技术 莱赛尔纱线生产的基本工艺技术要点及质量控制(上)
作者: 媒体聚焦 发布时间:2023-12-31 13:28:50

  莱赛尔纤维英文名Lyocell,是以N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂,用干喷湿纺纺丝工艺制成的再生纤维素纤维,废弃物可自然降解,生产的全部过程中的氧化胺溶剂99.5%可回收再利用,不污染自然环境,被国际纺织界誉为21世纪绿色纤维,(需说明的是,Tencel与Lyocell不能相提并论,Tencel只是兰精公司生产的莱赛尔纤维商标名,而不是纤维分类)。

  莱赛尔纤维属于纤维素纤维,但其纤维物理结构不同于其它纤维素纤维,而是接近于大化涤纶纤维的中空状,见图1。而其它纤维素纤维(如常见的天竹、粘胶、莫代尔纤维)的物理结构呈沟槽状,见图2,区别是非常显著的。

  莱赛尔纱线产品分为纯纺和混纺两大类别,纯纺以紧密赛络50s-60s为主流,大范围的应用于家纺及高档针织内衣领域,比如水星家纺、梦洁均有使用紧密赛络LF50s纱线mm规格纺制的紧密赛络80s纱线做女士外衣和针织内衣面料等;混纺纱线包括莱赛尔/舒弹丝、莱赛尔/膨体腈纶、莱赛尔/绢丝/羊绒、莱赛尔/Pima等,都属于高端混纺纱线系列,多用于服装领域,包括婴童装、高档T恤、针织卫衣、商务西装等。其它非织造布及航空航天军用等领域也有应用,拥有非常良好的经济和社会效益。

  莱赛尔纤维特性是纤维光滑、刚性强、抱合力及伸长率差,原料回潮偏小。生产的全部过程工艺技术难点是静电严重、清花粘卷、梳棉掉网、细纱网格圈处须条抖动、罗拉扭振、自络捻接合格率低、成纱毛羽棉结偏高等,这样一些问题都需要一定的技术措施来解决。

  由于莱赛尔纤维纱线生产的难度较大、产品质量的要求比较高,一般很少使用普通环锭纺或赛络纺的方式生产,生产莱赛尔纱线的企业大多采用紧密赛络纺纺或涡流纺,以适应下游产业链的苛刻要求。并需要对原料检验及各工序工艺技术要点进行严格的过程控制,对各工序的工艺参数进行细致的优选、优化。

  莱赛尔有国产莱赛尔和国外莱赛尔两大类别,纤维的种类、规格繁多,各家纤维公司制作的莱赛尔纤维质量良莠不齐,各项质量指标更是千差万别。莱赛尔虽是工业化产物,但不同企业之间、同企业不同产地之间、同产地不同生产线之间、同生产线批与批之间、同批不同时间段之间生产的纤维,质量都存在比较大的差异,质量指标存在着一些波动和不稳定性。如我公司分别采取了A、B两家纤维企业的莱赛尔,在其它条件都相同的情况下生产莱赛尔/膨体腈纶50s纱线,质量指标有明显的差异,见表1。

  鉴于上述实际情况,建议对莱赛尔原料进行类似原棉检验的到料检测把关,流程如下:

  (1)查看质量检验单,着重关注检验单上的疵点含量、断裂强度、断裂伸长率、含油率、白度、回潮率等指标。

  (2)查看外包装信息,包括纤维规格、产地、批号、日期等,确保与质量检验单相符,也为接批提供质量依据。

  (3)开包查看实物,对原料的物理性状、可纺性能等进行手感、目测检验,如开松度、索丝含量、硬并丝疵点、颜色(目测)、油剂含量(手感)的检测,纤维的这些性能是直接影响纱线指标的项目,必须予以格外的重视,如开松度、索丝含量、硬并丝疵点等直接影响纱线的粗细节疵点,开松度、油剂含量直接影响车间的生活状态,颜色差异易引起布面色差、横档等疵点,因此,纤维的这些性能会直接影响我们的工艺参数的配置,建议引入和棉花一样进行类似轧工质量(轧工质量分为P1-P3三级)的感官检验。如我公司分别采购了C、D两家公司纤维公司制作的莱赛尔,经感官检验都很不理想,但纤维的物理性状差异很大,C公司生产的莱赛尔纤维可以手拣出很多的片状硬纤维团疵点(见图3),而D公司生产的莱赛尔纤维可以手拣出很多的原硬并丝疵点(见图4)。

  (5)有条件的最好对每批原料进行染色试验,以期对后期织物染色做出预判,并指导配料接批。总的来说,莱赛尔原料的稳定性和一致性不如其它化纤原料,所以要稳妥接批,如果对接批原料的差异性没有十足的把握,最好拉空换批生产。

  相对于常规的纤维素纤维而言,莱赛尔纤维的实际回潮偏低,我们检测的结果一般在10%以下。为减少生产的全部过程中的静电积聚现象,减少在开松、梳理过程中纤维的损伤,在使用前一般要予以加湿、加抗静电剂等预处理,并在自动抓棉机上加装超声波加湿器,以达到随抓棉小车运行持续往原料上均匀加湿、保证纤维适当回潮率的目的。

  近几年来,我国莱赛尔高端混纺纱线的产量在逐年增加,这一些产品采用单染工艺或者染敏感色时,很容易形式色差或横档疵点,对布面质量的影响较大,因此就需要保证原料的混合均匀度及其混纺比的准确性,因此通常要对原料采用预混料设备做预混后成包,二次上盘后再按正常工艺流程生产。

  莱赛尔纤维的吸放湿速度较快,为提高原料的可纺性,要求莱赛尔原料及其预混包存放区域的相对湿度达到70-75%,并存放24小时充分吸湿后在使用,以改善纤维的可纺性能,稳定成纱质量指标。

  清梳工序的生产难点,主要是棉卷粘卷、梳棉掉网、棉网云斑(尤其是细旦纤维及索丝较多的原料)。

  生产莱赛尔纤维,梳棉工序最常见的质量上的问题是棉网云斑、棉网质量不良。出现这样一种问题的问题大多有两种情况。

  生产超细旦(如LF0.9dtex×34mm)或者开松度较差、索丝较多的莱赛尔纤维时,对梳棉机的梳理能力提出了较高的要求,如果系统工艺配置不当,往往会造成棉网云斑问题。

  如我公司使用E公司生产的A100生产时,发现原料中的索丝较多(见图5),在单唛试纺时,发现梳棉工序的梳理负担过重,产生棉网严重云斑,成纱指标显著恶化。

  在由于梳棉机梳理不足造成棉网云斑的情况下,如果梳棉机的梳理效能不足,只调整梳棉工序往往会收效甚微,此时就需要采用系统工艺的思路,通过改变清花工艺流程,增加开松点来解决这一个问题。如我公司在使用LF0.9dtex×34mm纤维生产80s紧密赛络纺纺纱线时,出现了梳理不足造成棉网云斑问题(清花采用工艺流程一),通过对清花工艺流程做调整,提高了清花工序的开松效果(工艺流程一),有效解决了梳棉工序棉网云斑的问题,成纱质量改善效果非常明显,见表2。

  如果梳棉机的梳理过度,棉网也有可能会出现云斑等问题,在这种情况下,单凭目测检验不易精准判断是不是存在梳理过度的问题。

  我公司在采用LF1.3dtex×38mm纤维生产60s紧密赛络纺纺纱线时,时,成纱棉结、强力、条干CV%值一直居高不下,成纱+200%棉结有时高达300个/km,条干CV%高达15.0,而采用G100 1.3dtex×38mm的G100生产60s紧密赛络纺纺纱线个/km左右,目测棉网清晰度及生条棉结,两种纤维的棉网质量差别不大。

  通过认真观察和分析,我们大家都认为LF纤维的结晶度和聚合度不同于其它莱赛尔纤维,纤维的伸长率和弹性差,在工艺流程和梳理度相同的情况下,在生产的全部过程纤维存在纤维内在结构受到损伤,但一些纤维伤而未断,疲劳度较高,强力降低,在后续牵伸过程中容易断裂而形成短绒,影响纤维变速运动的稳定性和变速点的一致性,从而恶化了成纱质量指标。

  为此,我们针对LF1.3dtex×38mm纤维的特性,采取了以下技术措施:

  (2)选用车速较低的FA201B梳棉机生产,挑选运作时的状态较好的机台进行专纺。

  实施以上技术措施后,该品种成纱的+200%棉结降低到了21个/km左右。