色紡紗線生產(chǎn)與工藝技術(shù)創(chuàng)新

章友鶴　周建迪　趙連英　程四新

摘要：采用原料先染色后再混合紡紗，可比先紡紗后染色的染色纖維量顯著減少。但染色后纖維的性能有較大變化，棉纖維強力下降，短絨增加，彈性變差，影響紡紗的可紡性，故要根據(jù)染色后纖維性能的變化來設(shè)計紡紗工藝。文章根據(jù)浙江地區(qū)相關(guān)企業(yè)多年來生產(chǎn)色紡紗的實踐，分析了色紡紗的紡紗生產(chǎn)工藝特點與本色紗工藝的不同點，對色紡紗主要工序的工藝設(shè)計要點作了分析與敘述。

關(guān)鍵詞：色紡紗；工藝特點；紡紗工序；工藝設(shè)計要點

中圖分類號：TS104.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1009-265X（2017）06-0031-05

Production and Process Technology Innovation for Colored Spun Yarn

——spinning technology characteristics of colored spun yarnand key deisgn points of main procedure

ZHANG Youhe1， ZHOU Jiandi1， ZHAO Lianying2， CHENG Sixin3

（1.Zhejiang Key Laboratory of New Textile Research and Development， Hangzhou 310009， China；

2.College of Materials and Textiles， Zhejiang SciTech University， Hangzhou 310009，

China； 3.Bros Eastern Co.， Ltd.， Ningbo 315000，China）

Abstract：Since the raw material is first dyed and then mixed spinning is carried out， the quantity of dyed fibers can decrease significantly， compared with first spinning and then dyeing. But， fiber properties change a lot after dyeing. The strength of cotton fiber decreases； short fibers increase， and the elasticity declines. The spinnability is influenced. Thus， spinning technology should be designed according to fiber property change after dyeing. Based on colored spun yarn production practice of relevant enterprises in Zhejiang， the differences of production technology between colored spun yarn and naturally colored yarn were analyzed. Meanwhile， key process design points of main procedure of colored spun yarn were analyzed and stated in this paper.

Key words：colored spun yarn； technological characteristics； spinning process； key process design point

1色紡紗的紡紗工藝特點

色紡紗的紡紗工藝源于本色紡紗工藝，但通過較長時間的生產(chǎn)實踐與不斷探索，已逐步形成了一套色紡紗的紡紗工藝，它與本色紡紗工藝相比主要有以下3個不同特點。

1.1色紡紗的紡紗工藝把本色紡紗工藝倒置

將先紡紗后染色改為將各種原料先染色后再混合紡紗。染色纖維在色紡中所占比例為30%～35%，這比先紡紗后染色的染色纖維量大為減少，對環(huán)境的污染也減少了。但纖維染色后性能變化較大，尤其是棉纖維染色后強力下降，短絨增加，同時由于棉蠟被融解，使纖維彈性下降，可紡性變差。用原來本色紡紗工藝就很難適應(yīng)，需針對色纖維性能變化來制訂相應(yīng)的紡紗工藝[12]。

1.2色紡紗的紡紗工藝把顏色的要素引入紡紗工藝

由于色紡紗是用2種及以上不同色澤原料混合紡紗，在紗線上混色均勻，色澤色異小、立體效果好是色紡紗的重要特征。因此色紡紗的紡紗工藝必須從配棉與混棉開始，選擇合適的混棉方法，才能生產(chǎn)出符合用戶要求的各類色紡紗。

1.3色紡紗生產(chǎn)具有小批量、多品種、變化快的特點

在一個3～5萬錠的生產(chǎn)車間中，往往有幾十個不同色澤與不同性能原料在同時生產(chǎn)，故色紡紗的工藝設(shè)備配置比本色紗要多，且要適應(yīng)小批量、多品種、周期短、工藝快速應(yīng)變的要求。同時對車間的現(xiàn)場管理也提出了更高要求，要分色澤、分品種進(jìn)行嚴(yán)格的區(qū)域定置管理，防止混色、混批及飛花夾入等造成紗疵。

2色紡紗各工序的工藝設(shè)計要點

在設(shè)計色紡紗工藝時，一定要認(rèn)真分析染色后纖維的變化特性，如色棉的長度、細(xì)度、單纖強力、短絨率及結(jié)雜的變化情況。染色棉與本色棉相比，一般短絨率增加2%～3%，纖維強力下降5%～15%。由于染色破壞了纖維表面的棉蠟，導(dǎo)致纖維間摩擦系數(shù)減小，抱合力下降，可紡性變差，尤其是在生產(chǎn)深色品種時還會出現(xiàn)嚴(yán)重的靜電現(xiàn)象。此外，染色后纖維會產(chǎn)生一些小的硬塊及束纖維，會影響后道工序的開松、梳理效果，這是導(dǎo)致成紗棉結(jié)增加的主要因素之一。針對這些情況，需要在各工序工藝的設(shè)計上有針對性的加以解決[34]，表1是原棉染色后部分指標(biāo)的變化情況。

2.1清花工藝

在開清棉工藝設(shè)計時，要針對染色棉的性能變化來合理安排打擊點，掌握“多松少打、以梳代打、早落少碎、充分開松”的工藝原則。它與本色紗開清棉工藝的主要區(qū)別有以下幾點：

a）原棉經(jīng)染色后纖維中雜質(zhì)有一定的減少，同時色紡紗本身對雜質(zhì)有一定掩蓋性，所以色紡紗對開清棉的除雜要求不高，工藝上更側(cè)重于對纖維的混合與開松功能，故抓棉小車要少抓，以保證前后機臺供應(yīng)為原則。各打手與塵棒，塵棒與塵棒間隔距比紡本色紗可以縮小使落棉偏緊控制。

b）為減少色紡紗生產(chǎn)中對纖維損傷，故開清棉各打手的轉(zhuǎn)速要適當(dāng)降低。生產(chǎn)深色及混紡品種時可跳過握持型的豪豬打手。

c）清棉機的緊壓羅拉的加壓要加大，防止色棉因蓬松而造成粘卷。

d）棉卷定量設(shè)計應(yīng)偏輕（在350g/m左右）以利于后工序梳理時少傷纖維、減少色結(jié)。

e）生產(chǎn)混紡紗時，如棉與羊毛、莫代爾、天絲、粘纖、滌綸等混紡采用單獨成卷時，應(yīng)跳過A035開棉機上的小豪豬打手及FA106開棉機。以減少過度打擊，造成纖維損傷。

f）色紡紗生產(chǎn)時針對色棉性能及生產(chǎn)批量較小的特點，不適宜采用高速高效的清梳聯(lián)合機，必要時（生產(chǎn)批量較大時）可采用筒易式清疏聯(lián)合機（配圓盤抓棉機），梳棉機配臺應(yīng)機動靈活，最少4臺一組，最多8臺一組，以適應(yīng)小批量生產(chǎn)。

2.2梳棉工序

梳棉工序是紡紗中減少棉結(jié)的關(guān)鍵工序，梳理過程可以去除棉結(jié)，松解棉結(jié)，但也會產(chǎn)生棉結(jié)，但去除大于產(chǎn)生，其棉結(jié)去除率可達(dá)85%以上。梳棉工藝只要梳理強度和轉(zhuǎn)移率配置恰當(dāng)，纖維才能得到充分有效的梳理。但如工藝配置不當(dāng)，“分梳不足轉(zhuǎn)移有余”或“分梳過度轉(zhuǎn)移不足”都會影響梳棉條質(zhì)量，棉結(jié)增加。因此應(yīng)掌握好分梳與轉(zhuǎn)移的平衡點，優(yōu)化梳理工藝和保持針布的最佳狀態(tài)，避免棉結(jié)的再次產(chǎn)生。工藝設(shè)計中要以改善棉網(wǎng)質(zhì)量、降低梳棉條中棉結(jié)為重點。

色紡紗與本色紗梳棉工藝的主要區(qū)別如下：

a）梳棉條定量。由于色紡紗對色棉結(jié)要求很嚴(yán)，因此色紡紗的梳棉條定量比本色紗輕10%左右，以提高針布對纖維的梳理度，同時可減少纖維損傷造成的短絨性棉結(jié)。

b）提高錫林與蓋板速度，降低道夫與刺輥速度，即“二高二低”工藝。錫林速度提高分梳能力加強，有利于減少色結(jié)，適當(dāng)提高蓋板速度，使蓋板針面上的纖維量減少，每塊蓋板斬刀花的重量減輕，但單位時間內(nèi)斬刀花的重量會增加，通過蓋板的短絨量會增加，可使棉網(wǎng)中短絨含量下降；適當(dāng)降低刺輥速度，使錫林與刺輥的速比加大，可改善纖維的轉(zhuǎn)移效果，避免返花損傷纖維；因色棉的短絨含量較高，故適當(dāng)降低道夫輸出速度有利于提高棉網(wǎng)清晰度，據(jù)浙江一家大型色紡廠用100%細(xì)絨棉時，以FA201型梳棉機為例：紡色紡紗時梳棉工藝配置是：梳棉條定量18.5 g/m，道夫出條速度78 m/min，錫林速度415 r/min，錫林刺輥線速比約2.2∶1較好。紡混紡紗時，錫林速度360 r/min，刺輥速度800 r/min，錫林刺輥線速比約2.32∶1（比純棉時擴大）。

c）梳棉機的各部隔距一般要比紡本色紗小0.025～0.05 mm。采用緊隔距強分梳的工藝，有利于減少梳棉條結(jié)雜。

d）采用緊隔距強分梳工藝，對主要分梳元件如錫林、刺輥、蓋板、道夫針布等應(yīng)選用分梳效果好的新型針布，并要做好“四鋒一準(zhǔn)”等基礎(chǔ)工作，保持針布的平整和鋒利度，并適當(dāng)增加固定蓋板根數(shù)。

2.3精梳工藝

目前生產(chǎn)中高檔色紡紗與紡紗號數(shù)在14.5 tex以下較細(xì)的色紡品種時，為提高成紗品質(zhì)，均需通過精梳工序，來排除梳棉條中短絨及減少雜質(zhì)與棉結(jié)疵點。目前采用的精梳機有普通型精梳機（以A201E型為代表）與高效精梳機（以FA266型為代表）兩種，前者產(chǎn)量較低，但品種翻改靈活筒便，且通道相對較少，清潔方便。但缺點是因產(chǎn)量較低配臺設(shè)備多，且落棉中有效纖維（16 mm以上纖維）含量較高。后者產(chǎn)量較高，精梳條中有效纖維含量要高于普通型精梳機，但對生產(chǎn)環(huán)境溫濕度要求較高，且做小批量品種時沒有普通型精梳機靈活、翻改快，適應(yīng)采用棉網(wǎng)染色工藝。故目前多數(shù)色紡紗企業(yè)仍使用A201E型精梳機作為色紡紗生產(chǎn)的主機設(shè)備。

精梳小卷的質(zhì)量要求如下：

a）小卷中的纖維分離度、伸直平行度要好，以減少精梳加工過程中有效纖維的損失及對梳針的損傷。

b）小卷縱向與橫向結(jié)構(gòu)要均勻（即減少條痕），使鉗板橫向握持均勻，以改善精梳條的條干不勻率與重量不勻率。

c）小卷成形要良好、層次清晰不粘卷。以A201E精梳機為例，采用預(yù)并條條卷準(zhǔn)備工藝時，其工藝配置是：預(yù)并條定量15.6 g/m，采用8根條子并合，小卷定量45 g/m，牽伸倍數(shù)1.364倍，小卷長度97.02 m/只。

精梳工藝要點如下：

a）給棉方式：A201E精梳機采用前進(jìn)給棉方式（因該型沒有后退給棉機構(gòu)）。

b）給棉長度：是影響精梳產(chǎn)量和梳理質(zhì)量的重要因素。給棉長度短，重復(fù)梳理次數(shù)增加，有利于改善棉網(wǎng)質(zhì)量，但產(chǎn)量較低，給棉長度長時，開始分離結(jié)合的時間提早，錫林的梳理負(fù)荷加重，A201E精梳機給棉長度選5.72 cm為宜。

c）梳理隔距：梳理隔距大小隨時間而變化，隔距變化小，負(fù)荷均勻，梳理效果好，一般最緊點隔矩為0.3～0.5 mm。

d）落棉隔距：落棉隔距越大，則分離隔距也越大，鉗板握持棉叢的重復(fù)次數(shù)越多，可提高梳理效果和精梳落棉率。采用改變落棉刻度來調(diào)整落棉率，隔距改變1 mm，影響落棉率約2%。

e）錫林定位：是改變錫林與鉗板，錫林與分離羅拉運動的配合關(guān)系，以滿足不同纖維長度及不同品種的紡紗要求。當(dāng)使用纖維較長時，錫林定位以提早為好，以減少落棉。

f）頂梳高低隔距：頂梳高低隔距分五檔，每增加一檔，精梳落棉率要增加1.0%左右；頂梳進(jìn)出隔距：進(jìn)出隔距小，有利于分離接合工作進(jìn)行，但隔距過小時，易使梳針與分離羅拉表面碰撞，故頂梳進(jìn)出隔距一般為1.5 mm。

g）分離接合工藝設(shè)計：要以滿足不同纖維長度及不同紡紗工藝的要求。分離羅拉的順轉(zhuǎn)速度要大于鉗板前進(jìn)的速度，并要保證分離羅拉倒入機內(nèi)的棉網(wǎng)不被錫林最末排針帶走。此外，色纖維在精梳機加工時，如車間的溫度過高，會造成染料融化，給精梳的分離接合運動帶來困難，相對濕度過高時也會造成有色纖維纏繞皮輥，因此控制好精梳車間溫濕度，是保證精梳工序生產(chǎn)順利進(jìn)行重要環(huán)節(jié)，一般溫度控制在20～28 ℃之間，相對濕度控制在55%～65%為宜。

2.4并條工藝

并條工藝設(shè)計時要著重把握要點如下：

a）并條牽伸應(yīng)采用“一小二大”工藝，即頭道并條牽伸倍數(shù)要少于并合數(shù)，二道并條牽伸倍數(shù)要大于并合數(shù)。頭并后牽伸倍數(shù)要大于二并后牽伸倍數(shù)，使?fàn)可爝^程纖維的分離度與伸直度達(dá)到最佳水平，減少未伸直纖維而造成的粗細(xì)節(jié)。

b）因通過精梳工序后纖維彎鉤已基本消失，故并條的后牽伸倍數(shù)應(yīng)偏小設(shè)計，有利于降低并條的條干變異系數(shù)及成紗的粗細(xì)節(jié)。

c）為控制好未并條子的重量偏差及重量不勻率，在末道并條機上應(yīng)加裝自動勻整裝置。

d）采用條子混棉時，為提高混色均勻性，并條工序應(yīng)采用三道并條為好，可使混比及色比達(dá)到設(shè)計要求。

色紡紗與本色紗在并條工藝設(shè)計上的主要區(qū)別如下：

a）色棉的可紡性比本色棉要差，尤其是生產(chǎn)深色品種時并條機的出條速度應(yīng)比本色棉降低10%以上。

b）色棉的蓬松性較差易出現(xiàn)染料的粘纏，造成圈條盤口擁條，故圈條盤與小壓輥間的張力應(yīng)比本色棉偏大一檔配置。

c）為增加色纖維條子的抱合力，并條喇叭口徑應(yīng)比本色纖維偏小掌握。

d）色紡紗用的并條膠輥使用前要進(jìn)行抗靜電處理，硬度要偏低（65°）但彈性回復(fù)性要好。

2.5粗紗工藝

粗紗工藝設(shè)計原則為：

a）粗紗定量設(shè)定，要根據(jù)細(xì)紗的紡紗號數(shù)和牽伸倍數(shù)以及對成紗質(zhì)量影響等多種因素來設(shè)定。在用賽絡(luò)紡工藝時，因是雙根粗紗喂入細(xì)紗牽伸區(qū)，粗紗定量減輕的幅度要以發(fā)揮細(xì)紗最大牽伸能力來設(shè)定。

b）粗紗的捻系數(shù)設(shè)計很重要，過大細(xì)紗易出硬頭，過小會造成意外牽伸，導(dǎo)致細(xì)紗強力下降及強力不勻率及條干不勻率增大，粗細(xì)節(jié)和棉結(jié)增多。故粗紗捻系數(shù)的設(shè)計應(yīng)結(jié)合纖維長度，粗紗定量及紡紗號數(shù)等多種因素來設(shè)計。

c）粗紗機的鉗口隔矩，依據(jù)粗紗定量偏小控制有利于改善條干水平。

色紡紗與本色紗粗紗工藝設(shè)計的主要區(qū)別如下：

a）色紡紗的粗紗捻系數(shù)應(yīng)比本色紗偏大設(shè)計。因色棉中短絨含量偏高、強力偏低及纖維抱合力較差等因素，使粗紗強力下降，故偏大設(shè)計為好。

b）色紡紗的粗紗定量應(yīng)比本色紗偏重設(shè)計，可降低粗紗運轉(zhuǎn)時斷頭，減少意外牽伸，提高設(shè)備運轉(zhuǎn)效率。

c）粗紗的卷繞張力控制應(yīng)比本色紗減少20%，可降低粗紗機運轉(zhuǎn)時斷頭，提高設(shè)備運轉(zhuǎn)效率。

d）粗紗的搖架壓力，應(yīng)比本色紗偏重控制，以加強對纖維控制有利于改善粗紗條干均勻度。

e）因色紡紗的可紡性要比本色紗稍差，故粗紗機的錠速要比本色紗降低15%左右。

2.6細(xì)紗工藝

細(xì)紗工藝設(shè)計要點如下：

a）采用“一大二小工藝”，即適當(dāng)加大后區(qū)隔矩，縮小前區(qū)隔矩，減少后區(qū)牽伸倍數(shù)。減少后區(qū)意外牽伸，與加強前牽伸區(qū)對纖維控制，有利于改善成紗條干均勻度。

b）適當(dāng)增加細(xì)紗捻系數(shù)?？商岣叱杉啅娏Γ瑥浹a因纖維染色后的強力損失。

c）適當(dāng)增加車間的濕度，減少空氣中漂浮的飛花夾入而造成紗疵。

d）從減少成紗毛羽與改善條干考量，增大前膠輥的前沖量，對縮小加捻三角區(qū)距離有利。

色紡紗與本色紗細(xì)紗工藝設(shè)計的主要區(qū)別如下：

a）為提高色紡紗強力，細(xì)紗捻系數(shù)應(yīng)比本色紡紗時增加10%以上。

b）為控制紡紗斷頭率，細(xì)紗機錠子速度應(yīng)比本色紗紡紗時降低10%左右，尤其是做深色品種，車速越高斷頭就越多，會使生產(chǎn)效率與質(zhì)量同時下降。

c）細(xì)紗鋼絲圈選用要比紡本色紗時偏輕#1號掌握，以減少因細(xì)紗強力偏低而造成的斷頭增多。

d）色紡紗使用的膠輥要進(jìn)行抗靜電處理，硬度要低（65°）彈性回復(fù)性要好，尤其是采用緊密賽絡(luò)紡工藝時，使用聚氨酯新型膠輥，可減少膠輥中凹，以加強對纖維握持，有利于改善成紗條干均勻度，并可延長膠輥的使用壽命。

2.7絡(luò)筒工藝

a）絡(luò)筒是紡紗的最后一道工序，承擔(dān)著將管紗通過絡(luò)筒機上的電子清紗器，清除細(xì)紗上的殘留疵點后，卷繞成一定規(guī)格的筒紗。絡(luò)筒工藝的設(shè)計要達(dá)到筒子的卷繞張力均勻、密度均勻、成形良好、沒有脫圈、塌邊、重疊、松爛等現(xiàn)象。

b）絡(luò)筒機上的電子清紗器，其功能是切除細(xì)紗上的偶發(fā)性紗疵（即有害紗疵）。電子清紗器有光電式與電容式兩種，在色紡紗生產(chǎn)中多數(shù)是使用電容式清紗器，以便于分辨各類色澤紗疵。但使用電容式清紗器對工作環(huán)境的溫濕度要求較高故務(wù)必控制好，以提高檢測的正確性。

c）色紡紗生產(chǎn)時電子清紗器的工藝要在通道設(shè)置上加強對飛花性短粗節(jié)和長細(xì)節(jié)的功能設(shè)置；對于敏感色品種，電子清紗器要增加切除異纖功能設(shè)置；絡(luò)筒機的卷繞速度要比本色紗生產(chǎn)時降低10%左右，卷繞張力要適當(dāng)減少，有利于減少絡(luò)筒后成紗毛羽增長率；要根據(jù)管紗和筒紗的紗疵數(shù)量的變化來制定清紗工藝參數(shù)，但要兼顧絡(luò)紗機效率，防止質(zhì)量過剩；清紗參數(shù)的通道設(shè)置要結(jié)合色紡紗的用途及客戶的要求來設(shè)定。

3結(jié)語

色紡紗的紡紗工藝源于本色紗紡紗工藝，國內(nèi)已逐步形成了一套色紡紗的紡紗工藝。它與本色紗紡紗工藝相比主要有3個特點：一是把本色紗的紡紗工藝倒置，采用先纖維染色后紡紗；二是把顏色的要素引入紡紗工藝中；三是色紡紗生產(chǎn)具有批量小、品種多、周期短等特點。針對色紡紗生產(chǎn)的特點，在工藝設(shè)計中要與本色紗紡紗時工藝設(shè)計有所區(qū)別，要針對纖維染色后性能變化，采取有別于本色紡紗工藝設(shè)計，在清梳工序要加強對原料的混合和提高混合均勻度，并采取“少打多梳”工藝，減少對纖維損傷與棉結(jié)疵點的控制；在并粗細(xì)工序要合理牽伸配置，加強對纖維的控制以改善成紗3個不勻率（強力CV%、條干CV%與重量CV%）；在絡(luò)筒工序要科學(xué)設(shè)定電清工藝參數(shù)，控制絡(luò)紗速度與卷繞張力。通過以上主要工序工藝參數(shù)設(shè)計，使紡出色紡紗的質(zhì)量達(dá)到用戶的要求。

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（責(zé)任編輯：陳和榜）