針織大圓機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.浙江省紡織工程學會，浙江杭州，310018；4.浙江理工大學，浙江杭州，310018）

半精紡紗線是我國毛紡與棉紡行業科技人員自主創新開發的一種新穎紗線，由于它改變了傳統的毛精紡與毛粗紡工藝，將毛紡技術優勢與棉紡技術優勢融為一體，使生產的紗線有別于毛精紡與毛粗紡的產品風格，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，但能生產出與毛精紡紗號相同，且表現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細、條干均勻、表面光潔等優點，其產品附加值遠高于毛粗紡產品，故在國內得到較快發展。

半精紡紗線主要用于電腦橫機毛衫用紗［2］，使用范圍狹窄，產品的發展空間受到一定限制。當前隨著消費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構作了兩方面的調整：一是在半精紡原料使用上增加了功能性纖維的使用量，使生產的半精紡紗線具有多種功能，以適應消費者對多功能服飾的需求；二是在紗線應用領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用紗等領域發展。緯編針織大圓機織物既可用于內衣、內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域。

目前在電腦橫機上生產的毛衫類產品多數是用股線來編織，其紡紗號數相對較粗，含毛類纖維比例較高，以顯示出毛衫類產品毛感風格。而用于針織大圓機生產的多數是以單紗來編織，由于毛類纖維強度普遍較低，為了提高織物強度及功能性要求，故多數采用多種纖維混紡紗，紡紗號數比毛衫用紗細，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 針織大圓機用半精紡紗的開發方向

開發針織大圓機用半精紡紗，要重點關注功能性紗線，根據季節的變化來開發相關產品［3］。

開發春夏季針織大圓機用半精紡紗時，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吸濕快干、涼爽舒適的穿著需求。

開發秋冬季針織大圓機用半精紡紗時，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 半精紡紗線內控質量標準的制定

針織大圓機采用單紗編織，進紗路數多且速度較快，故對用紗的質量要求遠高于電腦橫機。為此，要對半精紡紗線重點管控好以下幾個質量指標。一是嚴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，杜絕最終織物產生色差、色檔、病疵；二是通過工藝優化使成紗條干均勻度與常發性紗疵指標控制在質量要求范圍之內，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，提高成紗強力，降低成紗強力不勻率；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 以上有害毛羽要達到最低設定標準，以達到織物布面光潔，紋路清晰，符合高檔服飾用紗的要求。

3 紡制半精紡紗的關鍵技術

根據針織大圓機用紗的質量要求，要從原料、工藝、設備及管理上采取相應措施，把握好以下8個關鍵技術。

3.1 優選原料及其配比

由于針織大圓機用紗是以單紗來編織的，為提高成紗強力、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、細度較細及單纖強度較高的原料，紡紗中要采取多種原料科學互配，取長補短，以充分發揮各種纖維優點。以開發生產秋冬季貼身穿內衣為例，根據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：山羊絨細度在 15 μm 左右，平均長度36 mm；羔羊絨細度在16 μm 左右，平均長度38 mm；莫代爾纖維規格1.33 dtex×38 mm；萊賽爾纖維規格1.55 dtex×38 mm；彈性纖維規格 1.67 dtex×38 mm。可以看出，5 種纖維長度均為36 mm～38 mm，差異較小；莫代爾纖維與萊賽爾纖維細度均在1.33 dtex～1.55 dtex 之間，纖維較細，可使紗線截面纖維根數增多，有利于提高紗線強力，彌補毛絨類纖維強度較低的缺陷；10%的彈性纖維可增加紗線彈性，使織物具有優良的彈性回復功能；由于組成紗線的原料中，毛絨類纖維占據50%，可使制成織物具有柔軟彈性及保暖性。

3.2 做好紡紗前的調色配色與打樣工作

我們借鑒棉紡企業生產色紡紗的經驗，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）按比例進行調色與配色，紡出樣紗與織出小樣布（坯布）。在標準光源箱內與設計樣或用戶樣進行對比，如有差異要適當調整各種色纖維的混和比例，直至打出的小樣（坯布）與設計樣或用戶樣相似后才能批量生產。

3.3 重視原料的預處理與混和

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

和毛是半精紡生產的首道工序，由開毛機、和毛機、和毛倉組成。纖維通過開毛機與和毛機處理，在和毛倉內養生，要達到纖維開松良好，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，將風筒改造成可360°旋轉的風筒，并在風筒周圍加裝噴霧器連續噴灑配制好的和毛液與抗靜電劑。不但減少了原料進入和毛倉出現分層的幾率，還補償了原料和毛過程中揮發的水分。采用可移動式風機可使不同體積質量的纖維在氣流作用下能穩定持續地進入和毛倉，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存放養生24 h，讓和毛液和抗靜電劑充分滲透到原料中的每根纖維，并達到生產所需的回潮率。最后將和毛倉內滲透吸收后的原料再進行一次和毛，使各種不同比例、不同顏色的原料再一次混和均勻后打包，在帶毛斗的梳理機上進入紡紗流程。

3.4 優選梳理設備和梳理工藝

梳理工序是紡好針織大圓機用紗的關鍵工序，其主要任務是要將各種纖維梳理成單纖維狀態，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）的產生，將原料梳理成單纖維狀態，棉網清晰，使成紗條干均勻、弱環減少、斷裂強度提高。目前在浙江半精紡企業使用的梳理設備有兩種：一種是多數企業采用的棉紡A186 型蓋板梳棉機；另一種是少數企業采用的將棉紡與毛紡梳理設備結合的創新型梳理機。棉紡A186 型蓋板梳棉機梳理面積不大，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，但對纖維損傷較多。根據我公司多年來使用棉紡蓋板梳棉機的經驗，對不同性質的纖維在梳理工藝設計中要掌握梳理與轉移的平衡點，在不產生毛粒的前提下，以不強調過分梳理為原則，同時要對蓋板式梳棉機的錫林速度、錫林與刺輥線速比、錫林與蓋板之間的隔距、道夫轉移率、棉卷與生條定量、落棉率等工藝參數進行優化，實現柔性梳理。要適當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 點隔距由大逐步縮小，道夫速度采用變頻控制，使梳棉機產量控制在15 kg/h 左右。少數企業采用的創新型梳理機，是在棉紡蓋板式梳棉機的基礎上進行改造，它模擬粗紡梳毛機中預梳機構和第一梳理區的原理，將第一節羅拉梳理輥安裝在蓋板梳棉機的前端，成為羅拉梳理與蓋板梳理相結合的創新型梳理模式。由于羅拉梳理輥采用彈性針布，對纖維采用非握持式梳理，梳理強度減輕，并可根據原料性狀和所紡品種靈活調整梳理隔距，以減少纖維損傷，并可適當提高制成率。

某半精紡企業使用兩種梳理設備的梳理質量對比如下。蓋板型梳棉機工藝參數：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。梳理質量：纖維平均長度45.66 mm，短毛率5.59%，制成率92.16%。創新型梳理機工藝參數：錫林與剝毛輥隔距0.38 mm，工作輥與剝毛輥隔距 0.48 mm，錫林與轉移輥隔距0.23 mm，胸錫林與轉移輥隔距0.23 mm。梳理質量：纖維平 均 長 度 49.33 mm，短毛率5.28%，制成率95.03%。從以上數據看出，采用創新型梳理機使纖維平均長度從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，應逐步把蓋板梳棉機改造成創新型梳理機。FB218 型特種纖維梳理機，配制喂毛箱與梳理機連接，采取機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，能使纖維得到充分開松和梳理；該機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，道夫速度可任意調節，道夫與胸錫林之間的工藝線速比得到最佳配置，使棉網清晰均勻，可作為企業設備更新改造選用的梳理設備。

3.5 安裝自調勻整控制系統

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

毛斗式梳棉機的優點是適用于小批量多品種，翻改靈活性較大，且機器清潔方便，但喂毛斗沒有自調勻整控制功能，與梳棉機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，在喂入中滯后現象嚴重，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量的關鍵。為此，在毛斗式梳棉機上安裝自調勻整控制系統，通過勻整器檢測從喂毛斗喂入梳棉機左右兩側的棉層厚度變化與道夫轉速，兩組檢測數據經過控制器記錄后用于控制給棉電機，使喂棉量穩定，從而使梳棉機出條重量不勻率穩定在3.0%以內，比未裝自調勻整裝置降低了2%～3%。

在末道并條機上，目前多數企業采用了RSBD45 型并條機，其勻整范圍可達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。控制好末并條子的重量不勻率，就能確保成紗百米重量不勻率在2.0%以內。因針織大圓機采用單紗編織，重量不勻率高就會直接反應在布面上，出現厚薄差異及病疵，染色后就呈現出色橫檔。

3.6 選用新型智能化粗紗設備

由于半精紡紗各工序車速都較棉紡要低，目前多數企業配置的粗紗機相對比較落后，有的企業仍采用A 系列用錐輪傳動（即鐵炮傳動）的粗紗機，生產效率低，工藝調整繁瑣，需依賴人工來調整，且成形用錐輪傳動易產生開關車細節，開式錠翼在高速運轉中飛花溢出易造成毛羽及飛花附入形成紗疵。為此，我們選用了較先進的智能化高速粗紗機。該機采用多電機驅動來控制粗紗懸錠、羅拉、錠子、錠翼、卷繞升降成形等協調同步運動，實現了恒張力紡紗，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，可徹底清除傳統粗紗機在開關車時產生的粗細節紗疵。由于新型粗紗機生產的粗紗消除了傳統粗紗機質量上的弊端，其各項質量指標能符合針織大圓機用紗的質量要求。

3.7 采用賽絡集聚紡技術，加裝單錠監控裝置

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過精梳機（或毛針梳機）來排除短纖維，故生產的紗線存在毛羽較多、穿著時易掉毛、起毛起球等缺陷。采用賽絡集聚紡技術，纖維束通過負壓集聚，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動，減少邊纖維和浮游纖維的產生，從而使紗線結構緊密結實，條干均勻、光潔，毛羽顯著減少，且強力可提高10%～15%，用該紗線制成的針織大圓機織物紋路清晰，疵點減少，織機效率也有較大提高［4］。

在環錠細紗機上加裝智能化單錠在線監控裝置。細紗斷頭時粗紗停喂，既可減少吸風花，又可避免膠輥“三繞”現象，降低了機物料消耗，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，單錠監控系統還可以與企業ERP 系統聯網，為企業提供細紗產量設備運轉效率等數據，保證統計數據的準確性和真實性。還可將相關數據通過無線網絡傳送到管理人員的手機上，使管理人員實時了解車間的運行狀態，實現智能化與信息網絡化的有效監控。

3.8 優化絡筒工藝

為控制好絡筒后紗線毛羽增長率，適當降低絡紗速度到1 000 m/min 左右。合理設計電子清紗器工藝參數，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，而結頭強力比正常紗低、粗度比正常紗粗，對后加工生產及織物表面風格有一定影響。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，結頭強力不能低于原紗強力的80%，以保證針織大圓機生產時斷頭少、生產效率高。

4 結語

半精紡是我國紡紗行業自主創新開發的一項紡紗新技術，具有產品檔次高、附加值高、噸紗盈利高的優勢，在國內的生產規模正在不斷擴大。但較長時期半精紡生產的紗線主要用于針織毛衫用紗，很少在針織大圓機上應用。通過原料優選、工藝優化以及設備改造與更新等措施先后開發出能夠應用于針織大圓機的半精紡紗線，從生產實踐中總結出針織大圓機用半精紡紗線紡制的8 項關鍵技術，從而使紗線質量達到針織大圓機用紗的要求，既提高了大圓機產品的附加值，又可使半精紡紗線的應用領域得到快速發展。