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浅析再生纤维素纤维的梳理技术
乐峰（江苏悦达纺织集团有限公司）
0前言
在全球石油资源紧缺的大背景下，合成纤维生产成本将会逐步走高，产量的增长也会受到制约；况且随着人们生活水平的不断提高，对纺织品和服装的舒适性、环保性也会有更高的要求，因此天然功能性、健康环保类纺织品会成为未来纺织品市场的主流。大力发展再生纤维素纤维既是市场的需求，又由于作为棉纤维代用品的再生纤维素的木材等原料资源十分丰富，未来纺织品市场将会是以再生纤维素为主类的市场。于是再生纤维素的纺制便成了当前各纺纱企业共同探讨的课题。同时再生纤维素种类繁多，生产厂家的水平不一，人们的认识和标准差异，客户的要求和用途不同等等，这些都成了再生纤维素类纺织品发展的瓶颈。我公司由于发展的需要，与奥地利兰精集团实行“强强联合，优势互补”战略，建立长期合作共赢的伙伴关系，于是公司加大天丝、莫代尔等再生纤维素品种的研制和生产工作。下面简单介绍纱线纺制中的一点认识和看法。
1再生纤维素的分类及发展
纵观再生纤维素纤维的发展，总体上可以分为三个阶段，也形成了三代不同的产品。
第一代产品是20世纪初为解决棉花短缺而面世的普通粘胶纤维。当时作为再生纤维素纤维之一的粘胶纤维，曾是化学纤维生产的第一大品种。随着合成纤维新品种的出现和发展，加上粘胶纤维的生产工艺流程长而复杂，能耗大，耗水量大，特别是严重污染环境，废气和污水的治理难度高、费用大，一些发达国家相继关闭了部分生产粘胶纤维的工厂，致使其世界产量在间下降约为41%。
第二代产品是20世纪50年代开始实现工业化生产的高湿模量粘胶纤维，其主要产品包括日本研发的虎木棉（后命名为Polynosic）和美国研发的高湿模量纤维HWM以及兰精公司80年代后期生产的莫代尔（Modal）纤维。60年代后期开始，合纤生产技术的发展迅速，原料来源充足和成本低廉，合成纤维极大地冲击了再生纤维素纤维的市场地位。许多研究机构和企业更多地关注了新合纤的开发和应用。在此期间，世界再生纤维素纤维的发展趋于停滞。
第三代产品是以20世纪90年代推出的短纤类，以天丝（Tencel）、纽富（Newcell）为代表，以及目前的丽赛（Richcel）纤维、维劳夫特（Viloft）纤维等，随着科技的进步，其性能也得到了充分改善。不但具有可再生的自然资源，还具有可持续性、绿色环保性，可参与自然界的生态循环，所以纤维素纤维是当代最理想、最有前途的纺织原料之一。作为纺织纤维，纤维素纤维还具有优良的吸湿性，穿着舒适性，一直是纺织品和卫生用品的重要原料。在这一背景下，纤维素纤维再次得到重视。
2 再生纤维纺纱中存在的问题
奥地利兰精公司开发生产的一种高湿模量的纤维素再生纤维莫代尔，原料采用欧洲榉木，全部是100%的天然纤维素，因此莫代尔纤维具有优良的环保性能和开发潜力，并融合了天然纤维和人造纤维的优良特性，集柔软、顺滑和丝质感于一体，是改善织物性能的理想纤维，其针织物的色牢度好，富有亮丽的色彩，经过多次水洗不易退色，主要用于内衣，运动服装和家用纺织用品。
这类品种在开发、生产过程中出现了许多意想不到的问题，给梳棉机的生产带来了一定的难度，主要问题有机型、工艺、车间温湿度、操作等。过去在生产台湾莫代尔时，由于它的适纺性能与兰精粘胶性能差不多，又都是小批量试纺，梳棉工艺参照粘胶，生产还算稳定。现在天丝、莫代尔纤维的性能大幅改善，并形成规模化、批量化。于是生产中暴露出原料性能问题、纺纱工艺问题、器材配置问题。
3再生纤维素纤维的梳理技术
3.1清花配置不同，梳理效果不同
3.1.1开清棉工序讲究的是料气比
料气比就是指气流配置是否合理，不合理时，会影响开松除杂，严重时甚至噎车，形成索丝，造成大量棉结与纤维损伤，短绒增加，气流配置的是否合理是开好、用好开清的关键。
3.1.2重视空调与滤尘的配合
首先要保证清梳车间的送风量和排风量要平衡，排风量和过滤量要平衡，即车间要保证正压，过滤量要大于实际排风量的10%左右。除尘系统选用风机后一定要实测风量及风道阻力，风机最好采用变频调速。
3.1.3合理配置各单机进出口的气流与气压
要保证棉流进出的压力不宜过高，高既浪费能耗，又造成棉流过多的滚动、刮擦而形成棉结，要通过试验对比选择合适的静压值。开清棉的原料是靠气流来输送的，管道气流工作状态的稳定与否直接影响开清棉的生产效率和生条质量，棉流的流速12 m/s左右为宜。
开清棉机组生产的棉卷质量好坏是影响梳棉机梳理的一个重要前因。如棉卷的重量是否均匀，短纤维含量增加是否过多，开松时有无索丝产生等对梳棉机的梳理度都有一定的影响，从而对生条的棉结和短纤维含量等指标影响较大。再生纤维素纤维的清棉工艺参数：抓手与肋条隔距-3 mm，打手速度760 r/min，抓臂每次下降距离1.5 mm；清棉机综合打手750 r/min，尘棒隔距5 mm，剥棉刀隔距1.5 mm，天平罗拉打手隔距12 mm，天平曲杆与天平罗拉隔距0.127 mm，棉卷罗拉速度10 r/min。
3.2机型不同，梳理工艺不同
用A186F型梳棉机生产，当时考虑到莫代尔的性能、特征及外观与兰精粘胶的相差不大，所以工艺参数按粘胶的工艺上车应该没有问题，而且在清花线生产时采用工艺也与粘胶相近，可是到了梳棉机却出了问题，大漏底出现吸花现象，棉网破边，难以成条。再加上设备本身存在的缺陷，A186F型梳棉机由四罗拉剥棉都改造成单罗拉剥棉，改造后罗拉与压辊之间距离较远，这样一旦纤维抱合差、工艺上不合理或车间温湿度偏低时，加上莫代尔纤维的质量比电阻大，生产时静电严重，常出现绕罗拉，后加大了定量和湿度，解决了缠绕问题；但棉网又出现下沉，难将棉网聚成棉条，且生头很困难，由于纤维柔软，顺滑，纤维抱合力差，无法正常开快车，梳棉机产量低，质量差。
于是又利用FA203A梳棉机的双棉卷和皮圈剥棉装置，刚开始生产还好，每小时产量在20 kg左右，但生产时间不长，又出现缠绕锡林现象，而导致梳棉机全部停产。原因是FA203A双棉卷梳棉机的针布配置是棉型的，针齿前角小、齿较密，莫代尔回潮率较高，与棉相比，莫代尔纤维的适纺性能差。
最后在FA201B梳棉机上试纺，FA201B梳棉机针布配置是纺化纤的齿密、角度都能适应，在纺前对机台进行整车，调整工艺、温湿度，没有缠绕锡林现象，没有绕罗拉静电现象，但是棉网有时还有下沉现象。在罗拉与压辊间棉网下加装了托棉板装置，才大大改善了棉网下沉现象。
机型选择不同，针布配置不同，生产再生纤维素纤维的结果不同。要用好、纺好新型纤维，必须从机型和配置上入手。不同机型的设备状态不同，工艺选择不同，器材配置不同，梳理能力会不同，梳理效果也就会不同。
3.3针布配置不同，分梳能力不同
3.3.1再生纤维素纤维的针布配置要求
梳棉机上刺辊锯条，锡林、道夫、盖板针布、剥棉齿条，预分梳板和固定盖板上齿片等，是梳棉机加工纤维的核心元件。其齿形规格、制造质量，钢材成分及选用时规格搭配，均直接影响成纱质量及机物料消耗。针布选配不当，不论设备和工艺措施如何优良，也不会获得满意的梳理质量和优良的产品，再好的高产梳棉机也发挥不了高产优质的作用。因此，选用优质针布，只有梳棉机的梳理细致，有效，到位，充分，才能做到梳理单纤维化，达到降低棉结、杂质的目的。
锡林针布，再生纤维素纤维由于摩擦因数大，易产生静电，易绕滚筒，故应选用齿形释放性强、前角较大、浅齿或带负角、纵向齿密度较稀、横向较密、齿背驼峰形的锡林针布。
锡林针布总高要低，以减轻锡林～盖板工作区的针面负荷，有利于提高单根纤维的梳理度，提高锡林针布的梳理利用率和梳理效率，避免因静电造成纤维缠绕锡林现象的产生，也避免棉网产生不匀。
加大锡林针布前角，便于锡林～刺辊间的纤维转移，增强锡林针布对纤维的有效握持，使纤维得到充分梳理；减小锡林针布基部厚度，有利于增加横向密度，从而提高锡林的梳理质量。
刺辊针布，虽然再生纤维素纤维，种类繁多，性能各异，一般其吸湿性好，其中有些纤维回潮率很高，但静电却很多，长度又较细绒棉长，针布宜选前角大，或带负角，齿密较密的化纤型刺辊锯条。
增大刺辊针布的前角，利于降低刺辊对纤维的拉扯损伤；增加刺辊齿密，可提高其梳理度，改善预分梳效果；提高刺辊速度也可提高刺辊的分梳作用。因此不但要选择好的针布，还要配置合理的工艺。
道夫针布的主要作用是抓取、凝聚纤维，把已分梳好的单纤维及时从锡林上充分转移出来凝聚成棉网，道夫针布应具有足够的抓取握持力，因此道夫针布采用深而细的基本齿形。再生纤维中，大豆蛋白纤维和天丝、莫代尔等，生产过程中静电多，纤维抱合力差，虽然原料中添加各种油剂，还是很难成网，道夫应配小前角或鹰嘴齿尖，深齿隙，齿侧面带沟纹，以增加道夫针布的抓取能力，减少掉棉网现象的发生；另外加大道夫齿间距，有效提高道夫针布齿隙的容纤量，有利于纤维在道夫表面的均匀混合和凝聚纤维，顺利引导高速气流，便于纤维转移，达到提高棉网质量的目的。
盖板针布选择应与锡林配套，再生纤维素纤维杂质少，纤维长，摩擦因数大，梳理力比纺棉大得多，故应选用厚底布，强握持，粗钢针的直脚截切型低密度硬性或半硬性盖板针布，以减少盖板花，防止钢针变形、旁弯、后仰、针孔松弛等。
前后固定盖板的作用在当代高速、高产、高质梳棉上更明显，能增强梳棉机的梳理度，使棉网中一次梳理的纤维集结体减少，单纤维增加，适当提高生条纤维的伸直度和平行度，减少生条棉结，改善生条的均匀度。总之，前后固定盖板配置原则是：后固定盖板齿较前固定盖板为稀，进行预梳作用；而前固定盖板是对锡林针布上纤维再次梳理，以增加纤维的平行伸直度，配置和工艺要求更高。
3.3.2再生纤维素纤维的针布配置
兰精莫代尔由于回潮较大，梳理过程中易充塞针布针根，造成纤维间转移困难，纤维经多次揉搓、缠结而形成棉结。采用专用针布及合理的分梳隔距。以减少纤维损伤和棉结为原则，增大锡林与刺辊线速比为2.3，提高道夫的转移率，减少纤维损伤和刺辊返花，锡林与盖板间隔距适中，采用盖板高速工艺（相对化纤而言）。锡林针布采用南通金轮公司的AC2520×1660型，盖板针布采用金轮MCZ32或36，刺辊采用南通金轮的AT5605×05011型，道夫针布采用南通金轮的AD4030BR×2090型。针布保持良好的状态，以提高棉网清晰度，减少棉结的产生。再生纤维素纤维表面光滑，纤维之间的抱合力差，梳棉棉网不易成形，为解决棉网成形问题，降低道夫速度，减小大漏底入口隔距或割短大漏底，防止吸入道夫上棉网。
3.3.3梳棉机的工艺参数选择
梳棉机的工艺选择是否合理，对梳棉机的梳理力度和质量指标都有很大的影响，如各梳理元件的速度高低、梳理元件间隔距大小、生条定量的轻重等，如果配有合理的梳理工艺，可达到事半功倍的梳理效果。
梳棉机上车工艺参数：生条定量25 g/5m，出条速度90 m/min，刺辊速度700 r/min，锡林速度350 r/min，道夫速度24 r/min，盖板速度86 mm/min，给棉板与刺辊隔距19（1/1000″），分梳板与刺辊隔距2.0~1.5 mm，刺辊与锡林隔距7（1/1000″），后固定盖板（3根）与锡林隔距18、17、16（1/1000″），前固定盖板（3根）与锡林隔距11、10、9（1/1000″），锡林与盖板隔距8、7、7、7、8（1/1000″），锡林与道夫隔距5（1/1000″）。
3.3.4莫代尔纤维的生条主要质量指标
通过对设备及工艺参数的调整与优化，解决了生产存在的各类问题，而且生条质量指标水平得到提高，生条手拣棉结在2~3粒/g，条干CV在5.0%左右，重量外不匀率≤3.8%，内不匀率能控制在32以内，攻关措施达到了一定的效果，为批量生产打好了基础。
4结论
综上所述，与其他化纤相比，再生纤维素纤维由于资源广阔，适纺性能较好，更能满足广大消费者的需求，因此，未来纺织品市场是再生纤维素市场，也是高端技术的市场。但再生纤维素纤维的纺制也要引起人们的重视，由于再生纤维素纤维性能的改变，并由以前的小量试纺走向批量化生产，应及时改变观念和质量要求，从工艺流程选择、设备机型采用、工艺参数优化、梳理器材工艺选配及环境条件的控制上下功夫，找出适合于自己产品的特有生产途径和方法，将自己的产品推向国际市场，打造世界顶级的纱线产品，从而提高纱线市场的占有率。
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