三元復合仿羊絨保暖紗線的開發

張啟祥，楊 驥，汪吉艮

（江蘇大生集團有限公司，江蘇 南通 226002）

隨著生活水平的不斷提高，消費者對紡織產品的要求也越來越高。人們開始注重紡織服裝的服用性能與性價比。21世紀初，一種以滌黏混紡紗線為原料的仿羊絨產品在國外問世，通過采用特殊組織和拉絨處理，使織物的仿真效果顯著[1-4]。仿羊絨面料問世后，受到了消費者的青睞，贏得了廣闊的市場。但是，由于仿羊絨面料在面料風格和舒適性等方面都與羊絨面料有很大的差異，產品檔次處于中低水平，無法滿足人們對舒適性和高檔化的要求。如何利用低成本的原材料獲得高檔面料的觸感和性能，一直以來都是本領域技術人員急待解決的問題。本研究開發的三元復合仿羊絨保暖紗線，是迎合消費者需求而開發的一種新型功能性復合紗線，使用此紗線開發的面料，不僅實現了羊絨面料的美麗外觀，而且實現了吸濕、透氣、速干、保暖、柔軟舒適等功能特性[5-8]。

1 總體思路

在研究分析國內外現有的功能性超仿棉纖維產品技術、最先進的差別化超細腈綸纖維技術及新型再生纖維素纖維性能特性的基礎上，研究開發新型生態柔軟紗線加工技術。通過新型纖維技術與紗線加工技術的集成創新，開發新型功能性松式柔軟結構紗線產品。

2 技術路線

設計開發一種高異收縮復合紗線，外層與芯紗分別由收縮率高度差異的兩種紗線構成。外層紗為低收縮紗線結構，芯紗為高收縮紗線結構。兩種紗線的結構差異，芯紗上會形成很細且很均勻的小螺旋圈，而在外層紗線表面則形成隨機、不均勻且比較長的大螺旋圈。外層低收縮紗線在染整工序熱處理下能自我延伸，在織物表面產生微小的圈，使織物表現出蓬松感，并且有助于后道磨毛時產生更好的起絨效果。利用公司自主研發的具有完全自主知識產權的發明專利技術ZL201010218149.9功能性復合無捻紗的生產方法與新型纖維技術進行復合，設計開發Porel50/Dralon20/Proviscose30 11.8tex+Proviscose5.9tex復合紗，通過主體紗及骨架紗的捻度差異，形成一種由多組分纖維復合的高異收縮結構紗線。

3 工藝流程

主體紗：

4 主要措施

4.1 主體紗各種纖維混紡比例的確定

既要保證目標產品膨松、吸濕透氣、速干、保暖、起絨效果等主要功能特性的實現，又要能節約原料成本，綜合考慮兩大因素，通過多次對比試驗，選擇Porel纖維含量50%，Dralon纖維含量20%，Proviscose纖維含量30%。

4.2 復合紗、主體紗與高支骨架紗捻系數、捻向的選擇

主體紗與骨架紗的捻向相反，復合紗捻向與主體紗相反，與骨架紗相同，這樣在形成復合紗的過程中，骨架紗捻度會增加，主體紗會退捻，從而形成內緊外松的紗線結構。

在保證后道織造及面料抗起毛起球要求的前提下，紗線捻系數盡量偏小控制，具體工藝參數如表1所示。

表1 復合紗、主體紗、骨架紗紗支、捻系數、捻向對照

5 關鍵工藝

5.1 主體紗Porel50/Dralon20/Proviscose30 11.8tex

工藝流程：A002D抓棉機→A035C混開棉機→FA106B開棉機→A092給棉機→A076F成卷機→A186F梳棉機→FA311并條機→D401C并條機→A454E粗紗機→FA506細紗機→賜來福338絡筒機。

5.1.1 纖維預處理

Porel卷曲少，抱合力較小，而且Porel，Dralon纖維在紡紗過程中容易產生靜電，所以可紡性比較差。在投產前要先對纖維進行預加濕，并加入抗靜電劑，其與水的比例為1∶100，放置12 h以上再投料生產，保證清花和梳 棉過程中順利成卷、成網，同時也盡量減少后道工序中產生靜電。

5.1.2 保證原料混合均勻

Porel纖維混紡面料在后道印染時采用套色染工藝，而且Porel纖維吸色較快，為防止面料染色不勻，在紗線生產過程中將原料混合均勻特別重要。因此，條混采用3道并合工藝，盡量增加并合數，保證3種纖維能夠混和均勻。

5.1.3 保證順利成網成條

開清棉工序遵循“以梳代打、適度開松”的工藝原則，合理設置打擊點數，加大打手與塵棒間的隔距，適當降低各打手速度，減少對纖維的損傷。為減少梳棉工序的黏卷現象，采用成卷時適當加大棉卷壓力、棉層間加放同品種的粗紗進行隔離等措施。開清棉主要工藝參數：開棉機梳針打手轉速500 r/min，綜合打手轉速800 r/min，風扇轉速1 200 r/min，棉卷干定量380 g/m。

梳棉工序適當減小刺輥速度，加大錫林刺輥線速比，避免纖維損傷，減少刺輥返花，保證纖維順利轉移。為避免纖維充塞針布，適當加大錫林與蓋板間的隔距以及刺輥與分梳板間的隔距。適當減小棉網張力，并加重生條定量，加裝導棉裝置，防止棉網下掛，保證順利成條。梳棉主要工藝參數：生條干定量20.2 g/5 m，刺輥轉速800 r/min，道夫轉速19 r/min，錫林轉速300 r/min，錫林與蓋板之間隔距0.30 mmh0.25 mmh0.25 mmh0.25 mmh0.30 mm，錫林與刺輥隔距0.13 mm，錫林與道夫隔距0.10 mm，刺輥與分梳板間的隔距1.20 mm。

5.1.4 并粗工序和細紗工序防纏繞

嚴格控制車間溫濕度，使各工序處于放濕狀態。設定頭并條干定量為19 g/5 m，熟條干定量為16.5 g/5 m，并適當降低車速，縮短羅拉、膠輥的清潔周期，膠輥表面進行抗纏繞涂層處理。粗紗工序保持紡紗通道光滑、清潔，采用“大捻度、大后區牽伸”的工藝配置，增加須條緊密度。

細紗工序采用WRC965型膠輥，并用抗繞劑對其進行微處理，上車前提前一天放置車間，以適應車間溫濕度環境。適當降低錠速，減少細紗斷頭后須條纏繞羅拉和膠輥的概率。

5.1.5 控制毛羽和棉結

為了避免成品面料起毛起球現象，細紗采用賽絡緊密紡工藝，結合公司自主開發的超小隔距新型紡紗工藝，通過減小主牽伸區的隔距，縮短纖維浮游區，并配合減小的后區牽伸，減少纖維擴散、使須條結構緊密。為減少成紗毛羽，合理選配鋼領鋼絲圈，適當降低錠速。主要工藝配置：羅拉隔距16.5 mmh40 mm，羅拉加壓135 Nh100 Nh135 N，后區牽伸1.15倍，錠速16 500 r/min，鋼領型號PG4254，鋼絲圈型號bracker4/0。

5.1.6 成紗質量

Porel50/Dralon20/Proviscose30 11.8tex紗線質量技術指標測試數據如表2所示。

5.2 骨架紗Proviscose 5.9tex

工藝流程：A002D型抓棉機→A006B→A036C→A092→A076C→A186→D221（預并）→FA311（混一）→D221（混二）→FA415→FA506。

5.2.1 原料預處理

Proviscose纖維卷曲少、模量大、彈性差、抱合力小，纖維間容易分離，在加工過程中，與機件的摩擦作用強。為改善其可紡性，在紡紗前必須對纖維進行充分預松、加濕、加抗靜電等預處，使纖維的回潮率在12%左右。

表2 Porel50/Dralon20/Proviscose30 11.8tex紗線質量技術指標測試數據

5.2.2 清花工序

為防止纖維損傷和打擊成束，采用“勤抓少抓，多梳少打，充分混合”的工藝，各打手速度適當降低，棉卷質量重，不勻率大，將天平羅拉牙由27調整為30，降低天平羅拉轉速可降低棉卷不勻率。

為了解決Proviscose纖維棉卷黏卷現象比較嚴重的問題，采用同原料粗紗隔離棉卷的方式減少黏卷現象。由于纖維抱合力差，為使棉卷順利成型，適當增加棉卷羅拉加壓壓力。

5.2.3 梳棉工序

由于Proviscose纖維抱合力較差，為保證棉網順利成型，將道夫速度降到18 r/min。采用低齒高的錫林針布，使纖維轉移順利。另外，錫林與蓋板間的隔距適當增大。

5.2.4 并條工序

采用3道并條，為獲得較好的條干均勻度且適應高速，頭并牽伸方式采用三上三下加導向上羅拉壓力棒曲線牽伸。選用具有自調勻整裝置的立達并條機，加強對棉條的不勻調節和重偏控制。對膠輥表面進行涂層處理，適當增加涂層厚度，減少須條纏繞膠輥現象，保證生產正常進行。

5.2.5 粗紗工序

遵循“輕定量、低速度、重加壓、大隔距、小張力牽伸、偏大捻系數”的工藝原則。因為纖維抱合力差，所以采用新型假捻技術來提高假捻效果，粗紗捻系數偏大掌握，粗紗機車速適當降低，粗紗張力在保證正常開車的前提下偏小掌握，以減小意外牽伸產生。偏輕掌握粗紗定量，以減小細紗牽伸倍數，提高成紗條干水平。生產和運輸過程中，采取措施嚴防條子起毛。在卷裝方面，宜采取小卷裝，并采用較大的軸向卷繞密度，可減少粗紗退繞時的意外張力和斷頭。

5.2.6 細紗工序

由于原料蓬松，抱合力較差，加上經過多次并合，細紗車速偏低掌握，以改善紗線條干滿足織造要求。遵循“中加壓、低速度、小后牽伸、小鉗口隔距”的工藝原則。采取工藝措施：適當前移細紗前膠輥位置，減小紡紗三角區面積；選用中等硬度的膠輥，進行表面抗靜電處理，減少毛羽的產生；采用內花絞膠圈，減少纖維滑溜，有效防止纖維擴散，減少自由端露現，降低成紗毛羽；偏大掌握捻系數，降低纖維頭端從紗體滑出的概率，減少毛羽數量。

5.2.7 絡筒工序

絡筒工序是毛羽增長的主要工序，同時又是產品質量的最后一道關口，為提高成紗質量，采取工藝措施：根據后道產品質量要求設置電清參數，用好輔助點；選擇合理的退加捻參數，提高氣捻結強力。

5.3 復合紗Porel50/Dralon20/Proviscose30 11.8tex+Provi-scose 5.9tex

5.3.1 控制措施

為了解決并紗過程中骨架紗易斷頭的問題，對通道改用新磁口，盡量采用小張力控制。為保證卷繞張力和成形張力一致，氣圈張力刻度一致為4檔，卷繞張力調節為“3”，龍帶張力頭尾相差±2%，錠速設定為7 500 r/min，捻系數設定范圍為320~340，在不影響并線質量的前提下，盡量偏小控制。

5.3.2 產品實驗數據

Porel50/Dralon20/Proviscose30 11.8tex+ Proviscose 5.9tex復合紗技術質量指標如表3所示。

6 原料的選擇

目標產品的主要功能特性是具有永久的柔軟舒適、吸濕透氣、暖感、絨質感。因此，纖維原料選擇是關鍵的第一步，即通過采用多組份纖維混紡去實現不同性能的疊加互補。選用Porel，Dralon，Proviscose 3種新型纖維，通過不同混紡比、紗線結構和面料結構的設計開發，來實現最終產品的功能特性需求。

表3 復合紗技術質量指標測試數據

6.1 Porel纖維

Porel是一種改性聚酯纖維，采用棉型異型截面，原絲中空度達到25%，形成的獨特保暖系統，使面料的保暖性能增強；注入了柔性鏈段和親水性基團，形成了卓越的仿棉技術，使面料的吸濕、透氣、柔軟、舒適等類似棉纖維的性能明顯增強。纖維截面如圖1所示。

圖1 Porel纖維截面

主要物理性能指標：纖度1.67 dtex，纖度偏差率5.9%，長度38 mm，斷裂強度4.15 cN/dtex，斷裂強度CV值20.5%，斷裂伸長率24.5%，斷裂伸長率CV值37.2%，回潮率0.8%。

6.2 Dralon纖維

Dralon是一種具有啞鈴形異性截面的超細腈綸纖維，采用干法紡絲技術，內部及表面有極少微孔，使纖維柔軟舒適、蓬松豐滿、干爽透氣，具有類似羊毛的抗日曬、耐氣候和防霉防蛀的性能。Dralon與日產腈綸相比，彈性回復率和卷曲彈性度更好，纖維模量較大，性能更接近羊毛。

主要物理性能指標：纖度0.90 dtex，長度37 mm，斷裂強度3.2 cN/dtex，斷裂伸長率（25±5）%。

6.3 Proviscose纖維

Proviscose 纖維是一種混合型新型生物質再生纖維素纖維，原材料取之于天然櫸木，可100%自然生物降解，生態環保；具有卓越的染色性能，賦予產品柔和靚麗的色澤；納米原纖的纖維結構具有極佳的吸濕透氣性；綜合了天絲與黏膠的優良特性，既柔韌又光滑。

主要物理性能指標：纖度1.33 dtex，長度38 mm，干斷裂強度2.66 cN/dtex，干斷裂伸長率17.5%。

7 成紗質量

Proviscose 5.9tex紗線測試數據如表4所示。

表4 Proviscose 5.9tex紗線測試數據

8 結語

三元復合仿羊絨保暖紗線除了具有羊絨紗線的纖細、輕薄、柔軟、滑糯、保暖等優良性能，還能克服羊絨纖維的不耐摩擦、易起毛等不良特性。生產實踐證明，成功開發Porel/Dralon/Proviscose三元復合紗，需要注意幾個方面：（1）由于Porel，Dralon纖維彈性好、抱合力差、可紡性差，因此在生產過程中應做好纖維預處理；采取科學合理的工藝措施，保證紗線光潔、抗起毛起球性達到3.5級以上。（2）由于Proviscose纖維模量大、彈性差、卷曲少、抱合性能差，在紡紗前必有對纖維進行充分預松、加濕、加抗靜電等預處，使纖維的回潮率達到12%左右。（3）通過一系列技術措施保證梳棉工序成網成條順利、并粗和細紗工序防纏繞及注重控制成紗的毛羽和棉結等，最終使主體紗、骨架紗、復合紗的質量達到設計的要求。該系列紗線產品光潔、勻整、吸濕性好、毛絨感強、仿真度好，既可制成薄型織物，也可擴展至中、厚型織物，可應用于各類服裝、家居及汽車裝飾等多個領域，具有較好的市場前景。