技术 | 功能性色纺纱的开发
一、大麻混纺色纺纱的开发
大麻，又称汉麻，大麻起源于中国，有“国纺源头，万年衣祖”之称，素有“天然纤维之王”美誉，大麻服饰具有吸湿、透气、舒爽、散热、防霉、抑菌、抗辐射、防紫外线、吸音等多种功能。
1.1 大麻纤维的性能
1.1.1金属吸附性
大麻植物对重金属镉有很强的耐受力，当土壤中镉含量达到800mg/kg以下对汉麻的生长没有明显的影响。汉麻对溶液中的铬离子、铜离子、银离子、镉离子的单层吸附能力分别为367mg/g 、1157mg/g 、89mg/g 、140mg/g。因此，大麻纤维是优秀的天然金属吸附剂，对水体和土壤起到了有效的洁作用。
1.1.2 大麻的抑菌性
与棉纤维相比，大麻纤维具有很强的抑菌性，见图1、图2、表1。
图1 纤维抑菌性对比
图2 纤维的菌落数对比
1.1.3 大麻的吸湿快干功能
与棉纤维相比，大麻纤维具有优异的吸湿快干功能，见表2。
1.1.4 大麻的防紫外线功能
与棉纤维相比，大麻纤维具有优异的吸湿快干功能，见图3。
图3 紫外线防护指数UPF值
除此之外大麻还有消声、抗辐射等很多功能。
1.2 大麻混纺色纺纱的开发
我司经过几年的攻关，成功开发生产出了大麻棉色纺纱、大麻羊绒色纺纱、大麻与人造纤维素纤维色纺纱系列和大麻/棉混纺高端服饰产品。
因麻纤维本身纤维素含量较棉纤维低，聚合度、结晶度、取向度均较棉纤维高，使得大麻纤维上染率较低，特别是染深色极为困难，固色牢度也不高，色泽不及棉纤维鲜艳，色牢度也较低，大麻产品集中在中低端市场。我公司开发大麻混纺色纺纱，取得了一些关键技术的突破。
1.2.1 针对大麻纤维的特性设置纺前处理工艺
选择适合大麻纤维的柔软剂和油剂，研究对大麻散纤维的纺前养生工艺，包括助剂选择、用量、养生温度、养生时间、养生方法等，设置一套适合大麻纤维纺前处理的工艺，改善纤维的可纺性，降低损耗提高产品的制成率。
1.2.2原料搭配混合技术
根据不同支数和配比，合理选用大麻的品级，并掌握每个大麻批号等级的质量指标。
高支高配大麻混纺色纺纱在纺纱领域一直是个难点，我司通过技术攻关实现了高支高配大麻混纺色纺纱的量产，有效解决了生产过程中细纱断头较多、条干差、强力差、色牢度差等问题。
1.2.3 纺纱工艺技术
根据以往开发生产大麻棉纺纱的经验，确定工艺流程：
原料→清花→梳棉→预并→条卷→精梳→并条→粗纱→细纱→自络→打包。
（1）开清棉工艺应掌握“减少打击、开松缓和、以梳代打”的原则，优化混纺比例。
（2）梳棉应根据大麻中含有大量超长纤维的特点，选用适合大麻纤维生产的针布，合理配置工艺，减少棉条中的长纤维，提高可纺性，同时降低短绒和麻粒含量。
（3）由于大麻纤维的长度不好控制，并条、粗纱、细纱工序罗拉隔距采用条干波普分析法来确定，同时合理配置其他工艺参数，保证不出现牵伸波。
（4）自络电清参数采用CAJ设计清纱曲线，确保有效切除有害纱疵。
（5）根据大麻纤维的特点，对原有设备进行适当的改造，确保大麻混纺色纺纱的产品质量。
1.3 大麻混纺色纺纱的主要指标
我公司主要大麻混纺色纺纱的主要质量指标见表3。
二、壳聚糖等功能性混纺色纺纱的开发
2.1 壳聚糖纤维的功能性
被欧美科学家誉为生命第六要素的生物壳聚糖纤维，原料取自美国阿拉斯加雪蟹，是迄今为止自然界发现的唯一带正电荷的动物纤维。因而具有优良的天然抗菌、抗螨、除臭功能。在其分子链上存在大量的羟基和氨基等亲水性基团，故纤维又具有良好的亲肤性和保湿性。由于特殊分子结构，生物壳聚糖纤维还具有止血、止痒、抗炎、促进细胞生长等优异的医学特性。
（1）抗菌除臭功能；
（2）对皮肤的护理功能；
（3）对过敏性皮肤的辅助治疗功能；
（4）对环境的保护功能 (甲醛净化）；
（5）抗静电功能。
细菌和真菌均含有带负电的蛋白质，而核心成分---生物元（壳聚糖）纤维上的自抑菌功能团带有正电荷，当细菌与生物元纤维接触时，将细菌吸附固化，从而影响细菌正常的代谢功能；造成细菌破裂，内容物流出，致使细菌死亡，达到灭菌的目的。这种电荷的物理作用对人体无影响，从而保证了使用的安全性。由于抗菌功能团是通过化学与基体高分子材料相连，不仅保证了使用的安全性，而且也保证了抗菌效果的广谱、长效性。
2.2 壳聚糖混纺色纺纱的开发
2.2.1选择适宜的柔软剂和油剂
选择适合壳聚糖的柔软剂和油剂，研究不同长度细度壳聚糖纤维对纺纱的质量和可纺性的影响，改善纤维的可纺性。
2.2.2 原料搭配混合技术
采用现有纺纱设备纺制含壳聚糖纤维不同配比及粗细度的纱线，并比较纱线的性能，探究实现壳聚糖纤维混纺产品纺纱的技术可行性，在此基础上确定合理的配比和混合方式。
2.2.3 纺纱工艺技术
根据以往开发生产壳聚糖棉纺纱的经验，棉部分用精梳棉网采用盘混工艺，确定以下工艺流程：原料→清花→梳棉→并条→粗纱→细纱→自络→打包。
要关注以下几方面的关键技术：
（1）开清棉工艺应掌握“减少打击、开松缓和、以梳代打”的原则，优化混纺比例。
（2）梳棉采用“紧隔距，强分梳”工艺，减少纱疵，降低短绒。
（3）在并条，粗纱，细纱工序中的罗拉隔距根据纤维的工艺长度确定合理的罗拉隔距，同时合理研制其他工艺参数。
（4）自络电清参数采用CAJ设计清纱曲线，使不利于产品性能要求的有害纱疵去除掉。
（5）对原有设备进行适当的创新改造。例如：清花工序应兼顾大麻的特点，选用FA106B，其为梳针打手自由打击，降低对纤维的损害；梳棉工序梳棉工序选用A186G梳棉机，其具有前后分梳固定盖板和分梳漏底，提高对纤维的分梳性，同时在机器前面采用导棉皮圈解决其成网困难等问题；在并条工序中采用抗绕皮辊，提高纺纱成纱条干；粗纱采用FA4421，其先进假捻器，解决壳聚糖混纺产品粗纱加捻困难的特点，提高成纱条干，减少后纺压力；细纱使用新型抗扰皮辊，自络电清合理设计纱疵切割曲线，减少成纱中的有害纱庛，提高产品质量。
作者：方斌