低配棉4.2 Tex緊密精梳棉紗的工藝研究

吳登鵬，沈紅艷，劉義龍(， )

隨著棉花價格的大幅波動和我國紡織行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整投入力度逐漸加大，常規(guī)品種的棉紗效益將會越來越低。因此，為了提高產(chǎn)品附加值及市場競爭力，一些紡織企業(yè)的產(chǎn)品開始向超細化、差別化方向發(fā)展。本文要探討的就是用緊密紡技術(shù)，利用價格低的新疆長絨棉進行4.2 tex超細號緊密紡精梳棉紗的開發(fā)。

1 紡特細號紗存在的問題

紡制特細號棉紗所需的原棉品質(zhì)要求高且工藝難度大，4.2 tex紗線屬特細號紗，成紗橫截面內(nèi)纖維根數(shù)僅為16根左右[1]。因為理想的成紗條干不勻CV=100/Z0.5。其中，Z為細紗截面內(nèi)纖維根數(shù)，Z的波動導致成紗條干不勻[2]。在Z<50根的特細號紗中，CV 迅速增大。因此，大部分企業(yè)在進行特細號紗的生產(chǎn)時，所用原料基本上是進口長絨棉。

其次遇到的問題是紡紗過程中纖維的損失，纖維損失可能發(fā)生在牽伸機構(gòu)的上、下羅拉處，特別是須條的邊緣纖維[3]。紡特細號紗時，任何纖維的損失實質(zhì)就是減少須條橫截面中纖維的數(shù)量，這就會造成生產(chǎn)中紗線強力低、易斷頭。此外傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗由于加捻三角區(qū)的存在，有些纖維頭端沒有被加捻三角區(qū)鉗持，易形成頭端毛羽；有些纖維離開鉗口時尾端沒有嵌入紗內(nèi)，形成尾端毛羽。因此，要克服上述問題，只有合理選擇原棉，采用新的紡紗技術(shù)及優(yōu)選工藝，才具有可紡性。

2 試紡方案

2.1 實驗原料

實驗所用原棉為新疆長絨棉，主體長度38.5 mm，馬克隆值4.0，細度1.39 dtex左右。

2.2 工藝流程配置

考慮到特細號精梳紗特點及生產(chǎn)技術(shù)要求，選配了設(shè)備性能優(yōu)越的緊密紡工藝流程。緊密紡紗比普通環(huán)錠紡紗強力提高15%以上，且毛羽少、條干好，可有效減少細紗工序的紗線斷頭。具體流程如下：A11抓棉機→B11開棉機→B7/3混棉機→B60清棉機→C51梳棉機→SB2預(yù)并條機→E32條并卷聯(lián)合機→E62精梳機→D35c并條機→FL100粗紗機→FA506緊密紡細紗機→NO.21c自動絡(luò)筒機。

3 主要工序工藝要點

3.1 開清棉 梳棉工序

根據(jù)原棉纖維的特點，清花工序采用“輕薄抓取，柔軟開松，加大落棉”的工藝，抓棉機少抓勤抓，確保運轉(zhuǎn)效率在90%以上，盡量減小抓取棉花的重量，使原棉中的雜質(zhì)充分暴露在棉花表面，利于后道工序的開松除雜；適當降低開清棉機各打手的速度，同時把清棉機底部分梳板去除，減少對纖維的損傷；增大塵棒隔距，使原棉中大雜質(zhì)先落少碎，增大落雜量。

梳棉工序主要是針對減少結(jié)雜、提高成紗質(zhì)量進行研究，這是保證成紗質(zhì)量的關(guān)鍵工序。對于使用長絨棉生產(chǎn)特細號紗，應(yīng)根據(jù)立達C51型梳棉機特點進行工藝調(diào)整。通過采用“緊隔距、輕定量、慢速度”的原則，增強錫林和蓋板對纖維的分梳效果，降低因纖維間反復搓揉而產(chǎn)生棉結(jié)的幾率。同時，降低定量和產(chǎn)量，保證纖維的伸直平行度和梳理度。五點隔距(mm)為0.175、0.175、0.15、0.15、0.15；錫林速度為360～400 rpm，蓋板速度為0.23～0.27 m/min；定量3.5 g/m。同時要控制好清梳聯(lián)各處的風壓、風量，既保證短絨和塵質(zhì)排除，又不能對棉束進行過度沖擊、增加落白。

3.2 精梳工序

精梳工序是紡紗過程中的重要工序，其主要任務(wù)是進一步去除短絨和雜質(zhì)，提高纖維伸直度，保證成紗質(zhì)量?？紤]到紗號細，車速控制為220～260鉗次/min，采用后退給棉方式，給棉長度4.3 mm，增加梳理次數(shù)，降低棉結(jié)雜質(zhì)，落棉率控制在18%以上，棉條短絨率控制在7%以內(nèi)，棉結(jié)10粒/g以下，條干均勻度3.6%以內(nèi)，大小卷搭配使用，減小條子重量不勻率。

3.3 并粗工序

為了防止二次并條纖維抱合力差，后道工序產(chǎn)生意外牽伸而影響成紗質(zhì)量，并條工序采用帶自調(diào)勻整單道并條工藝。精梳條6根并合，牽伸倍數(shù)6倍左右，車速在270 m/min左右，設(shè)計定量3.0 g/m，保持通道光滑。

考慮到細紗機牽伸倍數(shù)，粗紗定量設(shè)計在2.5～3.0 g/10m，粗紗捻系數(shù)為為124，可增加纖維抱合力，減少紗條意外牽伸，同時控制粗紗長度，確保退繞張力適當。

3.4 細紗 絡(luò)筒工序

在加裝三羅拉網(wǎng)格圈式緊密紡裝置的FA506型環(huán)錠紡細紗機上紡2.9 tex紗，錠速不能過高，否則易出現(xiàn)大量斷頭，為8000 rpm左右。同時考慮到緊密紗毛羽少、結(jié)構(gòu)緊密不易于散熱，我們采用瑞士Bracker35 mm鋼領(lǐng)和瑞士Bracker公司C1ELUDR24/0鋼絲圈。細紗鉗口決定須條和纖維運動牽伸力穩(wěn)定與否，一般偏小掌握，以不出硬頭為好，我們采用了2.0 mm的前區(qū)壓力棒隔距塊。

緊密紡對車間溫濕度與含塵濃度要求比較高，一般車間換氣次數(shù)要在30次以上，溫度控制在28～32℃之間，相對濕度在50%～55%。

絡(luò)筒工序主要是優(yōu)化電清工藝參數(shù)，清除掉有害紗疵，同時注重捻接頭質(zhì)量。在絡(luò)筒過程中，應(yīng)當適當降低槽筒卷繞速度及絡(luò)筒搖架壓力，減小紗線與槽筒的摩擦，同時清潔紗線通道，減少誤切率。

4 實驗結(jié)果與討論

4.1 單紗主要性能測試

紗線毛羽、單紗強力和條干的主要測試儀器分別為YG172A型紗線毛羽測試儀、YG063全自動單紗強力儀、YG135G型條干均勻度測試分析儀。測試條件為：溫度(20±2)°C，相對濕度(65±5)%RH，測試前紗線在該條件下平衡24 h以上。實驗數(shù)據(jù)如表1、表2、表3所示。

表1 毛羽測試

表2 條干均勻度測試

4.2 實驗數(shù)據(jù)分析

4.2.1對單紗毛羽影響的分析

表3 單紗強力測試

傳統(tǒng)環(huán)錠紡由于加捻三角區(qū)的存在，3 mm以上的毛羽約有85%都是由于紡紗三角區(qū)造成的[4]。緊密紗由于基本消除了加捻三角區(qū)，幾乎纖維束的每根纖維都能集聚到紗體中，使3 mm以上的毛羽大大降低，從而形成光滑的緊密紡紗線。從表1看出，低配棉的4.2 tex特細號紗的3 mm以上的毛羽基本控制在個位數(shù)之內(nèi)，效果十分理想。同時從圖1中我們也可以看到，緊密紗紗體表面很光潔，與普通環(huán)錠紗相比纖維內(nèi)外轉(zhuǎn)移較不明顯。

圖1a 2.9 tex緊密紗線縱向圖(放大200倍)

圖1b 5.8 tex環(huán)錠紗縱向圖(放大200倍)

4.2.2對單紗條干均勻度影響的分析

緊密紡裝置在傳統(tǒng)牽伸裝置前增加一纖維控制區(qū)，利用氣流對通過控制區(qū)的纖維束進行橫向凝聚，使纖維束的寬度大大縮小，幾乎接近加捻三角區(qū)的寬度，纖維束經(jīng)過集聚然后再被加捻卷繞，加捻三角區(qū)大大減小甚至消除，那么由于加捻三角區(qū)而產(chǎn)生的條干不勻也得以大大降低，使得低配棉紡細號紗可行。從表3看出，在低配棉的情況下，通過緊密紡技術(shù)，4.2 tex特細號紗的條干CV%為18.93,可達到后道加工的要求。

4.2.3對單紗斷裂強力影響的分析

在環(huán)錠紡紗加捻三角區(qū)中，三角區(qū)內(nèi)兩邊的纖維比中間的纖維承受較大的張力，因此紡出來的紗在受到負荷時，不能被全部纖維平均負擔，三角區(qū)兩邊的纖維先斷裂，使細紗強力達不到應(yīng)有的水平。而緊密紡基本消除了紡紗三角區(qū)寬度，幾乎纖維束的每根纖維都能集聚到紗體中(圖1a)，從而形成了高強力的緊密紡紗線。因此，由表4可以看出，在低配棉的情況下，采用緊密紡技術(shù)，可以使得4.2 tex特細號紗的斷裂強力達到61.9 cN；但是在相同配棉的情況下，采用傳統(tǒng)的環(huán)錠紡紗技術(shù)是無法生產(chǎn)出如此細的紗線的。

5 結(jié)語

通過討論分析可知，緊密紡紗系統(tǒng)利用附加裝置來縮小細紗前羅拉鉗口輸出須條的寬度，降低或消除加捻三角區(qū)的寬度，有效地減少了毛羽和飛花，充分降低了紡紗張力，有效利用了每根纖維強度，大大提高細紗強力，降低了細紗斷頭率，從而使得低配棉的4.2 tex特細號紗開發(fā)成為可能。

[1] 張建祥,賈云輝.特高支精梳紗生產(chǎn)技術(shù)探討[J].紡織導報,2010,(11):72—74.

[2] 李盛釗,劉素彬.用傳統(tǒng)紡紗設(shè)備生產(chǎn)特細純棉精梳紗[J].四川紡織科技,2000,(3):11—14.

[3] 詹璉譯.棉特高支紗的加工技術(shù)[J].紡織導報,1992,(6):46—47.

[4] 程隆棣,周志華.緊密紡紗技術(shù)與毛羽問題[J].棉紡織技術(shù),2003,31(4):18—20.