺参数：棉卷干重为400g／m，棉卷长为29.8m，伸长率为1.8%；A002D型抓棉打手速度为710r／min，打手每次下降距离约为2 mm；A045型凝棉器风扇转速为1 600r／min；A035型混开棉机平行打手速度为540r／min；FA106型开棉机豪猪打手改为钢针打手，速度由448r／min改为480r／min，打手与尘棒间隔距（进口～出口）为13mm×15mm×17mm×19mm，尘棒间隔距（进口～出口）为12mm×9mm×7mm×5mm；A076C型成卷机打手速度为565r／min。

2.3 梳棉工序

牛奶蛋白纤维具有强度较高、断裂伸长好、光滑松散等特点，梳理过程中纤维易沉积于针齿间，使纤维转移困难［2］。为了利于纤维从刺辊顺利转移到锡林上，纺出棉网清晰的生条，应采取降低锡林和刺辊转速的办法，将两者线速比在纺棉的基础上适当加大至1∶2.5；给棉板抬高3mm，加大纤维分梳工艺长度，当其约等于纤维主体长度（38mm）时，分梳效果好、纤维损伤小，可降低生条中短绒含量。由于牛奶蛋白纤维杂质少，除尘刀、小漏底与刺辊间隔距应适当放大，以使切割的气流附面层减小，车肚落棉减少；放慢回转盖板速度，以减少盖板花，节约原料；适当减小锡林和道夫间隔距，有利于解决牛奶蛋白纤维转移不良、棉网飘落的问题。为了提高成纱的质量，应遵循“少落、少打、多回收、勤转移”的工艺原则。因为牛奶蛋白纤维线密度较细、卷曲少且光滑，在生产过程中有时会产生落棉网、不出棉网的问题，主要是因为道夫和锡林三角区气流不合理造成道夫棉网被大漏底吸走，或道夫与剥棉罗拉转移不良引起的。为此，首先要保证设备状态良好、剥棉隔距准确，其次考虑工艺配置，如果有道夫棉网被大漏底吸走的问题，且是因为补入大漏底进口的气流对道夫上的棉网冲撞、进口气流偏大引起的，则应缩短大漏底弦长、缩小大漏底的进口隔距；如果效果不明显，可以考虑降低锡林速度、增加生条定量、适当加大棉网张力等措施进行调试［3］。

梳棉工序的主要工艺参数：生条干定量为19.5g／（5m），棉网牵伸张力为1.37倍，锡林速度为303r／min，道夫速度为21r／min，刺辊速度为860r／min，给棉板至刺辊隔距为0.30mm，给棉板工作长度为32mm，锡林与回转盖板的5点隔距为0.28mm、0.25mm、0.23mm、0.23mm、0.25 mm，盖板速度为80mm／min，锡林至道夫隔距为0.25mm。

2.4 并条工序

牛奶蛋白纤维虽然弹性好、整齐度好，但立体卷曲少、抱合力差，生条中纤维伸直平行度差，存在大量弯钩纤维；因此，并条工序要尽量提高纤维伸直平行度，应采用“大隔距、慢速度、防缠绕”的工艺原则。并条机牵伸工艺：头道7根条子并合、二道8根条子并合，适当放大罗拉隔距，防止牵伸不开而产生纱疵恶化条干。牛奶蛋白纤维的质量比电阻大、静电问题严重，车速应适当降低；并条胶辊宜采用抗静电剂涂料处理，防止纤维缠绕胶辊和罗拉。为了改善条干和减少成纱毛羽，采用“头并后区牵伸大，二并后区牵伸小”的工艺原则，以利于纤维平行伸直和分离；要适当增大摇架压力，保证足够的握持力与牵伸力相适应，确保在牵伸过程中纤维的变速点集中，以提高条干水平。

并条工序主要工艺参数：头并、二并罗拉隔距均为11mm×9mm×19mm，出条速度均为200m／min；头并总牵伸倍数为7.0，后区牵伸倍数为1.7，二并总牵伸倍数约为7.6，后区牵伸倍数为1.14；二并熟条控制干定量为18.0g／（5m）。

2.5 粗纱工序

由于牛奶蛋白纤维长、质量比电阻大、摩擦因数小、抱合力差、易卷曲，因此，粗纱工序采用“轻定量、大隔距、慢速度、合适的粗纱捻系数”的工艺原则。在锭翼转速一定的情况下，粗纱捻系数不仅影响粗纱机前罗拉转速、粗纱断头率，还会对细纱的工艺配置以及成纱质量产生明显影响，因此，粗纱捻系数和纺纱张力的设计要保证有良好的粗纱成形，并减少纺纱断头。粗纱捻系数过小，易产生意外伸长，严重时出现细纱工序断粗纱问题，即细纱上断头；粗纱捻系数过大，虽然可以增强粗纱强力、避免粗纱退绕时产生上断头，或减少粗纱退绕时产生的意外牵伸，提高成纱细节水平，但是容易出现由于细纱牵伸负荷过大而引起的细纱胶辊打滑、吐“硬头”问题。因此，应对粗纱定量、捻系数、粗纱机的罗拉隔距、钳口集束器大小，以及细纱机的罗拉隔距、钳口大小、后区牵伸等工艺参数进行优选试验［4－5］。粗纱捻系数既要避免意外牵伸，还要保证在细纱牵伸过程中能够顺利牵伸且不吐“硬头”。在粗纱一落纱中：大纱时的粗纱张力正常，说明粗纱成形齿轮选择合理；不正常则要进行张力调整；小纱张力过小时，将铁炮皮带的起始位置向主动铁炮大端移动，筒管卷绕速度减慢，粗纱小纱张力减小；小纱张力过大时，将铁炮皮带的起始位置向主动铁炮小端移动，筒管卷绕速度加快，粗纱小纱张力加大；大纱张力过大时，调整成形装置的成形齿轮，使铁炮皮带每次移动量增大，则粗纱大纱张力减小；当大纱张力过小时，调整成形装置的成形齿轮，使铁炮皮带每次移动量减小，则粗纱大纱张力增大。粗纱捻系数、纺纱张力应适中，要控制好伸长率、减少意外伸长，有利于保证条干均匀度。在粗纱不重叠的情况下，粗纱卷绕密度适当偏大掌握，在细纱不出硬头的前提下，这样有利于减少成纱毛羽，提高条干、粗细节水平；但由于锭速提高，此时前罗拉至锭翼顶端一段粗纱会剧烈抖动引起粗纱过大的伸长率。后区牵伸主要使条子略带张力，使纤维以伸直状态进入牵伸区，有利于成纱条干。因此，应采用较小的后区牵伸倍数、较大的后区罗拉隔距，以保证粗纱条干质量。胶圈、胶辊需要用抗静电剂处理，以提高抗缠绕能力。

粗纱工序主要工艺参数：总牵伸倍数为7.26，后区牵伸倍数为1.26，捻系数为8 0，钳口隔距为6.0mm，罗拉隔距均为24mm×38mm，前罗拉转速为228r／min，锭翼转速为663r／min，粗纱干定量为5.0g／（10m）。

2.6 细纱工序

细纱是成纱的关键工序。由于牛奶蛋白纤维具有抱合力相对弱、柔软光滑等特点，在纺纱中易产生大量的毛羽和粗细节，因此采用“较小后区牵伸倍数、较大后区罗拉隔距、合理的钳口隔距”工艺原则。使用邵尔A硬度为75度的前胶辊和Ⅱ型下销、碳素上销，控制前牵伸区浮游纤维的变速点尽量靠近前钳口，能有效减少成纱的粗细节。合理配置钢领、钢丝圈，避免配套不良导致的成纱毛羽大幅增加产生棉球纱，甚至造成细纱车台断头增多并缠绕胶辊或罗拉，因而胶辊表面抗静电、防缠绕也十分必要。将纺好的粗纱存放在相对湿度为70%的环境中平衡24h后再使用，则有利于减少成纱毛羽和提高条干、粗细节水平，且粗纱在纺细纱过程中不易拉断。由于细纱设备用集聚纺装置，相对湿度控制要比纺纯棉时的53%略高，可达60%以利于成纱毛羽［6］。由于牛奶蛋白纤维长度为38mm，将原来纺细绒棉YJ142C型摇架前档100N压力调整为140N，优选盐城海马NWQ114×25NX／C2－D型复合斜纹结构网格圈［7］，异形吸管的单锭负压为2 300Pa～2 500Pa。

细纱工序主要工艺参数：总牵伸为38.9倍，后区牵伸为1.25倍，捻度为98捻／（10cm），前胶辊前冲量为3mm，罗拉隔距为20mm×38mm，钳口隔距为2.5mm，锭速为15.26kr／min。

2.7 络筒工序

为控制络筒毛羽增长幅度、保证筒纱成形良好，以Savio－Orion型自动络筒机配Loepfe／Lze－Ⅲ型电子清纱器，采用“慢速度、小张力、低磨损、保弹性”的工艺原则。络纱速度1 000m／min有利于控制棉结和毛羽增长，确保成纱条干。设计合理的清纱曲线，有效地清除纱线的有害疵点；保证良好的结头形态，确保结头强力不小于原纱强力的80%。

络筒工序主要清纱参数：棉结N为5.2倍，短粗DS为2.4倍，短粗长度LS为1.4cm，长粗DL为1.26，长粗长度LL为45cm，细节－D为－22%，细节长度L为50cm。

2.8 成纱质量

经实测，N 14.6tex集聚纺筒纱主要质量指标：重量偏差为＋0.4%，百米质量CV值为1.9%，强力为253cN，断裂强度为 17.2cN／tex，强力CV值 为9.2%，条干CV值为1 4.7%，条干CVb值为2.6%，细节为4个／km，粗节为32个／km，棉结为68个／km，3mm 毛羽为4.5根／m，2mm 毛羽为16.8根／m，捻度为99捻／（10cm），捻度CV值为4.1%，其质量满足使用要求。

3 结语

牛奶蛋白纤维上机加工前预处理非常必要，处理好上机回潮率、抗静电剂的筛选和用量，才能够保证生产顺利进行。清花工序要少打击、多分梳，以减少纤维的损伤，并能顺利成卷。梳棉工序提高纤维分离度的同时，也要尽量保持纤维不受损伤，车间相对湿度应控制在70%以上，有利于生条顺利产出。随着油剂和水分的逐渐挥发，抗静电性能减弱，加上纤维伸直度提高使纤维间抱合力减弱，条子易发毛、产生纱疵，影响成纱质量，因此，并条工序要采取防缠绕胶辊措施。采用抗静电涂料（无锡福瑞卡特改善剂）处理胶辊表面比用抗静电剂效果好。使用后者仅能保持2h，前者则效果更持久，使产品质量更稳定。粗纱工序重点是优选罗拉隔距、粗纱定量和捻系数，并合理控制纺纱张力，尽可能地将粗纱存放在相对湿度为70%的环境中进行24h定型，防止细纱工序中产生意外牵伸。细纱工序采用集聚纺，优选网格圈型号和异形管单锭负压，减少成纱毛羽。络筒工序在合理配置清纱参数的同时，主要采用低的络筒速度以利于控制棉结和毛羽增长率。通过以上措施的应用，最终生产出质量满足使用要求的牛奶蛋白纤维N 14.6tex集聚纺紧密纱。

［1］刘华，王前文.Modal牛奶蛋白改性纤维色纺针织纱的开发［J］.棉纺织技术，2013，41（2）：42－44.

［2］陈位芬，董晓卫.粘胶莱赛尔改性涤纶混纺纱的生产实践［J］.棉纺织技术，2014，42（3）：50－53.

［3］顾海燕，蒋仕培.纺好负压式紧密纱的几项技术措施［J］.棉纺织技术，2010，38（1）：29.

［4］李保胜，张盼，徐学尹，等.FA425A型粗纱机的使用体会［J］.棉纺织技术，2014，42（1）：43－46.

［5］陆再生.棉纺设备［M］.北京：中国纺织出版社，1995：145－15 5.

［6］顾海燕，蒋仕培，周其红.精梳棉莫代尔11.8tex混纺集聚纱的生产实践［J］.棉纺织技术，2013，41（12）：39－41.

［7］唐萍，张志斌.NWQ系列新型结构网格圈的使用体会［J］.纺织器材，2012，39（3）：36－39.