纺织技术 | 汉麻/阳离子改性棉混纺纱的生产实践

汉麻种植简单、省时省工，生长中只需少量的水和肥料，不需要用农药，丢弃后可自然分解，是一种具有突出“低碳品质”的高值生物质材料。西方国家的大部分纯纺和混纺的汉麻织物都来源于中国，在欧美市场，麻纤维产品的价格远高于棉纤维产品，因此，汉麻纤维及麻纺织企业的市场效益较为可观。

虽然汉麻纤维产品产业的前景广阔，但目前汉麻纺织服装产品品质档次不高，其原因主要是汉麻纤维中含有较多的木质素和果胶且难以去除、纤维粗硬且质量变异系数较大，长度整齐度较低，纤维长度较短，离散度较大，且含有较多的杂质、硬条等疵点，故汉麻纯纺可纺性较差，上染率较低，色牢度不高，难以达到高支纱的可纺性要求。传统汉麻的纺纱方法常采用湿法纺纱，而湿法纺纱粗纱需经过煮漂工序，严重制约了汉麻混纺纱产品的研发；目前开发的产品多是汉麻与其他纤维进行干法混纺制得。综合多组分纤维的优点，开发性能优异的混纺纱线是当前纺纱新产品开发的趋势。

根据汉麻纤维和棉纤维各自的可纺性能特点，曾有对不同混纺比汉麻与棉混纺纱线的性能研究，也有企业对麻混纺纱线进行了开发与生产实践。为提高汉麻纤维的使用附加值，开发更优质的汉麻混纺纱产品，在前述开发生产实践的基础上，我们首先对汉麻纤维原料进行养生预处理，使处理后的纤维性能指标满足后道纺纱加工的需求，再对棉纤维进行阳离子改性，从而有效解决汉麻纤维与改性棉混纺面料的活性染料染色问题。另外，基于环锭纺设备，通过优化纺纱工艺和混纺技术，有效提高了精梳汉麻/阳离子棉混纺纱产品的品质和制成率。

一、原料及纱线工艺流程

1.1 原料及纺制品种

（1）汉麻纤维：长度28-35mm，短绒率不大于20%；纤维分裂度2100Nm；断裂强度3.5cN/tex；含杂率小于0.3%。

（2）棉纤维：长度28.15mm，马克隆值4.28，回潮率6.12%，含杂率1.86%。

（3）纺制品种：分为H55/Cg30/C15SCF16S、H55/Cg30/C15SCF21S、C60/H30/Cg10CPTJ32S和C60/H30/Cg10CPTJ40S四大类，分别采用普通环锭纺、赛络纺和紧密赛络纺三种纺纱工艺进行生产。

1.2 纺纱工艺流程

纺纱工艺：

汉麻纤维养生预处理+棉纤维阳离子处理→纤维选配预混→开清棉→梳棉→精梳准备→精梳→头并→二并→粗纱→细纱→络筒。

具体流程配置为：

预混（A002C抓棉机→打包）→A002C抓棉机→A006C自动混棉机→A036C开棉机→A092A 棉箱给棉机→A076C成卷机→FA201B梳棉机→FA311并条预并→JSFA3180条并卷机→JSFA588精梳机→FA311并条机（二道）→FA458A粗纱机→FA528细纱机→AC338络筒机。

二、纤维原料预处理

2.1 汉麻纤维养生预处理

汉麻纤维比较粗硬，质量变异系数较大，长度整齐度较低，纤维长度较短，离散度较大，为提高汉麻纤维的可混纺性，为优化其可混纺性，我们采用了给湿和加油的预处理措施。给湿使纤维保持一定的回潮率，在梳棉和精梳工序中减少静电；加油的目的是改善纤维的表面性能，减小纤维表面的摩擦系数，增加纤维的柔软度和润滑性。用水、油和乳化剂制成混合液，在软麻机的输出端喷洒在纤维上，油剂的选择通常有矿物油和植物油两种，两种油剂有着各自的优点与缺点。矿物油的性质较为稳定，不易起化学反应，但乳化效果较差；植物油的乳化效果较好，但化学性质不够稳定。乳化剂能够提高乳化液的稳定性，为提高渗透和抗静电等效果，通常选用表面活性剂。

养生预处理的具体工艺为：甘油与大豆油的混合油剂含量2.2%，抗静电剂0.55%，渗透剂0.45%，水96.8%，养生时间36小时。实践表明：油剂含量、油剂类型以及养生时间等对汉麻纤维的断裂强度、回潮率以及断裂强度CV值会产生明显的影响。相比单一油剂，混合油剂改善纤维性能的效果更好，所用油剂含量不宜过高，否则会导致汉麻纤维断裂强度有所下降，另一方面油剂含量过高也会导致生产成本上升，过短的养生时间会导致乳化液无法充分进入汉麻纤维束内部，养生效果不明显，当养生时间达到36h后，汉麻纤维的各项性能指标已接近稳定，经过合理的养生预处理，汉麻纤维的抗静电性能得到明显提升，回潮率达到12.6%以上，纺纱过程中静电现象减少，可以有效减少绕皮辊、绕皮圈、绕罗拉现象的发生，使生产过程更顺利，从而提高汉麻纤维混纺纱的质量。

2.2 棉纤维阳离子处理

棉纤维在染浴中带有负电荷，而染棉用的活性染料大多属于阴离子型，由于静电斥力，染料的上染会受到抑制，因此需要对棉纤维进行阳离子改性，通过化学反应或物理吸附使阳离子固着在纤维上，以减少或消除纤维上的负电荷效应，从而提高纤维与染料的亲和力。目前应用较多的是反应型阳离子改性剂，根据活性基团数量又可分为单活性基和双活性基，如单活性氯醇季铵盐类改性剂在碱性条件下活化，生成活泼的环氧基化合物，与纤维素纤维结构中的R-OH在碱性条件下反应，使棉纤维接上阳离子基团。

棉纤维阳离子改性处理工艺：单活性氯醇季铵盐类改性剂8g/L，NaOH质量浓度9g/L，浴比1∶38，以2℃/min速度升温，85℃保温45min，后处理。

三、纺纱工艺

3.1 开清工序

经过养生预处理后的汉麻纤维与改性后的棉纤维进行混合，随后经过开清棉工序，将大块原料松解成小块或小束，同时排除原料中的杂质，以提升原料混合均匀性，为后续梳理成单纤维状态创造有利条件。

为减少开清棉工序对纤维的损伤，我们采用了“柔性开松”技术，适当降低打手速度、增大打手与给棉罗拉隔距，遵循“多梳少打、早落防碎、加大尘棒间隔”的工艺原则。在保证汉麻和棉纤维充分开松和除杂的前提下，尽量降低对纤维的损伤。

抓棉机采取“勤抓少抓、减少停车次数”的措施，在满足供应的条件下尽可能减小打手刀片伸出肋条的距离和小车每次下降的动程，将打手刀片伸出肋条的距离设定为1.2mm，小车每次下降的动程设定为2mm/次，以提高纤维块的开松程度。打手速度过高虽能提高开松效果，但会增加纤维损伤。因此，我们将抓棉机打手速度设定为730r/min，清棉机综合打手速度设定为850r/min。

棉卷定量设计为370g/m，长度为30.6m，棉卷罗拉速度11r/min。车间温度控制在26-30℃，相对湿度维持在65-70％。

3.2 梳理工序

采用“柔性梳理”的理念，以纤维损伤最小化为前提，有效提高纤维分离程度、清除纤维中的杂质和疵点，确保单纤维混合均匀。鉴于汉麻的特性，制定了“多梳多落、去杂去短、少伤纤维”的工艺原则。为优化梳理效果，采取了一系列改进措施，加装了前4根和后2根固定盖板，增设1个棉网清洁器，减小锡林与盖板隔距，适当降低刺辊速度，优化锡刺比等，以确保纤维能够顺畅地从刺辊转移至锡林。主要工艺参数：锡林速度为330r/min，刺辊速度为720r/min，刺辊与给棉板的隔距为0.35mm，锡林-盖板隔距为0.25、0.23、0.20、0.23mm。偏轻控制棉条定量，车间温度控制在28-32℃，相对湿度控制在60-65％。

3.3 精梳工序

精梳工序要对纤维进行更为精细的梳理，以进一步清除纤维中的细小杂质，排除部分短纤维，提高纤维伸直平行度。我们采用预并-条并卷的准备工艺，保障小卷成形良好、横向均匀、棉层清晰，以利于钳板横向均匀握持。鉴于汉麻纤维长度离散较大、40mm以上的纤维占比超过30%的特性，采用了“大喂给、大牵伸隔距、低锡林转速”的工艺原则，为在减少纤维损伤，选用了齿密相对较稀的锡林和顶梳针布。主要工艺参数：锡林转速为320钳次/min，给棉长度为5.2mm，顶梳隔距为0.45mm。车间温度控制在28-32℃，相对湿度控制在60-65％。

3.4 并条工序

为降低棉结增长率，应遵循“轻定量、慢速度”的工艺原则。罗拉加压在纺棉的基础上提高约15%，适当加大罗拉的隔距，以防止因汉麻含有倍长纤维而出现牵伸不开的现象。重视机台的清洁工作，保持须条通道光洁，以减少堵条与飞花积聚问题。主要工艺参数见表1。车间温度应控制在26-30℃之间，相对湿度控制在70%左右。

表1 并条主要工艺参数

3.5 粗纱工序

为了确保纱线质量，要控制张力波动，适当增大粗纱捻系数，稳定粗纱条捻度，以有效防止粗纱产生意外伸长，减少断头现象的发生[16]。采取的“偏重定量、适当增加捻系数”工艺原则，鉴于汉麻的特性，粗纱要加强对浮游纤维的控制，以增强纤维间的抱合力，适当调整粗纱卷绕张力，防止粗纱在卷绕和细纱退绕过程中发生意外伸长。为确保纱线的重量偏差的稳定性，要严格控制大、中、小纱和前后排粗纱之间的张力差异。为减少纱疵的产生，建议采用封闭锭翼。主要工艺参数：定量为6.8-7.6g/10m，捻系数为115-126，总牵伸倍数为7.12-8.36，后区牵伸倍数为1.15，锭翼速度为1200r/min。车间温度控制在26-30℃，相对湿度控制在65-70％。

3.6 细纱工序

细纱工序在提高成纱强力、降低纱疵、减少毛羽等方面至关重要。鉴于汉麻的特性，采用传统环锭纺方式生产汉麻混纺纱，会出现毛羽多、条干差、棉结多等问题，生产过程中飞花较多，制成率较低。为此，我们采用紧密纺赛络技术进行生产。纱线品种及质量指标见表2。

表2 汉麻/阳离子改性棉混纺纱线规格及指标

从表2中的数据可以看出，紧密赛络纺纱工艺在提高汉麻和棉混纺纱线质量方面表现出色。不仅提高了纱线的断裂强度和条干均匀度，还降低了纱线的重量CV值，减少了纱疵数量。在实际生产过程中，通过合理配置工艺参数，可以充分发挥紧密赛络纺纱工艺的优势，进一步提高汉麻和棉混纺纱线的质量水平。

3.7 络筒工序

络纱速度与纱线毛羽增长率直接相关，根据汉麻与棉混纺纱的特性，络筒速度要控制在1000rpm左右较低的水平。为提升络筒生产效率，适度放宽电清工艺参数，以防过度剪切。考虑到汉麻/棉混纺纱易产生短绒和麻尘的问题，在生产过程中要加强清洗工作，以降低附入性纱疵。

四、结语

麻与棉混纺纱线的开发和应用为纺织行业带来了新的发展机遇。通过不断的研究和实践，我们开发出了强力高、条干均匀的汉麻与棉混纺纱线，为纺织行业在开发新型纤维混纺产品方面提供了有益的参考。

来源： 方斌 陈全土 绍兴柯桥明诗纺织科技有限公司、李琪 吴华平 浙江理工大学绍兴柯桥研究院有限公司、金国华 浙江绿锦纺织科技有限公司
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