淺析再生纖維素纖維的梳理技術(shù)

樂峰    （江蘇悅達(dá)紡織集團(tuán)有限公司）

0      前言

在全球石油資源緊缺的大背景下，合成纖維生產(chǎn)成本將會(huì)逐步走高，產(chǎn)量的增長也會(huì)受到制約；況且隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)紡織品和服裝的舒適性、環(huán)保性也會(huì)有更高的要求，因此天然功能性、健康環(huán)保類紡織品會(huì)成為未來紡織品市場(chǎng)的主流。大力發(fā)展再生纖維素纖維既是市場(chǎng)的需求，又由于作為棉纖維代用品的再生纖維素的木材等原料資源十分豐富，未來紡織品市場(chǎng)將會(huì)是以再生纖維素為主類的市場(chǎng)。于是再生纖維素的紡制便成了當(dāng)前各紡紗企業(yè)共同探討的課題。同時(shí)再生纖維素種類繁多，生產(chǎn)廠家的水平不一，人們的認(rèn)識(shí)和標(biāo)準(zhǔn)差異，客戶的要求和用途不同等等，這些都成了再生纖維素類紡織品發(fā)展的瓶頸。我公司由于發(fā)展的需要，2012年與奧地利蘭精集團(tuán)實(shí)行“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”戰(zhàn)略，建立長期合作共贏的伙伴關(guān)系，于是公司加大天絲、莫代爾等再生纖維素品種的研制和生產(chǎn)工作。下面簡單介紹紗線紡制中的一點(diǎn)認(rèn)識(shí)和看法。

1      再生纖維素的分類及發(fā)展

縱觀再生纖維素纖維的發(fā)展，總體上可以分為三個(gè)階段，也形成了三代不同的產(chǎn)品。

第一代產(chǎn)品是20世紀(jì)初為解決棉花短缺而面世的普通粘膠纖維。當(dāng)時(shí)作為再生纖維素纖維之一的粘膠纖維，曾是化學(xué)纖維生產(chǎn)的第一大品種。隨著合成纖維新品種的出現(xiàn)和發(fā)展，加上粘膠纖維的生產(chǎn)工藝流程長而復(fù)雜，能耗大，耗水量大，特別是嚴(yán)重污染環(huán)境，廢氣和污水的治理難度高、費(fèi)用大，一些發(fā)達(dá)國家相繼關(guān)閉了部分生產(chǎn)粘膠纖維的工廠，致使其世界產(chǎn)量在20年間下降約為41%。

第二代產(chǎn)品是20世紀(jì)50年代開始實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的高濕模量粘膠纖維，其主要產(chǎn)品包括日本研發(fā)的虎木棉（后命名為Polynosic）和美國研發(fā)的高濕模量纖維HWM以及蘭精公司80年代后期生產(chǎn)的莫代爾（Modal）纖維。60年代后期開始，合纖生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展迅速，原料來源充足和成本低廉，合成纖維極大地沖擊了再生纖維素纖維的市場(chǎng)地位。許多研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)更多地關(guān)注了新合纖的開發(fā)和應(yīng)用。在此期間，世界再生纖維素纖維的發(fā)展趨于停滯。

第三代產(chǎn)品是以20世紀(jì)90年代推出的短纖類，以天絲（Tencel）、紐富（Newcell）為代表，以及目前的麗賽（Richcel）纖維、維勞夫特（Viloft）纖維等，隨著科技的進(jìn)步，其性能也得到了充分改善。不但具有可再生的自然資源，還具有可持續(xù)性、綠色環(huán)保性，可參與自然界的生態(tài)循環(huán)，所以纖維素纖維是當(dāng)代最理想、最有前途的紡織原料之一。作為紡織纖維，纖維素纖維還具有優(yōu)良的吸濕性，穿著舒適性，一直是紡織品和衛(wèi)生用品的重要原料。在這一背景下，纖維素纖維再次得到重視。

2      再生纖維紡紗中存在的問題

奧地利蘭精公司開發(fā)生產(chǎn)的一種高濕模量的纖維素再生纖維莫代爾，原料采用歐洲櫸木，全部是100%的天然纖維素，因此莫代爾纖維具有優(yōu)良的環(huán)保性能和開發(fā)潛力，并融合了天然纖維和人造纖維的優(yōu)良特性，集柔軟、順滑和絲質(zhì)感于一體，是改善織物性能的理想纖維，其針織物的色牢度好，富有亮麗的色彩，經(jīng)過多次水洗不易退色，主要用于內(nèi)衣，運(yùn)動(dòng)服裝和家用紡織用品。

這類品種在開發(fā)、生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了許多意想不到的問題，給梳棉機(jī)的生產(chǎn)帶來了一定的難度，主要問題有機(jī)型、工藝、車間溫濕度、操作等。過去在生產(chǎn)臺(tái)灣莫代爾時(shí)，由于它的適紡性能與蘭精粘膠性能差不多，又都是小批量試紡，梳棉工藝參照粘膠，生產(chǎn)還算穩(wěn)定?，F(xiàn)在天絲、莫代爾纖維的性能大幅改善，并形成規(guī)?；⑴炕?。于是生產(chǎn)中暴露出原料性能問題、紡紗工藝問題、器材配置問題。

3      再生纖維素纖維的梳理技術(shù)

3.1     清花配置不同，梳理效果不同

3.1.1     開清棉工序講究的是料氣比

料氣比就是指氣流配置是否合理，不合理時(shí)，會(huì)影響開松除雜，嚴(yán)重時(shí)甚至噎車，形成索絲，造成大量棉結(jié)與纖維損傷，短絨增加，氣流配置的是否合理是開好、用好開清的關(guān)鍵。

3.1.2     重視空調(diào)與濾塵的配合

首先要保證清梳車間的送風(fēng)量和排風(fēng)量要平衡，排風(fēng)量和過濾量要平衡，即車間要保證正壓，過濾量要大于實(shí)際排風(fēng)量的10%左右。除塵系統(tǒng)選用風(fēng)機(jī)后一定要實(shí)測(cè)風(fēng)量及風(fēng)道阻力，風(fēng)機(jī)最好采用變頻調(diào)速。

3.1.3     合理配置各單機(jī)進(jìn)出口的氣流與氣壓

要保證棉流進(jìn)出的壓力不宜過高，高既浪費(fèi)能耗，又造成棉流過多的滾動(dòng)、刮擦而形成棉結(jié)，要通過試驗(yàn)對(duì)比選擇合適的靜壓值。開清棉的原料是靠氣流來輸送的，管道氣流工作狀態(tài)的穩(wěn)定與否直接影響開清棉的生產(chǎn)效率和生條質(zhì)量，棉流的流速12 m/s左右為宜。

開清棉機(jī)組生產(chǎn)的棉卷質(zhì)量好壞是影響梳棉機(jī)梳理的一個(gè)重要前因。如棉卷的重量是否均勻，短纖維含量增加是否過多，開松時(shí)有無索絲產(chǎn)生等對(duì)梳棉機(jī)的梳理度都有一定的影響，從而對(duì)生條的棉結(jié)和短纖維含量等指標(biāo)影響較大。再生纖維素纖維的清棉工藝參數(shù)：抓手與肋條隔距-3 mm，打手速度760 r/min，抓臂每次下降距離1.5 mm；清棉機(jī)綜合打手750 r/min，塵棒隔距5 mm，剝棉刀隔距1.5 mm，天平羅拉打手隔距12 mm，天平曲桿與天平羅拉隔距0.127 mm，棉卷羅拉速度10 r/min。

3.2     機(jī)型不同，梳理工藝不同

用A186F型梳棉機(jī)生產(chǎn)，當(dāng)時(shí)考慮到莫代爾的性能、特征及外觀與蘭精粘膠的相差不大，所以工藝參數(shù)按粘膠的工藝上車應(yīng)該沒有問題，而且在清花線生產(chǎn)時(shí)采用工藝也與粘膠相近，可是到了梳棉機(jī)卻出了問題，大漏底出現(xiàn)吸花現(xiàn)象，棉網(wǎng)破邊，難以成條。再加上設(shè)備本身存在的缺陷，A186F型梳棉機(jī)由四羅拉剝棉都改造成單羅拉剝棉，改造后羅拉與壓輥之間距離較遠(yuǎn)，這樣一旦纖維抱合差、工藝上不合理或車間溫濕度偏低時(shí)，加上莫代爾纖維的質(zhì)量比電阻大，生產(chǎn)時(shí)靜電嚴(yán)重，常出現(xiàn)繞羅拉，后加大了定量和濕度，解決了纏繞問題；但棉網(wǎng)又出現(xiàn)下沉，難將棉網(wǎng)聚成棉條，且生頭很困難，由于纖維柔軟，順滑，纖維抱合力差，無法正常開快車，梳棉機(jī)產(chǎn)量低，質(zhì)量差。

于是又利用FA203A梳棉機(jī)的雙棉卷和皮圈剝棉裝置，剛開始生產(chǎn)還好，每小時(shí)產(chǎn)量在20 kg左右，但生產(chǎn)時(shí)間不長，又出現(xiàn)纏繞錫林現(xiàn)象，而導(dǎo)致梳棉機(jī)全部停產(chǎn)。原因是FA203A雙棉卷梳棉機(jī)的針布配置是棉型的，針齒前角小、齒較密，莫代爾回潮率較高，與棉相比，莫代爾纖維的適紡性能差。

最后在FA201B梳棉機(jī)上試紡，F(xiàn)A201B梳棉機(jī)針布配置是紡化纖的齒密、角度都能適應(yīng)，在紡前對(duì)機(jī)臺(tái)進(jìn)行整車，調(diào)整工藝、溫濕度，沒有纏繞錫林現(xiàn)象，沒有繞羅拉靜電現(xiàn)象，但是棉網(wǎng)有時(shí)還有下沉現(xiàn)象。在羅拉與壓輥間棉網(wǎng)下加裝了托棉板裝置，才大大改善了棉網(wǎng)下沉現(xiàn)象。

機(jī)型選擇不同，針布配置不同，生產(chǎn)再生纖維素纖維的結(jié)果不同。要用好、紡好新型纖維，必須從機(jī)型和配置上入手。不同機(jī)型的設(shè)備狀態(tài)不同，工藝選擇不同，器材配置不同，梳理能力會(huì)不同，梳理效果也就會(huì)不同。

3.3     針布配置不同，分梳能力不同

3.3.1     再生纖維素纖維的針布配置要求

梳棉機(jī)上刺輥鋸條，錫林、道夫、蓋板針布、剝棉齒條，預(yù)分梳板和固定蓋板上齒片等，是梳棉機(jī)加工纖維的核心元件。其齒形規(guī)格、制造質(zhì)量，鋼材成分及選用時(shí)規(guī)格搭配，均直接影響成紗質(zhì)量及機(jī)物料消耗。針布選配不當(dāng)，不論設(shè)備和工藝措施如何優(yōu)良，也不會(huì)獲得滿意的梳理質(zhì)量和優(yōu)良的產(chǎn)品，再好的高產(chǎn)梳棉機(jī)也發(fā)揮不了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的作用。因此，選用優(yōu)質(zhì)針布，只有梳棉機(jī)的梳理細(xì)致，有效，到位，充分，才能做到梳理單纖維化，達(dá)到降低棉結(jié)、雜質(zhì)的目的。

錫林針布，再生纖維素纖維由于摩擦因數(shù)大，易產(chǎn)生靜電，易繞滾筒，故應(yīng)選用齒形釋放性強(qiáng)、前角較大、淺齒或帶負(fù)角、縱向齒密度較稀、橫向較密、齒背駝峰形的錫林針布。

錫林針布總高要低，以減輕錫林～蓋板工作區(qū)的針面負(fù)荷，有利于提高單根纖維的梳理度，提高錫林針布的梳理利用率和梳理效率，避免因靜電造成纖維纏繞錫林現(xiàn)象的產(chǎn)生，也避免棉網(wǎng)產(chǎn)生不勻。

加大錫林針布前角，便于錫林～刺輥間的纖維轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)錫林針布對(duì)纖維的有效握持，使纖維得到充分梳理；減小錫林針布基部厚度，有利于增加橫向密度，從而提高錫林的梳理質(zhì)量。

刺輥針布，雖然再生纖維素纖維，種類繁多，性能各異，一般其吸濕性好，其中有些纖維回潮率很高，但靜電卻很多，長度又較細(xì)絨棉長，針布宜選前角大，或帶負(fù)角，齒密較密的化纖型刺輥鋸條。

增大刺輥針布的前角，利于降低刺輥對(duì)纖維的拉扯損傷；增加刺輥齒密，可提高其梳理度，改善預(yù)分梳效果；提高刺輥速度也可提高刺輥的分梳作用。因此不但要選擇好的針布，還要配置合理的工藝。

道夫針布的主要作用是抓取、凝聚纖維，把已分梳好的單纖維及時(shí)從錫林上充分轉(zhuǎn)移出來凝聚成棉網(wǎng)，道夫針布應(yīng)具有足夠的抓取握持力，因此道夫針布采用深而細(xì)的基本齒形。再生纖維中，大豆蛋白纖維和天絲、莫代爾等，生產(chǎn)過程中靜電多，纖維抱合力差，雖然原料中添加各種油劑，還是很難成網(wǎng)，道夫應(yīng)配小前角或鷹嘴齒尖，深齒隙，齒側(cè)面帶溝紋，以增加道夫針布的抓取能力，減少掉棉網(wǎng)現(xiàn)象的發(fā)生；另外加大道夫齒間距，有效提高道夫針布齒隙的容纖量，有利于纖維在道夫表面的均勻混合和凝聚纖維，順利引導(dǎo)高速氣流，便于纖維轉(zhuǎn)移，達(dá)到提高棉網(wǎng)質(zhì)量的目的。

蓋板針布選擇應(yīng)與錫林配套，再生纖維素纖維雜質(zhì)少，纖維長，摩擦因數(shù)大，梳理力比紡棉大得多，故應(yīng)選用厚底布，強(qiáng)握持，粗鋼針的直腳截切型低密度硬性或半硬性蓋板針布，以減少蓋板花，防止鋼針變形、旁彎、后仰、針孔松弛等。

前后固定蓋板的作用在當(dāng)代高速、高產(chǎn)、高質(zhì)梳棉上更明顯，能增強(qiáng)梳棉機(jī)的梳理度，使棉網(wǎng)中一次梳理的纖維集結(jié)體減少，單纖維增加，適當(dāng)提高生條纖維的伸直度和平行度，減少生條棉結(jié)，改善生條的均勻度?？傊?，前后固定蓋板配置原則是：后固定蓋板齒較前固定蓋板為稀，進(jìn)行預(yù)梳作用；而前固定蓋板是對(duì)錫林針布上纖維再次梳理，以增加纖維的平行伸直度，配置和工藝要求更高。

3.3.2     再生纖維素纖維的針布配置

蘭精莫代爾由于回潮較大，梳理過程中易充塞針布針根，造成纖維間轉(zhuǎn)移困難，纖維經(jīng)多次揉搓、纏結(jié)而形成棉結(jié)。采用專用針布及合理的分梳隔距。以減少纖維損傷和棉結(jié)為原則，增大錫林與刺輥線速比為2.3，提高道夫的轉(zhuǎn)移率，減少纖維損傷和刺輥返花，錫林與蓋板間隔距適中，采用蓋板高速工藝（相對(duì)化纖而言）。錫林針布采用南通金輪公司的AC2520×1660型，蓋板針布采用金輪MCZ32或36，刺輥采用南通金輪的AT5605×05011型，道夫針布采用南通金輪的AD4030BR×2090型。針布保持良好的狀態(tài)，以提高棉網(wǎng)清晰度，減少棉結(jié)的產(chǎn)生。再生纖維素纖維表面光滑，纖維之間的抱合力差，梳棉棉網(wǎng)不易成形，為解決棉網(wǎng)成形問題，降低道夫速度，減小大漏底入口隔距或割短大漏底，防止吸入道夫上棉網(wǎng)。

3.3.3     梳棉機(jī)的工藝參數(shù)選擇

梳棉機(jī)的工藝選擇是否合理，對(duì)梳棉機(jī)的梳理力度和質(zhì)量指標(biāo)都有很大的影響，如各梳理元件的速度高低、梳理元件間隔距大小、生條定量的輕重等，如果配有合理的梳理工藝，可達(dá)到事半功倍的梳理效果。

梳棉機(jī)上車工藝參數(shù)：生條定量25 g/5m，出條速度90 m/min，刺輥速度700 r/min，錫林速度350 r/min，道夫速度24 r/min，蓋板速度86 mm/min，給棉板與刺輥隔距19（1/1000″），分梳板與刺輥隔距2.0~1.5 mm，刺輥與錫林隔距7（1/1000″），后固定蓋板（3根）與錫林隔距18、17、16（1/1000″），前固定蓋板（3根）與錫林隔距11、10、9（1/1000″），錫林與蓋板隔距8、7、7、7、8（1/1000″），錫林與道夫隔距5（1/1000″）。

3.3.4     莫代爾纖維的生條主要質(zhì)量指標(biāo)

通過對(duì)設(shè)備及工藝參數(shù)的調(diào)整與優(yōu)化，解決了生產(chǎn)存在的各類問題，而且生條質(zhì)量指標(biāo)水平得到提高，生條手揀棉結(jié)在2~3粒/g，條干CV在5.0%左右，重量外不勻率≤3.8%，內(nèi)不勻率能控制在32以內(nèi)，攻關(guān)措施達(dá)到了一定的效果，為批量生產(chǎn)打好了基礎(chǔ)。

4      結(jié)論

綜上所述，與其他化纖相比，再生纖維素纖維由于資源廣闊，適紡性能較好，更能滿足廣大消費(fèi)者的需求，因此，未來紡織品市場(chǎng)是再生纖維素市場(chǎng)，也是高端技術(shù)的市場(chǎng)。但再生纖維素纖維的紡制也要引起人們的重視，由于再生纖維素纖維性能的改變，并由以前的小量試紡走向批量化生產(chǎn)，應(yīng)及時(shí)改變觀念和質(zhì)量要求，從工藝流程選擇、設(shè)備機(jī)型采用、工藝參數(shù)優(yōu)化、梳理器材工藝選配及環(huán)境條件的控制上下功夫，找出適合于自己產(chǎn)品的特有生產(chǎn)途徑和方法，將自己的產(chǎn)品推向國際市場(chǎng)，打造世界頂級(jí)的紗線產(chǎn)品，從而提高紗線市場(chǎng)的占有率。