大麻棉色纺花式波纹纱的研发和生产

时间：2024-07-29

肖乐，黄伟军，黄文忠

（浙江金鹰特种纺纱有限公司，浙江嘉兴314501）

在绿色环保、循环经济及可持续发展的背景下，大麻作为一种具有多种特殊功能的天然纤维，具有抗菌防臭、防紫外线、防霉防螨的特殊功效，其制成的面料具有吸湿、透气、舒爽、散热、防霉、抑菌、抗辐射、防紫外线、吸音等多种功能，既可军用也可民用［1］。而个性化消费时代的到来，对纺织品的外观、风格及功能提出了更高的要求，花式纱线恰能最大限度地赋予产品艺术个性和技术功能，满足千变万化的市场需求。本文介绍的大麻棉色纺花式纱线体现了纺织品流行、时尚、个性的特点，具有其他纱线不可比拟的优势，其研发和生产为大麻纤维的进一步推广和应用提供了广阔的前景。

本文以5SH24／C76大麻24／棉76的大麻棉色纺花式波纹纱为例，介绍大麻棉类花式纱线工艺流程［2］、原料准备、设备工艺参数以及成纱质量。

1 5SH24／C76大麻24／棉76的大麻棉色纺花式波纹纱加工工艺流程

（1）（大麻纤维35%＋棉纤维65%）混合（A002D）→开清棉（A045B-A035E-A045B-FA106AA045B-FA046A-A076）→梳棉（A186G）→并条二道（FA306）→末并（带自调匀整立达并条RSBD450）→粗纱（TJFA458）→1.2NM大麻棉 H30／C70粗纱（饰纱）

（2）棉纤维100%混合（A002D）→开清棉（A045B-A035E-A045B-FA106A-A045B-FA046AA076）→梳棉（A186G）→并条二道（FA306）→末并（带自调匀整立达并条RSB-D450）→粗纱（TJFA458）→细纱（FA506）→20S棉100%细纱（固纱）

（3）20S棉100%细纱→压线机（TC-626）＋1.2NM大麻棉 H30／C70粗纱→（FA721-100A）花式捻线机→5S大麻棉24H／76C色纺花式波纹纱

2 5SH24／C76大麻24／棉76色纺花式波纹纱的原料

2.1 1.2NM 30%大麻／70%棉粗纱（饰纱）原料准备

2.1.1 棉纤维预处理

选用纤维主体长度不低于29mm，且长度整齐度好，品级在3级以上的新疆细绒棉。因原棉中含有较多的短绒及杂质，且棉纤维细度较小，在纺纱过程中易产生棉结，部分原料需进行预处理，流程如下：原棉→开清棉→梳棉→生条拉断得到预处理棉纤维（普网）；或者原棉→开清棉→梳棉→精梳→生条拉断得到预处理棉纤维（精网）［3］，实际生产中采用原棉、普网还是精网视产品需要调整。1.2NM30%大麻／70%棉粗纱作饰纱基本围绕在成品纱线的外层，呈现的是整个纱线的外观特点，色（白）点的控制非常重要，因此棉纤维染色和配棉一般采用普网。生产过程中色纤含量如果低于15%，棉纤维需采用精网染色，本色配棉部分可以加入部分原棉；色纤含量高于80%，在考虑成本的情况下可采用部分原棉染色，本色配棉部分要考虑用精网。棉纤维原料的选择原则是确保尽可能减少色（白）点的同时降低成本，提高产品的竞争力。

2.1.2 大麻纤维预处理

大麻精干麻会因回潮率不足在纺纱过程中产生大量静电，故大麻纤维需进行预处理，软麻、给油，养生12天左右出仓（夏季10天左右，冬季15天左右）后，经过切断、抛松、初开松、次开松，提高纤维的柔韧性、回潮率及可纺性，通常大麻纤维回潮率应保持在14%左右［4］。

2.1.3 原料的染色加工

按色样将棉纤维或者大麻纤维染色，大麻纤维染色加工和棉纤维类似，均采用活性染料［5］。考虑到饰纱的外观特征，低于30%色比品种需选用棉纤维染色，高于50%色比品种需进行大麻纤维染色。棉纤维和大麻纤维染色后烘干情况有所不同，棉的回潮控制在7%～9%左右为宜，大麻纤维染色后不必烘得太干，一般情况下染厂出厂回潮会低于14%，生产时要先加湿堆仓24 h左右才能投料生产。

2.1.4 原料混合方式

大麻纤维和棉纤维在纤维本身的性能和参数上都存在巨大差异。大麻纤维聚合度、结晶度高，纤维大分子较为牢固，相对于棉纤维长度较短、细度较粗，单独成卷在后道纺纱工序上容易造成纱线条干不稳定，实际生产中在抓棉机上对大麻纤维和棉纤维进行箱混。

2.1.5 混纺比例

大麻纤维易在纺纱过程中落麻，造成损耗，成品混纺纱中大麻含量会降低［1］。实际生产中，为了达到预期的混纺比例，需要增加大麻纤维的投料比，增加范围一般为5%～7%［6］。

2.2 20S 100%棉细纱（固纱）原料准备

20S100%棉细纱在本产品中是做固纱，被包裹在饰纱内，是整个纱线的强力承担部分，色（白）点的要求相对饰纱要低。正常生产时考虑成本的情况下，原料一般采用原棉染色，但色纤含量如果低于15%，棉纤维应采用普网染色，色纤含量高于80%，白色配棉部分需采用普网。同时为确保成品纱线的强力，正常生产中会按照颜色和色比情况适当加入5%～15%左右的新疆长绒棉。

3 5SH24／C76大麻24／棉76的大麻棉色纺花式波纹纱加工设备及参数

3.1 1.2NM大麻棉H30／C70粗纱（饰纱）加工设备及参数

3.1.1 开清棉和梳棉工序

开清棉和梳棉两道工序工艺原则是多梳少打，故开清棉打手速度降低至70%左右，约520 r／min，梳棉工序在提高分梳度并充分除杂的同时尽可能减少对纤维的损伤，故分梳件的速度也要降低，锡林速度 300 r／min，刺锟速度 800 r／min，盖板速度 210 r／min，道夫速度 20 r／min，除尘刀-2／90，锡林盖板隔距为0.25、0.23、0.20、0.20、0.23 mm，这样纺出的生条棉结杂质30粒左右。

3.1.2 并条工序

因混纺纤维之间的伸长率差异较大，易造成条干的长片段不匀，需合理配置并条工艺和机台，提高纤维伸直平行度和条干均匀度。正常生产工艺采用8根喂入，并合三道，前两道并条采用FA306，末并采用带自调匀整的立达并条机RSB-D450，末并条控制条重不匀3.0%，重偏2.8%，条干不匀3.0%。

3.1.3 粗纱工序

粗纱捻系数是粗纱工序的关键，粗纱捻系数设计过小，大麻棉纤维间抱合力较小，会造成退绕断头，增加牵伸困难；粗纱捻系数设计过大，在花式捻线机工序中会因大麻刚性较大的原因造成牵伸不开［7］，但因为花式捻线机罗拉中心距（100 mm×104 mm）比细纱（48 mm×52 mm）长，实际生产中需要粗纱大卷装，便于运输等因素，粗纱捻度比普通粗纱可以大30%左右，具体参数见表1。

表1 粗纱工序参数Table 1 Roving process parameters

3.2 20S 100%棉固线加工的设备及参数

3.2.1 开清棉和梳棉工序

为考虑成本，固线原料一般情况下采用的是染色原棉和原色原棉，和3.1.1提及的1.2NMH30／C70粗纱的开清棉和梳棉工艺有所不同，其特点是高速度、紧隔距、强分梳工艺：锡林速度350 r／min，刺锟速度 1080 r／min，盖板速度 220 r／min，道夫速度 25 r／min，除尘刀-2／90，锡林盖板隔距为0.23、0.20、0.18、0.18、0.20 mm，尽量除去杂质，降低棉结，这样纺出的生条棉结杂质30粒左右。

3.2.2 并条和粗纱工序

20S固纱并条设备同1.2NMH30／C70，因其成分是100%棉，其各项指标要优于饰纱，末并条重不匀2.5%，重偏2.5%，条干不匀2.8%。粗纱工序和常规棉色纺纱生产工艺类似。

3.2.3 细纱工序

20S棉固纱比例占5S大麻棉24H／76C色纺花式波纹纱整纱比例为25%，需承担成品花式纱在织造过程中的张力，纱的强力指标就显得尤其重要，除前面提及的原料优选外，末并同样采用带自调匀整的立达并条机RSB-D450优化条干，与常规棉色纺纱同颜色和色比的情况下适当提高细纱捻度10%～15%，具体见表2。

表220S固线和20S常规纱强力对比Table 220S fixed and 20S conventional yarn strength contrast

3.3 5SH24／C76大麻24／棉76的大麻棉色纺花式波纹纱花式捻线机的设备和参数

3.3.1 固纱准备

20S固纱需通过压线机TC-626先缠绕在空心锭上，为降低人工换纱成本和减少纱线接头，实际生产中在不冒纱的情况下可尽可能大卷装。

3.3.2 花式捻线机的工艺参数

采用的花式捻线机为产自日本的FA721-100A改进机型，去除原机的工艺齿轮，改用多电机单独传动来控制牵伸和加捻，将喂入的1.2NM粗纱按照产品中饰纱需要的细度通过四罗拉牵伸机构进行牵伸后须条经空心锭上固纱加捻而成，加捻过程中附加超喂参数来控制波纹外观，超喂比视波纹大小可进行调整［8］，花式捻线机工艺参数见图1。

图1 花式捻线机生产状态和工艺参数Fig.1 Production status and process parameters of fancy twister

3.3.3 成纱强力

5SH24／C76大麻24／棉76的大麻棉色纺花式波纹纱主要运用在各式毛衫上，其强力是一个重要指标［5］。设计证明，此工艺生产的各色5SH24／C76大麻24／棉76的大麻棉色纺花式纱能满足后续的针织加工，不同颜色和色比的强力测试见表3。

表3 不同颜色和色比的成纱强力Table 3 Yarn strength of different color and color ratio

3.3.4 色差问题

一般设计5SH24／C76大麻24／棉76的大麻棉色纺花式波纹纱固纱和饰纱颜色是一致的，除客人有特别要求外不能出现AB纱效果，但因大麻的原色偏黄，一致性较差，和原棉色光完全不同，同时染色过程中棉纤维和大麻纤维的上色性能也有差异［4］，饰纱、固纱如果同比例投料生产就势必会有色差，因此实际生产中饰纱和固纱要分开对色生产，调整色纤比例，尽可能减少两者的色差［9］。

3.3.5 捻度设计

5SH24／C76大麻24／棉76的大麻棉色纺花式波纹纱固纱和饰纱的捻度设计远低于常规10S／2大麻棉混纺色纺纱，捻度设计原则是保证固纱能完美包覆饰纱的前提下尽可能降低捻度，以达到改善成品纱线手感的目的。考虑研发此纱主要应用于针织面料，此外还要考虑织片不斜片的问题［5］，经多次实践，实际生产中采用S向206捻／米。具体见表4。

表45SH24／C76色纺花式纱和10S／2 H24／C76常规纱捻度对比Table 45SH24／C76 corrugated yarn and 10S／2 H24／C76 conventional yarn twist contrast

3.3.6 条干优化

实际生产中采用的是产自日本的FA721-100A花式捻线机，罗拉中心距前后为100 mm×104 mm，适合中长纤维的牵伸，而5SH24／C76大麻24／棉76大麻棉色纺花式波纹纱纤维的棉主体长度不超过30 mm，大麻纤维单纤维长度不超过25 mm，故生产时需安装加弧形装置的下销，加强对牵伸区浮游纤维的控制，改善花式纱线的条干（见图2）。

图2 花式捻线机弧形下销和普通下销对比图Fig.2 The comparison between the arc bottom pin and common bottom pin of fancy twister

4 5SH24／C76花式波纹纱的外观和产品优势

5SH24／C76大麻24／棉76的大麻棉色纺花式波纹纱织片有无规律小竹节，因固纱是正常偏高的捻度设计和饰纱的假捻现象，成品纱线有深浅层次感，织片呈现出明显立体感，手感比同类大麻棉色纺产品柔软，完全能达到大麻棉色纺纱在针织面料中运用的目的，能满足各种针织产品的理念，达到针织产品的要求［10］。样纱和样片见图3。

图35SH24／C76花式波纹纱样纱和样片Fig.35SH24／C76 fancy corrugated yarn and woven sheet