技术 | 桑蚕丝/石墨烯/天丝混纺超高支纱的实践

石墨烯纤维是将石墨烯原料以物理或化学方式附着到其他纤维类材料中或者将石墨烯以一定比例掺加到人造纤维浆液中制成的，通过石墨烯的特点改变原有纤维的物理化学性能，属于新材料的一种。

所以说到石墨烯纤维就必须来说说它的原料——石墨烯。石墨烯是到现在为止发现的最薄、强度最大、导电性极佳的新型纳米材料，它具有极好的强度和柔韧性、导电导热性和光学性质，在物理、化学、环境、材料、能源等方面有着广泛的应用，含有石墨烯的石墨烯纤维同样拥有者良好的性能。

传统的服装在干燥的天气极易产生静电，给生活带来了诸多不便，石墨烯纤维拥有极好的导电性，可以解决这个问题。穿着含有石墨烯纤维的衣服，还具有保暖的优点。此外，石墨烯纤维还具有持久抑菌的特点，并且和棉一样吸湿透气，穿着亲肤舒适。并在炎炎的夏日，可抵挡紫外线的入侵。

石墨烯纤维可与棉、天丝、木代尔、粘胶纤维进行混纺，用于制作高档服装、袜子、运动装、婴儿服装。石墨烯纤维不仅可做，还可做棉被、睡袋、羽绒服等的填充物。石墨烯纤维广泛又极具功能的特点，使它逐渐走入人们的生活。本文重点探讨桑蚕丝/石墨烯（涤纶，吸湿排汗）/天丝混纺超高支纱的工艺实践。

一、原料选择和纱线规格

桑蚕丝为一级球，规格为1-1.7dtex×40mm,石墨烯（涤纶，吸湿排汗）规格1.67 dtex×38mm，兰精LF天丝规格0.9dtex×34mm。纤维混纺比例：桑蚕丝20/石墨烯20/LF60，所纺纱线规格5.9 tex.

二、纺纱工艺流程

在生产中桑蚕丝很难单独成卷且混纺占比少，因此选择池混方式，保证纤维的混纺比例，确保纤维均匀分布。

工艺流程；桑蚕丝的预处理→预混→FA002圆盘抓棉机→FA029多仓机→FA106A开棉机→FA046A型振动棉箱给棉机→FA1131清花机→A186G型梳棉机→FA316A型并条机→FA498粗纱机→FA507型细纱机→赐来福X5络筒机

三、纺纱要点

3.1 桑蚕丝养生处理

由于桑蚕丝过于柔滑、细软，且存在明显的静电现象，纺纱生活比较难做，对原料抗静电处理的要求很高，为了严格控制混纺比例，使原料充分混合，纱线光泽一致，并确保织物的独特性，需要在生产前对其进行人工预处理，主要减少生产中的静电积聚，增加纤维间的抱合力，达到防静电效果。因此我们对桑蚕丝进行预处理，将桑蚕丝条切割到我们所需要的长度，把抗静电乳液和温水按照1：15比例搅拌均匀，均匀喷洒在纤维表面，根据季节不同进行养生处理，夏季放置24小时，其它季节放置48小时，使纤维均匀吸湿、充分渗透，可提高纤维的可纺性。

图1 桑蚕丝处理、养生

3.2 清梳工序——优化配棉工艺，减少清梳工序对纤维损伤

清花采用箱混工艺，圆盘采用内、外圈排包均匀抓棉。由于化纤类纤维无杂质，天丝刚性大、表面光滑，易于分梳，但易脆断，清花抓棉、开棉，梳棉梳理过度易短绒过高的特点，开清棉工序强调“轻打，多梳，少落”的工艺原则。

抓棉过程削高填平，原料批铺放密度保持一致，保证抓取均匀。降低各个打手速度，减少纤维损伤和落棉。为提高圆盘抓棉效率，抓棉机下降动程控制在2mm，开棉机使用豪猪打手，速度降至400 r/min，适当放大打手与尘棒间的隔距。棉卷米重320g/m，棉卷长度45m，棉卷米重不匀率控制在1.2%以内。由于桑蚕丝、石墨烯两种纤维比例仅占30%，因此清花工序需要混两遍，严格控制卷重不匀及伸长率。

由于几种纤维光滑容易产生静电，需要在成卷时加入两根同配比纤维的生条，保证棉卷分层清晰，避免退卷时黏卷。天丝刚性大光滑，为了保证后工序的顺利生产，采用包卷布将棉卷进行包裹，一是防止棉卷在运输过程中出现损坏，二是防止水分和助剂的挥发。

为了使纤维充分伸直并保持一定的分离度，将纤维梳理成单纤维状态，既保证桑蚕丝的充分伸直又不损伤天丝纤维。梳棉工艺采用“轻定量，低速度，少损伤，柔性分梳”合理控制锡林和刺辊的速度，保持刺辊的清洁和锡林的梳理状态，避免因纤维过度梳理造成损伤。

由于纤维光滑刚性大，梳理过程短绒多，纤维间抱合力小，静电大，为了改善生条条干，牵伸张力应该偏小控制，降低刺辊锡林速度，提高盖板速度把短纤维梳理出来。保证棉条通道的清洁，减少棉条与器件之间的摩擦，做好清洁工作，规范操作，控制棉结粒数，保证棉网的清晰度以及棉网质量。

主要工艺参数：刺辊速度550r/min，锡林速度260r/min，锡林与盖板五点隔距 10、9、8、8、9（英丝），梳棉生条干定量控制在15g/5m，梳棉车速50m/min，采用AT5610B×06311P型刺辊针布，AC2030×01550D型锡林针布，AD4030×01890D型道夫针布。

3.3 并粗工序——缩小牵伸倍数、优化牵伸工艺

由于纤维刚性大过于光滑，防止纤维过度牵伸造成纤维损伤短绒增加，因此采取两道并条工艺。纤维光滑，纤维间的静电会使纤维蓬松，包合力小，纤维与纺织器件之间也容易产生静电，导致纤维缠罗拉皮辊，末并出现返花落白，导致条子带入疵点。因此需要严格控制车间温湿度，温度控制在25℃～30℃，相对湿度控制在65%～70%，湿度达不到的话，可以采用加湿器进行局部加湿。做好清洁工作，适当降低车速，保证集束器喇叭口等纺纱通道光滑无毛刺。严格控制末道并条的重量，重量不匀率控制在1.0%以内，有利于粗纱短片段不匀的改善。主要工艺参数见表1。

为了进一步提高纤维的伸直平行度和分离度，粗纱设置合理的工艺参数，合理的粗纱捻系数和干定量有利于改善粗纱条干的不匀。采用小的隔距块，增加摇架压力，有利于加强对牵伸区浮游纤维的控制。通过调整粗纱的成型和张力，减少粗纱的意外牵伸。粗纱主要工艺如下：粗纱捻系数81，前罗拉转速163r/min，粗纱干定量3.5g/10m，罗拉隔距14mm×30mm×35mm,后区牵伸1.37倍，总牵伸：8.7倍。

3.4 细纱工序——合理选用钢丝圈、逐锭调整三同心，减少断头

对于100S品种细纱工序重点是稳定生活、降低断头，专件的使用尤为重要。为保证成纱质量、减少断头和提高条干均匀度，采用PG1/2钢领，钢丝圈采用进口C1MMUDR钢丝圈（圈型宜选用高拱形），避免纤维损伤，紧密纺异型管盖片采用上6下2.5，隔距块采用2.0，加强对纤维的控制,以不出硬头为宜，网格圈选用140目，透气性、抗静电性能好。细纱皮辊选用低硬度，摇架压力偏大控制，增加对纤维的握持力，同时要保持牵伸通道的清洁，注意相邻机台不同品种防飘浮。主要工艺参数：罗拉隔距19mm×45mm，钳口隔距2.0mm，细纱定量0.59g/100m，捻系数370。该品种细纱锭速必须要偏低控制，建议控制在15000转/分以内。

3.5 络筒工序——确保筒纱质量

根据客户品种需求，布面外观质量等要求通过合理的电清工艺设定，报警设定，在线检测来保证筒纱质量。并通过电清数据以及电清报警功能做好分析以及反馈，通过设置合理的电清工艺，清除有害纱疵。同时通过电清纱体图，结合报警，以及实验室检测，做好捉疵分析，判断疵点形态，追溯疵点源头，及时解决细纱、前纺等工序各类质量问题，进而稳定产品质量。为了防止毛羽的恶化，要控制好络筒速度，保证纱线通道内的所有元件完好光洁，避免纱线在运动过程摩擦、产生静电，导致纱线毛羽增加。在保证筒纱成型良好的前提下，注意筒纱张力调整，车速偏低掌握。采用乌斯特QUANTUM3光电式电子清纱器，重点对纱线细节进行监控，此外还要提高捻接器的捻接效率，保证接头质量。络筒主要清纱参数：棉结330%×0.4cm 短粗节110%×2cm长粗节10%×140cm 细节-45%×3cm + -10%×140cm。

四、纱线主要质量指标

桑蚕丝/石墨烯/LF 20/20/60  5.9tex纱线的主要质量指标进行测试，主要成纱质量指标如表2。

五、结语

关于桑蚕丝、石墨烯、天丝混纺纤维生产中，主要解决纤维的静电性和在生产中因损伤产生的短绒，在前纺生产过程中要注意加强对纤维保护，减少损伤，在细纱生产中减少断头、稳定生活。

控制好各工序的相对湿度，加强生产管理，采用合理的工艺参数配置，从多个方面入手降低纱疵，使成纱质量指标能达到较好水平，纺织出满足客户需求的纺织用纱，且成品面料的风格也能达到客户要求。

多组分、差别化纱线生产是调整产品结构和产品升级的必然趋势，差别化纱线在行业占比会越来越大，我们要做好原料精细把关，生产技术熟练把控，致力于建立起差别化品种完善的质量生产体系，只有好的技术才能生产出优秀的产品，只有优秀的产品才能让企业健康的可持续发展。

来源：张作民 青纺联（枣庄）纤维科技有限公司

编辑：中国纱线网新媒体团队