針織大圓機(jī)用半精紡紗的紡紗工藝探析

潘 紅 陳 瑤 馬金良 章友鶴 趙連英

（1.桐鄉(xiāng)威泰紡織有限公司，浙江嘉興，314500；2.嘉興海川紡織有限公司，浙江嘉興，314300；3.浙江省紡織工程學(xué)會，浙江杭州，310018；4.浙江理工大學(xué)，浙江杭州，310018）

半精紡紗線是我國毛紡與棉紡行業(yè)科技人員自主創(chuàng)新開發(fā)的一種新穎紗線，由于它改變了傳統(tǒng)的毛精紡與毛粗紡工藝，將毛紡技術(shù)優(yōu)勢與棉紡技術(shù)優(yōu)勢融為一體，使生產(chǎn)的紗線有別于毛精紡與毛粗紡的產(chǎn)品風(fēng)格，故稱為“半精紡”［1］。半精紡的紡紗工藝比毛精紡紗工序縮短了近一半，但能生產(chǎn)出與毛精紡紗號相同，且表現(xiàn)比毛精紡紗蓬松柔軟的紗線。它與毛粗紡工藝相比具有紡紗號數(shù)細(xì)、條干均勻、表面光潔等優(yōu)點(diǎn)，其產(chǎn)品附加值遠(yuǎn)高于毛粗紡產(chǎn)品，故在國內(nèi)得到較快發(fā)展。

半精紡紗線主要用于電腦橫機(jī)毛衫用紗［2］，使用范圍狹窄，產(chǎn)品的發(fā)展空間受到一定限制。當(dāng)前隨著消費(fèi)者對穿著服飾要求的提高，人們對毛類服飾提出：既要輕薄時尚，又要四季可穿，并要有一定的功能性。近幾年來我公司對半精紡紗線結(jié)構(gòu)作了兩方面的調(diào)整：一是在半精紡原料使用上增加了功能性纖維的使用量，使生產(chǎn)的半精紡紗線具有多種功能，以適應(yīng)消費(fèi)者對多功能服飾的需求；二是在紗線應(yīng)用領(lǐng)域上向各種用途拓展，從單一的毛衫用紗向緯編針織大圓機(jī)用紗等領(lǐng)域發(fā)展。緯編針織大圓機(jī)織物既可用于內(nèi)衣、內(nèi)褲等貼身穿著的服飾，又可作外衣，如T 恤、男女休閑服飾及針織牛仔服飾等領(lǐng)域。

目前在電腦橫機(jī)上生產(chǎn)的毛衫類產(chǎn)品多數(shù)是用股線來編織，其紡紗號數(shù)相對較粗，含毛類纖維比例較高，以顯示出毛衫類產(chǎn)品毛感風(fēng)格。而用于針織大圓機(jī)生產(chǎn)的多數(shù)是以單紗來編織，由于毛類纖維強(qiáng)度普遍較低，為了提高織物強(qiáng)度及功能性要求，故多數(shù)采用多種纖維混紡紗，紡紗號數(shù)比毛衫用紗細(xì)，一般在7.0 tex～12.3 tex 之間，且混用毛類纖維比例相對較低，在20%～40% 之間，最高混用比例在50%左右。

1 針織大圓機(jī)用半精紡紗的開發(fā)方向

開發(fā)針織大圓機(jī)用半精紡紗，要重點(diǎn)關(guān)注功能性紗線，根據(jù)季節(jié)的變化來開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品［3］。

開發(fā)春夏季針織大圓機(jī)用半精紡紗時，采用多種纖維組合紡紗。第1 種是用吸濕快干纖維+防紫外線纖維+1 種～2 種天然纖維組合；第2 種是除臭纖維+吸濕快干纖維+天然纖維組合；第3 種是阻燃纖維+吸濕快干纖維+天然纖維組合。用這幾種纖維組合紡紗制成的服飾能適應(yīng)吸濕快干、涼爽舒適的穿著需求。

開發(fā)秋冬季針織大圓機(jī)用半精紡紗時，采用中空保暖纖維+除臭纖維+抗菌纖維+棉或羊毛等4種纖維組合紡紗，或采用保暖纖維+阻燃纖維+防靜電纖維+棉或羊毛等4 種纖維組合紡紗，加工成的服裝既有保暖功能又有抗菌除臭等功能。

2 半精紡紗線內(nèi)控質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定

針織大圓機(jī)采用單紗編織，進(jìn)紗路數(shù)多且速度較快，故對用紗的質(zhì)量要求遠(yuǎn)高于電腦橫機(jī)。為此，要對半精紡紗線重點(diǎn)管控好以下幾個質(zhì)量指標(biāo)。一是嚴(yán)格管控好纖維或紗線的染色均勻性，使每批用紗筒與筒之間做到無色差，杜絕最終織物產(chǎn)生色差、色檔、病疵；二是通過工藝優(yōu)化使成紗條干均勻度與常發(fā)性紗疵指標(biāo)控制在質(zhì)量要求范圍之內(nèi)，使制成的織物表面平整豐滿；三是要在紡紗過程中減少纖維損傷，提高成紗強(qiáng)力，降低成紗強(qiáng)力不勻率；四是要保證各道工序紗線通道光潔，從而減少紗線毛羽，尤其是3 mm 以上有害毛羽要達(dá)到最低設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，以達(dá)到織物布面光潔，紋路清晰，符合高檔服飾用紗的要求。

3 紡制半精紡紗的關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)針織大圓機(jī)用紗的質(zhì)量要求，要從原料、工藝、設(shè)備及管理上采取相應(yīng)措施，把握好以下8個關(guān)鍵技術(shù)。

3.1 優(yōu)選原料及其配比

由于針織大圓機(jī)用紗是以單紗來編織的，為提高成紗強(qiáng)力、改善紗線長短片段均勻度，對原料的選用要求較高，要選用長度整齊度好、細(xì)度較細(xì)及單纖強(qiáng)度較高的原料，紡紗中要采取多種原料科學(xué)互配，取長補(bǔ)短，以充分發(fā)揮各種纖維優(yōu)點(diǎn)。以開發(fā)生產(chǎn)秋冬季貼身穿內(nèi)衣為例，根據(jù)貼身服飾穿著要求及多種原料特性，選用山羊絨/羔羊絨/莫代爾/萊賽爾/彈性纖維 25/25/20/20/10 25 tex 紗。其中：山羊絨細(xì)度在 15 μm 左右，平均長度36 mm；羔羊絨細(xì)度在16 μm 左右，平均長度38 mm；莫代爾纖維規(guī)格1.33 dtex×38 mm；萊賽爾纖維規(guī)格1.55 dtex×38 mm；彈性纖維規(guī)格 1.67 dtex×38 mm?？梢钥闯?，5 種纖維長度均為36 mm～38 mm，差異較?。荒鸂柪w維與萊賽爾纖維細(xì)度均在1.33 dtex～1.55 dtex 之間，纖維較細(xì)，可使紗線截面纖維根數(shù)增多，有利于提高紗線強(qiáng)力，彌補(bǔ)毛絨類纖維強(qiáng)度較低的缺陷；10%的彈性纖維可增加紗線彈性，使織物具有優(yōu)良的彈性回復(fù)功能；由于組成紗線的原料中，毛絨類纖維占據(jù)50%，可使制成織物具有柔軟彈性及保暖性。

3.2 做好紡紗前的調(diào)色配色與打樣工作

我們借鑒棉紡企業(yè)生產(chǎn)色紡紗的經(jīng)驗(yàn)，在紡紗投料前，將紡紗用的各種色纖維原料按紗線色澤要求（或用戶來樣）按比例進(jìn)行調(diào)色與配色，紡出樣紗與織出小樣布（坯布）。在標(biāo)準(zhǔn)光源箱內(nèi)與設(shè)計(jì)樣或用戶樣進(jìn)行對比，如有差異要適當(dāng)調(diào)整各種色纖維的混和比例，直至打出的小樣（坯布）與設(shè)計(jì)樣或用戶樣相似后才能批量生產(chǎn)。

3.3 重視原料的預(yù)處理與混和

由于半精紡生產(chǎn)使用原料品種多，性能差異大，尤其是毛類纖維與染色纖維，在紡紗過程中易產(chǎn)生靜電出現(xiàn)纏繞膠輥膠圈與羅拉現(xiàn)象，因此在紡紗前必須用抗靜電劑與和毛油劑對所用原料進(jìn)行預(yù)處理，以減少靜電產(chǎn)生，提高可紡性。

和毛是半精紡生產(chǎn)的首道工序，由開毛機(jī)、和毛機(jī)、和毛倉組成。纖維通過開毛機(jī)與和毛機(jī)處理，在和毛倉內(nèi)養(yǎng)生，要達(dá)到纖維開松良好，各種纖維混和均勻，混紡比正確，和毛油劑要滲透到每根纖維中以消除靜電。我們采取以下方法。首先，將風(fēng)筒改造成可360°旋轉(zhuǎn)的風(fēng)筒，并在風(fēng)筒周圍加裝噴霧器連續(xù)噴灑配制好的和毛液與抗靜電劑。不但減少了原料進(jìn)入和毛倉出現(xiàn)分層的幾率，還補(bǔ)償了原料和毛過程中揮發(fā)的水分。采用可移動式風(fēng)機(jī)可使不同體積質(zhì)量的纖維在氣流作用下能穩(wěn)定持續(xù)地進(jìn)入和毛倉，同時也減輕了和毛工序工人的工作量。其次，將混和好的原料在和毛倉內(nèi)存放養(yǎng)生24 h，讓和毛液和抗靜電劑充分滲透到原料中的每根纖維，并達(dá)到生產(chǎn)所需的回潮率。最后將和毛倉內(nèi)滲透吸收后的原料再進(jìn)行一次和毛，使各種不同比例、不同顏色的原料再一次混和均勻后打包，在帶毛斗的梳理機(jī)上進(jìn)入紡紗流程。

3.4 優(yōu)選梳理設(shè)備和梳理工藝

梳理工序是紡好針織大圓機(jī)用紗的關(guān)鍵工序，其主要任務(wù)是要將各種纖維梳理成單纖維狀態(tài)，在梳理過程中減少對纖維長度的損傷，排除一定量的短絨，減少毛粒（或棉結(jié)）的產(chǎn)生，將原料梳理成單纖維狀態(tài)，棉網(wǎng)清晰，使成紗條干均勻、弱環(huán)減少、斷裂強(qiáng)度提高。目前在浙江半精紡企業(yè)使用的梳理設(shè)備有兩種：一種是多數(shù)企業(yè)采用的棉紡A186 型蓋板梳棉機(jī)；另一種是少數(shù)企業(yè)采用的將棉紡與毛紡梳理設(shè)備結(jié)合的創(chuàng)新型梳理機(jī)。棉紡A186 型蓋板梳棉機(jī)梳理面積不大，是握持式梳理。若錫林速度過高，與蓋板梳理隔距過緊，雖能使纖維梳理成單纖維狀態(tài)，但對纖維損傷較多。根據(jù)我公司多年來使用棉紡蓋板梳棉機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，對不同性質(zhì)的纖維在梳理工藝設(shè)計(jì)中要掌握梳理與轉(zhuǎn)移的平衡點(diǎn)，在不產(chǎn)生毛粒的前提下，以不強(qiáng)調(diào)過分梳理為原則，同時要對蓋板式梳棉機(jī)的錫林速度、錫林與刺輥線速比、錫林與蓋板之間的隔距、道夫轉(zhuǎn)移率、棉卷與生條定量、落棉率等工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)柔性梳理。要適當(dāng)降低錫林與刺輥的速度，增大錫林與刺輥線速比至2∶1 以上，錫林與蓋板的5 點(diǎn)隔距由大逐步縮小，道夫速度采用變頻控制，使梳棉機(jī)產(chǎn)量控制在15 kg/h 左右。少數(shù)企業(yè)采用的創(chuàng)新型梳理機(jī)，是在棉紡蓋板式梳棉機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，它模擬粗紡梳毛機(jī)中預(yù)梳機(jī)構(gòu)和第一梳理區(qū)的原理，將第一節(jié)羅拉梳理輥安裝在蓋板梳棉機(jī)的前端，成為羅拉梳理與蓋板梳理相結(jié)合的創(chuàng)新型梳理模式。由于羅拉梳理輥采用彈性針布，對纖維采用非握持式梳理，梳理強(qiáng)度減輕，并可根據(jù)原料性狀和所紡品種靈活調(diào)整梳理隔距，以減少纖維損傷，并可適當(dāng)提高制成率。

某半精紡企業(yè)使用兩種梳理設(shè)備的梳理質(zhì)量對比如下。蓋板型梳棉機(jī)工藝參數(shù)：刺輥與給棉板隔距0.18 mm，錫林與刺輥隔距0.20 mm，錫林與蓋板隔距 0.23 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.18 mm、0.23 mm，錫林與道夫隔距0.13 mm。梳理質(zhì)量：纖維平均長度45.66 mm，短毛率5.59%，制成率92.16%。創(chuàng)新型梳理機(jī)工藝參數(shù)：錫林與剝毛輥隔距0.38 mm，工作輥與剝毛輥隔距 0.48 mm，錫林與轉(zhuǎn)移輥隔距0.23 mm，胸錫林與轉(zhuǎn)移輥隔距0.23 mm。梳理質(zhì)量：纖維平 均 長 度 49.33 mm，短毛率5.28%，制成率95.03%。從以上數(shù)據(jù)看出，采用創(chuàng)新型梳理機(jī)使纖維平均長度從45.66 mm 提高到49.33 mm，短毛率從5.59%下降到5.28%，制成率從92.16%提高到95.03%。因此，應(yīng)逐步把蓋板梳棉機(jī)改造成創(chuàng)新型梳理機(jī)。FB218 型特種纖維梳理機(jī)，配制喂毛箱與梳理機(jī)連接，采取機(jī)電二次稱重方式來提高原料喂入精度，降低喂毛重量不勻率；喂入輥與胸錫林之間采用小速比，使纖維不易被拉斷，可減少損傷；在胸錫林上有兩個梳理點(diǎn)，能使纖維得到充分開松和梳理；該機(jī)在錫林的前后方配置5 對工作輥、分剝毛輥和3 根固定蓋板，可使纖維得到充分的柔和梳理；采用PIV 無極變速器，道夫速度可任意調(diào)節(jié)，道夫與胸錫林之間的工藝線速比得到最佳配置，使棉網(wǎng)清晰均勻，可作為企業(yè)設(shè)備更新改造選用的梳理設(shè)備。

3.5 安裝自調(diào)勻整控制系統(tǒng)

目前浙江部分企業(yè)在生產(chǎn)針織大圓機(jī)用半精紡紗時，和毛后采用的是毛斗式梳棉機(jī)與三道并條工藝。

毛斗式梳棉機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是適用于小批量多品種，翻改靈活性較大，且機(jī)器清潔方便，但喂毛斗沒有自調(diào)勻整控制功能，與梳棉機(jī)連接部分的喂入也不夠流暢，特別是對過分蓬松或彈性較差的原料，在喂入中滯后現(xiàn)象嚴(yán)重，使梳棉條重量差異較大。故控制好喂毛斗喂入量的均勻性是提高梳棉條質(zhì)量的關(guān)鍵。為此，在毛斗式梳棉機(jī)上安裝自調(diào)勻整控制系統(tǒng)，通過勻整器檢測從喂毛斗喂入梳棉機(jī)左右兩側(cè)的棉層厚度變化與道夫轉(zhuǎn)速，兩組檢測數(shù)據(jù)經(jīng)過控制器記錄后用于控制給棉電機(jī)，使喂棉量穩(wěn)定，從而使梳棉機(jī)出條重量不勻率穩(wěn)定在3.0%以內(nèi)，比未裝自調(diào)勻整裝置降低了2%～3%。

在末道并條機(jī)上，目前多數(shù)企業(yè)采用了RSBD45 型并條機(jī)，其勻整范圍可達(dá)0～25%（即多或缺1 根條子亦能自動勻整），使末道并條的重量不勻率能控制在0.5%以內(nèi)?？刂坪媚┎l子的重量不勻率，就能確保成紗百米重量不勻率在2.0%以內(nèi)。因針織大圓機(jī)采用單紗編織，重量不勻率高就會直接反應(yīng)在布面上，出現(xiàn)厚薄差異及病疵，染色后就呈現(xiàn)出色橫檔。

3.6 選用新型智能化粗紗設(shè)備

由于半精紡紗各工序車速都較棉紡要低，目前多數(shù)企業(yè)配置的粗紗機(jī)相對比較落后，有的企業(yè)仍采用A 系列用錐輪傳動（即鐵炮傳動）的粗紗機(jī)，生產(chǎn)效率低，工藝調(diào)整繁瑣，需依賴人工來調(diào)整，且成形用錐輪傳動易產(chǎn)生開關(guān)車細(xì)節(jié)，開式錠翼在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中飛花溢出易造成毛羽及飛花附入形成紗疵。為此，我們選用了較先進(jìn)的智能化高速粗紗機(jī)。該機(jī)采用多電機(jī)驅(qū)動來控制粗紗懸錠、羅拉、錠子、錠翼、卷繞升降成形等協(xié)調(diào)同步運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)了恒張力紡紗，使粗紗卷繞時的大、中、小紗及前后排粗紗的紡紗張力趨于一致，可徹底清除傳統(tǒng)粗紗機(jī)在開關(guān)車時產(chǎn)生的粗細(xì)節(jié)紗疵。由于新型粗紗機(jī)生產(chǎn)的粗紗消除了傳統(tǒng)粗紗機(jī)質(zhì)量上的弊端，其各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)能符合針織大圓機(jī)用紗的質(zhì)量要求。

3.7 采用賽絡(luò)集聚紡技術(shù)，加裝單錠監(jiān)控裝置

由于半精紡紗使用原料品種多，且長度離散較大，而紡紗工藝中又不經(jīng)過精梳機(jī)（或毛針梳機(jī)）來排除短纖維，故生產(chǎn)的紗線存在毛羽較多、穿著時易掉毛、起毛起球等缺陷。采用賽絡(luò)集聚紡技術(shù)，纖維束通過負(fù)壓集聚，從前羅拉鉗口引出的纖維束在加捻成紗前能有效控制纖維束運(yùn)動，減少邊纖維和浮游纖維的產(chǎn)生，從而使紗線結(jié)構(gòu)緊密結(jié)實(shí)，條干均勻、光潔，毛羽顯著減少，且強(qiáng)力可提高10%～15%，用該紗線制成的針織大圓機(jī)織物紋路清晰，疵點(diǎn)減少，織機(jī)效率也有較大提高［4］。

在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上加裝智能化單錠在線監(jiān)控裝置。細(xì)紗斷頭時粗紗停喂，既可減少吸風(fēng)花，又可避免膠輥“三繞”現(xiàn)象，降低了機(jī)物料消耗，提高了制成率。尤其是半精紡紗使用原料檔次較高，價(jià)格較貴，制成率提高可降低原料的消耗與成本。與此同時，單錠監(jiān)控系統(tǒng)還可以與企業(yè)ERP 系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，為企業(yè)提供細(xì)紗產(chǎn)量設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率等數(shù)據(jù)，保證統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。還可將相關(guān)數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到管理人員的手機(jī)上，使管理人員實(shí)時了解車間的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)智能化與信息網(wǎng)絡(luò)化的有效監(jiān)控。

3.8 優(yōu)化絡(luò)筒工藝

為控制好絡(luò)筒后紗線毛羽增長率，適當(dāng)降低絡(luò)紗速度到1 000 m/min 左右。合理設(shè)計(jì)電子清紗器工藝參數(shù)，既要切除有害紗疵又要提升效率，若切除過多，就會增加捻接次數(shù)，而結(jié)頭強(qiáng)力比正常紗低、粗度比正常紗粗，對后加工生產(chǎn)及織物表面風(fēng)格有一定影響。選好空氣捻接器，要求捻接后的紗線粗度不能大于原紗的1.2 倍，結(jié)頭強(qiáng)力不能低于原紗強(qiáng)力的80%，以保證針織大圓機(jī)生產(chǎn)時斷頭少、生產(chǎn)效率高。

4 結(jié)語

半精紡是我國紡紗行業(yè)自主創(chuàng)新開發(fā)的一項(xiàng)紡紗新技術(shù)，具有產(chǎn)品檔次高、附加值高、噸紗盈利高的優(yōu)勢，在國內(nèi)的生產(chǎn)規(guī)模正在不斷擴(kuò)大。但較長時期半精紡生產(chǎn)的紗線主要用于針織毛衫用紗，很少在針織大圓機(jī)上應(yīng)用。通過原料優(yōu)選、工藝優(yōu)化以及設(shè)備改造與更新等措施先后開發(fā)出能夠應(yīng)用于針織大圓機(jī)的半精紡紗線，從生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出針織大圓機(jī)用半精紡紗線紡制的8 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，從而使紗線質(zhì)量達(dá)到針織大圓機(jī)用紗的要求，既提高了大圓機(jī)產(chǎn)品的附加值，又可使半精紡紗線的應(yīng)用領(lǐng)域得到快速發(fā)展。