合成染料给纺织品带来丰富色彩的同时，对环境和人的健康也产生了威胁，植物染料由于低敏性、生物降解性和低毒性等优点，已成为纺纱生产中新产品开发热点之一。另外，众所周知，巾被、针织内衣等产品对“柔软”的追求是永恒主题，为实现“柔软”，对纱线要求之一就是采用尽量小的捻度，但普通纱线过小的捻度会造成纺纱困难和织造断头增多，因此以往要想实现纱线“柔软”的要求，只能平衡纺纱和织造两方面的要求，将纱线捻度选取折中值；基于新型水解PVA长丝的植物染Modal超柔软紧密纱的开发为巾被、针织等行业提供了实现“超柔软+生态”纺织品的另一种全新的解决方案。
利用新型水解长丝为芯，外包高品质的茜草（红色）、姜黄（黄色）、靛蓝（蓝色）植物染Modal纤维，在紧密纺纱机上以特殊包覆加工工艺制成的3种颜色的皮芯结构复合纱，用该复合纱制成织物后加入特定的催化剂经过90℃以上的水解除掉芯丝后，即形成植物染超柔软紧密纺纱线制品。
一、植物染Modal纤维、水解芯丝及其性能
茜草（红色）、姜黄（黄色）、靛蓝（蓝色）植物染莫代尔纤维性能及三种颜色纤维表面形态扫描电子显微镜照片分别如表1、图1所示。
图1 靛蓝（A）、茜草（B）、姜黄（C）植物染莫代尔纤维外观形态SEM照片
50D/24F水解丝拉伸性能为断裂强度24.8 cN/dtex、断裂伸长率8.2%、初始模量0.87 cN/tex。
二、植物染超柔软紧密纱生产工艺与关键加工技术要点
2.1纺纱工艺路线、流程及原理
植物染紧密柔软纱纺制工艺路线和流程与常规短纤维纺纱工艺路线基本相同，即外包植物染Modal短纤维经过DSBL-01型清梳联合机、DSCa-11A型数字式小样梳棉机、DSDr-01型数字式小样并条机、FA498-12型粗纱机做成粗纱条，再喂入BSE518-60型紧密细纱机进行正常牵伸。水解长丝通过细纱的附加装置和张力控制装置，经长丝导入装置，同牵伸过的外包短纤维粗纱须条汇合于细纱机前罗拉钳口处，经前罗拉输出后，经过导纱钩，在钢领钢丝圈加捻卷绕下形成芯鞘型植物染Modal紧密纱管纱。纺制原理如图2所示。
图2 植物染Modal/水解丝紧密纱纺制原理
2.2 纺制装置设计及环锭细纱机的改造
植物染超柔软紧密纱可在改造的环锭细纱机上纺制，其生产的关键是对细纱机纱架改造加装插放长丝的筒子架及在牵伸区域增设控制长丝喂入位置的导轮装置和控制张力的螺旋抱合器。
纺纱时长丝从丝筒上退绕下来，经过张力控制张力装置保证喂入张力，通过导轮装置控制长丝喂入短纤加捻区的位置。
本装置具体特征为：
（1）在细纱机上，从前罗拉后方喂入长丝，与短纤维须条汇合输出。
（2）长丝的张力由自行设计制作的特定的螺旋抱合器张力装置控制，使纺纱时长丝的张力值稳定保持在合理范围。
（3）喂入长丝时，由一对精密制造的导轮精确控制喂入位置。
2.3 植物染超柔软紧密纱复合成纱加工工艺
①水解长丝在复合纱中所占比例以低于30%为好，比例增大退维后纱线太松散，一方面影响纱线强力及织物强力（抱合力减小），另一方面因溶除的长丝多，增加产品成本。推荐用量为10%~20%比较合适。本产品水解长丝含量14.5%。
②长丝张力由张力装置控制，当长丝与短纤须条在加捻三角区同轴加捻时，长丝张力值大于或等于短纤维须条的张力值（约为30~45cN）。
③细纱机环锭加捻系统对复合纱施加的捻系数应比正常纺纱时同特数的外包短纤维高20~30%左右为宜。
④纺制时为获得良好的包覆效果，横动装置停用；钢丝圈偏重2~3档。
三、各工序的工艺配置及质量控制要点
3.1 DSBL-01型数字式清梳联
试验中采取了“充分混和、适中隔距、慢速度、减少打击、少伤纤维”的工艺原则，同时要提高纤维的转移率，防止纤维过多的搓揉与纠缠。
在梳棉机工艺设计中，兼顾梳理与减少损伤纤维。锡林刺辊间采用较大的速比、并尽可能减小锡林与刺辊、锡林与道夫隔距，以利于纤维的转移和梳理，减少返花现象，降低棉结的产生。
各单机配置的主要工艺参数如下：
DSOp-01型开松机：开松辊转速280 r/min、给棉帘线速度2.42 m/min、剥棉罗拉转速186 r/min、开松速比369倍。
DSFa-01型输棉风机转速960r/min。
DSMi-01型混棉机：斜钉帘线速22.5 m/min、剥棉辊转速89.6 r/min、小开松辊转速373 r/min，角钉帘-均棉罗拉隔距60 mm、角钉帘-压棉帘隔距70 mm。
DSFe-01自动喂棉机：振荡板振动频率274次/min。
DSCa-11A型梳棉机：梳棉总牵伸倍数60倍、锡林转速500 r/min、锡林刺辊速比2.0∶1、盖板速度200 mm/min。主要隔距配置见表2所示。
3.2并条
并条工艺总牵伸倍数小于并合数、罗拉隔距和后区牵伸倍数偏大设计，以改善纤维的伸直平行度。并条2道并条按“顺牵伸、轻定量、中隔距”工艺原则，并且末并的后区牵伸倍数小于头并，利于成纱条干水平的提高、单纱强力不匀率的降低和棉结的产生。并条主要工艺参数见表3所示。
3.3 粗纱工序
粗纱工序中采用较小后区牵伸倍数，使具有紧密结构的纱条进入主牵伸区，利于保证条干均匀度。主要工艺参数：定量5.8g/10m，牵伸分配1.05× 5.04 ×1.18，捻系数78.3，罗拉隔距（前×中×后）14 mm× 28 mm × 28.5 mm，前罗拉速度280 r/min，钳口隔距5.0mm。
3.4 细纱工序
后区牵伸工艺配置采用较小后牵伸倍数，较大的后罗拉中心距和较大的粗纱捻系数的“二大一小”工艺，可充分利用粗纱捻回，产生一定的附加摩擦力界，利于有效控制纤维运动，提高成纱条干均匀度和减少粗细节；前区采用“小浮游区长度、小钳口隔距和小罗拉中心距”的“三小”工艺。
细纱主要工艺参数：细纱设计定量2.902g/100m，牵伸分配17.4 ×1.15，捻系数350，前中后罗拉中心距44 mm×55 mm，钳口隔距3.5 mm，前罗拉转速256 r/min。
四、复合成纱质量指标
32.8 tex + 5.56 tex植物染（红、黄、兰）Modal纤维/新型水解丝包芯成纱质量指标如表4所示。
成纱性能能够完全满足后续产品开发的质量需求。
五、结束语
在基于新型水解PVA长丝植物染超柔软紧密纱的纺制生产中，采取优化设计前纺工艺参数与配置，有效控制纤维梳理质量与混和效果；加强条粗细工序的皮辊、皮圈表面处理形式以及硬度选择与管理，减少“三绕”和粗细纱断头，提高产品质量和生产效率。对粗细纱工艺进行系统设计，“二大一小”的细纱工艺满足后续产品开发的质量需求。
作者：张玉清 邢明杰 青岛大学 高广远 夏津仁和纺织有限公司
编辑：中国纱线网新媒体团队
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