超柔紡紗的應(yīng)用和實(shí)踐

李春苗

(河北宏潤新型面料有限公司，河北 高陽 071500)

0 引言

隨著生活水平不斷提高，人們對純棉產(chǎn)品的服用性和舒適性需求日益提高，尤其是貼身內(nèi)衣、嬰幼兒用品、時(shí)尚服飾、高檔毛巾等。產(chǎn)品舒適、自然、休閑、個(gè)性等功能已經(jīng)成為時(shí)尚。

為了使純棉產(chǎn)品柔軟舒適，降低紗線捻度是行之有效的好方法。但是捻度過低，紡紗斷頭會(huì)急劇增加，造成紡紗生產(chǎn)困難。為解決這一問題，紡織企業(yè)一般會(huì)在配棉中加入一定比例的長絨棉，使其成紗強(qiáng)力增加，但這種做法會(huì)增加紡紗成本。還有部分紡織企業(yè)降低細(xì)紗錠速，減小紡紗張力，這種做法一方面會(huì)降低產(chǎn)量，另一方面錠速有最低轉(zhuǎn)速的制約，效果也不是特別理想。因此，為實(shí)現(xiàn)順利紡紗，紗線需要一定的捻度，但捻度越大紗線柔軟性越差；在同等成本、同等產(chǎn)量情況下，捻度太低時(shí)斷頭會(huì)急劇增加。

1 低扭矩紡紗技術(shù)及原理

2009年香港理工大學(xué)陶肖明教授提出低扭矩紡紗技術(shù)，至今已有十年時(shí)間，各主機(jī)廠、紡紗廠都在積極嘗試此項(xiàng)技術(shù)的推廣和研發(fā)。

低扭矩紡紗原理：單輪盤假捻器的功能是產(chǎn)生假捻，影響紡紗三角區(qū)的纖維張力分布，從而改變纖維在單紗中的形態(tài)和排列分布，使紗線中的纖維產(chǎn)生殘余扭矩相互平衡，實(shí)現(xiàn)單紗低捻、低扭和高強(qiáng)。

這項(xiàng)技術(shù)基本解決了在低捻度紡紗情況下，對細(xì)紗斷頭、產(chǎn)量、效率的影響，并使產(chǎn)品質(zhì)量滿足客戶需求，為提高產(chǎn)品的競爭力提供了保障。此種紗線適用于針織、毛巾、內(nèi)衣、童裝等。用低捻紗做出的棉針織毛衫歪扭小，單紗毛羽少，且具有獨(dú)特的羊絨般手感。為了滿足低捻紗的市場需求，我公司改造了5000錠低扭矩紡紗設(shè)備，開發(fā)超柔紗產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)單紗低捻、低扭和高強(qiáng)，使環(huán)錠紡紗線能夠進(jìn)入高檔針織領(lǐng)域。目前使用效果良好，現(xiàn)就其主要設(shè)備改造和工藝技術(shù)開發(fā)介紹如下。

2 低扭矩設(shè)備改造及細(xì)紗工藝設(shè)計(jì)重點(diǎn)

2.1 低扭矩設(shè)備改造及使用優(yōu)勢

我公司在馬佐里BS506型細(xì)紗機(jī)前羅拉到鋼領(lǐng)、鋼絲圈之間加裝假捻裝置，將其改造為單輪盤摩擦加捻式低扭矩紡設(shè)備。該設(shè)備改造借鑒粗紗假捻器，將內(nèi)摩擦改為外摩擦，通過單輪盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦紗線，給紗線加上一定的“假捻”，以增加前羅拉到假捻輪盤之間的紗線強(qiáng)力。該設(shè)備改造充分利用原導(dǎo)紗板的位置，把導(dǎo)紗板的導(dǎo)向功能和假捻功能有機(jī)的結(jié)合成一體，見圖1。

以我廠480錠細(xì)紗機(jī)為例，只需要在車頭位置加裝一個(gè)250 W的減速電機(jī)，目的是給驅(qū)動(dòng)龍帶提供穩(wěn)定的動(dòng)力。低捻紡紗裝置借助自重貼合在龍帶表面，通過龍帶摩擦傳動(dòng)，帶動(dòng)單輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)，從而給紗線以穩(wěn)定的捻度傳遞。

圖1 低扭矩設(shè)備改造效果

該設(shè)備改造后，紡紗具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢。

a) “假捻”作用使前羅拉鉗口到導(dǎo)紗鉤位置(改造成假捻輪盤)這段原本捻度最低、最易產(chǎn)生斷頭的紡紗段捻度和強(qiáng)力都得到大幅度提高，可大大減少甚至消除紡紗段的斷頭。

b) 加捻三角區(qū)縮短，鉗口纖維轉(zhuǎn)移率相應(yīng)提升[1]，對紗線毛羽起到包纏作用，使其緊貼紗體，減少纖維流失，節(jié)約耗棉，降低成本；車間飛花、粉塵減少，降低紗疵；正常條件下，紗線毛羽降低約10%，接近集聚紡的效果，提升了品質(zhì)。

c) 紡紗段強(qiáng)力增加，大大提高了纖維的可紡性，保證機(jī)器的高速運(yùn)行。在正常捻度時(shí)加裝低扭矩裝置，錠速可提高10%～15%，提高了機(jī)臺(tái)的生產(chǎn)效率。

d) 這種假捻形式更方便工人操作，單錠獨(dú)行，占用空間少，接頭、落紗與正常環(huán)錠紡操作相同。

e) 紡低捻度紗線，該裝置將正常捻度降低10%～20%時(shí)，強(qiáng)力穩(wěn)定、斷頭少。

f) 使用該裝置后降低捻度紡出的紗線紗體蓬松、彈性好、柔軟，織成布彈性好、柔軟、吸色、吸水、豐滿。

2.2 細(xì)紗技術(shù)改進(jìn)措施

細(xì)紗機(jī)是提高紡紗質(zhì)量和產(chǎn)量的主要工序，工藝設(shè)計(jì)、器材專件配置和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等對紗線質(zhì)量影響很大。為了提升紗線品質(zhì)，我們從細(xì)紗集合器、錠速設(shè)計(jì)、鋼絲圈選型和牽伸工藝改進(jìn)等方面進(jìn)行優(yōu)化。

2.2.1 牽伸區(qū)加裝集合器

為了彌補(bǔ)細(xì)紗捻度低造成的最終成紗強(qiáng)力偏低的問題，在細(xì)紗工序加裝了集合器，其主要作用是縮小纖維須條的寬度，整理浮游纖維。在某18.2 tex品種上試紡，設(shè)計(jì)細(xì)紗捻系數(shù)為240，加裝集合器后，紗線強(qiáng)力增加，數(shù)據(jù)見表1。

由表1可以看出，細(xì)紗牽伸區(qū)加裝集合器，紗線條干、毛羽均有一定程度的改善。細(xì)紗強(qiáng)力CV值由9.3%改善為8.6%，這是因?yàn)榧友b集合器后，纖維在牽伸區(qū)集聚，提高了纖維的平行順直度，紗線強(qiáng)力增加。但集合器容易集花，如不及時(shí)清理易形成紗疵，產(chǎn)生斷頭，需要加強(qiáng)操作運(yùn)轉(zhuǎn)管理。

表1 低扭矩設(shè)備加裝集合器前后成紗質(zhì)量對比

2.2.2 錠速優(yōu)選

細(xì)紗機(jī)的錠速和捻度決定著紡紗產(chǎn)量。產(chǎn)量的增加，意味著噸紗成本下降，也就是單位產(chǎn)品的人工工資、用電成本、物料成本、管理成本等都將下降。因此，將設(shè)備效能發(fā)揮到極致，提高生產(chǎn)效率、增加產(chǎn)量，提升紡紗企業(yè)效益。

但是，在低扭矩紡紗時(shí)，同等錠速條件下，細(xì)紗前羅拉轉(zhuǎn)速提升了近30%，突破了設(shè)備極限，導(dǎo)致細(xì)紗斷頭增加、能耗增加、專件器材消耗增加。在充分研究低扭矩紡紗特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，認(rèn)為：實(shí)際上細(xì)紗產(chǎn)量主要體現(xiàn)在前羅拉轉(zhuǎn)速上，在同等錠速條件下，捻度越大前羅拉轉(zhuǎn)速就越小，紗線出條速度越慢，產(chǎn)量也就越低；而低扭矩紡紗捻度小，前羅拉轉(zhuǎn)速快，產(chǎn)量高。因此，不能按照普通環(huán)錠紡紗錠速設(shè)計(jì)。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，得出：紡極限低捻度18.2 tex紗，前羅拉轉(zhuǎn)速約為240 r/min；紡極限低捻度14.6 tex紗，前羅拉轉(zhuǎn)速約為220 r/min。這樣產(chǎn)量不會(huì)降低，斷頭也少，擋車工勞動(dòng)強(qiáng)度小；其他品種同比例類推。

隨著捻度增大，可通過提高錠速來提高前羅拉轉(zhuǎn)速，但是，以不超過細(xì)紗機(jī)設(shè)備的能力為前提。經(jīng)計(jì)算，與正常紗設(shè)計(jì)相比，紡極限低捻度紗時(shí)，細(xì)紗機(jī)產(chǎn)量可提高8%～10%。

2.2.3 鋼絲圈優(yōu)選

鋼絲圈是細(xì)紗加捻卷繞的主要器材，體積雖小，作用卻大。鋼絲圈型號(hào)的選擇要參考所紡紗線的原料特點(diǎn)和紗線號(hào)數(shù)及不同的工藝條件，通過反復(fù)試驗(yàn)最終選定質(zhì)心、紗線通道及截面形狀最適宜的鋼絲圈，使其有足夠的紗線通道且能夠平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生突變的撞擊和振動(dòng)。

按一般規(guī)律，鋼絲圈質(zhì)心高的紗線通道就通暢，但因其與鋼領(lǐng)接觸點(diǎn)位置低，圈腳易磨損，造成鋼絲圈運(yùn)行不穩(wěn)，使紗線張力突變、斷頭增加，飛圈問題較嚴(yán)重。質(zhì)心高的鋼絲圈主要適紡中粗號(hào)紗線品種，使用周期偏短；鋼絲圈質(zhì)心低，運(yùn)行穩(wěn)定，氣圈張力波動(dòng)小，但因?yàn)榧喚€通道窄小，所以質(zhì)心低的鋼絲圈主要適紡細(xì)號(hào)紗線品種。

生產(chǎn)上主要通過調(diào)整鋼絲圈號(hào)數(shù)改變氣圈狀態(tài)和紗線張力，在斷頭不增加的前提下，宜選偏重一些的鋼絲圈。由于鋼絲圈質(zhì)心變低，能適當(dāng)延長鋼絲圈的使用周期，有效減少鋼絲圈燒毀、飛圈。

選擇鋼絲圈號(hào)數(shù)要結(jié)合原料的物理指標(biāo)特點(diǎn)、紗線線密度、鋼領(lǐng)直徑、鋼領(lǐng)狀態(tài)和錠子速度等因素。一般紡低扭矩低捻度紗線，因?yàn)槟矶鹊?、紗體蓬松、摩擦因數(shù)高，所以氣圈張力小，氣圈凸行大，易突變產(chǎn)生葫蘆形或8字形氣圈撞擊隔紗板，鋼絲圈號(hào)數(shù)就要比正常紗偏重1號(hào)使用[2]。

2.2.4 細(xì)紗牽伸工藝優(yōu)化

細(xì)紗工序采用“大牽伸隔距、后區(qū)小牽伸倍數(shù)、隔距塊、使用專用集合器、重加壓”的工藝?yán)砟?。這樣既保障了浮游纖維的控制，又不損傷纖維，既減少了細(xì)節(jié)又保障了強(qiáng)力穩(wěn)定。最主要的是要嚴(yán)格要求上銷和前膠輥之間隔距的一致性[3]。

細(xì)紗專件要求一致：試驗(yàn)室定期對隔距塊進(jìn)行挑選；維修設(shè)備人員加強(qiáng)對鉗口位置校正、上下膠圈及銷子、張力架等清潔保養(yǎng)；做好羅拉的彎空、靠山及其軸承的潤滑保養(yǎng)清潔。

除做好三同心校正活氣圈外，需特別注意清紗器的隔距，減少鋼絲圈掛花或碰圈造成鋼絲圈的非正常運(yùn)行，從而出現(xiàn)個(gè)別紗毛羽大的問題。做好車頭齒輪咬合潤滑及軸承的包機(jī)檢查，保證運(yùn)行穩(wěn)定良好，防止出現(xiàn)整臺(tái)或半臺(tái)疵品紗。工藝部件按周期檢查，發(fā)現(xiàn)不合格及時(shí)更換修復(fù)，但問題紗一定要做好處理，避免流入下道工序。

2.3 運(yùn)轉(zhuǎn)操作管理注意事項(xiàng)

由于低扭矩假捻器安裝在原細(xì)紗機(jī)導(dǎo)紗板位置，離加捻三角區(qū)很近，易集花，增加紗疵。導(dǎo)紗鉤與加捻三角區(qū)之間多了一個(gè)假捻器，在一定程度上增加了擋車工操作接頭的難度，因此，擋車工除做好正常操作外，還應(yīng)清理假捻器上的掛花，注意修正接頭方式；要及時(shí)清除錠子回絲，防止高管低腳紗，造成成紗弱捻，影響強(qiáng)力；要檢查龍帶和假捻器輪的接觸情況，使龍帶保持一定張力。

3 低扭矩紗前紡和自絡(luò)工序注意事項(xiàng)

3.1 前紡工序注意事項(xiàng)

原料選擇關(guān)系到紡紗成本和紗線質(zhì)量指標(biāo)，開發(fā)低扭矩超柔紗線，原棉選擇要考慮短絨含量和馬克隆值水平。短絨含量少，成紗強(qiáng)力高；馬克隆值水平好，纖維耐打擊能力強(qiáng)，也是減少梳理過程中短絨增加，增加紡紗強(qiáng)力的措施。

合理選擇配棉對成紗質(zhì)量指標(biāo)影響很大，實(shí)踐證明，要紡好低扭矩紗線，首先要求配棉主體長度不低于29 mm，強(qiáng)度不低于28.5 cN/tex，馬克隆值為3.8～4.5，短絨率(<16.5 mm)小于16%，紡穩(wěn)參數(shù)(即紡紗一致性系數(shù)SCI)約為135，長度整齊度指數(shù)約為82%，含雜率小于2.3%，回潮率為6.5%。在配棉過程中應(yīng)嚴(yán)格按照配包圖執(zhí)行，加強(qiáng)混棉的均勻混合。

開發(fā)試紡超柔紗，在清花、梳棉工序的工藝調(diào)整，要以“增加梳理，減少打擊，減少短絨增長”為原則。并條工序適當(dāng)加大后區(qū)隔距，使彎鉤纖維有充分伸直的時(shí)間。粗紗工序適當(dāng)加大捻系數(shù)[4]，便于細(xì)紗牽伸時(shí)對浮游纖維的控制。

3.2 自絡(luò)工序注意事項(xiàng)

自絡(luò)工序優(yōu)化好電子清紗器參數(shù)，由管紗到筒紗的指標(biāo)增升比選擇自絡(luò)速度，并設(shè)置Q參數(shù)；由于紗線捻度低，強(qiáng)力弱，自絡(luò)速度也要適當(dāng)偏低。注意張力的控制，把控從管紗到筒紗的毛羽和棉結(jié)的增長。

3.3 低扭矩紗與正常捻度紗指標(biāo)對比

通過以上設(shè)備改造和工藝調(diào)整，我公司開發(fā)的低扭矩超柔低捻度紗質(zhì)量穩(wěn)定，市場前景良好。具體指標(biāo)見表2。

表2 低扭矩紗與正常捻度紗成紗質(zhì)量對比

從表2可以看出，和正常紗線相比，當(dāng)捻度降低16%～18%時(shí)，除強(qiáng)力下降外(但也在合理范圍內(nèi))，其他指標(biāo)均無太大影響。

4 結(jié)語

低扭矩紡紗方法可廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中，設(shè)備改造簡單，細(xì)紗強(qiáng)力穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高。使用該裝置降低捻度，紡出的紗線紗體蓬松、彈性好、柔軟，織成布彈性好、柔軟、吸色、吸水、豐滿，非常適宜織造貼身內(nèi)衣、嬰幼兒用品、時(shí)尚服飾、高檔毛巾以及家紡用品等。