李國(guó)鋒,王 莉,于冉雪

(1.阿克蘇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織工程系,新疆 阿克蘇843000;2.東華大學(xué) 紡織學(xué)院,上海201620)

棉秸稈來(lái)源充足,但高效應(yīng)用和高附加值利用卻非常有限,當(dāng)前,農(nóng)田燃燒和直接掩埋是秸稈的首要解決途徑。棉秸稈是棉稈皮重量的3倍多,從棉稈皮中提取纖維素纖維是彌補(bǔ)紡織原料短缺的重要途徑,而且其上染性比棉高,可以減輕環(huán)境污染。盡管研究者不斷嘗試提取棉稈皮纖維的各種方法,但是,由于提取出的棉稈皮纖維粗等原因,目前還未見棉稈皮纖維在紡織領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的報(bào)道。本文采用了二次堿煮的方法提取了棉稈皮纖維,與精梳長(zhǎng)絨棉混紡制成了精梳長(zhǎng)絨棉/棉稈皮纖維混紡紗,并對(duì)棉稈皮纖維的紡紗性能進(jìn)行了測(cè)試。這些研究為進(jìn)一步開展棉稈皮纖維紡紗積累了數(shù)據(jù),提供了新的思路。將棉稈皮纖維與精梳棉按照20∶80比例混紡成20.4 tex的紗線,測(cè)試了棉/棉稈皮纖維混紡紗的斷裂強(qiáng)度和條干。

1 開發(fā)思路

當(dāng)前研究報(bào)道的棉稈皮纖維由于細(xì)度粗及剛硬的特點(diǎn),一般會(huì)在脫膠之后增加給油工序,以適應(yīng)在常規(guī)紡織設(shè)備上加工,最常用的方法是采用棉桿皮纖維與棉纖維混紡。由于棉稈皮纖維中帶有一些顯色的木質(zhì)素基團(tuán),顏色偏黃,這些木質(zhì)纖維素纖維即使經(jīng)過(guò)漂白處理也很難達(dá)到和漂白棉織物一樣的白度,實(shí)際生產(chǎn)時(shí)紗支和產(chǎn)品比較受限,適用范圍較狹窄。

通過(guò)在精梳棉纖維中加入棉稈皮的短纖維(2～3 mm),在加捻時(shí),長(zhǎng)纖維容易在內(nèi)側(cè),使得棉桿皮纖維在外側(cè),棉纖維在內(nèi)側(cè),由于色素的存在,最外層呈深褐色,顏色較深。利用2～3 mm棉稈皮短纖維反而讓簡(jiǎn)單的紗線增加了色彩感。

2 原料特性及紡紗難點(diǎn)

試驗(yàn)中采用二次堿煮法得到棉稈皮纖維,主要指標(biāo)為:棉桿皮纖維的長(zhǎng)度為68 mm,制成平均長(zhǎng)度為5 mm的短纖維,細(xì)度為31 dex,斷裂強(qiáng)度為19 c N/tex,回潮率為4.52%[1]。

長(zhǎng)絨棉纖維選用阿瓦提長(zhǎng)絨棉,主要性能指標(biāo):馬克隆值4.1,纖維長(zhǎng)度37.89 mm,纖維整齊度88.6%,短絨率6.5%,斷裂強(qiáng)度43.9 c N/tex[2]。

3 工藝流程

為減少棉稈皮纖維在梳理工序的損失率,在精梳工序棉網(wǎng)輸出處加入棉稈皮短纖維。具體工藝流程:

BDT019抓棉機(jī)→AFC開棉機(jī)→MM6235多倉(cāng)混棉機(jī)→CVT3097清棉機(jī)→DK903梳棉機(jī)→D35預(yù)并條機(jī)→E32條并卷聯(lián)合機(jī)→JSFA288精梳機(jī)(加入棉稈皮短纖維)→D35并條機(jī)→FA458 A型粗紗機(jī)→FA506細(xì)紗機(jī)。

4 工藝配置及技術(shù)措施

4.1 清鋼聯(lián)工序

清梳聯(lián)采用往復(fù)抓棉機(jī),有利于棉束的均勻抓取,梳棉針布選型要避免過(guò)度梳理,也要考慮梳理后單纖維化。針布選用適紡于細(xì)特紗的AC2025×01550型錫林針布,道夫針布選用AD4030×02090型,提高長(zhǎng)絨棉纖維的轉(zhuǎn)移效果,蓋板針布選用MCH52型,除短絨和雜質(zhì)的能力增強(qiáng)。錫林速度480 r/min,刺棍速度960 r/min,錫林—蓋板隔距7、6、6、6、5,有利于梳取纖維保證梳理質(zhì)量,定量22.0 g/5 m。

4.2 精梳工序

梳棉生條彎鉤比較突出,為達(dá)到一定的纖維伸直度和小卷的成形。精梳準(zhǔn)備工序主要參數(shù):并條并合數(shù):8根;條并卷并合數(shù):22根;精梳機(jī)小卷數(shù):8?？梢员３志釛l定量穩(wěn)定,避免重量不勻率對(duì)成紗重量造成波動(dòng)。精梳采用“短給棉、低速度、大落棉隔距”的工藝原則,最大限度提高纖維伸直平行度,降低精梳條短絨含量。落棉隔距:9.0,精梳落率控制在(16+1)%以內(nèi)。錫林速度控制在250鉗次/min。給棉長(zhǎng)度4.7 mm,精梳條定量在20 g/5 m。

棉稈皮纖維工藝:經(jīng)過(guò)制成的2～3 mm的纖維在精梳輸出棉網(wǎng)處加入,經(jīng)過(guò)精梳工序制成棉稈皮纖維/長(zhǎng)絨棉精梳條,與常規(guī)品種最大的不同是在精梳棉網(wǎng)上附加了棉稈皮纖維,棉稈皮纖維的可紡能力得到提高。

4.3 并條工序

采用單道較少的并合數(shù),并條機(jī)要充分發(fā)揮自調(diào)勻整作用。牽伸倍數(shù)8.04,羅拉隔距18 mm×22 mm,提高纖維伸直平行。并條定量控制在20 g/5 m,后區(qū)牽伸設(shè)置為1.2倍。

4.4 粗紗工序

為了減少粗紗斷頭,采用“適宜的捻系數(shù)、較大粗紗定量、較低速度、小鉗口隔距、小張力”的工藝原則,提高粗紗須條之間的緊密性,改善纖維與棉稈皮纖維之間的抱合力。粗紗定量在4.5 g/10 m,牽伸倍數(shù)8.89,粗紗捻系數(shù)113,錠速800 r/min,后區(qū)牽伸倍數(shù)在1.15倍。

4.5 細(xì)紗工序

棉稈皮纖維的外表天然轉(zhuǎn)曲短缺,細(xì)度較棉花粗,纖維之間的抱合力小于棉纖維。因此,在紡混紡紗時(shí),需要更大的捻度,以提升纖維之間的相互轉(zhuǎn)移,提高棉稈皮纖維與棉纖維的混合和抱合,從而提高細(xì)紗斷裂強(qiáng)度。適當(dāng)降低細(xì)紗錠速,降低細(xì)紗斷頭現(xiàn)象。細(xì)紗前區(qū)采用2.5 mm壓力棒隔距塊,后區(qū)加裝壓力棒上銷,以縮短浮游區(qū)長(zhǎng)度,前膠輥選用 WRC868型膠輥,加強(qiáng)對(duì)纖維的控制力,改善成紗質(zhì)量。

主要技術(shù)參數(shù):羅拉隔距18 mm×35 mm,前區(qū)小隔距有利于控制快速纖維運(yùn)動(dòng),后區(qū)大隔距有利于伸直纖維。捻度88.6捻/10 c m,錠速12 000 r/min。成紗質(zhì)量指標(biāo):單紗斷裂強(qiáng)度13.4 c N,條干均勻度變異系數(shù)CV值16.71%,千米粗節(jié)+50%為345個(gè)/k m,千米細(xì)節(jié)-50%為10個(gè)/k m,千米棉結(jié)+200%為597個(gè)/k m。這種混紡紗條干的惡化、斷裂強(qiáng)度的下降及粗細(xì)節(jié)增加是因?yàn)榛旒徏喼械拿薅捚だw維比棉粗可紡性不理想和棉稈皮纖維短纖維的原因。

5 結(jié)語(yǔ)

棉稈皮纖維高支混紡紗的紡制有較高的難度,在精梳工序加入棉稈皮纖維開發(fā)20.4 tex紗,最大限度地減少棉稈皮纖維在梳理過(guò)程中去除脫去,保證了紗線中棉稈皮纖維的含量。研究提供了棉稈皮纖維高支紗和具有色點(diǎn)紗的研究思路,增加了棉稈皮纖維的使用比例,降低紡紗成本,且能緩解棉稈不適處理造成的環(huán)境壓力,還可以促進(jìn)紡織工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。