罗布麻与棉混纺纱线质量控制措施

王新丽,温新惠

(1.新疆维吾尔自治区纤维纺织产品质量监督检验研究中心,新疆 乌鲁木齐830011;2.新疆波西努姆生物科技有限公司,新疆 乌鲁木齐830001)

近年来随着新疆罗布麻资源的开发,其天然抗菌、冬暖夏凉及保健性[1]等功能被越来越多的消费者认可,利用罗布麻纤维特性,开发高品质罗布麻纱线,可以更好地迎合市场需求。由于罗布麻纤维长度差异大、整齐度差、抱合力小,在纺纱中容易散落,产品质量控制难度较大,因此罗布麻纤维纺纱工艺要求较高。新疆波西努姆生物科技有限公司通过多年实践,将罗布麻纤维与其他纤维混合纺纱,使纤维特性得到优化与互补,并通过加强各工序质量控制,成功生产出了罗布麻棉混纺纱系列产品。

1 罗布麻/棉混纺纱产品存在的质量问题

(1)罗布麻纤维的缺点导致了罗布麻纤维纺纱的技术难点,需要通过混入较高比例的棉或其他纤维来改善,这在很大程度上影响了罗布麻织品的抗菌、透气等功能。高品质混纺纱线还对棉纤维的质量有较高要求,因此对纺纱的原料混纺配比需要合理确定。

(2)罗布麻纤维纺纱工艺的优化还不够完善,主要原因是罗布麻/棉混纺纱线目前大多是在棉纺设备上进行生产,许多生产工艺应用还有待于进一步研究,特别是新型纺纱技术的应用,在生产实践方面的经验还不够。

(3)混纺纱的生产过程中质量控制难度较大,特别是罗布麻纤维自身的性能及可纺性问题,在加工各关键环节不同于纯棉纱的生产,质量控制的技术要求较高。

(4)批量生产时成纱的质量稳定性能控制还不够好,变异类指标波动太大,如条干变异、强力变异性、线密度变异等,此外棉结及麻粒的控制也是难点。

2 罗布麻/棉混纺纱产品质量控制措施

从原料选择、配比质量、工艺优化、生产管理及质量控制各环节,应加强质量控制措施。

2.1 罗布麻纤维性能及混纺原料选用

罗布麻纤维具有表皮纤维含量高、纤维强度大、纤维细、吸湿性好、散水热快等[2]独特的纤维特性,具有一定可纺性能。罗布麻纤维还具有特殊的保健功能,其茎叶含有槲皮素、强心甙、黄铜、氨基酸等多种成分,因此抗腐蚀能力优于其他麻类纤维及天然纤维[3]。

鉴于罗布麻纤维长度整齐度较差,单独纺纱比较困难,纯纺纱难以超过27.8 tex,成纱质量不高,因此罗布麻纤维的开发更多是以混纺纱的形式出现。

目前已开发的罗布麻混纺纱有两大类,一是与毛、化学纤维等混纺,一是与棉等天然纤维混纺,其中罗布麻与棉纤维混纺的纱线是主要产品。主要原因是罗布麻与棉纤维都是天然植物纤维,纤维亲肤性、透气性、吸湿性较好,罗布麻与棉纤维混纺,可以充分发挥二者的原料优点,开发的梭织面料、床单、衬衣、休闲装、内衣、袜子、T恤、家居服等,既体现了罗布麻纤维的透气凉爽、导湿散热的特性,又具有丝的光泽、麻的挺括、棉的柔软,以及天然纤维的舒适性,并兼顾了罗布麻纤维保健性的特殊功能;其次,罗布麻纤维与棉纤维长度相近,具有较好的混纺性能,可以通过纤维质量互补改善加工性能,用棉的长度和良好可纺性能弥补罗布麻纤维的不足,改善其可纺性,并通过工艺优化及先进纺纱技术,生产更高支数和更好品质的纱线,满足后道产品的质量需求。

因此在开发罗布麻制品时,重点选用棉纤维与罗布麻纤维混纺,对一些质量要求较高的产品,为改善和提升罗布麻纤维混纺纱的质量,通常在罗布麻与棉混纺时,添加一定比例的天丝,增加后道织品的丝光效果和滑爽手感。

2.2 混纺原料配比及质量要求

罗布麻纤维细度约为0.3～0.4 tex,平均长度为20～25 mm,由于麻纤维比棉纤维刚性、脆性较大,抱合力差[4],为保证成纱质量,通常选用支数较高的精干麻原料与棉纤维混纺,增加纤维的抱合力。混纺时原料的选择至关重要,通常罗布麻纤维平均长度控制在22 mm以上,并应根据纺纱支数合理选择纤维细度,细度58 dtex左右的纤维适合纺53 tex以下的混纺纱;细度39 dtex左右的纤维适合纺28 tex左右的混纺纱;细度32 dtex以上的纤维适合纺18.2 tex以上的混纺纱。

在棉花的选配上,选择细度适中、成熟度好、异性纤维少的原棉,27.8 tex及以下混纺纱线使用国产细绒棉,一般不低于三级,18.2 tex及以上混纺纱线选用长绒棉,纤维长度不低于29 mm,含杂率不高于1.6%,短绒率控制在15%以内,整齐度、马值、断裂比强度达到B级要求,为改善罗布麻混纺纱纤维的可纺性能,应加强异性纤维控制,防止流入下道工序。

添加一定比例的天丝时,通常选用兰精产标准型天丝,细度1.3 dtex,长度控制在38 mm左右,天丝比例通常不高于10%。

在罗布麻纤维与棉纤维配比上,考虑罗布麻纤维的功能性及后道产品的服用性能,要适度控制麻棉比例。实践证明为确保罗布麻纤维制品的功能性,麻棉配比中罗布麻纤维含量不能低于15%,而且还需要考虑的是罗布麻纤维含量不宜过高,否则会增加纺纱过程质量控制的难度,因此在目前的纺织技术下,罗布麻纤维比例不宜超过50%,混合时要重点控制好与棉等其他纤维混合的均匀性。

新疆波西努姆生物科技有限公司已成功开发出梭织及针织用罗布麻/棉混纺纱线,以及赛络纺、转杯纺罗布麻/棉混纺纱线,混纺纱线主要品种涵盖了9.7～58.3 tex,罗布麻纤维含量通常控制在15%～50%之间,棉纤维85%～50%之间。

2.3 原料预处理

罗布麻纤维剥离下来的麻皮含有较多的胶质,必须进行脱胶处理,由脱胶制得的精干麻仍有一定量的残胶,使纤维在烘干后板结、并丝严重[5],给纺纱带来不便,因此,必须对罗布麻纤维进行预处理,预处理包括给油加湿——堆仓——预开松。其中给油加湿、堆仓养生的目的是利用乳化油剂的渗透作用来增加纤维的柔软度、润滑度,减小表面摩擦因数,提高回潮率,减轻纺纱时的静电现象,改善罗布麻的可纺性能。预开松是使罗布麻纤维蓬松,改善罗布麻纤维的长度不匀。

在这个环节重点需要控制罗布麻纤维的回潮率,减少胶质,减少纤维损伤,增加纤维的柔软度和润滑度,改善纤维表面性能,控制好短绒率,从而有利于纤维的开松、梳理与纺纱。

2.4 混合方式

在棉纺设备上进行罗布麻/棉纤维混纺一般有纤混和条混两种形式。纤混是在抓包机上把麻包、棉包按比例混和,然后经清、梳、并工序混和处理,该方式生产管理方便,麻棉纤维混和均匀,不足之处是麻纤抱合力差,不易被针齿等所抓取,造成落麻多于落棉,麻棉混比不易准确。条混即将麻、棉分别经过清、梳工序单独成条,然后在并条机上混合成条,这种混和方式能较好地控制混纺比偏差,条混的不足之处是混和均匀性不及纤混的好。因此,建议生产厂家采用纤混的混和方式,重点控制罗布麻纤维量,根据实践经验,混和时投入量通常高于成纱混配比例的2%～3%,以保证加工过程中成品的罗布麻纤维含量。

2.5 开清棉工序

开清棉应采取“多包混用、渐进开松、少打多梳、充分混合”的工艺路线。开清棉各部打手速度都偏中低速掌握,较纺普通棉时低10%。控制好打手与给棉罗拉的隔距、打手与尘棒间的隔距、尘棒与尘棒间的隔距,以免损伤纤维。建议将棉卷打2遍,保证混和比较均匀。这个环节重点控制棉卷的重量不匀率在1.6%以内,质量要求较高的纱线棉卷的重量不匀率控制在1.3%以内。

2.6 梳棉工序

麻纤维的梳理、除杂程度对于成纱后的质量起着至关重要的作用。梳棉工艺应遵循“重定量、中速度、大隔距、重加压”的工艺原则,适度加大生条定量,合理控制锡林、刺辊和道夫的速度,盖板速度适度提高,道夫速度适度降低,稍增加锡林与盖板的隔距,从而提高棉网质量。梳理中采用托麻导板,尽可能优选纺麻的配套针布,做好针布的使用管理。这个环节应尽量减少纤维损伤,控制好棉结和麻粒。

2.7 并条工序

并条工序的主要作用是使纤维充分混合,改善条子的重量不匀,并通过牵伸保持纤维呈单纤维的抱合状态,制成符合工艺要求的半熟条和熟条。罗布麻纤维细度差异较大,纤维抱合力差,为保证均匀混合,并条采用二道工序,6根并合。工艺上采用顺序牵伸原则,定量偏大掌握,速度适当降低,并保持通道光洁,罗拉隔距放大,降低速度,减小张力。并条工序重点控制纤维发散,改善条干均度。

2.8 粗纱工序

麻类纤维摩擦因数大,应采用较大的后区牵伸倍数、较大的罗拉隔距和较小的粗纱定量,以减小牵伸力。在粗纱工序中,为控制粗纱伸长率,减少意外伸长,采取了较大的粗纱捻系数、小张力的工艺原则[6]。为了防止断头,在不影响纱条下坠并能顺利开车的前提下,适当降低粗纱机速度。粗纱工序要改善粗纱条的内在结构,重点控制好粗纱的断头、条干及毛羽。

2.9 细纱工序

由于麻纤维短而粗,纤维之间抱合力差,细纱工序控制不好会增加断头,形成纱线条干不匀、纱疵增加等现象,影响细纱正常生产。在细纱工序中,为控制成纱质量,在采用紧隔距、重加压工艺原则的基础上,优选细纱捻系数与细纱后区牵伸倍数之间的匹配,合理选用钢领钢丝圈,适当降低锭子转速,选用低硬度高弹性皮辊。细纱工艺中,重点控制好纱线的条干均匀度、强力性能、毛羽等指标。

2.1 0 络筒工序

络筒工序着重控制捻结头问题,保持细纱强力不变,不恶化条干、毛羽,不增加棉结,不减少强力,保持成形良好,消除纱疵。建议合理配置络筒工艺,适度降低络筒速度,减小络筒张力。如自动络筒机车速掌握在800 m/min左右,可有效减少筒纱细节、降低毛羽。

2.1 1 生产过程管理

生产过程中车间的环境温湿度要控制好,罗布麻纤维具有吸湿快、湿强高的特点,在纺纱过程中对温湿度比较敏感,故应偏高控制温湿度。经过多次试纺得出:开清棉、梳并粗、细纱湿度掌握在60%～68%左右,温度22～30℃,络筒湿度掌握在65%～75%左右。

此外,加强设备的维护和保养,做好梳棉机针布、钢领钢丝圈、胶辊及纺纱运行通道的维护保养,加强运转清洁工作及管理,确保设备运行状态正常,各部位机械状态良好。

3 成纱质量指标

罗布麻混纺纱批量生产时成纱的质量稳定性能控制有一定难度,变异类指标波动太大,如条干变异、强力变异性及线密度变异等。由于目前没有相关产品的国家及行业标准,企业产品质量的控制指标还在摸索阶段。

通过多次试纺及小批量生产,企业按自己的生产情况,确定了罗布麻与棉混纺本色纱考核指标的技术要求,制定企业质量指标控制,重点考核单纱断裂强力变异系数、单纱断裂强度、线密度变异系数、线密度偏差率、条干均匀度变异系数、麻粒结杂质等指标,满足市场不同层次的客户需求。以精梳罗布麻/棉混纺纱28/72 J18.2 tex为例,测试指标为:条干CV值22.1%,断裂强度12.8 cN/tex,强力变异系数14.9%,线密度不匀率2.8%。从质量指标上看,成纱质量明显改善。

4 结语

罗布麻纤维和棉纤维混纺制成的织品,具有手感爽、光泽自然、吸湿抗菌、穿着舒适等特点,是消费者喜爱的绿色纺织面料,目前已开发的罗布麻纤维制品对纱线质量有较高要求。

罗布麻/棉混纺纱生产过程中,还存在着一些问题需要进一步研究和解决,如:原料差异波动不稳定出现的质量问题,麻棉配比的均匀性、条干变异波动、杂质增加以及产品质量的稳定性等,给企业产品加工带来极大影响。罗布麻/棉混纺纱有一定的加工难度,但只要工艺技术措施得当,高质量的罗布麻/棉混纺产品是可以实现的。

罗布麻/棉混纺纱的成功开发与批量生产,提高了罗布麻纤维制品的研发空间。因此,结合产品定位,加强原料、生产工艺、生产管理、质量指标等环节的控制,对有效改善和提升成纱产品质量提供了经验借鉴。