細特丙綸純紡紗的質量控制措施

魏家坤 程小明 呂治家

（魏橋紡織股份有限公司，山東濱州，256200）

隨著人們對自身健康關注度的不斷提高，運動已成為放松歸寧、釋放壓力的一種健康生活方式。無論是戶外競技還是室內健身均成為享受健康生活的一種途徑，由此運動類服飾形成了巨大的消費市場。消費者對運動類服飾的需求不再是穿著的舒適性及時尚性，而是追求服飾面料所賦予的功能性。近年來，吸濕快干、單向導濕類服飾面料備受消費者青睞。目前市面上這類產品大多通過添加整理助劑、纖維改性或通過織物組織結構等方法實現［1］。通過添加整理助劑的方法簡單，但環保壓力加大、隨洗滌次數增加織物性能有待商榷；通過改變纖維物理特性，如改變纖維截面呈“十”字或“C”字形等，用來提高纖維的毛細效應，進而實現吸濕快干及單向導濕性能，但這種纖維生產方法對溶液噴絲孔要求嚴格、生產難度大、價格成本高。

丙綸以其質量輕、密度小、強度高、疏水快干、芯吸能力強，導濕性好，價格低廉等特點，成為生產吸濕快干、單向導濕類產品的理想材質［2-3］。本研究以細特丙綸純紡9.84 tex集聚紗的生產為例，探究細特丙綸純紡紗的技術難點及各工序的控制要點。

1 關鍵工序問題分析

細特丙綸具備常規丙綸密度小、質量輕、回潮率低的特性，且細特丙綸的斷裂強度較高、斷裂伸長率較大；同時細特丙綸疵點含量整體較高，存在纖維質量比電阻較大的問題［4］。細特丙綸由湖北博韜合纖有限公司提供，纖維的物理指標性能：細度1.33 dtex，長度38 mm，斷裂強度5.56 cN/dtex，斷裂伸長率28.5%，疵點含量3.8 mg/100 g，質量比電阻3.9×109Ω·g/cm2，回潮率0，密度0.91 g/cm3。

針對以上細特丙綸特性，紡紗過程中出現的問題具體表現在：清棉工序經開松后的細特丙綸短纖維離散度較高，且由于其密度小，導致纖維蓬松，棉卷成卷困難；梳棉工序由于細特丙綸質量比電阻較高，梳理過程中由于纖維與纖維、纖維與機件之間的相互摩擦，形成靜電積聚，特別是梳棉成網后纖維網黏附光羅拉嚴重，導致梳棉棉網無法順利成網、成條。因此，細特丙綸的原料預處理尤為重要。經預處理后的細特丙綸摩擦因數降低，減少了靜電積聚，可使梳棉棉網成網順利，但經預處理后的細特丙綸經梳理后纖維間的抱合力降低，出現棉網破邊掉網、梳棉大壓輥至龍頭壓輥處斷條的現象。由于細特丙綸回潮率較低，經預處理后的細特丙綸短纖散濕較快，在并條、粗紗、細紗工序生產過程中，由于牽伸作用使纖維之間發生相對位移產生摩擦及纖維與機件之間摩擦等作用使靜電有所上升，導致膠輥纏花、繞花嚴重。此外，由于膠輥纏繞及氣圈的突變致使紗線毛羽較高，同時在絡筒工序細特丙綸純紡紗彈性伸長率較大，使得紙管出現變形現象。

2 關鍵技術措施及質量控制要點

2.1 細特丙綸預處理

由于細特丙綸質量比電阻高，為減少靜電積聚，提高后工序細特丙綸的可紡性，對細特丙綸進行充分的預處理是保證后工序順利生產的前提條件。丙綸短纖原料預處理的混合溶液由純凈水、硅油、抗靜電劑、親水整理劑復合而成，其質量比為15∶2∶2∶1，其中純凈水使用45 ℃的溫水。將混合溶液攪拌均勻使其充分混合后，再將細特丙綸散纖維鋪在塑料布上，纖維厚度約3 cm左右，使用霧化裝置將混合溶液均勻噴灑在細特丙綸散纖維上，噴灑均勻后將細特丙綸翻轉使其兩面混合溶液分布均勻，其中細特丙綸與混合溶液的質量比為20∶1；處理后的細特丙綸散纖維用塑料布包裹并放置在35 ℃~40 ℃預處理房內養生處理18 h~24 h，使纖維回潮率達到3%~5%，以備后道工序使用。

2.2 清梳工序

清梳工序是細特丙綸純紡紗線生產的重點工序，針對細特丙綸清棉工序成卷困難，梳棉成網、成條困難等問題，需要通過一定的技術創新及配置合理的梳理工藝來解決，實現細特丙綸純紡順利成條。

經預處理后的細特丙綸因纖維較松散、回潮率低且散濕較快，同時因細特丙綸內疵點含量較高，因此縮短清棉工序的工藝流程、適當提高清棉工序排雜，整體采用“短流程，少落雜，以梳代打，輕定量，重加壓”的工藝配置原則。將FA106B型豪豬式清棉機打手更換為梳針打手，打手速度控制在480 r/min，以降低打手對纖維的打擊力度，減少纖維扭結與短絨的產生，塵棒安裝角度39°、塵棒間隔距4.0 mm~11.1 mm；適當增大落棉量增強細特丙綸內疵點的排除，清棉工序總落棉量控制在0.5%以內。由于丙綸密度小，經豪豬式清棉機梳理后的細特丙綸更加蓬松。為防止噎車，將FA046型振動給棉機給棉量調整至最小，其振動板振動頻率調整為154次/min、振動板振幅8 mm；同時增大A076F型單打手成卷機緊壓羅拉壓力，將活動重錘加壓調整至最外側，降低棉卷的棉層厚度，為確保棉卷成形及棉卷質量，成卷羅拉速度10 r/min，丙綸棉卷定量400 g/m；所生產的細特丙綸棉卷使用塑料薄膜包裹，減少混合液的揮發，防止纖維回潮率的降低，以確保原料預處理效果，適當提高環境溫度26 ℃~28 ℃、相對濕度73%~78%。

梳棉工序是細特丙綸純紡成條的關鍵工序，需解決梳棉棉網滑脫造成的棉網破邊與掉網、纖維間抱合力差導致的梳棉大壓輥至龍頭處產生斷頭的問題，優選合理的梳理元件及工藝參數，避免梳理次數過多或纖維之間及纖維與機件之間相互摩擦次數增多導致靜電積聚黏附光羅拉的問題。為實現梳棉工序順利純紡成條，對FA201B型梳棉機進行技術革新。首先在梳棉機棉網出口處（光羅拉處）加裝異向回轉履帶式棉網托持集聚裝置（即FA231型雙皮圈導棉機構），使棉網在兩個異向回轉履帶的托持下集聚成條，解決丙綸短纖棉網因纖維滑脫造成的成條困難問題。其次對梳棉機的龍頭裝置進行技術改造，在梳棉大壓輥與龍頭小壓輥的中間部位（龍頭圈條位置）加裝主動回轉式導條輥裝置，使細特丙綸生條由龍頭小壓輥的拖拽式被動喂入改造為主動回轉式導條輥積極喂入裝置，大幅度降低了輸棉大壓輥至龍頭小壓輥間的意外牽伸，解決了細特丙綸純紡生條因纖維間抱合力差而在梳棉大壓輥與龍頭小壓輥之間產生斷頭的問題。選擇合理的梳理針布型號及與之相匹配的紡紗工藝有利于梳棉機生條的穩定輸出［5］，優選錫林針布型號AC2520×01850P、蓋板針布型號MCC29P-1、刺輥針布型號AT5605×05611、道 夫 針 布 型 號AD4030BR×02090。為進一步降低細特丙綸的重復梳理次數，減少纖維與纖維間、纖維與機件間的摩擦，從而達到降低靜電積聚的目的，梳棉工藝采用“少分梳，快速轉移，定量適中，大錫刺比”，錫林速度降低至300 r/min，蓋板速度127 mm/min，錫林與刺輥線速度比2.3︰1，生條定量優選19.50 g/5 m。為降低纖維與纖維、纖維與蓋板、錫林之間的摩擦副，放大錫林與蓋板隔距至0.30 mm、0.25 mm、0.25 mm、0.23 mm、0.25 mm；同時為進一步排除棉卷中疵點，適當增大后車肚對疵點的排除，優選刺輥與給棉板隔距0.48 mm~0.56 mm，刺輥與除塵刀隔距調至0.61 mm~0.74 mm。梳棉工序環境溫度28 ℃~31 ℃，相對濕度68%~75%。

具體梳棉龍頭主動回轉式導條輥裝置示意圖及改造效果圖見圖1和圖2。

圖1 主動回轉式導條輥裝置示意圖

圖2 改造效果

2.3 并粗工序

在并粗工序生產過程中存在的突出問題：由于纖維在牽伸過程中的相對位移，導致纖維與纖維間、纖維與機件之間相互摩擦作用形成靜電積聚，從而導致靜電纏繞羅拉及膠輥。為此需提前對并條、粗紗膠輥進行表面處理，以提高膠輥的抗靜電性，減少靜電積聚［6］。并條膠輥采用復合涂料筆涂方式進行表面處理；粗紗膠輥采用板涂的方式進行表面處理，所使用A∶B兩種涂料的質量比為1∶8，經表面處理后的并條、粗紗膠輥要達到“光，滑，燥，爽”的要求。上機前要對并條、粗紗紡紗通道的毛刺、棉蠟進行清理，同時使用抗靜電劑對紡紗通道進行擦拭、晾干，以提升通道光潔度，減少紡紗通道的纏、繞、堵、掛現象。并粗工序工藝配置采用“少并合，慢車速，大隔距，重加壓”的原則；并條采用兩道并合，并合數均為6根，以降低并條工序總牽伸倍數，減少纖維間位移。細特丙綸細度細、整齊度好，為防止牽伸力過大而造成的牽伸不良問題，采用較大的羅拉隔距，同時適當增大羅拉鉗口壓力，以保證細特丙綸的順利牽伸［7］。并條羅拉握持距48.9 mm×55 mm，頭道后區牽伸1.88倍，末道后區牽伸1.55倍，并條搖架壓力300 N~350 N；粗紗牽伸羅拉握持距40 mm×54.5 mm×63 mm，粗紗后牽伸1.24倍，粗紗搖架加壓130 N~135 N；適當降低粗紗捻系數以確保后工序順利牽伸，優選捻系數為65。并粗工序的環境溫度27 ℃~32 ℃、相對濕度65%~72%。

2.4 細紗工序

為減少紗線毛羽、提升紗線強力及條干指標，細紗采用負壓式集聚紡裝置。細紗膠輥采用板涂的方式進行表面處理，所使用A∶B兩種涂料的質量比1∶10，減少因靜電吸附凝聚槽內纖維束而造成的毛羽、條干指標惡化問題；為加強對浮游纖維的控制，優選2.0 mm前壓力棒鉗口。由于細特丙綸純紡紗線彈性伸長較大，導致細紗氣圈狀態不穩定，為穩定氣圈狀態減少氣圈突變，降低紗線毛羽增長，細紗鋼絲圈宜偏重掌握［8］。優選使用PG1 4254型鋼領，配置VxL EL1 UER 10/0型鋼絲圈。為防止細紗出“硬頭”問題，適當增大前膠輥握持力，后區牽伸倍數優選1.21倍，前膠輥搖架壓力（185±5）cN，細紗工序環境溫度30.5 ℃~32 ℃、相對濕度62%~65%。

2.5 絡筒工序

細特丙綸斷裂伸長率較高，純紡紗線彈性伸長較大，為降低紗線伸長過大而造成的紙管變形問題，絡筒工序采用低張力、慢車速，減少紗線伸長，將絡筒車速降至1 000 m/min，同時減少筒子成形硬度至最小檔，絡筒張力電壓優選4 V/2 V/1 V；對紡紗通道棉蠟、毛刺進行清理，以減少摩擦控制絡筒毛羽增長，使用USTER電容式清紗器，其主要清紗參數：N為230%，S為130%×1.3 cm，L為30%×30 cm，T為-40%×40 cm，C±為±18%×5.0 m，CC±為±20%×5.0 m。

3 紡紗質量及應用效果

針對細特丙綸特性，通過以上技術革新措施及工藝參數配置，解決了細特丙綸靜電嚴重、純紡成條及成紗困難、紗線條干質量指標差、毛羽高等一系列技術難點，實現了細特丙綸9.84 tex集聚紗的順利生產。經實測，其成紗主要質量指標：條干CV值13.50%，細節7個/km，粗節19個/km，棉結23個/km，強力256.2 cN，強力CV值9.4%，斷裂伸長率19.1%，1 mm毛羽448根/m，3 mm毛羽17.9根/m。

將該紗應用于細特丙綸針織面料內層，并結合網眼組織結構設計，成功開發出細特丙綸短纖網眼產品。對所織面料的吸濕速干性能采用GB/T 21655.1—2008《紡織品 吸濕速干性的評定 第1部分：單項組合實驗法》進行檢測，經檢測面料吸水率173%，滴水擴散時間1.3 s，芯吸高度101 mm，蒸發速率1.62 g/h。其中，面料的滴水擴散時間、蒸發速率均優于國標要求（滴水擴散時間不大于3 s、蒸發速率不小于0.18 g/h），這與丙綸回潮率低且具有疏水導濕的特性有關。將細特丙綸短纖紗應用于所織面料內層，能迅速導出皮膚表面汗液及水分，時刻保持皮膚干爽，達到了預期開發效果。

4 結語

細特丙綸短纖維細度細、質量比電阻高、斷裂伸長率較大、纖維疵點較高，純紡生產時可紡性較差。因此，在生產細特丙綸純紡紗時需對細特丙綸進行預處理，提高纖維回潮率；同時適當提高紡紗各工序環境溫濕度，降低各工序的靜電積聚，提高細特丙綸的可紡性；通過適當的設備技術改造、優化各工序關鍵工藝參數并匹配合適的專件器材是實現細特丙綸9.84 tex紗順利生產的關鍵。通過對細特丙綸針織網眼產品的開發，驗證了細特丙綸短纖純紡紗的吸濕、快干、導濕性能，拓展了丙綸短纖純紡紗在紡織領域的應用，為后續丙綸短纖紗在吸濕快干、單向導濕等服飾面料的開發與應用提供了技術支撐和研發思路。