彭孝蓉，陳祥平，范小敏，李喬蘭

(1.成都紡織高等?？茖W(xué)校紡織系，成都611731;2.四川省絲綢科學(xué)研究院，成都610031;3.四川省絲綢工程技術(shù)研究中心，成都610031)

桑皮纖維是近年開(kāi)發(fā)的一種新型天然纖維，其光澤良好、手感柔軟、易于染色［1］。與棉纖維相比，桑皮纖維有著更加優(yōu)良的吸濕、透濕、抗皺、耐磨和保暖性，是一種典型的生態(tài)纖維［2-3］。中國(guó)是蠶桑絲綢大國(guó)，桑樹(shù)種植面積廣，每年冬、夏兩季桑樹(shù)修剪都會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄桑枝條，利用桑枝皮，可開(kāi)發(fā)原生桑皮纖維紡織品，有利于蠶桑資源的綜合利用［4］，也為紡織產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供了創(chuàng)新空間。

桑皮纖維的品質(zhì)主要受桑樹(shù)品種、生長(zhǎng)環(huán)境、纖維制備技術(shù)水平影響。大量檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，批量制取的桑皮纖維纖度約為苧麻的1/2，強(qiáng)度高于棉，與苧麻接近，斷裂伸長(zhǎng)優(yōu)于棉、麻纖維，而長(zhǎng)度僅為細(xì)絨棉的1/2～2/3，純紡困難。本研究嘗試將桑皮纖維與棉纖維及絹絲纖維在普梳棉紡系統(tǒng)上進(jìn)行三合一混紡，生產(chǎn)桑/棉/絹164 dtex(36S)轉(zhuǎn)杯紗。

1 原料

1.1 桑皮纖維

選擇四川大平、梓潼、南充地區(qū)的“桐鄉(xiāng)青”“新一枝賴”等多品種桑枝皮，經(jīng)工業(yè)脫膠、水洗、整理、上油、開(kāi)松等工藝制取桑皮纖維開(kāi)松綿。纖維各項(xiàng)性能指標(biāo)如表1所示。

表1 桑皮纖維的各項(xiàng)性能指標(biāo)Tab.1 The performance indicators of mulberry fiber

1.2 絹 絲

絹絲纖維光澤好，纖維細(xì)，可增加混紡紗截面內(nèi)纖維根數(shù)，增大摩擦抱合力，減輕桑皮纖維長(zhǎng)度過(guò)短對(duì)紗線強(qiáng)度和條干的不良影響。選擇切斷長(zhǎng)度為30 mm的絹絲原料，形成棉、絹、桑皮纖維合理的長(zhǎng)度分布梯度。絹絲纖維各項(xiàng)性能指標(biāo)如表2所示。

表2 絹絲的各項(xiàng)性能指標(biāo)Tab.2 The performance indicators of spun silk

1.3 原 棉

針對(duì)桑皮纖維、絹絲纖維強(qiáng)度高，細(xì)小疵點(diǎn)多，不含大雜、重雜等特點(diǎn)，原棉選擇纖維長(zhǎng)、成熟度好、短絨少、大雜較少的新疆兵團(tuán)330 A棉花。纖維各項(xiàng)性能指標(biāo)如表3所示。

表3 原棉的各項(xiàng)性能指標(biāo)Tab.3 The performance indicators of raw cotton

2 紡紗工藝設(shè)計(jì)及技術(shù)措施

桑皮纖維公定回潮率按四川省絲綢科學(xué)研究院《桑皮纖維開(kāi)松綿》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)定為9%(該標(biāo)準(zhǔn)已由四川省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局審查備案)?；旒徏喌母芍鼗旒彵仍O(shè)計(jì)為w(桑)︰w(棉)︰w(絹絲)=40︰40︰20。桑皮纖維絨短、疵點(diǎn)多，選擇轉(zhuǎn)杯紡生產(chǎn)工藝，一是可以發(fā)揮紡杯除微塵排細(xì)雜的能力，二是轉(zhuǎn)杯紡的加捻方式可以將桑皮纖維的大多數(shù)疵點(diǎn)包在紗芯，減少短絨形成的毛羽［5］。

生產(chǎn)工藝流程:開(kāi)清棉→梳棉→并條(一)→并條(二)→轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)→絡(luò)筒機(jī)。

設(shè)備型號(hào):A002C自動(dòng)抓棉機(jī)→A006B自動(dòng)混棉機(jī)→A034六輥筒開(kāi)棉機(jī)→A036鼻形打手開(kāi)棉機(jī)→A036A梳機(jī)打手開(kāi)棉機(jī)→A062電氣配棉器→A092AST雙箱給棉機(jī)→A076綜合打手成卷機(jī)→A186C梳棉機(jī)→FA305并條機(jī)→FA305并條機(jī)→FA601A轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)→1332絡(luò)筒機(jī)。

2.1 開(kāi)清棉

按照紡紗生產(chǎn)慣例，不同落雜要求的原料應(yīng)該經(jīng)過(guò)單獨(dú)的開(kāi)清棉工序［5］。但因桑皮纖維長(zhǎng)度過(guò)短，梳棉單獨(dú)成條困難，清花采用棉堆混棉。為便于均勻抓取，排包時(shí)對(duì)3種原料采用小批量多組分間隔分條排包的方式。桑皮纖維由于較順直且施加有增柔油劑，成包密度較大，抓棉機(jī)打手對(duì)其抓取量小于其他兩種原料，棉堆下部的桑皮纖維比例明顯高于上部，使先后所開(kāi)的棉卷混紡比差異較明顯。因此，將每方原料開(kāi)始和最后的5個(gè)棉卷分別編號(hào)，在后道工序進(jìn)行棉卷搭配使用，減小混和差異。

為減少纖維損傷，兩臺(tái)A036豪豬式開(kāi)棉機(jī)的豪豬打手分別改為鼻型打手和梳針打手，實(shí)施多梳少打，漸進(jìn)開(kāi)松［5］。打手速度分別為 400 r/min和380 r/min，塵棒隔距根據(jù)落物內(nèi)容及數(shù)量適時(shí)調(diào)節(jié)。A076成卷機(jī)綜合打手速度為820 r/min，緊壓羅拉適當(dāng)加重壓力，棉卷成形良好。

2.2 梳棉工序

由于棉卷中各類(lèi)疵點(diǎn)多，梳棉除雜負(fù)荷較重，因此各部梳理隔距采用“緊隔距”。各梳理隔距設(shè)計(jì):給棉板至刺輥0.18 mm;刺輥至錫林0.15 mm;錫林至蓋板 5 點(diǎn)隔距為0.20，0.20，0.15，0.15，0.20 mm;錫林轉(zhuǎn)速360 r/min，刺輥轉(zhuǎn)速810 r/min;除塵刀采用“低刀大角度”工藝，增加第一落雜區(qū)長(zhǎng)度，著重排除硬條和短絨。同時(shí)，小漏底進(jìn)口隔距放大至8 mm，加強(qiáng)桑皮纖維和絹絲長(zhǎng)纖的回收;蓋板盤(pán)減小至φ260 mm，充分發(fā)揮蓋板清除絹絲綿結(jié)、桑結(jié)、小硬條的作用;為了保證錫林蓋板梳理區(qū)良好的狀態(tài)，要求操作工定時(shí)走蓋板花;針對(duì)輸出棉網(wǎng)飄浮的情況，道夫采取19 r/min的低速設(shè)計(jì)，機(jī)前加過(guò)棉板托持棉網(wǎng);根據(jù)纖維條件，生條采用輕定量14.9 g/5m，保證較好的梳理質(zhì)量和減輕后道工序尤其是轉(zhuǎn)杯紡壓力。

2.3 并條工序

由清花每方原料始末生產(chǎn)的各5個(gè)標(biāo)記棉卷所生產(chǎn)的生條，在并上按1︰1的比例搭配使用。由于生條中短纖維較多，但30 mm以上纖維占32.8%，因此兩道并前后牽伸區(qū)隔距分別設(shè)計(jì)為7 mm和12 mm，控制較小的并條總牽伸倍數(shù)［5］，同時(shí)配置硬度偏軟的高效抗繞滲碳膠輥，使其摩擦力界有一定延伸，便于對(duì)短纖的控制。一并、二并分別采用6根、7根并合，兩道并條的總牽伸倍數(shù)為6.52倍和7.89倍，后牽伸區(qū)牽伸倍數(shù)依次為1.70倍和1.43倍，熟條采用輕定量12.16 g/5 m。

2.4 轉(zhuǎn)杯紡

164 dtex紗相對(duì)于轉(zhuǎn)杯紡而言，紗支較細(xì)，熟條中短絨含量高達(dá)20.3%，因此轉(zhuǎn)杯紡捻度盡量偏大。為了減少紡杯內(nèi)加捻點(diǎn)弱環(huán)處斷頭，阻捻盤(pán)選擇R4型，增強(qiáng)假捻效果。運(yùn)轉(zhuǎn)中加強(qiáng)對(duì)紡杯各處氣壓的監(jiān)控、調(diào)節(jié)，減少錠間差異，并保持排雜通道暢通。主要參數(shù):總牽伸倍數(shù)148.29 倍，引紗速度34.78 m/min，給棉速度0.234 m/min，設(shè)計(jì)捻度115捻/10 cm，分梳輥轉(zhuǎn)速7 200 r/min，紡杯轉(zhuǎn)速40 000 r/min?；旒徏喐黜?xiàng)性能指標(biāo)見(jiàn)表4。

表4 混紡紗各項(xiàng)性能指標(biāo)Tab.4 The performance indicators of blended yarn

2.5 絡(luò)筒工序

根據(jù)紗線強(qiáng)力、條干水平及斷頭情況，絡(luò)筒車(chē)速設(shè)計(jì)為2 000 r/min。由于絹絲和桑皮纖維的密度都比棉小，因此混紡紗的密度取0.88，直徑系數(shù)則為0.038［6］，清紗板隔距 d=2.2 × 0.038 ×0.338 4 mm，因此電子清紗板隔距取0.34 mm。電清工藝參數(shù)見(jiàn)表5。

表5 電清工藝參數(shù)Tab.5 Electrical cleanup process parameters

3 結(jié)論

1)由于桑皮纖維平均長(zhǎng)度短、疵點(diǎn)多，阻礙了桑皮纖維的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)，但通過(guò)適宜的工藝手段和技術(shù)措施也能獲得品質(zhì)良好的產(chǎn)品。本研究開(kāi)發(fā)的桑/棉/絹(40/40/20)164 dtex混紡紗條干均勻、紗體飽滿、光澤優(yōu)雅、毛羽少，且有天然纖維優(yōu)良的吸濕透氣性，尤其適宜制作內(nèi)衣、休閑服、運(yùn)動(dòng)服等服飾面料，為桑皮纖維的應(yīng)用提供了創(chuàng)新空間。

2)以現(xiàn)有桑皮原料品質(zhì)和技術(shù)條件制取的桑皮纖維，存在纖維長(zhǎng)度等方面的弱點(diǎn)，不適合開(kāi)發(fā)純紡產(chǎn)品，僅適用于與紡紗性能較好的纖維混紡。

［1］譚磊，馬藝華，丁紹敏，等.桑皮纖維性能與可紡性研究［J］.棉紡織技術(shù)，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］李喬蘭，李誼.桑皮制纖工藝連續(xù)自動(dòng)化設(shè)備的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用［J］.絲綢，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］華堅(jiān)，彭旭東，鄭慶康，等.桑皮纖維的結(jié)構(gòu)與性能研究［J］.絲綢，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］馮建永.桑皮纖維的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用［C］//銅牛杯第9屆功能性紡織品及納米技術(shù)研討會(huì)論文集，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］楊鎖廷.現(xiàn)代紡紗技術(shù)［M］.北京:中國(guó)紡織出版社，2005:135-171，235-243.YANG Suoting.Modern Spinning Technology［M］.Beijing:China Textile ＆ Apparel Press，2005:135-171，235-243.

［6］姜懷.紡織材料學(xué)［M］.北京:中國(guó)紡織出版社，2001:355-363.JIANG Huai.Science of Textile Material［M］.Beijing:China Textile ＆ Apparel Press，2001:355-363.