大麻(cannabis)属一年生桑科植物。目前国际上将大麻中四氢大麻酚含量低于0.3%的品种称为工业大麻(Industrial Hemp),含量高于0.3%的称为药用和毒品大麻(Marijuana、Hashishi)。为避免混淆,2005年8月我国将低毒或无毒大麻称为“汉麻”(China hemp,简称hemp)。
近年来,随着纺织工业的快速发展,世界棉花资源日趋紧张,全球棉花种植面积因粮食安全问题而不能无限扩大;另一方面,由于地球上石化资源的日益枯竭,合成纤维的发展也受到了制约。因此开发新型合成纤维和其他非棉天然纤维是解决资源短缺、实现可持续发展的必然选择。由于汉麻纤维粗、短,纱线质量档次难以提高,特别是汉麻纱毛羽严重,环锭纺纱无法解决。我们利用涡流纺纱毛羽少、抗起毛起球、耐洗涤、吸湿快干等特点,开发出汉麻/棉60/40 21.6 tex涡流纱,大幅度降低了毛羽,提升了汉麻混纺纱的质量水平。
1原料性能及预处理
1.1汉麻汉麻纤维具有吸湿良好、散湿快、透气性好、抗霉抑菌、防霉防臭、防紫外线、防辐射、无刺痒感等多种特性。汉麻制品的排湿性是纯棉制品的3倍,汉麻织物穿着凉爽不贴身,即使在38℃以上酷暑下也不会感觉热不可耐。汉麻纤维吸湿性好,当空气相对湿度达95%时,汉麻含水达30%,汉麻织物手感却不觉得潮湿,因此汉麻织物不会产生静电、不易起球和吸附灰尘。汉麻织物可在1 h内杀灭附着其上的细菌。汉麻织物可屏蔽95%以上的紫外线,在370℃高温下不变色,在1 000℃时不燃烧,具有很好的耐热、耐晒性能。汉麻纤维两端呈钝圆形,没有其他麻纤维的尖锐端,故汉麻织物柔软适体,没有其他麻织物的刺痒感和粗糙感。汉麻韧皮的脱胶工艺对汉麻棉型短纤的长度、细度影响较大,由于汉麻棉型纤维单纤维太短,一般仅5 mm～25 mm,因此汉麻纤维不能完全脱胶,仍需要保留少部分木质素作为纤维间的黏结点。由于所开发的汉麻/棉60/40 21.6 tex涡流纱纱号较细,应尽量选择长度长、细度细、短绒少、硬条率与超长纤维率低的汉麻纤维。具体性能指标:平均长度29.98 mm,细度0.33 tex,16 mm及以下短绒率27.2%,超长纤维24.3%,硬条率2.72%,麻粒15粒/g,回潮率12%。
1.2长绒棉由于汉麻纤维长度整齐度差,且超长和超粗纤维及短绒含量较多,涡流纱较传统环锭纱强力低15%～20%,为保证成纱强力和后道织机效率,细号纱和高比例汉麻混纺中号纱宜选择长度较长的棉纤维。为此,选用了新疆137长绒棉以改善混纺纱的可纺性,弥补涡流纺纱线强力不足的缺点。另一方面,长绒棉长度长,与汉麻纤维混纺,通过涡流纺可形成特殊的皮芯结构,成纱毛羽少,具有抗起毛起球、吸湿快干的效果。
1.3汉麻纤维的预处理由于汉麻纤维刚度大,常态温湿度下的打击和梳理易造成纤维脆断,影响质量和纤维制成率,必须使用增湿保湿油剂,对汉麻纤维进行养生处理,提高汉麻纤维可纺性。通过反复试验,我们对汉麻纤维进行了软化处理:先将乳化剂、抗静电油剂和水按ZY-06A∶ZY-06B∶水=1∶0.5∶5的比例配制溶液,再按7%的质量比例均匀喷洒到汉麻纤维上,最后在25℃左右环境中存放96 h,存放期间注意要多次翻理汉麻纤维,防止纤维黏结。
2工艺流程
汉麻纤维和长绒棉在抓棉机圆盘按比例排包,进行原料混和。工艺流程如下。FA002A型抓棉机→A035E→型混开棉机FA106型开棉机→A092A型给棉机→A076C型成卷机→A186D型梳棉机→FA306型并条机→JSFA360型条并卷机→JSFA288型精梳机→FA306型并条机→FA326型并条机→№861型涡流纺纱机
3各工序主要工艺技术措施
由于汉麻纤维粗、短、刚性大、无天然卷曲、抱合力差、并丝和短纤多,且其在纺纱过程中较棉纤维离心力大而易散失,生产中应充分去除杂质、并丝、短纤维、粗纤维,并严格控制成纱条干和重量不匀。
3.1开清棉工序在开清棉工序采用汉麻纤维与长绒棉一起喂入的混和方式,并根据样品测试数据调整喂入纤维比例,保证混纺比符合设计要求。由于汉麻纤维弯曲模量大、强度低、含杂少、短绒含量高,棉卷抱合力差,开清棉工序应采用“多梳少打、多混多落、低速轻打”的工艺,适当降低各打手的速度,保证混和充分,减少纤维损伤。开清棉主要工艺参数:开棉机打手速度560 r/min,成卷机综合打手速度760 r/min,棉卷设计定量450 g/m,棉卷长度30.6 m。
3.2梳棉工序由于汉麻纤维抱合力差,在梳棉工序中,为防止棉网破损,减少纤维的损伤,采用较大的生条定量以保证车台正常开出;增大刺辊和给棉板之间的隔距,降低刺辊、锡林、道夫的转速,同时条子的张力牵伸偏小掌握;另外适当回用盖板花以减少汉麻纤维的损耗,提高制成率。故梳棉工序宜采用“低速度、重定量、少回收、小张力”的工艺。梳棉相关工艺参数:锡林～盖板隔距0.25 mm、0.23 mm、0.23 mm、0.23 mm、0.25 mm,锡林速度340 r/min,刺辊速度680 r/min,道夫速度18 r/min,盖板速度80 mm/min,除尘刀位置平、90°,生条定量25 g/5 m。
3.3精梳工序精梳工序设定较重的小卷定量和精梳条定量,采取“低钳次、小落棉、重定量、轻梳理”的工艺,缩短小卷定长,降低锡林钳次,放大梳理隔距,减小顶梳插入深度或不用顶梳,在保证棉网质量的情况下,尽量减少精梳落棉。精梳主要工艺参数:预并速度250 m/min,条卷车速60 m/min,精梳速度200钳次/min,小卷定量72 g/m,精梳落棉25%。
3.4并条工序由于汉麻纤维的并丝、索丝较多,牵伸时易堵塞喇叭口,为了保证并条机正常运行以及熟条质量的稳定,适当放大喇叭口以使生产顺利进行;汉麻纤维抱合力差,纤维易缠绕罗拉和胶辊,应适当降低前罗拉速度;同时由于精梳条中纤维整体较长,应适当放大罗拉隔距,以利纤维顺利牵伸转移。故并条工序应采用“大隔距、小张力”工艺,以提高熟条的条干水平。主要工艺参数:头并定量30 g/5 m,罗拉隔距7 mm×12 mm,后区牵伸1.8倍,喇叭口径4 mm;二并定量23 g/5 m,罗拉隔距7 mm×10 mm,后区牵伸1.5倍,喇叭口径3.6 mm;两道并条并合数均为6根,出条速度均为190 m/min。
3.5涡流纺工序为减少成纱毛羽和断头,应按潮态纺纱要求,调节好涡流纺车间的温湿度,使温度在30℃,相对湿度在65%左右,以减少静电现象,顺利生产;为减少须条的意外牵伸,适当抬高条筒高度,改用滑轮导条,采用“重加压、紧隔距”工艺,适当减小包缠角使纱线具有一定的柔软度。由于汉麻纤维粗、短,并存在较多超长纤维和并丝、索丝,纺纱时易堵塞纺锭,故应采用大号纺锭、适当降低车速以降低纱线断头率,保证生产正常进行。涡流纺主要工艺参数:罗拉隔距47.5 mm×41mm×43 mm,后区牵伸3.0倍,主牵伸35倍,引纱速度340 m/min,纺锭直径1.2 mm,喷嘴压力0.55 MPa,喂入比0.98,集棉器5 mm,张力130 cN。
3.6温湿度控制由于汉麻纤维粗、短、硬,长度整齐度差,且汉麻纤维具有较高的吸放湿性能,而棉纤维放湿太快,致使生产难度较大、不易成条、缠绕严重、断头高。因此整个纺纱过程应提高纺纱温湿度,保持潮湿纺纱条件,以保证纺纱顺利进行,改善成纱条干和毛羽。清棉棉卷用塑料布包裹,防止棉卷黏连、纤维散湿;并条工序可通过减少满筒长度来加快流转,保持熟条可纺性,也可采用落筒后加湿或保湿措施,防止麻纤维刚性回复。
3.7成纱质量我们开发的汉麻/棉60/40 21.6 tex涡流纺纱与同号同混纺比环锭纱质量对比如下。纱线类型涡流纱环锭纱条干CV/%21.8 21.4细节/个·km-11 288 1 251粗节/个·km-12 174 2 273棉结/个·km-12 957 2 863断裂强度/cN·tex-19.2 10.2单强CV/%13.2 15.83 mm毛羽数/根·(10 m)-111.5 528.6毛羽指数H 4.0 6.0可以看出,涡流纺纱毛羽质量远远优于环锭纺纱,且强力仅比环锭纱低10%,能够满足后道织造要求。
4结语
纺制高比例汉麻涡流混纺纱,首先宜选择长度长、细度细的优质汉麻纤维为原料,并与长绒棉进行混纺,以提高可纺性和成纱强力。由于汉麻纤维刚度大、加工中易发生脆断,纺纱前必须使用增湿保湿油剂对汉麻纤维进行养生处理,使生产顺利进行。针对汉麻纤维粗短、抱合力差等特点,合理配置前纺及涡流纺有关工艺参数,并严格控制各工序温湿度,结果成功开发出汉麻/棉60/4021.6 tex涡流混纺纱,大幅度减少了成纱毛羽,提升了质量水平和使用性能。
纺纱实践表明,利用涡流纺纱技术生产高比例汉麻棉混纺纱在技术上是可行的,是对汉麻纺纱技术的一次有益探索,对于大幅度降低毛羽、提升汉麻棉混纺纱质量档次有着积极的意义。开发汉麻棉涡流纱的体会@王美红$江苏盐城纺织职业技术学院为开发高比例汉麻棉涡流纱,通过合理选用汉麻纤维和长绒棉原料,对汉麻纤维进行预处理,针对汉麻纤维原料特点,合理配置前纺和涡流纺工艺参数及采取有关技术措施,严格控制温湿度,结果顺利地开发出汉麻/棉60/40 21.6 tex涡流纱,大幅度降低了成纱毛羽,提升了质量水平和使用性能。认为:利用涡流纺纱技术生产高比例汉麻棉混纺纱在技术上是可行的,有助于大幅度降低纱线毛羽、提升汉麻棉混纺纱质量档次。
汉麻纤维;;长绒棉;;涡流纺;;预处理;;毛羽;;温湿度[1]张建春,张华,来侃,等.汉麻纤维的结构与性能[M].北京:化学工业出版社,2009:9. [2]刘琳,雒书华.生产竹浆纤维18.5tex涡流纱的体会[J].棉纺织技术,2010,38(5):46-47. [3]杨建兵,欧阳光宏,张守军.粘胶棉混纺涡流纺纱的生产[J].棉纺织技术,2008,36(4):41-43. [4]张华,张建春.汉麻纤维加工技术研究及其在针织行业的应用[J].针织工业,2007(3):20-24. [5]张建春,张华,张华鹏,等.大麻综合利用技术[M].北京:长城出版社,2006:63-64. [6]杨红穗,张元明.大麻纺织应用前景及研究现状[J].纺织学报,1999,20(4):62-64. [7]周永凯,张建春,张华.大麻纤维的抗菌性及抗菌机制[J].纺织学报,2007,28(6):12-15. [8]来红林.大麻纤维性能初探[J].上海纺织科技,2004,32(3):10. [9]李德州,颜国华,张学军.№861型涡流纺纱机的使用体会[J].棉纺织技术,2010,38(8):43-46. [10]朱晔,徐伯君,谢春萍,等.细特棉大麻混纺紧密竹节纱的试制[J].棉纺织技术,2010,38(12):56-57. [11]李珏.精梳棉/汉麻混纺针织纱的纺纱实践[J].上海纺织科技,2009,37(8):12-14.
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