合成染料给纺织品带来丰富色彩的同时，对环境和人体健康也产生了威胁，植物染料由于低敏性、生物降解性和低毒性等优点，已成为纺纱企业新产品开发的热点之一。我们利用新型水解长丝外包植物染Modal纤维，在紧密纺纱机上纺制出皮芯结构的复合纱，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，可以形成植物染超柔软紧密纱制品。
一、原料性能
莫代尔选用1.54dtex×38mm的纤维，分别采用茜草（红色）、姜黄（黄色）、靛蓝（蓝色）三种植物染颜色，芯丝选用初始模量0.87cN/tex的50D/24F水解丝，纤维性能指标见表1，对三种颜色的植物染纤维进行表面形态扫描，电子显微镜照片见图1-3。
图1 靛蓝（A）纤维外观形态SEM照片
图2 茜草（B）纤维外观形态SEM照片
图3 姜黄（C）纤维外观形态SEM照片
二、工艺流程及技术要点
2.1 纺纱工艺流程
纺制植物染紧密柔软纱的工艺流程，与常规短纤维纺纱工艺路线基本相同，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、张力控制装置和长丝导入装置，在前罗拉钳口处与经过牵伸的外包短纤维粗纱须条汇合，从前罗拉输出后加捻卷绕成管纱，见图2。
图2 植物染Modal/水解丝紧密纱纺制原理
2.2 设备改造
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进行改造，加装插放长丝的筒子架，在牵伸区域增设长丝喂入导轮和张力装置。导轮用于传送并准确控制长丝的喂入位置，张力装置是自行设计制作的螺旋抱合器，保证长丝喂入张力的稳定性。
2.3 加工工艺
（1）在复合纱中，水解长丝的比例以低于30%为好，否则水解掉长丝后纱线太松散（纤维抱合力减小），一方面影响纱线强力及织物强力，另一方面增加生产成本。一般掌握在10-20%。
（2）当长丝与短纤须条在加捻三角区同轴加捻时，长丝的张力值要大于或等于短纤维须条的张力值（约为30-45cN）。
（3）复合纱的捻系数应比同特数普通环锭纺纱高20-30%为宜。
（4）为获得良好的包覆效果，停用横动装置。
（5）钢丝圈要比同特数普通环锭纺纱偏重2-3档。
三、各工序工艺配置及质量控制要点
3.1 DSBL-01型数字式清梳联
采取“充分混和、适中隔距、慢速度、减少打击、少伤纤维”的工艺原则，提高纤维转移率，防止纤维过多搓揉与纠缠。
梳棉机采用较大的锡刺比，尽可能减小锡林与刺辊、锡林与道夫隔距，保证纤维良好的转移和梳理效果，减少返花，降低生条棉结。
各单机的主要工艺参数配置如下：
（1）DSOp-01型开松机：开松辊转速280r/min、给棉帘线速度2.42m/min、剥棉罗拉转速186r/min、开松速比369倍。
（2）DSFa-01型输棉风机：转速960r/min。
（3）DSMi-01型混棉机：斜钉帘线速22.5m/min、剥棉辊转速89.6r/min、小开松辊转速373r/min，角钉帘-均棉罗拉隔距60mm、角钉帘-压棉帘隔距70mm。
（4）DSFe-01自动喂棉机：振荡板振动频率274次/min。
（5）DSCa-11A型梳棉机：梳棉总牵伸倍数60倍、锡林转速500r/min、锡刺比2:1、盖板速度200mm/min。
梳棉机主要隔距配置见表2。
3.2 并条
总牵伸倍数小于并合数，罗拉隔距和后区牵伸倍数偏大掌握，以改善纤维的伸直平行度。两道并条采用“顺牵伸、轻定量、中隔距”工艺原则，末并后区牵伸倍数小于头并，以利于提高成纱条干、降低单纱强力不匀率和棉结。
并条主要工艺参数见表3。
3.3 粗纱工序
粗纱采用较小的后区牵伸倍数，使须条以较为紧密的状态进入主牵伸区，以保证成纱条干均匀度。
粗纱主要工艺参数：定量5.8g/10m，牵伸分配1.05×5.04×1.18倍，捻系数78.3，罗拉隔距（前×中×后）14×28×28.5mm，前罗拉速度280r/min，钳口隔距5.5mm。
3.4 细纱工序
后区采用“小牵伸倍数、大罗拉隔距、大粗纱捻系数”的工艺配置，以充分利用粗纱捻回产生的附加摩擦力界有效控制纤维运动，提高成纱条干均匀度、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”的工艺配置。
细纱主要工艺参数：定量2.902g/100m，牵伸分配17.4×1.15倍，捻系数350，罗拉中心距44×55mm，钳口隔距3.5mm，前罗拉转速256r/min。
四、成纱质量指标
32.8tex+5.56tex植物染（红、黄、兰）Modal纤维/新型水解丝包芯纱质量指标见表4。
成纱质量指标完全能够满足后续产品开发的质量需求。
五、结语
在水解长丝植物染超柔软紧密纺纱的生产中，前纺应有效控制纤维的梳理质量与混和效果；条粗细工序应加强对皮辊、皮圈硬度和表面处理的管理，减少“三绕”和断头现象，以提高产品质量和生产效率。
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
