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玉米纤维纯纺纱的纺纱实践
 保护生态环境是21世纪的主题。随着科学技术的飞速发展,人们对高附加值纺织面料的需求不断上升,尤其是对生态环保型纺织品的需求剧增。我公司针对市场消费趋势,加大生态纺织品的开发力度,相继开发了Modal、Tencel、大豆蛋白纤维、竹纤维等新一代纺织品。最近,又对新型环保纤维——玉米纤维进行产品开发,成功地纺制出玉米纤维纯纺及混纺纤维纱品种。该产品具有极好的悬垂性、滑爽性、吸湿透气性、良好的耐热性及抗紫外线功能,并富有光泽和弹性。不但对人体健康有益,而且其废弃物能生物降解,该产品深受国内外消费者欢迎。

1.   玉米纤维性能介绍

玉米纤维属于聚乳酸纤维(polylactic acid,简称PLA纤维)。该纤维以玉米淀粉为原料,先将其发酵制成乳酸,然后经缩合、聚合反应制成乳酸,然后经缩合、聚合反应制成聚乳酸,再利用藕合剂制成具有良好机械性能的较高分子量聚乳酸,最后经过关键的化学改进,将其强度、保水性提升,纺制成纤维。由于乳酸是存在于动物、植物及微生物间的天然物质,易于自然降解。在玉米纤维的纺制过程中,完全不使用石油等化学原料,其废弃物在土壤中微生物的作用下可分解成二氧化碳和水,完成自然循环,不会污染环境。由于该纤维的初始原料为淀粉,其再生循环周期短,大约为1年~2年,其产生的二氧化碳可经植物光合作用减少大气中的含量。

玉米纤维因其具有较高结晶度和取向度,从而具有高耐热性和较高强度,但在太阳光长期照射下易会缓慢降解。与聚酯纤维、锦纶纤维相比,熔点明显低。其模量为聚酯纤维的1/2,较聚酯纤维软。密度介于聚酯纤维和锦纶纤维之间,比聚酯纤维轻些,另外,玉米纤维有较小的光反射系数,可深染,后加工非常容易,可制成流行服装及各种高性能生物降解纤维制品。玉米纤维与聚酯纤维、.锦纶纤维的性能对比见表1.

 

表1  玉米纤维与聚酯、锦纶纤维的性能比较

纤维类别
体积质 量
/g.cm-3
屈折率/%
熔点
/℃
玻璃化温度/℃
吸湿率/%
断裂强度/cN.dtex-1
断裂伸长率/%
适用
染料
染色
温度
/℃
玉米纤维
1.27
1.41
175
57
0.6
3.8~4.9
25~35
分散染料
100
聚酯纤维
1.38
1.58
265
70
0.4
4.2~5.5
30~40
分散染料
130
锦纶纤维
1.14
1.58
215
40
4.5
5.5~7.0
40~50
酸性染料
100

 

玉米纤维具有合成纤维特性,其织物柔软度优于聚酯纤维,耐用性好,有丝绸般的光泽,肌肤触感和手感舒适,其制成的针织品具有极好的悬垂性、滑爽性、吸湿透气性、良好的耐热性及抗紫外线功能,并富有光泽和弹性;玉米纤维纺织品有良好的水扩散性,与棉混纺能织制吸汗速干衣料,适宜制作T恤、夹克衫、长袜及礼服,也可制作内衣、运动衣、时装等。玉米纤维是以人体内含有的乳酸作原料合成的乳酸聚合物,对人体安全。

2 玉米纤维纺纱工艺

以玉米纤维9.7tex纱为例介绍纺纱工艺。

2.1原料的选择

我们选用SLC1430 SD台湾产玉米纤维,长度38mm,细度1.5dtex,强力3.9cN,回潮率0.7%,色泽精白。其弹性中上,含油程度一般。

2.2 玉米纤维纯纺纱工艺流程

A002C型抓棉机→ A006B型混棉机→ A036C型开棉机→ A092A型双棉箱给棉机 →A076C型成卷机→ A186D型梳棉机→ FA303型并条机(三道)→ FA481型粗纱机 →FA506型细纱机→ FSPERO型自动络筒机

3 各工序工艺配置与技术措施

3.1 开清棉工序

为保证棉卷的内在质量,开清棉采用“多松、轻打”的工艺原则,为此采取下列措施:(1)适当加大棉卷压力,减轻棉层粘连;(2)在棉卷中喂入相同品种的粗纱,解决棉卷粘连;(3)棉卷存量适中,先做先用,确保预处理效果良好,提高可纺性。开清棉工序主要工艺参数:棉卷定量396g/m,定长33.26m,豪猪打手转速480r/min,棉卷罗拉转速11r/min。

3.2梳棉工序

梳棉工序主要解决梳棉成条困难,堵斜管问题,为提高纤维的转移能力,锡林~盖板隔距为0.35mm、0.35mm、0.30mm、0.30mm、0.35mm,较纺棉时大,生条定量为17.5g/5m,上下轧辊间隔距为0.20mm,均较纺棉大,提高各通道光洁度,减少堵塞断条。锡林转速为360r/min,刺辊转速为870r/min,盖板速度为176mm/min,道夫转速为17r/min。工艺上机后,所纺生条棉结少,棉网清晰度良好,生条外观光滑细腻。

3.3 并条工序

由于玉米纤维有轻微静电,生产中主要解决缠绕罗拉、胶辊现象。主要措施有:(1)并条胶辊用WSN型涂料处理,好于酸处理;(2)车速偏低控制,喇叭口偏小掌握,提高条子抱合力;(3)满筒长度由2km改为1.6km,减轻条子与上圈条器表面的摩擦。并条采用三道并合,并条工序主要工艺参数见表2.

项目
一并
二并
并三
定量/g·( 5m)ˉ¹
16.92
13.64
9.21
牵伸倍数/倍
8.246
8.685
8.869
后牵伸倍数/倍
1.619
1.515
1.232
并合数/根
8
7
6
罗拉隔距/mm
15×20
15 ×20
16 ×22
前罗拉转速/r·minˉ¹
1240
1172
1058
喇叭口直径/mm
2.4
2.4
2.4

 

3.4 粗纱工序

合理选择粗纱捻系数,既要提高纤维间的抱合力,又要防止出“硬头”,经优选,捻系数定为104,纺纱张力偏小掌握,以减少纱条意外伸长。粗纱定量为2.8g/10m,总牵伸6.47倍,前罗拉转速140r/min,罗拉隔距10mm x26.5mm x31mm。

3.5 细纱工序

细纱工序采用“后区大隔距、后区小牵伸、小钳口隔距、重加压、低车速”的工艺原则,合理控制钳口的隔距,选用低硬度胶辊,注意做好浮游区的控制,提高纱线条干水平,减少细节,捻度适当偏大掌握,以增加纤维之间的抱合力,减少成纱毛羽。细纱主要工艺参数如下:细纱总牵伸28.75倍,后牵伸1.25倍,捻系数:348,捻度:111.5捻/10cm,前罗拉转速130r/min,罗拉隔距18mmx24mm,钳口隔距块2.5mm。经测试玉米纤维9.7tex纯纺纱质量指标为:重量偏差为+1.6%,条干VC值14.5%,细节33个/km,粗节为55个/km,棉结52个/km,单纱断裂强度17.2cN/tex,强力CV值9.8%。从成纱质量上看,除细节稍多外,其他指标良好。我们认为细节相对较多的原因主要是玉米纤维之间产生相对滑移,纱条意外伸长造成,尚需克服。

3.6络筒工序

络筒采用低速度、小张力,以减轻对单纱条干CV毛羽的恶化成度,同时也可确保筒纱成形良好,减少后工序断头。络筒纱速为800m/min,筒纱内在及外观质量良好。

3.7合理控制温湿度

根据玉米纤维的特性,各工序温湿度控制见表3.

表3. 各工序温湿度控制

工  序
开清棉
梳棉
并条
粗纱
细纱
后纺
温度/℃
20
25
25
26
29.5
27
相对湿度/%
60
68
65
63
65
75

 

按以上温湿度合理调整,各工序纺纱生产状态稳定,质量指标稳定。

4 结束语

实践证明,玉米纤维纯纺纱的纺纱关键在于梳棉棉网转移、胶辊处理及工艺参数合理配置等方面,并严格按ISO9002质量体系要求做好全面质量管理,成纱质量才有保证。(来源TTEB)

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