商大偉　徐穎　張玉清

摘要：探討精梳棉/納米銀抗菌滌綸/菠蘿葉纖維50/30/20 18.2tex三組分混紡紗的生產(chǎn)要點(diǎn)。介紹了菠蘿葉纖維的性能特點(diǎn)。根據(jù)各組分纖維的性能和混紡比例，針對性地設(shè)計了各組分纖維的混合方法及紡紗生產(chǎn)工藝流程，優(yōu)化配置各工序工藝參數(shù)并采取了必要的關(guān)鍵技術(shù)措施，紡制出了質(zhì)量水平較高的菠蘿葉纖維多纖混紡紗。

關(guān)鍵詞：菠蘿葉纖維；納米銀抗菌滌綸；混紡紗；工藝

被譽(yù)為繼棉、毛、絲、苧麻之后的第五種天然高檔纖維的菠蘿葉纖維[1]，又稱鳳梨麻、菠蘿麻，取自于鳳梨植物的葉片中，由許多纖維束緊密結(jié)合而成[2]。菠蘿葉纖維是一種具有良好的環(huán)保和服用性能的綠色纖維，因其具有良好的抑菌防臭性能，是功能性生態(tài)紡織材料[3]。因而菠蘿葉纖維其開發(fā)利用引起世界紡織業(yè)的極大關(guān)注，其纖維織物亦逐漸受到人們的青睞[4]。

菠蘿葉纖維、納米銀抗菌滌綸纖維與精梳棉混紡成紗后，可用作針織紡織品的高端面料用紗。不同功能、不同纖度的三種差別化纖維混紡成紗，不但實(shí)現(xiàn)了各組分原料的性能互補(bǔ)，提高了菠蘿葉纖維的可紡性能，有利于紡紗過程的順利進(jìn)行，改善紗線內(nèi)在及外觀質(zhì)量，而且還可使三種纖維的優(yōu)良功能集于一體，從而提高了產(chǎn)品的附加值。

1 原料選用、性能及紡紗品種的設(shè)計

設(shè)計開發(fā)的品種為精梳棉/納米銀抗菌滌綸/菠蘿葉纖維50/30/20 18.2tex三組分混紡紗。菠蘿葉纖維類似于其他麻纖維，抱合力差，因此設(shè)計產(chǎn)品混紡比例不宜過高，選定20%；添加30%的納米銀抗菌滌綸短纖以提高產(chǎn)品抑菌性、紗線強(qiáng)度和保證原料的可紡性；50%精梳棉為產(chǎn)品組分主體，使成紗又不失棉纖維的舒適豐滿特性。

菠蘿葉纖維由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。納米銀抗菌滌綸纖維選用中國石化集團(tuán)公司生產(chǎn)的1.67dtex×38mm棉型短纖。精梳棉纖維選用品級高、成熟度好、細(xì)度細(xì)的新疆137長絨棉。精梳棉條由青島紡聯(lián)集團(tuán)購入。

在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下，經(jīng)測試，菠蘿葉纖維、納米銀抗菌滌綸和棉纖維的性能指標(biāo)如下：納米銀抗菌滌綸纖維斷裂強(qiáng)度4.62cN/dtex、斷裂伸長率22.09%、質(zhì)量比電阻1.87×108 Ω·g/cm2。菠蘿葉纖維的平均長度30mm、斷裂強(qiáng)度4.58cN/dtex、斷裂伸長率3.85%、初始模量96 cN/dtex，斷裂功0.65 cN·cm；棉纖維斷裂強(qiáng)度3.2 cN/dtex、斷裂伸長率6.1%。

用TSM-6390LV掃描電子顯微鏡觀察菠蘿葉纖維的縱向和橫向形態(tài)SEM照片見圖1。

（a） （b）

圖1 菠蘿葉纖維縱向（a）和橫向（b）形態(tài)SEM照片

2 紡紗方案的設(shè)計及工藝流程的確定

2.1 紡紗方案的設(shè)計

菠蘿葉單纖維長度較短，細(xì)度較粗、硬脆，在棉紡設(shè)備上單獨(dú)成紗困難[5]，需要與其他柔性較好的纖維混紡成紗。菠蘿葉纖維、納米銀抗菌滌綸纖維性能差異雖然較大，但為了提高菠蘿葉纖維的可紡性，在紡紗方案設(shè)計上，采取菠蘿葉纖維、納米銀抗菌滌綸纖維混合成條經(jīng)預(yù)并條后再與精梳棉條混合的工藝方案。

將納米銀抗菌滌綸纖維與經(jīng)過預(yù)處理的菠蘿葉纖維按60/40的混紡比例采取原料稱重混合法混棉，經(jīng)短流程清梳聯(lián)合機(jī)組、一道并條后制成納米銀抗菌滌綸/菠蘿葉纖維混合預(yù)并條，而棉纖維則通過常規(guī)的開清、梳棉、預(yù)并、精梳后，在并條工序與納米銀抗菌滌綸/菠蘿葉纖維混合預(yù)并條以50/50的混紡比進(jìn)行混并和牽伸。

考慮到菠蘿葉纖維紡紗過程中會產(chǎn)生較多落麻，菠蘿葉纖維投料在設(shè)計混紡比的基礎(chǔ)上增加3%，以保證成紗混紡比的準(zhǔn)確。

2.2 紡紗工藝流程

2.2.1 納米銀抗菌滌綸/菠蘿葉纖維混合預(yù)并條工藝流程

納米銀抗菌滌綸+菠蘿葉纖維人工稱重混合→DSBL-01型清梳聯(lián)合機(jī)（DSOp-01型開松機(jī)→DSFa-01型輸棉風(fēng)機(jī)→DSMi-01型混棉機(jī)→DSFe-01自動喂棉機(jī)→DSCa-11A型梳棉機(jī)）→FA306并條機(jī)→納米銀抗菌滌綸/菠蘿葉纖維混合預(yù)并條。

2.2.2 并條混合及紡紗工藝流程

納米銀抗菌滌綸菠蘿葉纖維混合預(yù)并條

→FA306并條機(jī)（三道）→DSRo-01型數(shù)字式粗

精梳棉條

紗機(jī)→DSSp-01型數(shù)字式細(xì)紗機(jī)。

3 各工序的工藝配置及質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 菠蘿葉纖維預(yù)處理

菠蘿葉纖維可紡性能差，含有雜質(zhì)，長度不勻率較大，纖維束黏結(jié)且含有較多殘膠纖維。為了實(shí)現(xiàn)在棉紡設(shè)備上的順利生產(chǎn)，需要對菠蘿葉纖維進(jìn)行預(yù)開松，其目的是提高菠蘿葉纖維的可紡性、改善纖維分離度和減少紡紗過程中的落耗。預(yù)開松處理在FK-500紡織纖維開松機(jī)上進(jìn)行。同時要適當(dāng)調(diào)整開松機(jī)的相關(guān)工藝參數(shù)設(shè)置，利于打斷部分超長倍長和打開并絲纖維并提高落雜率。

另外，菠蘿葉纖維如在常規(guī)溫濕度條件下開松打擊、梳理、牽伸，纖維易脆斷，影響成紗質(zhì)量和制成率，所以為增加纖維的柔軟度、增強(qiáng)纖維間抱合力、改善纖維的表面性能和可紡性能，經(jīng)預(yù)開松后的菠蘿葉纖維須給油給濕對纖維進(jìn)行養(yǎng)生處理?？轨o電劑、抱合劑和柔軟劑與水按1∶9的配比配制成油劑處理液。處理液與原料的質(zhì)量比為1∶100，將處理液均勻地噴灑在菠蘿葉纖維原料上，在25℃環(huán)境里密封放置24 h以上。

3.2 精梳棉纖維工藝

棉纖維從清梳聯(lián)到精梳各工序采用傳統(tǒng)的純棉精梳工藝配置，制成精梳棉條，不再贅述。精梳棉條定量為16.3 g/5m。

3.3 納米銀抗菌滌綸菠蘿葉纖維混合生條紡制工藝

納米銀抗菌滌綸纖維與經(jīng)過預(yù)處理的菠蘿葉纖維稱重混合，經(jīng)DSBL-01型數(shù)字式清梳聯(lián)合機(jī)后制成納米銀抗菌滌綸菠蘿葉纖維混合生條。生產(chǎn)中采取了“充分混合、適中隔距、慢速度、減少打擊、早落防碎、少傷纖維”的工藝原則，同時要提高混合纖維的轉(zhuǎn)移率，防止纖維過多的搓揉與糾纏。

在梳棉工藝設(shè)計中，兼顧梳理與減少損傷纖維。錫林刺輥間采用較大的速比，并盡可能減小錫林與刺輥、錫林與道夫隔距，利于纖維的良好轉(zhuǎn)移、充分梳理和減少纖維的返花、棉結(jié)的產(chǎn)生。

清梳聯(lián)合機(jī)各單機(jī)的主要工藝參數(shù)配置如下：

DSOp-01型開松機(jī)：開松輥轉(zhuǎn)速280 r/min、給棉簾線速度2.42 m/min、剝棉羅拉轉(zhuǎn)速186 r/min、開松速比369倍。

DSFa-01型輸棉風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速960 r/min。

DSMi-01型混棉機(jī)：斜釘簾線速度22.5 m/min、剝棉輥轉(zhuǎn)速89.6 r/min、小開松輥轉(zhuǎn)速373 r/min，角釘簾-均棉羅拉隔距60 mm、角釘簾-壓棉簾隔距70 mm。

DSFe-01自動喂棉機(jī)：振蕩板振動頻率274次/min。

DSCa-11A型梳棉機(jī)：梳棉機(jī)主要牽伸配置為總牽伸倍數(shù)60倍、錫林轉(zhuǎn)速500 r/min、錫林刺輥速比2.0∶1、蓋板速度200 mm/min。主要隔距配置見表1所示。

3.4 預(yù)并及混并條

針對納米銀抗菌滌綸菠蘿葉纖維混合生條中纖維結(jié)構(gòu)紊亂、整齊度差、重量不勻率差別大等缺陷，為有效控制熟條條干水平、保證混合均勻和混紡比準(zhǔn)確，納米銀抗菌滌綸菠蘿葉纖維混合生條經(jīng)預(yù)并后，再和精梳棉條進(jìn)行3道混并條的工藝配置。預(yù)并條工藝總牽伸倍數(shù)小于并合數(shù)、羅拉隔距和后區(qū)牽伸倍數(shù)偏大設(shè)計，以改善纖維的伸直平行度?；觳?道并條按“倒?fàn)可?、輕定量、中隔距”工藝原則，并且末并的后區(qū)牽伸倍數(shù)小于混頭并、二并，利于成紗條干水平的提高、單紗強(qiáng)力不勻率的降低和棉結(jié)的產(chǎn)生[6]。

預(yù)并及混并條主要工藝參數(shù)見表2所示。

3.5 粗紗工序

粗紗工序中，偏大設(shè)計粗紗捻系數(shù)，從而增加了菠蘿葉纖維部分轉(zhuǎn)移到紗條內(nèi)部的概率，對減少毛羽的產(chǎn)生起到了較好的作用。使用抗繞性較好的皮輥，減少了纏繞現(xiàn)象的產(chǎn)生。采用較小后區(qū)牽伸倍數(shù)，使具有結(jié)構(gòu)緊密的紗條進(jìn)入主牽伸區(qū)，利于保證條干均勻度。主要工藝設(shè)計：粗紗定量4.75 g/10 m，羅拉隔距10mm×29mm×40mm，后區(qū)牽伸1.19倍，前羅拉速度178 r/min，捻系數(shù)90。

3.6 細(xì)紗工序

由于菠蘿葉纖維的彈性差、短纖維較多，因此細(xì)紗工序以減少斷頭和毛羽，保證紗線中菠蘿葉纖維的含量、提高條干水平為側(cè)重點(diǎn)。較大捻系數(shù)設(shè)計、大的后區(qū)羅拉隔距、小的后區(qū)牽伸倍數(shù)、降低細(xì)紗車速和提高車間溫濕度等措施來改善其成紗質(zhì)量。主要參數(shù)為：羅拉隔距18 mm×30 mm，捻系數(shù)360，后區(qū)牽伸倍數(shù)1.15倍，定量1.715g/100m。

標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下對成紗質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行測試，試驗(yàn)結(jié)果如下：條干CV值15.2%，斷裂強(qiáng)度13.21cN/dtex，單強(qiáng)CV值10.6%，斷裂伸長率8.5%，百米重量CV值2.15%，-50%細(xì)節(jié)、+50%粗節(jié)、+200%棉結(jié)分別為50個/km、90個/km、120個/km。

4 結(jié)語

菠蘿葉纖維雖然具有較高的斷裂強(qiáng)度，但纖維硬脆、長度差異較大、抱合力較差、斷裂伸長率較小，所以在棉紡設(shè)備上開發(fā)菠蘿葉多纖產(chǎn)品時混紡比例不易過高，以20%左右為宜。紡紗方案的設(shè)計及工藝流程的確定中，菠蘿葉纖維的混合方式、預(yù)開松、加油劑給濕養(yǎng)生處理和菠蘿葉纖維混合生條預(yù)并工藝是紡紗順利如否和提高成紗質(zhì)量的關(guān)鍵所在。在整個工藝參數(shù)設(shè)計時，清梳工序盡量減少對菠蘿葉纖維的損傷、防止纖維過多糾纏而產(chǎn)生棉結(jié)；在條、粗、細(xì)各工序中加強(qiáng)對纖維控制，改善半成品及成紗結(jié)構(gòu)并系統(tǒng)設(shè)計粗細(xì)紗工藝參數(shù)配置等措施，都取得了很好的生產(chǎn)效果，紡制出了較高質(zhì)量的精梳棉/納米銀抗菌滌綸/菠蘿葉纖維50/30/20 18.2tex多纖混紡紗。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭愛蓮.菠蘿葉纖維的性能及應(yīng)用[J].山東紡織科技，2005（6）：49-51.

[2]王紅，邢聲遠(yuǎn).菠蘿葉纖維的開發(fā)與應(yīng)用[J].紡織導(dǎo)報，2010（3）：52-54.

[3]張勁，鄧干然，周建南.菲律賓熱帶作物纖維的開發(fā)利用[J].中國熱帶農(nóng)業(yè)，2006（6）：25.

[4]劉恩平，郭安平，郭運(yùn)玲，等.菠蘿葉纖維的開發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀及前景[J].紡織導(dǎo)報，2006（2）：32-35.

[5]郁崇文，張元明，姜繁昌，等.菠蘿纖維的紡紗工藝研究[J].紡織學(xué)報，2000，21：352-354.

[6]謝春萍，吳敏，王建坤.紡紗工程[M].北京：中國紡織出版社，2012.

（作者單位：商大偉，青島市纖維紡織品監(jiān)督檢驗(yàn)研究院；徐穎，青島出入境檢驗(yàn)檢疫局；張玉清，青島大學(xué)纖維新材料與現(xiàn)代紡織國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）