技術 | 差別化粘膠紗線的開發
經過改性處理的差別化纖維被賦予了更高的附加值，可以有效改善纖維的加工性能和服用性能，目前我國差別化纖維的比例已經達到了65%左右。
粘膠屬於纖維素纖維，主要是以天然纖維（木質纖維、棉短絨）爲原料採用化學方法紡絲而製成。根據原料和生產工藝不同可分爲普通粘膠、高溼模量粘膠和高強力粘膠等。普通根據物理能和化學性能又分爲棉型粘膠、毛型粘膠和長絲型粘膠。
普通粘膠纖維的截面呈鋸齒形皮芯結構，縱向平直有溝橫，吸溼性好，不易起靜電，可紡性優良。短纖可以純紡，也可以與棉、滌綸、毛等纖維混紡、交織。粘膠纖維的染色性非常好，易於上色，且色譜全、色牢度好、顏色鮮亮，但溼強較低（約爲幹強的一半），縮水率高且容易變形，彈性和耐磨性較差。
由於纖維素大分子的羥基(-OH)易於發生多種化學反應，因此可通過嫁接等方法對粘膠纖維進行改性，以提高纖維性能，生產出各種特殊用途的粘膠。差別化粘膠都是在普通粘膠的基礎上改性而來的，常用的改性粘膠種類較多。
一、常見的差別化粘膠纖維
1.1 阻燃粘膠
採用溶膠凝膠技術，在紡絲溶劑中加入阻燃劑，使無機高分子阻燃劑在粘膠纖維有機大分子中以納米狀態或以互穿網絡狀態存在，既保證了纖維優良的物理性能，又實現了低煙、無毒、無異味、不熔融滴落等特性。
阻燃粘膠不發生火焰，離開火焰陰燃自行熄滅，廣泛應用於服裝、家居、裝飾、無紡織物及填充物等。
1.2 抗菌粘膠
利用銀、銅、鋅等金屬的抗菌能力，在紡絲溶劑中加入銀、銅、鋅等金屬（或其離子），能夠抵抗細菌在衣物上的附着,從而使人們遠離病菌的侵擾。抗菌纖維對細菌的抵抗和殺滅作用不是一次性的暫時作用,而是具有長期的功效。
1.3 空調粘膠
通過改性形成橫截面沿軸向中空結構，賦予纖維良好的保暖性、保水性和蓬鬆性。並將某些介質（如微膠囊等）充填進粘膠纖維的中空部分，在溫度變化時通過填充的介質吸收熱量，從而起到調節溫度的功能，達到良好的保溫效果。
另外還有艾草粘膠、光觸媒粘膠、牛奶蛋白粘膠、抗紫外線粘膠等差別化粘膠纖維。
二、差別化粘膠纖維的物理特性
2.1 纖維長度
不同的纖維長度對紗線質量的影響程度因纖維種類而異。纖維長度的一致性對紗線強度和條幹均勻度的影響非常大，故長度是決定其可紡性能的重要因素。化學纖維相對而言整齊度較好，因其纖維長度對可紡性的影響並不很大，目前常用的差別化粘膠纖維長度多爲38mm。
2.2 纖維細度
纖維細度是決定成紗質量和可紡性能的主要指標之一。在其它條件不變時纖維越細，同號數紗線截面中的纖維根數多，成紗條幹好、強力高。但纖維越細剛性越差，加工中容易扭結、折斷而產生短絨，從而形成棉結等疵點，影響成紗質量。
2.3 纖維強度
纖維強度是決定紗線強度的最關鍵的指標,要注意的是纖維的幹強和溼強變化對梳理效果的影響。粘膠溼強相對低，在生產過程中要注意溫溼度的控制，尤其是在梳理過程中不宜過度加溼，以免纖維斷裂形成大量的短絨而影響成紗質量。
2.4 疵點及伴生物
差別化粘膠在加工過程中由於工藝及設備的影響，易形成膠塊、硬絲、並絲、倍長纖維等疵點，如果在紡紗過程中處理不當會形成布面疵點或影響生產效率。另外纖維中的油劑、助劑等伴生物對可紡性能的影響也是有利有弊，對專件器材也有一定的腐蝕性，需要在生產前需要進行一定時間的平衡、固化和養生。
2.5 纖維捲曲度
從梳理的角度來看，纖維捲曲不利於梳理，但可改善纖維的抱合性能，防止原料板結，提高纖維的可紡性能。因此適當的捲曲有利於提高纖維的紡紗性能、改善成紗質量。所以很多差別化粘膠會採用化學或機械方法增加纖維捲曲度。
2.6 纖維摩擦性能
適當的摩擦因數能提高纖維的可紡性能。在實際生產中通常根據測試的比電阻值來判定纖維的導電性並預測其可紡性能。一般比電阻大於109Ω·cm的纖維會影響可紡性；大於1013Ω·cm的纖維可紡性會非常差。因此爲提高差別化粘膠的可紡性，在纖維生產過程中和紡紗過程中通常會加入適當比例的助劑，以減少靜電現象。
三、紡紗生產工藝技術與措施
以抗菌粘膠爲例，對生產過程中的工藝技術措施進行探討分析，抗菌粘膠的物理指標見表1。
3.1 清梳聯工序
3.1.1 清梳聯流程
清梳聯單機種類和型號比較多，主要有抓棉機（圓盤或往復抓棉機）、混棉機、開棉機、除微塵、梳棉機，而附機部分有橋式磁鐵、金火探除器、吸、送棉風機或凝棉器等。組合選配上要充分考慮品種結構、品質要求、生產管理等因素。目前我們在生產差別化粘膠纖維方面採用的清梳聯單機流程爲“一抓一混一開一梳”的超短流程配置。
這樣配置的原因：
（1）原料本身的長度、整齊度非常好，幾乎不含短絨。
（2）原料中不含雜質，但含有少量的並硬絲和膠塊。
（3）化纖經長流程多打擊點開鬆後，容易造成纖維損傷，棉結短絨增加，產品質量下降。
（4）針對“小批量、多品種”生產模式，流程短，換品種、清潔靈活、便捷。
3.1.2 清梳工藝要點
（1）抓棉機。清花工序主要以開鬆、混合、除雜爲主，應儘量減少纖維糾結和損傷。因此，抓棉機儘量採用高運轉速度、低打手速度，以達到“勤抓、少抓、柔和開鬆”的目的。經優選試驗，生產差別化粘膠品種抓棉小車運轉速度3.0r/min、抓棉打手速度爲600r/min爲佳，打手刀片伸出肋條的距離根據原料的蓬鬆度來確定。
（2）混棉機。混棉機主要作用一是對大塊原料進一步開鬆，減少後工序的梳理負荷，二是將不同批號的原料進行充分混合，降低色差隱患。所以，混棉機的打手速度要根據原料狀態及物理特性合理選擇，原則上要在確保原料開鬆度的情況下儘量降低短絨增長率，保證開鬆後的原料塊在30mg以內。
（3）開棉機。開棉機主要是對初步開鬆混合的纖維進行精細開鬆，將原料分解成更小狀態的纖維束，並儘可能排除雜質和膠塊，以便於後工序的梳理和牽伸。爲減少在開鬆過程中纖維的損傷，開棉機打手宜採用梳針打手，打手速度根據原料特性和產量合理選擇，一般偏低掌握，控制在500-700r/min之間；下給棉羅拉與梳針打手的隔距一般調整爲1.5-3mm。
（4）梳棉機。清梳聯機組中梳棉宜採用“重定量、輕加壓、合適速度、合理隔距”的工藝原則。一是提高道夫轉移率，減少錫林重複梳理次數所導致的靜電及纖維損傷現象；二是提高棉網質量，減少因靜電、吸花、返花、落網等造成的棉條質量問題。爲確保纖維順利轉移，應適當加大錫刺比，以減少刺輥返花導致短絨和棉結增加；適當降低錫林、刺輥和蓋板速度，以減小纖維損傷及原料消耗；錫林和道夫隔距偏緊掌握，以解決轉移不良、棉網飄落、下垂等問題。
3.1.3 清梳專件器材
現代清梳聯梳棉機的錫林、道夫滾筒一般都採用了整體鋼板卷裝，包針後變形小，滾筒不需要斜磨。但在使用過程中要做好滾筒的防鏽處理，嚴禁敲擊滾筒，否則會影響針布的包覆質量。要根據原料、設備、產量、質量、紗支及管理水平，以錫林針布爲核心，相應選配蓋板、道夫、刺輥、附加分梳元件等專件器材。
專件配備的原則，首先是要保證正常生產，確保沒有纏繞、嵌花現象，轉移過程中避免出現返花、掉棉網等情況。其次是要保證纖維得到充分梳理，儘量梳成單纖維狀態，以減少棉結及疵點的產生，因此在針布規格上的配置要求如下：
（1）錫林針布。以“矮、淺、小、尖、薄、密”爲主；多爲20系列，齒密不低於800齒/平方英寸，齒的基部厚度爲0.4-0.5mm，工作角度一般控制在30°，同時要採用橫向齒密大的規格，以便對纖維進行充分的梳理和混合。
（2）蓋板針布。與錫林針布相配套，要保證蓋板針布針尖的硬度和耐磨度，同時要保證梳針的抗彎性能，在植針排列上採用縱向稀密曲線排列，密度一般選用較密型，密度多爲420-460針/平方英寸。
（3）道夫針布。一般採用大工作角，在針齒高度上選用相對稍高的圓弧齒型，以增加齒間纖維的容量、增大對纖維的握持力、增強轉移剝取纖維的能力，同時起到引導氣流的作用。
（4）附梳元件。主要包括前後固定蓋板和預分梳板。在加裝前後固定蓋板時要同時增加棉網清潔器，以增加對纖維的梳理效果、多排出短絨、提高成紗質量。
（5）抗菌粘膠梳棉針布配置實例見表2。
3.1.4 梳棉工序上機工藝措施
（1）錫林與活動蓋板隔距。宜偏小掌握，保證左右一致。新針布上車時隔距應偏大0.025-0.05mm控制。目前高產梳棉機蓋板隔距普遍使用等隔距或由大到小的配置模式。
（2）錫林與固定蓋板隔距。從進口到出口逐步減小，以對原料起預梳理作用。後固定蓋板處的棉束較多，針齒受力較大，隔距一般偏大掌握，特別是定量重、原料品質差時更應偏大掌握；前固定蓋板的作用主要是對充分分梳的纖維進行整理，以提高纖維的伸直平行度，前固定蓋板的隔距應逐步收緊，並偏小掌握爲宜。
（3）錫林與前後罩板隔距。要遵循入口大出口小的原則，以使氣流順暢。化纖品種錫林與後下罩板下口隔距一般不小於大漏底出口隔距，使得進口的氣流平緩有序進入後罩板，減少落棉消耗。
（4）錫林與道夫隔距。道夫對棉網起凝聚轉移的作用，對生條及棉網質量起着舉足輕重的作用，因此錫林與道夫隔距應偏小掌握，以減少錫林纏花，保證棉網清晰、條幹均勻、棉結少，否則棉網及生條質量將會受到很大影響。
（5）剝棉針布的配置及隔距。在高產梳棉機上，剝棉針布的配置及隔距不容小覷，否則很容易引發設備事故。在保證順利剝棉的前提下，剝棉羅拉與道夫隔距偏大掌握有利於減少道夫損傷；但過大會影響剝棉效果，容易造成道夫返花，特別是使用橫紋道夫針布時更要特別注意。
（6）上下軋輥之間的隔距。要根據棉條張力進行調整，如果隔距過大，棉本站下墜，造成斷條或形成疵點；如果隔距小，棉本站漂浮形成疵點條。
（7）大漏底隔距。大漏底隔距對整個錫林區域的氣流控制非常關鍵，大漏底入口隔距大，纖維不易在大漏底入口處堆積；但隔距過大，大漏底內氣流不好控制，同時帶入錫林工作區的氣流多，從錫林與道夫三角區補入的氣流容易對道夫上的棉網造成衝擊，出現破洞、掉網等現象。因此，在不造成大漏底入口積花的前提下，隔距應偏小掌握爲好。錫林與大漏底中部的隔距要比進口小，以逐漸收縮大漏底與錫林的隔距，使錫林帶動的氣流均勻地流出塵棒,從吸點溢出，有利於排除短絨和細小疵點。
3.2 並條
由於差別化纖維的性能差異較大，纖維與通道間纖維與纖維之間的摩擦係數差異也較大。差別化纖維長度長、抱合力差，在牽伸過程中容易產生靜電和纏、掛、繞等問題。因此並條工序要保證纖維混和效果，降低條幹不勻，以減少布面橫檔等疵點。
在差別化混紡中，混和道數過少可能會造成布面色差疵點。但混和次數過多易造成較大的牽伸附加不勻、須條過於熟爛，棉網、棉條容易粘連，也會影響成紗質量。根據純紡及混紡不同一般採用2-3到併合，必要的情況下，需要增加生條的預並。生產抗菌粘膠/滌綸混紡品種時並條工藝配置實例見表3。
3.3 粗紗
生產差別化纖維時，由於纖維長度長、抱合力差異大、纖維與纖維之間的內摩擦係數大，爲避免造成細紗出現牽伸不開、成紗小紗疵增加、細紗壞皮輥多等問題，粗紗工序應根據差別化纖維的特性，採用“低捻係數、輕定量、低張力、後區大隔距”的工藝配置，配合細紗大隔距、強控制，以取得較爲理想的效果。生產抗菌粘膠/滌綸混紡品種時粗紗工序的工藝配置實例見表4。
3.4 細紗工序
爲提高成紗質量、改善條幹、減少紗疵，細紗工序可採用賽絡緊密紡紗技術，實行“大前區和後區羅拉隔距、小後區牽伸倍數、小鉗口隔距、低速度、重加壓”的工藝原則。根據品種不同細紗錠速控制在12000-15000r/min。
控制細紗成紗質量的關鍵點是細紗專件器材的選用。鋼領、鋼絲圈要以“可高速運轉、棉結毛羽少、壽命長”爲選配原則，如選用走熟期短、提速快、指標好、斷頭少的PG1 4054離子鍍鋼領，使用週期控制在18-24個月
膠輥膠圈要以“防靜電、條幹好、回磨週期長、不易損壞”等爲選配原則。
網格圈要以“防靜電、集聚效果好、可清洗、壽命長”爲選配原則網格圈目數100-140目爲好。
3.5 絡筒工序
絡筒工序要以“合理切疵”爲原則優化電清工藝參數，力求切除有害疵點，又減少誤切、亂切的現象。如果設定不當，既影響到筒紗內在質量，又影響絡筒生產效率及勞動強度。
因爲很多差別化纖維的接頭質量很難控制，不合格的接頭會影響後道工序的生產效率和布面質量，因此控制捻接質量也是絡筒工序的重點任務，每天要檢查捻接質量。
四、結 語
只有充分了解和掌握原料性能，有針對性地設置生產工藝，合理選配梳理、牽伸器材，貫徹落實好各種質量控制措施，才能生產出優質的差別化粘膠紗線。
作者：雒書華 德州富華生態科技有限公司
編輯：中國紗線網新媒體團隊
END
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