亚麻纤维具有吸湿性好、散热快、耐摩擦、抑菌保健等优点,其产品具有良好的服用性能和外观风格,深受国内外市场和消费者的青睐[1]。传统亚麻纺纱通常采用的是湿法纺纱工艺,存在生产效率低、品种单一、质量难以控制、原材料质量要求较高、设备投入高、作业环境差等问题,而棉纺系统可以很好地规避以上缺点[2]。但在亚麻纺纱加工过程中的落麻纤维长度长、长度整齐度差、果胶和木质素含量高、分裂度低、纤维粗硬、纤维抱合力差,难以直接投入棉纺系统进行生产。因此,通过对亚麻落麻纤维进行精细化改性,使其分裂度提高、纤维整齐度改善、刚性降低,从而适用于干法纺纱工艺[3]。转杯纺纱速度高、卷绕容量大、对低级棉和废落棉有良好的适纺性。已有企业在转杯纺纱机上纺出42.2 tex~295.3 tex的纯亚麻纱。将亚麻落麻经过精细化处理后,采用加工工序短、能耗大幅度降低[4]的转杯纺工艺进行纺纱,有助于亚麻纤维资源的充分利用及实现节能减排。1 纺纱纤维原料所用亚麻落麻包括来自亚麻初加工的落麻(二粗)、长麻生产加工过程中产生的落麻及其他下脚等,其长度整齐度差、并丝率高,难以直接进行纺纱加工。生产中,对亚麻落麻先进行精细化预处理,即采用少量的NaOH等对亚麻纤维进行煮练,进一步去除部分胶质,提高纤维质量,可再用于纺纱加工。混纺所用棉纤维指标:细度1.72 dtex,主体长度29 mm,长度CV 20.3%,短纤维率12.56%,断裂强度3.0 cN/dtex,强度CV 27.6%,伸长率11.3%。精细化处理前后的亚麻纤维性能如下所示。.T001亚麻亚麻落麻精细化亚麻细度/dtex35.714.73主体长度/mm8530.36长度CV/%54.650.1短纤维率/%0.514.58并丝、硬条率/%983.5断裂强度/(cN·dtex-1)4.904.50强度CV/%28.725.3伸长率/%2.32.22 纺纱工艺2.1 纺纱工艺流程考虑到亚麻纤维粗、硬,可纺性差,难以成网,因此,在纯纺中采用清梳联流程,梳棉加装自调匀整装置降低生条不匀。纺纱工艺路线:(给油加湿养生)→FA002A型抓棉机→FA022⁃6型多仓混棉机→ZF1102A型开棉机→JWF1204A型梳棉机(附JWF1171型喂棉箱)→FA317A型并条机(头并)→RSB⁃D401型并条机(末并)→JDF1603型转杯纺纱机。与纯纺相比,为使纤维能充分混和,配比准确,混纺产品纺制中仅在抓棉机前多一道称重预混工序。2.2 预处理亚麻纤维经精细化加工后若直接进入开松、梳理等工序,纤维易被拉断,落麻、麻粒数增加,同时由于纤维刚度较大、短纤维较多等因素使得纱条毛羽、断头增加,条干不匀严重,从而降低成纱品质[5]。因此,精细化亚麻纤维在纺纱前要进行预处理,以改善纤维的柔软度,提高其可纺性。实际生产中采用喷洒乳化液和焖包养生方法。预处理工艺:乳化剂2.5%,抗静电剂0.5%,渗透剂1%,水96%,养生时间24 h。通过预处理使得纤维出仓回潮率在20%左右[6]。2.3 混纺纱预混和为了保证精细化亚麻纤维和棉纤维混和均匀,对棉纤维和预处理后的亚麻纤维进行预混和。受亚麻纤维较粗硬且短麻率高的影响,在纺纱过程中尤其是清梳工序,麻纤维散失较其他纤维多,根据前期生产麻产品的经验,结合亚麻纤维测试指标、设备状态以及转杯纺流程较短的特点,精细化亚麻纤维与棉纤维的干重混纺比例确定为60/40。按比例分别称取精细化亚麻纤维和棉纤维,分散排列在圆盘抓棉机中抓取后打包,再将混和后的纤维进入清梳工序流程生产。混和后的纤维平均回潮率控制在15%左右。2.4 清梳联经过预处理的亚麻仍存在一定的并丝、硬条,同时由于亚麻纤维粗硬,所以在开清工序中,需注意适量打击,减少可能损伤麻纤维的握持打击。由于对原料已经进行了预开松混和,梳棉以前以混和纤维为主,并适度开松,适当降低打手速度,减少纤维损伤。开清棉工序降低各单机打手转速,以减少对纤维的损伤。清棉工艺参数:抓棉打手伸出肋条0 mm,保持小车运转率在90%以上;放大开棉机尘棒间的隔距,抓棉机打手转速降至820 r/min,开棉机打手转速480 r/min。由于亚麻纤维吸湿放湿快,湿强大于干强,为防止半制品回潮率偏低,车间温湿度偏高掌握,温度22 ℃~30 ℃,相对湿度70%左右。亚麻纤维较为粗硬,梳棉工序要加强分梳,以提高纤维的整齐度和伸直平行度,并提高亚麻纤维的分裂度(细度),去除部分亚麻纤维的短绒和超长纤维。为减少纤维损伤,刺辊转速应适当降低,锡林转速可适当提高,加大锡林刺辊线速比,以保证梳理和纤维的转移;亚麻纤维含杂少,盖板速度适当减慢;亚麻纤维无卷曲,抱合力差,采用较重的生条定量。纯亚麻纱主要工艺参数:刺辊转速810 r/min,锡林转速360 r/min,盖板速度195 mm/min,锡林至盖板5点隔距0.25 mm、0.22 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.22 mm,刺辊至锡林隔距0.178 mm,锡林至道夫隔距0.127 mm,生条干定量24.0 g/5 m。为方便管理,亚麻棉混纺产品与纯亚麻产品工艺基本相同,主要在刺辊和盖板速度上略有不同,亚麻棉混纺产品刺辊转速858 r/min,盖板速度230 mm/min,其他各部隔距与纺棉时一样。2.5 并条亚麻纤维长度不匀大,纤维伸直差且抱合力小,为了保证纤维充分混和,改善条子结构和降低成纱重量不匀率,并条采用两道并合工艺,顺牵伸配置。另外,亚麻中含有较多的超长纤维,不利于转杯纺的加工,易导致纤维排列凝聚时的紊乱和纠缠。因此,并条采用“偏小隔距,大定量,低速度,小张力牵伸”的工艺原则,在头道并条中尽量将超长纤维拉断,以利于二并时缩小隔距,保证条干,也有利于转杯纺纱时纤维在凝聚槽中的有序排列凝聚。末并采用RSB⁃D401型并条机,配有自调匀整,保证熟条的重量不匀和条干不匀。为方便管理,纯亚麻和亚麻棉混纺产品的主要工艺基本相同。具体参数:并合数(头×末)8根×8根;总牵伸(头×末)8.00倍×8.53倍;后区牵伸(头×末)1.76倍×1.25倍;头并罗拉隔距45 mm ×55 mm,二并罗拉隔距40 mm×48 mm;前罗拉转速400 m/min;半熟条定量24.0 g/5 m,熟条定量22.5 g/5 m。2.6 转杯纺纱在JDF1603型转杯纺纱机上,原工艺(转杯速度43 000 r/min,分梳辊速度8 500 r/min,捻系数480)开车断头较多,纱线强力偏低,生产效率低。通过优化转杯直径、转杯速度、分梳辊型号及速度、捻系数等工艺,最终确定较大的转杯直径、OK61型分梳辊,使纤维得到进一步分梳,提高凝聚效果;选用适当圆弧曲率半径且表面刻槽的阻捻盘可有效增加假捻效果,结合较高的捻系数,可改善断头和提高纱线强力。经反复试验,最终纯亚麻42.2 tex纱主要工艺:转杯速度38 000 r/min,分梳辊速度7 500 r/min,引纱速度48.8 m/min,喂入速度0.44 m/min,捻系数570。亚麻/棉55/45 39.4 tex混纺纱主要工艺:转杯速度40 000 r/min,分梳辊速度8 200 r/min,引纱速度56.4 m/min,喂入速度0.42 m/min,捻系数515。开车状况良好,质量指标满足后续生产要求。此外,为提高成纱回潮率,稳定成纱强力,车间温湿度应偏大掌握,可采用专用加湿设备,使车间温度保持在24 ℃~30 ℃,相对湿度75%左右。由于所用的精细化亚麻纤维是棉型短纤维,转杯纺工序生产纯亚麻和亚麻棉混纺纱除清棉流程略有不同外,半制品工艺差别不大,转杯纺工序专件相同。2.7 成纱质量采用以上纺纱工艺生产的转杯纺精细化亚麻42.2 tex纱及精细化亚麻/棉 55/45 39.4 tex混纺纱的质量如下。纯亚麻转杯纱的质量达到了团体标准T/CNTAC 61—2020《转杯纺纯亚麻本色纱》的优等品水平。.T002品种纯亚麻亚麻/棉断裂强度/(cN·tex-1)9.19.8断裂强度CV/%13.810.7断裂伸长率/%4.25.2条干CV/%21.919.1-50%细节/(个·km-1)34186+100%粗节/(个·km-1)4825+400%棉结/(个·km-1)7628捻度/[捻·(10 cm)-1]90823 结束语亚麻粗硬、抱合性差,亚麻落麻经过精细化处理使其长度和细度更接近棉的性能,才可在棉纺设备上加工。开松梳理前应注重给油加湿养生处理,使纤维具有较高的回潮率,改善其柔软性和强力,提高可纺性。为保证混纺纱混和均匀,采用纤维的预混和工艺;并条两道并合,顺牵伸配置,提高条子均匀度,并适当缩小隔距以拉断超长纤维,保证成纱质量;转杯纺采用较大转杯直径,捻系数偏大掌握,使精细化亚麻纱的纺纱过程顺利,成纱品质达到团体标准的优等纱水平,满足高速喷气织机、剑杆织机和针织大圆机的需要。亚麻纱风格独特,可用于时尚服饰及特色装饰品,在棉纺设备上纺制利于扩大亚麻落麻的应用范围,进一步推动资源的高效利用。

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