趙巧妮 吳宇飛 袁 莉

［陜西五環(huán)（集團(tuán)）實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司，陜西西安，710038］

石墨烯改性粘膠是石墨烯與粘膠紡絲液共混，采用半連續(xù)濕法紡絲技術(shù)制備的功能性復(fù)合纖維，石墨烯改性粘膠纖維比普通粘膠纖維具有更優(yōu)異的機(jī)械性能，能明顯改善纖維的阻燃性能，同時(shí)具有良好的防紫外線功能（UPF＞50）以及抗菌、遠(yuǎn)紅外、防靜電等多種功能，且色牢度好，已在保健產(chǎn)品、醫(yī)療衛(wèi)生、防靜電等高端紡織品領(lǐng)域得到應(yīng)用［1-2］。

我公司開(kāi)發(fā)的滌綸石墨烯改性粘膠羊毛三組分功能性彈力色紡股線，充分發(fā)揮了幾種不同纖維的優(yōu)良性能，紗線色澤飽滿柔和，具有特殊的立體效果和質(zhì)感，既滿足了流行服裝時(shí)尚與個(gè)性化的要求又具有一定的功能性，產(chǎn)品附加值高，深受用戶歡迎。下面就我公司在開(kāi)發(fā)中遇到的技術(shù)難點(diǎn)及解決方法加以探討。

1 原料性能及混紡比

原料性能。石墨烯改性粘膠：長(zhǎng)度38 mm，細(xì)度1.33 dtex，斷裂強(qiáng)度2.58 cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率13.9%，回潮率10.28%，顏色灰色。羊毛（已軟化處理）：長(zhǎng)度40.74 mm，細(xì)度2.84 dtex，斷裂強(qiáng)度2.55 cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率41.9%，回潮率11.23%，顏色淺黃。滌綸：長(zhǎng)度38 mm，細(xì)度1.33 dtex，斷裂強(qiáng)度6.57 cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率22.0%，卷 曲 數(shù)10.9個(gè)/25 mm，回 潮 率0.48%，顏色本白。

混紡比例：滌綸60%，石墨烯改性粘膠36%，羊毛4%。

2 各組分原料投入量的確定

由于該品種為多組分不同顏色混紡，采用原料混和可實(shí)現(xiàn)單纖維的充分混和，混和均勻無(wú)色差，混和效果好。但由于各組分原料物理性能的差異，混紡比難以準(zhǔn)確控制。因此采用原料混和的關(guān)鍵是準(zhǔn)確確定各組分原料的投入量［3］。為準(zhǔn)確確定各組分原料的投入量，在確定工藝流程及清梳工藝后，在同一工藝條件下，對(duì)3種原料分別單獨(dú)進(jìn)行落率測(cè)試。經(jīng)試驗(yàn)，清梳工序各組分落率：滌綸3.1%，石墨烯改性粘膠3.8%，羊毛1.5%。需要注意的是該品種所有原料必須在儲(chǔ)棉室堆放24 h進(jìn)行回潮平衡。根據(jù)該品種各組分原料進(jìn)廠抽檢情況確定各組分原料儲(chǔ)棉室平衡后回潮率范圍：滌綸回潮率小于0.6%，石墨烯改性粘膠9%～11%，羊毛10%～12%。經(jīng)專人檢測(cè)，回潮率在規(guī)定范圍內(nèi)方可使用。在對(duì)各組分的落率和回潮率基本掌握的情況下最終確定各組分的投入量。綜合考慮各組分回潮率與落率，由于滌綸與石墨烯改性粘膠落率差別不大，而羊毛與石墨烯改性粘膠回潮差異不大，為便于車間操作，滌綸的投入量以實(shí)際稱重計(jì)算，石墨烯改性粘膠及羊毛的投入量以干重混紡比例乘以1.10計(jì)算。根據(jù)實(shí)際檢測(cè)情況統(tǒng)計(jì)，滌綸回潮率基本穩(wěn)定在0.4%左右，石墨烯粘膠基本穩(wěn)定在10.3%左右，羊毛基本穩(wěn)定在11.5%左右。該計(jì)算系數(shù)基本能保證混紡比例符合要求。

3 混和流程

由于各組分原料顏色不同且羊毛含量較低，為保證各組分混和均勻，采用兩步預(yù)混［4-5］。第1步：滌綸、石墨烯改性粘膠、羊毛的干重比例為50%、30%、20%，每次投入量依次為500 kg、330 kg、220 kg；以上3種成分在專用的混棉設(shè)備一遍混和后打包、稱重、并標(biāo)注重量，標(biāo)識(shí)為預(yù)混1。第2步：滌綸、石墨烯改性粘膠、預(yù)混1的干重比例為50%、30%、20%，每次投入量依次為500 kg、330 kg、220 kg；以上成分在專用的混棉設(shè)備兩遍混和后打包、稱重并標(biāo)注重量，標(biāo)識(shí)為預(yù)混2?；旌屯瓿珊?，在圓盤上一遍成卷。

4 工藝流程

按比例混和好的三組分纖維：A002B型抓棉機(jī)→A006B型混開(kāi)棉機(jī)→A036C型豪豬開(kāi)棉機(jī)→FA046型振動(dòng)棉箱給棉機(jī)→A076C型單打手成卷機(jī)→A186C型梳棉機(jī)→BT400型并條機(jī)（兩道）→A454型粗紗機(jī)→FA506型細(xì)紗機(jī)→Autoconer X5型絡(luò)筒機(jī)（1332M型絡(luò)筒機(jī)）→RF231B型并線機(jī)→RF321E型倍捻機(jī)。

5 各工序生產(chǎn)要點(diǎn)

5.1 清棉工序

3種原料含雜率均較低且纖維卷曲數(shù)多，清棉工序以開(kāi)松為主，盡量減少對(duì)纖維的損傷，采用“多松少打，柔和開(kāi)松，多松少落”的工藝原則。抓棉機(jī)刀片伸出肋條1 mm，抓棉小車速度2.5 r/min，小車的下降動(dòng)程1.5 mm，以實(shí)現(xiàn)勤抓少抓；適當(dāng)放慢各單機(jī)棉箱的給棉速度，混開(kāi)棉機(jī)輸棉簾線速度1.16 m/min，開(kāi)棉機(jī)給棉速度27.19 r/min，棉箱給棉機(jī)輸棉簾線速度19.6 m/min，做到薄喂、勤喂，提高各單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率；各部打手速度偏低掌握，抓棉機(jī)打手速度760 r/min，開(kāi)棉機(jī)采用梳針打手，打手速度450 r/min，A076C型綜合打手速度控制在870 r/min左右，以達(dá)到減少打擊、柔和開(kāi)松、減少纖維損傷的目的，提高原料開(kāi)松度。棉卷干定量381 g/m，棉卷羅拉速度12.6 r/min，加大緊壓羅拉間的壓力，防止棉卷黏連，成卷部分采用自調(diào)勻整裝置，以降低棉卷不勻率，縱向不勻率控制在0.8%以內(nèi)，以減少色差。

5.2 梳棉工序

由于混和流程較長(zhǎng)造成短絨增加，且石墨烯改性粘膠相互糾纏，棉結(jié)較多，滌綸和羊毛原料卷曲數(shù)多，3種原料雜質(zhì)均較少，梳棉工序主要以柔和分梳為主，在排除棉結(jié)和短絨的同時(shí)，盡量減少對(duì)纖維的損傷，充分利用針面間的分梳作用，提高纖維的伸直度［6］。采用“較低速度，較小隔距，快速轉(zhuǎn)移”的工藝，做到梳理充分又不損傷纖維。為了充分排除棉結(jié)，錫林蓋板隔距偏小掌握為0.18 mm、0.15 mm、0.15 mm、0.15 mm、0.18 mm；為了減少纖維損傷，刺輥速度偏低掌握控制在780 r/min，將刺輥給棉板隔距調(diào)整到0.25 mm，同時(shí)將給棉板抬高3 mm，增加分梳工藝長(zhǎng)度，減少生條短絨。為充分排除棉結(jié)而又不損傷纖維，錫林針布選用AC2030×01550P，增大了錫林針布工作角，縱向針齒密度較小而橫向針齒密度較大，既有利于對(duì)纖維的穿透梳理又減少了對(duì)纖維的損傷；道夫針布選用AD4030×01880；蓋板針布選用MCC36P-A。錫林速度330 r/min，蓋板速度81 mm/min，道夫速度15 r/min，生條干定量21.10 g/5 m。

5.3 并條工序

由于是色紡品種，并條工序除了合理的牽伸分配之外，均勻混和和色差控制是關(guān)鍵。為加強(qiáng)混和，減少色差，操作要求生條條筒編號(hào)，頭道并條機(jī)后生條不能重號(hào)，機(jī)前兩個(gè)眼的條筒采用不同的筒圈加以區(qū)分，末并機(jī)后不同筒圈的條子均勻搭配，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)并條斷頭自停裝置的檢查，確保自停裝置功能正常。加強(qiáng)對(duì)并條重量不勻率的控制，減少眼差和臺(tái)差，臺(tái)差控制在0.8%以內(nèi)，眼差控制在1.2%以內(nèi)；同時(shí)加強(qiáng)溫濕度監(jiān)控，穩(wěn)定生產(chǎn)，減少膠輥吸花及黏纏，減少色差及色點(diǎn)的產(chǎn)生。設(shè)備上通過(guò)試驗(yàn)對(duì)并條吸風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免吸風(fēng)量過(guò)大或過(guò)小造成色差與色結(jié)。并條工藝采用“低速度，合適定量，較小隔距，順牽伸”的原則，即頭道后區(qū)牽伸倍數(shù)大，末道后區(qū)牽伸倍數(shù)小。主要工藝參數(shù)：頭道并條總牽伸9.09倍，后區(qū)牽伸1.755倍，前羅拉速度260 m/min，并條定量21.35 g/5 m，喇叭口直徑3.1 mm；末道并條總牽伸6.70倍，后區(qū)牽伸1.295倍，前羅拉速度230 m/min，熟條定量20.94 g/5 m，喇叭口直徑3.1 mm。

5.4 粗紗工序

根據(jù)各組分原料性能，選用63.9的粗紗捻系數(shù)，以保證粗紗順利退繞，細(xì)紗牽伸正常。粗紗工序質(zhì)量控制的重點(diǎn)是合理配置張力，減少粗紗意外伸長(zhǎng)，控制前后排及錠間張力差異，降低粗紗重量不勻率；加強(qiáng)溫濕度監(jiān)控，穩(wěn)定粗紗生產(chǎn)，減少膠輥吸花及黏纏；擋車工加強(qiáng)巡回，減少毛破條，保全加強(qiáng)對(duì)絨套等清潔裝置的保養(yǎng)和維修，確保清潔裝置作用正常，以減少紗疵和色結(jié)。主要工藝參數(shù)：羅拉隔距30 mm×38 mm，鉗口隔距6.0 mm，錠翼速度520 r/min。

5.5 細(xì)紗工序

細(xì)紗工序生產(chǎn)滌綸石墨烯改性粘膠羊毛三組分混紡紗和滌綸石墨烯改性粘膠羊毛三組分氨綸彈力包芯紗兩個(gè)品種，紡紗號(hào)數(shù)14.8 tex。本文重點(diǎn)介紹彈力包芯紗的生產(chǎn)，通過(guò)在細(xì)紗機(jī)上加裝氨綸絲的積極喂入系統(tǒng)，使氨綸絲筒能順利退繞而不產(chǎn)生意外牽伸。采用輕型鏈條傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，變速比準(zhǔn)確，有6檔不同的牽伸可供選擇，能滿足各類粗號(hào)、細(xì)號(hào)氨綸絲的牽伸要求，選用杜邦氨綸絲，規(guī)格44.4 dtex，氨綸絲牽伸3.5倍。三組分混紡紗比例91%，氨綸絲比例9%。氨綸包芯紗由于結(jié)構(gòu)特殊，外包纖維之間的結(jié)合力和抱合力受到張力大、收縮大的氨綸絲彈性影響而降低，包芯紗捻度過(guò)小，不但使紗線強(qiáng)力下降，而且由于纖維松散會(huì)導(dǎo)致包覆效果不良，出現(xiàn)露絲和花色紗現(xiàn)象。因此選用385的較大捻系數(shù)，以保證紗線強(qiáng)力及包覆效果。采用43 mm×65 mm的較小羅拉中心距和2.5 mm的較小鉗口隔距塊，以確保羅拉鉗口對(duì)纖維運(yùn)動(dòng)的控制能力，采用1.15倍的較小后區(qū)牽伸，使結(jié)構(gòu)緊密的紗條進(jìn)入前區(qū)，能夠充分發(fā)揮主牽伸區(qū)對(duì)纖維的控制作用，有利于改善成紗條干。

包芯紗品種對(duì)基礎(chǔ)管理要求較高，如果缺少芯紗就會(huì)失去彈性，織造時(shí)布面緯向出現(xiàn)類似泡泡狀的褶皺，包覆不良就會(huì)出現(xiàn)芯紗裸露甚至出現(xiàn)花色紗。因此，操作上要求擋車工加強(qiáng)巡回，不僅要注意外包纖維斷頭，更要注意氨綸絲斷頭，避免無(wú)絲紡紗，處理斷頭時(shí)要先將無(wú)絲的一段紗處理掉再接頭，接頭時(shí)注意長(zhǎng)絲要接上，接完頭后檢查；或者不要接頭，將斷紗拔下重新空管生頭，斷紗由專人集中處理。工藝上要優(yōu)選鋼絲圈型號(hào)，規(guī)范鋼絲圈使用周期，減少芯紗損傷；規(guī)范芯紗的接批使用，做到合理接批，避免不同批號(hào)的氨綸絲彈性差異。設(shè)備上要求保全整機(jī)，逐錠校正導(dǎo)絲輪位置及錠子狀態(tài)，逐一檢查紡紗通道，確保通道光潔無(wú)毛刺，以減少斷頭；要適當(dāng)縮短膠輥膠圈的使用周期，防止紗線條干波動(dòng)。

包芯紗質(zhì)量指標(biāo)：條干CV13.3%，細(xì)節(jié)4個(gè)/km，粗節(jié)24個(gè)/km，棉結(jié)36個(gè)/km，平均斷裂強(qiáng)力330 cN。

5.6 絡(luò)筒工序

絡(luò)筒工序兩個(gè)品種單獨(dú)生產(chǎn)，三組分混紡紗在Autoconer X5型絡(luò)筒機(jī)上生產(chǎn)，重點(diǎn)是減少紗疵和毛羽增量及強(qiáng)力損失，保證良好的筒子成形。為控制紗疵，嚴(yán)格設(shè)置電子清紗器參數(shù)：棉結(jié)+240%；短粗節(jié)+160%，長(zhǎng)度1.5 cm；長(zhǎng)粗節(jié)+50%，長(zhǎng)度20 cm；長(zhǎng)細(xì)節(jié)-40%，長(zhǎng)度20 cm。加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)保證空氣捻接狀態(tài)正常，捻接強(qiáng)力達(dá)到原紗強(qiáng)力85%以上。

三組分混紡彈力紗在1332M型絡(luò)筒機(jī)上生產(chǎn)，重點(diǎn)是減少毛羽增量和強(qiáng)力損失，合理控制張力，防止產(chǎn)生“小辮子”。為減少紗線及筒子磨損，采用400 m/min的較低絡(luò)筒速度；通過(guò)設(shè)備整機(jī)，保證紗線通道光潔、無(wú)毛刺，避免芯紗損傷造成缺絲；由于包芯紗回彈性大，筒子張力不正常時(shí)，清紗器剪刀會(huì)把因回彈而變粗的紗線誤切，因此關(guān)閉清紗器，使用人工打結(jié)。通過(guò)試驗(yàn)，設(shè)置合理的絡(luò)筒張力，同時(shí)要求擋車工打完結(jié)送頭時(shí)一定要拉直紗線，避免產(chǎn)生“小辮子”。

5.7 并捻工序

并線工序采用三組分混紡紗和三組分混紡彈力紗1∶1并合，由于兩根紗線一個(gè)有彈力一個(gè)無(wú)彈力，設(shè)置合理的速度及張力以減少?gòu)埩Σ粍?、防止產(chǎn)生“小辮子”是難點(diǎn)。通過(guò)試驗(yàn)并線速度控制在380 m/min，彈力紗筒放在里排，無(wú)彈力紗筒放在外排，不加張力，兩根紗利用自身張力退繞時(shí)，“小辮子”基本解決。為減少兩根紗張力不勻，設(shè)備上加強(qiáng)對(duì)導(dǎo)紗輪及筒管夾頭的維護(hù)與保養(yǎng)，防止導(dǎo)紗輪或筒管夾頭轉(zhuǎn)動(dòng)不良造成張力不勻產(chǎn)生“小辮子”；操作上要求擋車工勤巡回，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)聯(lián)系保全解決，同時(shí)加強(qiáng)清潔，減少飛花造成的通道堵塞。

倍捻工序采用21.4 m/min的較小卷繞速度，保證筒紗運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、成形良好。根據(jù)紗號(hào)及使用要求，采用460的適中捻系數(shù)，捻系數(shù)比1∶1.272。質(zhì)量控制的重點(diǎn)是減少弱捻及捻不勻，要求加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)，防止筒管夾頭、輔助輪、龍帶轉(zhuǎn)動(dòng)不良，錠盤、錠罐紗線包圍角要一致，避免張力器內(nèi)子彈頭裝反等；要求擋車工加強(qiáng)巡回，防止筒管纏回絲、落針位置不一致，造成質(zhì)量下降；加強(qiáng)車間基礎(chǔ)管理等。經(jīng)過(guò)一系列的措施，生產(chǎn)的彈力股線質(zhì)量穩(wěn)定，較好地滿足了后工序及布面質(zhì)量要求。

彈力股線質(zhì)量指標(biāo)：條干CV 9.8%，細(xì)節(jié)0個(gè)/km，粗節(jié)2個(gè)/km，棉結(jié)5個(gè)/km，平均斷裂強(qiáng)力780 cN。

6 結(jié)語(yǔ)

由于該品種三組分纖維顏色不同且羊毛含量較低，采用原料兩步預(yù)混的工藝，實(shí)現(xiàn)了單纖維的充分混和。精準(zhǔn)確定各組分纖維的投放比例是保證各組分纖維混紡比的關(guān)鍵。由于3種纖維含雜較少、卷曲數(shù)多，清棉工序宜采用“多松少打，柔和開(kāi)松”的工藝配置；梳棉工序應(yīng)遵循“低速度，緊隔距，快轉(zhuǎn)移”的工藝原則，以減少錫林繞花，提高棉網(wǎng)清晰度；并條工序應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)管理，保證并合效果，減少色差及色偏；粗紗工序應(yīng)加強(qiáng)對(duì)張力的控制，減少重量不勻率；細(xì)紗工序包芯紗的生產(chǎn)是關(guān)鍵，重點(diǎn)控制芯紗包覆不良和缺絲；絡(luò)筒工序減少毛羽增量和強(qiáng)力損失以及彈力紗“小辮子”是關(guān)鍵；并線工序合理設(shè)置張力，減少?gòu)埩Σ粍蛟斐傻摹靶∞p子”；倍捻工序重在減少弱捻和捻不勻。通過(guò)以上工藝措施，生產(chǎn)的三組分彈力色紡股線質(zhì)量滿足了用戶的需求。