王顯方

(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織學(xué)院，陜西咸陽(yáng) 712000)

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竹纖維與棉色紡紗開發(fā)與應(yīng)用*

王顯方

(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織學(xué)院，陜西咸陽(yáng) 712000)

為了開發(fā)竹棉色紡紗，生產(chǎn)出14.5tex竹棉色紡紗，對(duì)竹纖維和棉纖維的性能進(jìn)行了對(duì)比分析，研究了竹纖維和棉纖維的染色工藝和處理方法，選用合理紡紗工藝流程，優(yōu)化了紡紗各工序工藝參數(shù)，紡出了性能優(yōu)良的竹棉色紡紗，滿足市場(chǎng)的需求。

竹纖維，棉纖維，色紡紗，染色，紡紗

竹纖維也稱竹原纖維，是有別于竹漿纖維的一種天然纖維素纖維，被譽(yù)為繼棉、麻、毛、絲之后的第五大天然纖維[1]，天然竹纖維不僅資源豐富，而且具有良好的吸濕、透氣、抑菌、除臭、防紫外線等性能，經(jīng)檢測(cè)，天然竹纖維面料抗菌性優(yōu)異，對(duì)大腸桿菌ATCC25922的殺菌活性值>3.5，對(duì)金黃色葡萄球菌ATCC6538P的殺菌活性值>4.0，抑菌活性值>6.2，其殺菌和抑菌性能高于麻纖維，又稱之為衛(wèi)生保健型面料[2]，應(yīng)用前景非常廣闊。

色紡是指纖維先染色再紡紗的一門技術(shù)，混合色紡紗是由兩種或兩種以上不同顏色的纖維經(jīng)混紡形成的紗線，其風(fēng)格獨(dú)特，用這種紗線織成的織物表面可呈現(xiàn)出均勻、自然的彩色麻點(diǎn)。這種麻點(diǎn)效果是傳統(tǒng)印染工藝所不能做到的，它克服了傳統(tǒng)印染工藝在色彩方面的局限性，豐富了織物的外觀效果。

本文采用竹棉纖維混紡，一方面解決了由于竹纖維變形能力差、單纖維粗短硬，導(dǎo)致纖維之間抱合力差，成紗難的瓶頸，另一方面形成的混紡紗兼有兩種纖維的性能，織成的織物既有棉纖維良好的吸濕性、透氣性和穿著舒適性，同時(shí)也具有竹纖維的涼爽、抑菌性能，提高了單一纖維織物的附加性能[3]。

1　原料性能及產(chǎn)品規(guī)格

1.1竹纖維性能

選用的竹纖維技術(shù)指標(biāo)為：平均長(zhǎng)度38mm；平均細(xì)度2.45dtex；干態(tài)斷裂強(qiáng)度5.25cN/dtex；濕態(tài)斷裂強(qiáng)度3.64cN/dtex；斷裂伸長(zhǎng)率4.8%；回潮率7.5%。

1.2棉纖維性能

棉纖維采用新疆精梳長(zhǎng)絨棉，棉纖維技術(shù)指標(biāo)為：平均長(zhǎng)度39mm；平均細(xì)度2.16dtex；干態(tài)斷裂強(qiáng)度4.78cN/dtex，濕態(tài)斷裂強(qiáng)度3.24 cN/dtex；斷裂伸長(zhǎng)率5.3%；初始模量7.64cN/dtex；回潮率8.0%。

1.3產(chǎn)品規(guī)格

混紡紗特?cái)?shù)：14.5tex，混紡比：竹/棉30/70。

2　工藝要點(diǎn)及工藝流程

2.1工藝要點(diǎn)

①竹纖維染色推薦配方為：活性染料3.2%～6.5%(對(duì)纖維重)，硫酸鈉35g/L～65g/L，碳酸鈉15g/L～30g/L，采用煮練前處理與漂白處理同浴進(jìn)行的“煮漂一浴法”工藝。

②竹纖維紡前養(yǎng)生：將1.0%的硅油、0.2%的平平加、2.5%的JFC滲透劑緩慢加入到50℃左右溫水中攪拌均勻，然后把竹纖維分層鋪放，層層加濕，養(yǎng)生36h，回潮率控制在7%～9%范圍內(nèi)。

③棉纖維染色配方：將10%～20%的高溫型活性染料，55g/L～80g/L的無(wú)水硫酸鈉，2g/L～4g/L的磷酸三鈉混合均勻，并加入預(yù)先溶化好的活性染料及助劑，調(diào)節(jié)pH值為9左右，升溫至75℃保溫染色40min，然后加入碳酸鈉，使pH值為11左右，再固色處理30min，最后經(jīng)過(guò)冷洗、熱洗、皂洗、水洗、脫水和烘干即可使用。

2.2工藝流程

采用棉包混和法，將染色的竹纖維和棉纖維分別打包，然后采用下列流程制成竹棉混色紡紗筒子紗，紡紗工藝流程為：A002D型自動(dòng)抓棉機(jī)→A035型自動(dòng)混棉機(jī)→A036C型梳針開棉機(jī)→A092A型雙棉箱給棉機(jī)→A076C型單打手成卷機(jī)→FA201型梳棉機(jī)→FA306型并條機(jī)(2道)→FA421粗紗機(jī)→FA506細(xì)紗機(jī)→1332M絡(luò)筒機(jī)。

3　各工序主要工藝參數(shù)及技術(shù)措施

3.1開清棉工序

采用棉包混和，將染色處理后的竹纖維和棉纖維分別打包，打包時(shí)注意松緊一致，然后將竹棉兩種纖維棉包按照“橫向錯(cuò)開、縱向分撒、高低一致”的原則排列在抓棉機(jī)平臺(tái)上，由于染色后的纖維強(qiáng)力有所降低以及竹纖維含雜低等特點(diǎn)，為避免損傷纖維，在開清棉工序應(yīng)采用多松少打、多回收少排、以梳代打的工藝原則，應(yīng)適當(dāng)降低打手速度，減小塵棒間的隔距，防止竹纖維過(guò)多下落[4]，棉卷定量增加到400g/m～420g/m。采用梳針打手，打手速度控制在600r/min以下，抓棉小車每運(yùn)行一周下降4mm～6mm，刀片伸出肋條的距離為2mm～5mm，小車的運(yùn)行速度控制在2.5r/min～4.0r/min，開棉機(jī)速控制在550r/min～650r/min，成卷機(jī)速度控制在650r/min～750r/min，成卷羅拉的速度控制在10r/min～15r/min。

3.2梳棉工序

由于色纖維在染色時(shí)產(chǎn)生扭結(jié)，開松時(shí)纖維容易受損傷，短絨和棉結(jié)相應(yīng)增加。如果采用紡本色紗的工藝，則會(huì)產(chǎn)生很多棉結(jié)，幾乎是本色棉的三倍之多。因此，應(yīng)采取“緊隔距、強(qiáng)梳理、定量輕、慢車速、快轉(zhuǎn)移”的工藝措施予以控制[5]。一方面針齒能深深刺入纖維束中，使纖維束能夠得到很好的分梳，另一方面還能減少錫林與蓋板之間的浮游纖維，避免纖維搓成棉結(jié)，可有效地減少棉結(jié)。同時(shí)還應(yīng)適當(dāng)減少喂入定量，增加梳理，減少纖維損傷，以減少短絨率的增加。另外由于色纖維強(qiáng)力低，錫林和刺輥速度應(yīng)適當(dāng)降低8%～10%左右，以減少纖維損傷，提高成紗強(qiáng)力。由于色纖維的長(zhǎng)度較短，減少錫林與道夫隔距可使錫林上的纖維同道夫上的纖維充分接觸而提高道夫轉(zhuǎn)移率，使棉結(jié)減少，棉條定量控制在18g/5m～25g/5m，錫林速度控制在350r/min～450r/min，刺棍速度控制在850r/min～950r/min，道夫速度控制在18r/min～25r/min，錫林一蓋板五點(diǎn)隔距分別為0.24、0.2、0.2、0.2、0.24。

3.3并條工序

采用二道并條，其目的是滿足梳棉與細(xì)紗機(jī)之間工序奇數(shù)配置的原則，保證了進(jìn)入細(xì)紗機(jī)牽伸羅拉的粗紗條中的纖維大多數(shù)為后彎鉤纖維，有利于在牽伸下纖維的伸直平行，降低紗條中的不勻率。頭道采用6根喂入，二道采用8根喂入，半熟條定量控制在8g/5m～25g/5m。并適當(dāng)降低車速[3]，出條速度控制在220m/min以下。

3.4粗紗工序

粗紗工序是竹棉色紡紗關(guān)鍵工序，因竹纖維硬而粗，纖維剛性大，抱合力差，工藝不當(dāng)，會(huì)造成粗紗斷頭嚴(yán)重。為保證粗紗質(zhì)量，在保證細(xì)紗不出“硬頭”的情況下，應(yīng)適當(dāng)加大粗紗捻系數(shù)，并調(diào)整好紡紗張力。粗紗工序采取“重定量、重加壓、慢車速、大隔距和大捻度”的工藝原則。采用重定量可以有效減少粗紗斷頭，重加壓、慢車速、大隔距有利于棉條的牽伸和纖維的伸直平行，捻度不宜過(guò)大，以防止細(xì)紗因牽伸不開出“硬頭”。粗紗定量控制在4.5g/10m～55g/10m，后區(qū)牽伸控制在1.12～1.16倍，捻系數(shù)約為88，羅拉隔距25mm×37mm，錠速650r/min～780r/min。相對(duì)濕度控制在(60±5)%，以利于生產(chǎn)的穩(wěn)定[6]。

3.5細(xì)紗工序

針對(duì)竹纖維硬、抱合力差等特點(diǎn)，細(xì)紗捻系數(shù)偏高控制，細(xì)紗車速適當(dāng)降低，較小后區(qū)牽伸倍數(shù)，加壓適當(dāng)，適宜的羅拉隔距和紡紗張力，以減少毛羽，增加強(qiáng)力，降低斷頭，提高條干均勻度，降低強(qiáng)力不勻率，另外盡可能減少細(xì)紗斷頭。由于粗紗捻度較大，細(xì)紗后區(qū)隔距適當(dāng)加大以便順利退捻，保證牽伸順利進(jìn)行。細(xì)紗主要工藝參數(shù)：細(xì)紗錠速15000r/min～18000r/min，前羅拉速度150r/min～180r/min，捻系數(shù)420，羅拉隔距18mm×30mm，鋼絲圈型號(hào)為FO型2/0號(hào)[7]。

3.6絡(luò)筒工序

絡(luò)筒工序以清除粗節(jié)、雜質(zhì)為主，使用電子清紗器，采用“低速度、小張力、低卷密、輕摩擦、少增毛羽”的工藝原則。適當(dāng)降低紗線張力，絡(luò)紗張力控制在成紗強(qiáng)力的20%～25%為宜，保證紗線通道光滑降低毛羽的增加。絡(luò)筒線速度750m/min，電清設(shè)置：細(xì)節(jié)-45%×40cm，粗節(jié)+30%×40cm，棉結(jié)+400%[8]。

4　成紗質(zhì)量

對(duì)竹/棉(30/70) 色紡紗性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，其筒子紗主要成紗質(zhì)量指標(biāo)為：紗線線密度14.5tex，條干CV13.26%，-50%細(xì)節(jié)8個(gè)/km，+50%粗節(jié)16個(gè)/km，+200%棉結(jié)32個(gè)/km，斷裂強(qiáng)力15.6cN/tex，強(qiáng)力CV11.8%，3mm以下毛羽6.23根/10cm，8mm及以上毛羽為2根/10cm。

5　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)各工序的合理配置，14.5tex竹/棉(30/70)色紡紗的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了優(yōu)等水平，紗中纖維平行排列良好、紗線光潔、毛羽極少、手感滑爽、紗線結(jié)構(gòu)緊密、耐磨性能好，為下道工序提供了非常好的條件，減輕了上漿、燒毛等工序壓力，竹棉色紡的針織內(nèi)衣具有吸濕、透氣、涼爽、抑菌、無(wú)汗臭等特點(diǎn)，具有良好的衛(wèi)生性，舒適無(wú)刺癢感。該紗線最適合制作襪子，對(duì)腳氣病有較好的預(yù)防作用，除臭功能效果十分顯著。

[1] 王顯方，紀(jì)惠軍，楊建民，等.竹漿/毛精紡輕爽花呢的開發(fā)[J].山東紡織科技，2014(03)：12-16.

[2] 王顯方，宋永生.集聚賽絡(luò)紡18.2 tex竹棉針織紗開發(fā)實(shí)踐[J].紡織器材，2013(05)：31-34.

[3] 毛雷，劉輝. 9.7tex竹纖維棉纖維混紡紗的試紡[J].棉紡織技術(shù)，2010，38(10)：51-53.

[4] 曹紅梅.不銹鋼纖維純紡紗工藝探討[J].合成材料老化與應(yīng)用，2015(04)：139-142.

[5] 于學(xué)智，邵英海，曹繼鵬.刺輥速度對(duì)梳理后纖維長(zhǎng)度指標(biāo)的影響[J].棉紡織技術(shù)，2016，38(03)：26-40.

[6] 贠秋霞. 醫(yī)用紡織品的發(fā)展及應(yīng)用 [J].合成材料老化與應(yīng)用，2015(04)：143-146.

[7] 《棉紡基礎(chǔ)》編委會(huì).棉紡基礎(chǔ)[M].第三版.北京：中國(guó)紡織出版社，2011：658-662.

[8] 任家智.紡織工藝與設(shè)備[M].第一版.北京：中國(guó)紡織出版社，2006：154-158.

Development and Application of Bamboo Fiber and Cotton Yarn

WANG Xian-fang

(Shaanxi Industrial Vocational College，Xianyang 712000，Shaanxi，China)

In order to develop bamboo color spinning and produce 14.5tex bamboo cotton colored spun yarn，the performance of bamboo fiber and cotton fiber were compared，and bamboo fiber and cotton fiber dyeing and processing method were studied. Choosing reasonable spinning process，spinning processing parameters were optimized，the bamboo cotton dyed yarn with excellent performance was spun，meeting the market demand.

bamboo fiber，cotton fiber，colored spun yarn，dyeing，spinning

陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院校內(nèi)課題“竹纖維性能及紡紗工藝研究(ZK-21)”

TS 104.2