双棉卷喂入在生产抗菌纱中的应用研究

王成成 陈宝建 钟军 张书峰 李洋

（山东联润新材料科技有限公司，山东枣庄，277400）

随着人们消费水平的提高和健康意识的增强，尤其是新冠疫情的爆发，各种抗菌功能性纺织品越来越受到消费者的青睐，该类功能性纺织品具有良好的市场前景。目前市场上抗菌纺织品大致可以分为两种。一种是将坯布或成衣用抗菌染料或抗菌助剂经高温处理，附着在织物表面。该方法生产工艺相对简单，成本相对较低，但其抗菌效果在使用中会逐渐消退，且处理液对环境污染大，织物透气性差，穿着舒适性低。另外一种是将具有高效抗菌的功能性纤维与其他纤维混和纺纱，生产出具有抗菌功能的纱线［1-2］。该方法生产的抗菌产品具有功能持久性强、安全环保、舒适健康等优点。海洋胶原氨基酸纤维（以下简称氨基酸纤维）与含银纤维非织造布生产的纺织品具有抗菌效果持久、功能性强、安全环保、舒适健康、抗菌种广等优点，以下就氨基酸纤维/竹浆纤维/含银纤维48/48/4 14.8 tex赛络集聚纱为例，介绍其产品开发技术和生产要点。

1 纤维特性

氨基酸纤维是台湾UMORFIL®团队以生物科技超分子技术将海洋胶原胜肽氨基酸注入到再生纤维素纤维中制成的一种新型生物基纤维。该纤维与人体皮肤亲和性良好，具有天然除臭、防紫外线等功能。含银纤维非织造布是采用磁控溅射技术将银离子与非织造布复合制成的导电织物，通过银离子有效阻止病菌的繁殖和传播从而达到高效抗菌的目的［3-4］，具有高效抗菌、耐洗涤、安全自然的特性［5］，以下将其中的纤维统称为含银纤维。本研究混纺纱组分纤维的主要性能指标如下。含银非织造布基体为锦纶，采用水刺工艺生产，单位面积质量40 g/m2、幅宽1 m。

2 工艺流程

先将氨基酸纤维与竹浆纤维经过FA002型圆盘抓棉机、FA022-6型多仓混棉机、ZFA1102A型精开棉机、FA046A型振动棉箱给棉机、FA141A型单打手成卷机制成混纺棉卷。然后再将混纺棉卷与含银纤维非织造布经FA224D型梳棉机、JWF1310型并条机（预并）、JWF1310型并条机（两道）、RSB-D22C型并条机、FA497型粗纱机、JWF1510型细纱机、SAVIO Polar L型自动络筒机纺制成纱。

由于氨基酸纤维油剂含量高，生产过程中容易出现锡林绕花、成网困难、与胶辊和罗拉等牵伸器材产生缠绕、吸花等问题，故而对氨基酸纤维原料进行纺前养生处理，以提高氨基酸纤维的可纺性，同时氨基酸纤维与竹浆纤维按照混纺比要求混和生产，保证混纺棉卷的质量。传统的小混比一般要求低比例纤维混纺比大于等于10%，而本研究中低比例纤维仅占4%，为了保证混纺比，采用含银纤维非织造布替代传统散的含银纤维，与氨基酸纤维竹浆纤维混纺棉卷在梳棉通过双卷喂入实现棉层混和生产。这种生产方法可解决小比例纤维成分（混纺比例低于5%）混和不匀、混纺比例较难控制的问题，并通过多组试验对比，最终可解决有色棉结的问题。

3 工艺技术研究和措施

3.1 清棉工序

由于3种纤维的初步混和是在梳棉工序，清棉工序混纺棉卷的重量不匀率是保证成纱混纺比准确的关键。因此，要严格保证清棉工序混纺棉卷的重量不匀率不大于0.6%，而一般品种要求不大于1.1%。具体的控制措施：原棉排包要严格按照排包图进行，确保排包质量；减少抓棉机刀片伸出肋条的距离（-2 mm），小车下降动程调整为2 mm/次，小车回转速度2 r/min，提高运转效率，实现快速少抓、勤抓、细抓的要求；天平调节装置工作状态正常，动作灵敏，如有变形磨灭就及时调整；加入3根～4根防黏条，减少棉卷黏卷现象。

3.2 梳棉工序

在梳棉工序通过专利装置［6］实现双卷喂入，实现3种纤维的均匀混和。其中含银纤维为银灰色，另两种纤维均为白色。含银非织造布和氨基酸竹原混和卷平行叠放喂入，两者宽度一致。

氨基酸纤维价格较高且含银纤维含量较少，梳棉工序应遵循“多梳少落”原则。生产中将前清洁器拆掉换成罩板，以有效减少落棉，降低成本。含银纤维为非织造布形态，其中的纤维杂乱无章，且结合紧密，做好非织造布的再次开松梳理是该工序的难点。重点对梳棉工序的各项关键工艺参数进行优化，保证纤维分梳充分的同时防止纤维过度损伤。

3.2.1 生条定量和出条速度

生条定量和出条速度对产品质量的影响较大。在出条速度不变的情况下，随着生条定量的增加，棉结有上升的趋势；在生条定量不变的情况下，随着出条速度的增加，棉结同样有上升的趋势。为了平衡质量和产量之间的关系，在实际生产中通过试验确定生条定量和出条速度。在其他生产工艺不变的情况下，最终优选出生条定量21 g/5 m，出条速度90 m/min。

3.2.2 锡林、刺辊速度

锡林、刺辊速度对纤维梳理效果影响很大，锡林、刺辊速度较低时，纤维分梳不充分，条干及棉结较差；锡林、刺辊速度较高时，纤维梳理过度，短绒增加，易造成条干、棉结恶化。因此，在实际生产实践中需要对锡林、刺辊速度进行优化，最终确定为锡林速度400 r/min，刺辊速度850 r/min。

3.2 .3锡林盖板隔距

锡林盖板隔距关系到棉条的梳理效果。采用银纤维非织造布，采用紧隔距有利于纤维分离、伸直平行度的提高，减少纤维相互搓捻扭结，使纤维在棉网中有较好的定向性。在锡林速度400 r/min、刺辊速度850 r/min、盖板速度190 mm/min的前提下，采用5种锡林盖板隔距（方案A为0.15 mm、0.13 mm、0.13 mm、0.13 mm、0.13 mm、0.13 mm，方案B为0.18 mm、0.15 mm、0.13 mm、0.13 mm、0.13 mm、0.13 mm，方案C为0.18 mm、0.15 mm、0.15 mm、0.15 mm、0.15 mm、0.15 mm，方案D为0.20 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.18 mm，方案E为0.23 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.20 mm）时，其对棉结的影响结果见表1。黑代表含银纤维，白代表其他两种纤维，下同。

表1 不同锡林盖板隔距对棉结的影响

由表1结果结合生产实践表明，收紧锡林盖板隔距有利于改善成纱质量。含银纤维为非织造布形态，收紧锡林盖板隔距有助于分梳纤维，但隔距过小时对氨基酸纤维和竹浆纤维的分梳作用过强，短绒含量增加易形成棉结，进而恶化成纱质量。综合以上因素，锡林盖板隔距选用方案B。

3.2.4 后部隔距

后部隔距影响纤维的梳理和转移。采用双卷喂入，棉层较厚，与正常品种相比，需放大后部隔距，但含银纤维非织造布又需要加强梳理，因此在前期优选结果的提前下，通过试验确定后部隔距。方案A为给棉罗拉至刺辊隔距0.32 mm，刺辊至预分梳板隔距0.28 mm～0.26 mm；方案B为给棉罗拉至刺辊隔距0.35 mm，刺辊预分梳板隔距0.30 mm～0.28 mm；方案C为给棉罗拉刺辊隔距0.38 mm，刺辊预分梳板隔距0.32 mm～0.30 mm；方案D为给棉罗拉刺辊隔距0.41 mm，刺辊预分梳板隔距0.34 mm～0.32 mm。优选结果见表2。

表2 不同后部隔距对棉结的影响

由表2结果结合生产实践表明，后部隔距过小时对纤维梳理过度，易造成短绒增加，影响成纱棉结；后部隔距过大时对纤维梳理不够，成纱棉结恶化。因此，综合选用方案C。

3.3 并条工序

含银纤维含量较少，为保证纤维混和均匀程度，采用三道并条工艺。合理设置熟条定量以适应粗纱牵伸，防止牵伸倍数过大对纤维造成损伤。末道并条采用带有自调匀整的RSB D22C型并条机，可明显降低后道工序的重量不匀率。

由于氨基酸纤维在纺纱生产过程中易与胶辊、罗拉等牵伸器材产生缠绕、吸花等，一方面严重影响产品生产效率，另一方面影响成纱质量，甚至造成长粗、长细、短粗等布面疵点。因此，在生产过程中必须严格控制生产环境温湿度，采用WRC985型胶辊（硬度为邵尔A78度）。不同处理方式胶辊纺纱时的绕花情况：酸处理胶辊的绕花情况严重；紫外线光照处理胶辊纺纱8 h后出现绕花现象；生漆炭黑涂层处理纺纱过程顺利，无绕花。因此，并条生产工序选用生漆炭黑涂层处理胶辊。这是由于炭黑涂层具有一定厚度和硬度，可增加胶辊的直径及橡胶的硬度，纺纱时胶辊表面可保持滑爽，利于提高胶辊的抗绕性和稳定性，满足了生产要求。

并条工序罗拉握持距过大时条干恶化，罗拉握持距过小时牵伸效率减弱，粗细节增多。在一定范围内，适当减小主牵伸区的握持距，有利于改善成纱条干。RSB-D22C型并条机罗拉握持距采用45 mm×59 mm时，黑板条干较好。

3.4 粗纱工序

细纱采用双粗纱喂入，粗纱定量4.0 g/10 m，在保证细纱不出“硬头”的前提下，粗纱设计捻系数95，有利于纤维抱合，改善成纱条干。采用小后区牵伸，防止意外粗纱伸长。生产过程中出现胶辊返花问题，更换经炭黑胶辊生漆处理的WRC985型胶辊后生产顺利。

3.5 细纱工序

细纱工序采用赛络集聚纺，以降低成纱毛羽、细节等疵点，提高成纱质量。同时重点优化的工艺参数有后区牵伸、捻系数、钳口隔距等。细纱机后区牵伸过小时，粗纱须条在后区不能有效牵伸，成纱粗节增多；而后区牵伸过大时，易造成牵伸波，使成纱质量恶化。捻系数在一定范围内偏高设计，有利于改善成纱毛羽和强力。通过工艺优化并结合实际生产，后区牵伸采用1.136倍，捻系数选用370。

钳口隔距对须条的控制力影响较大，进而影响成纱品质。实际生产中，通过优选试验确定钳口隔距块规格。在后区牵伸1.136倍、捻系数370、负压风机频率51 Hz、锭速15 000 r/min的前提下，对钳口隔距块进行优选。方案A为无钳口隔距块；方案B为2.0 mm钳口隔距块；方案C为2.5 mm钳口隔距块；方案D为3.0 mm压力棒隔距块。优选结果见表3。

表3 不同钳口隔距块对成纱质量的影响

通过上述试验结果结合生产实践表明，采用3.0 mm压力棒隔距块时成纱质量指标较好。这是因为在细纱机主牵伸区附加压力棒隔距块使须条在前区形成曲线牵伸，加强了对前区浮游纤维的控制，纤维变速点分布集中而稳定地靠近前钳口，从而使成纱质量得到提高。因此最终选用3.0 mm压力棒隔距块。

3.6 络筒工序

络筒工序在切除有害疵点的同时，主要控制捻接质量，避免出现结头翘头、滑脱现象，影响布面质量。电子清纱器门限设置：棉结4.0倍，短粗1.8倍×1.7 cm；长粗1.25倍×12 cm；长细-18%×12 cm，为降低筒纱毛羽增幅，车速设置为1 000 m/min。

4 面料功能性指标

经山东省纺织产品质量监督检验测试中心检测，采用上述纱线开发出的单面平纹针织面料符合GB/T 20944—2008《纺织品 抗菌性能的评价第3部分：振荡法》标准技术要求。面料对金黄色葡萄球菌（ATCC 6538）抑菌率98%，大肠杆菌（8099）抑菌率97%，白色念珠菌（ATCC 10231）抑菌率93%，该产品具有较好抗菌效果。

5 结束语

的可纺性；对梳棉设备进行改造实现双卷喂入，采用含银纤维非织造布替代传统散的含银纤维，与氨基酸纤维竹浆纤维混纺棉卷在梳棉工序进行棉层混和生产，解决了小比例纤维成分（混纺比例低于5%）混和不匀、有色棉结多、混纺比例较难控制的问题；同时合理设计并优化各工序关键工艺参数，最终成功开发出质量符合要求的氨基酸纤维/竹浆纤维/含银纤维48/48/4 14.8 tex赛络集聚纱。该产品制成的抗菌面料具有功能持久、抗菌性强、耐洗牢度好且安全舒适等特点。该产品可广泛应用在家居内衣、时尚休闲等服装领域，具有广阔的市场前景。