賽絡(luò)紡棉/氨綸包芯紗紗疵成因及其預(yù)防措施

祝慶利，曲翠平

(煙臺南山學(xué)院，山東 龍口 265700)

近年來，隨著我國紡織工業(yè)的迅速發(fā)展，牛仔面料新產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)入了前所未有的繁榮局面[1]，織造彈性牛仔面料的主要原料是氨綸包芯紗。氨綸包芯紗是以氨綸絲為紗芯外包一種或幾種短纖維，如棉纖維、羊毛纖維、桑蠶絲、麻纖維或各種混紡短纖維等紡成的紗線。氨綸芯絲具有優(yōu)良的彈性，外包纖維賦予織物不同性能和表面特性[2]。生產(chǎn)氨綸包芯紗的方法有環(huán)錠紡、轉(zhuǎn)杯紡、賽絡(luò)紡、渦流紡、靜電紡等[3]，其中，環(huán)錠紡使用最為廣泛，而賽絡(luò)紡包芯紗紡紗時(shí)由于氨綸芯絲始終處在平行喂入的2個(gè)纖維束中間，使氨綸芯絲能夠得到均衡的包纏，比環(huán)錠紡包芯紗具有更好的包覆效果，且紗線毛羽更少，條干更均勻，用其制成的彈力牛仔布手感柔軟、布面平整且紋路清晰[4]。

近幾年賽絡(luò)紡包芯紗工藝得到了進(jìn)一步的推廣應(yīng)用，但由于賽絡(luò)紡特殊的紡紗裝置和工藝，生產(chǎn)過程對細(xì)紗設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)要求更高，操作難度更大，同時(shí)偏絲、缺絲、缺股等紗疵也相應(yīng)增加，若發(fā)現(xiàn)不及時(shí)會(huì)造成后續(xù)織造出有疵點(diǎn)的布。本文采用線密度為19.6 tex的外包棉紗和線密度為44.4 dtex氨綸絲作芯紗，紡制線密度為21 tex的棉/氨綸包芯紗，并以此為例探討賽絡(luò)紡包芯紗紗疵產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施。

1 賽絡(luò)紡包芯紗成紗機(jī)制

賽絡(luò)紡包芯紗的紡紗原理見圖1。由圖可知，2根平行的棉粗紗經(jīng)過雙喇叭口喂入后羅拉并通過牽伸區(qū)單獨(dú)牽伸；氨綸絲在積極喂入裝置的控制下，通過導(dǎo)絲羅拉與前羅拉的表面線速度差使氨綸絲得到均勻預(yù)牽伸，并通過導(dǎo)絲輪在2個(gè)棉須條中間位置喂入前羅拉，三者同時(shí)從前羅拉輸出并合[5]，經(jīng)過鋼絲圈加捻形成了賽絡(luò)紡棉/氨綸包芯紗。

圖1 賽絡(luò)紡包芯紗紡紗原理

2 紗疵種類及成因分析

棉/氨綸包芯紗紡紗過程受原料、設(shè)備、工藝及運(yùn)轉(zhuǎn)操作管理等多因素的影響，既會(huì)產(chǎn)生與其他類型紗線相同的紗疵，如弱捻、緊捻、條干不勻、毛羽、粗節(jié)、細(xì)節(jié)等；由于其細(xì)紗特殊的紡紗機(jī)構(gòu)和工藝，又會(huì)產(chǎn)生賽絡(luò)紡包芯紗特有的紗疵，如偏絲、無絲、裸絲、彈力不勻、割絲等。

2.1 偏 絲

偏絲又稱露芯和麻花紗，是在紡制包芯紗的過程中由于外包纖維包覆芯絲不足形成的直接紗疵[6]。偏絲紗具體表現(xiàn)為表面發(fā)亮發(fā)緊、斜面澀，偏絲紗的存在會(huì)造成后續(xù)織物染色色花和色差，影響布面外觀，嚴(yán)重時(shí)甚至造成整匹布降低等級。

偏絲紗成因：①棉纖維長度短或短絨率高會(huì)影響包芯紗的包覆效果而形成偏絲紗。②導(dǎo)絲器的位置不正確及喇叭口中心距太大或太小會(huì)導(dǎo)致氨綸絲偏離棉須條而造成偏絲紗。③導(dǎo)絲輪及喇叭口松動(dòng)、下皮圈運(yùn)轉(zhuǎn)不良跑偏、氨綸絲碰到粗紗等不良設(shè)備狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致外包纖維包纏芯絲不良而形成偏絲紗。④氨綸絲不在導(dǎo)絲輪內(nèi)、導(dǎo)絲輪內(nèi)繞花、繞皮輥、繞羅拉、鄰紗偏絲以及粗紗交叉重疊喂入等現(xiàn)象，如操作人員處理不及時(shí)也能造成偏絲紗。

2.2 無 絲

無絲又稱空芯，指在紡制包芯紗的過程中只紡?fù)獍啗]有芯絲的情況，無絲紗會(huì)使織物局部彈性不均勻或完全失去彈性。

無絲紗成因：①導(dǎo)絲輥轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活、導(dǎo)絲輥和導(dǎo)絲輪有毛刺、羅拉繞絲等均會(huì)導(dǎo)致氨綸絲被掛斷，如操作人員未及時(shí)發(fā)現(xiàn)或處理不及時(shí)，繼續(xù)紡紗會(huì)造成長片段的空芯紗。②操作人員接斷紗時(shí)不打倒絲也會(huì)出現(xiàn)無絲紗疵。

2.3 裸 絲

裸絲又稱空鞘，指紡制包芯紗過程中只紡芯紗沒有外包紗的情況，最易出現(xiàn)在弱捻處。裸絲既能造成織物彈性不勻，又會(huì)影響后續(xù)織物染色效果。

裸絲成因：①喂入粗紗斷頭、換粗紗不及時(shí)使粗紗跑空，喂入粗紗長片段細(xì)節(jié)時(shí)，前羅拉處的棉纖維含量過少，當(dāng)棉纖維被棉管全部吸入時(shí)會(huì)導(dǎo)致紡紗時(shí)芯絲無外包纖維。②下膠圈打滑使?fàn)可烀揄殫l不能正常輸出，操作人員接頭后鉤斷氨綸絲速度過慢會(huì)造成芯絲外無外包纖維。③細(xì)紗捻度設(shè)計(jì)較小時(shí)，氨綸包芯紗經(jīng)過絡(luò)筒機(jī)時(shí)弱捻處的外包纖維會(huì)被剝離而形成裸絲紗。

2.4 彈性不勻

氨綸絲一般由多股絲束組成，氨綸絲缺股或氨綸絲粗細(xì)不均勻會(huì)引起包芯紗彈性不勻[7]；在紡制包芯紗的過程中由于各種原因形成的雙絲、缺股絲也會(huì)造成包芯紗彈性不勻。包芯紗的彈性不勻最終將導(dǎo)致織物彈性不勻和尺寸不穩(wěn)定。

彈性不勻紗的成因：①接頭未打斷絲、羅拉繞絲未處理、處理絲輥不正確、導(dǎo)絲輪內(nèi)繞絲等均會(huì)形成雙絲。雙絲紗比正常紗粗，會(huì)造成后續(xù)織造的布面花紋密集且彈力大。②導(dǎo)絲輪和導(dǎo)絲輥表面有毛刺亂劈絲、氨綸絲掛導(dǎo)紗鉤、小氨綸絲筒倒置、氨綸絲掛隔絲柱、隔絲柱夾氨綸絲、氨綸絲從絲筒內(nèi)或后導(dǎo)絲輥中拉下、導(dǎo)絲輥運(yùn)轉(zhuǎn)打頓等均會(huì)造成氨綸絲缺股。缺股紗比正常紗細(xì)，會(huì)造成后續(xù)織造的布面花紋稀疏且彈力小。

2.5 割 絲

割絲指在紡制包芯紗的過程中芯絲被割斷，造成紗線一段有芯絲一段無芯絲的短片段空芯紗，最終會(huì)導(dǎo)致織物表面彈性不一致。

割絲紗成因：鋼領(lǐng)鋼絲圈不配套或鋼絲圈使用周期過長，易造成鋼絲圈有勾槽或發(fā)熱，當(dāng)外包纖維包覆芯絲不良時(shí)，極易引起機(jī)械割絲。發(fā)生割絲現(xiàn)象可通過檢查鋼領(lǐng)板隔紗周圍是否有絲沫來查找。

3 紗疵防治措施

根據(jù)上述對包芯紗特有紗疵成因的分析，從原料、工藝、設(shè)備及運(yùn)轉(zhuǎn)操作管理等方面入手，采取針對性的改進(jìn)措施，從而有效降低紗疵。

3.1 原料的合理選配

3.1.1 氨綸絲的選擇

氨綸絲缺股、粗細(xì)不勻及伸長變形差異大等情況均會(huì)引起包芯紗的彈力不勻，因此，在購買氨綸絲時(shí)，需選擇粗細(xì)不勻率和斷裂伸長率差異小的氨綸絲。氨綸絲上機(jī)前需在細(xì)紗車間放置48 h，以減少因溫濕度的突變而造成的彈力差異。另外，做好氨綸絲換批時(shí)的指標(biāo)控制，避免因此引起的包芯紗彈力差異。

3.1.2 棉纖維的選擇

棉/氨綸包芯紗的強(qiáng)力主要取決于外包棉纖維的強(qiáng)力[8]， 因此賽絡(luò)紡棉/氨綸包芯紗中棉纖維的各指標(biāo)要較高配置。①棉纖維等級要求在2級以上，線密度控制在1.8 dtex左右，主體長度不得低于33 mm，短纖維含量不得超過10%，并通過在前紡配置精梳工序增加落棉率，進(jìn)一步篩除短纖維，從而提高包芯紗外包棉紗包覆芯紗的效果。②棉纖維的斷裂強(qiáng)度指標(biāo)需控制在3.5 cN/dtex以上，成熟度系數(shù)指標(biāo)控制在1.7以上，以保證成紗的強(qiáng)力和織物的耐磨性。

本文采用44.4 dtex氨綸為芯絲，選用100%新疆阿克蘇長絨棉為外包紗，其主要性能指標(biāo)：主體長度38 mm，短絨率6.7%，成熟度1.92，強(qiáng)度4.11 cN/dtex。

3.2 工藝參數(shù)的合理配置

賽絡(luò)紡棉/氨綸包芯紗紡紗與其他非包芯紗紡紗的區(qū)別主要在粗紗和細(xì)紗2個(gè)工序。

3.2.1 粗紗工序

粗紗定量。為取得良好的包覆效果，賽絡(luò)紡紡紗細(xì)紗工序采用2根粗紗平行喂入，因此，粗紗定量應(yīng)控制在3.5～4.5 g/(10 m)范圍內(nèi)，且偏輕掌握，以避免細(xì)紗工序因牽伸倍數(shù)配置過大而導(dǎo)致牽伸不勻。

粗紗捻系數(shù)。為了減少細(xì)紗機(jī)粗紗退繞時(shí)造成的意外牽伸，減少細(xì)紗機(jī)牽伸不勻造成的細(xì)節(jié)和條干不勻，粗紗捻系數(shù)應(yīng)控制在95～110范圍且宜偏大掌握。

3.2.2 細(xì)紗工序

①雙喇叭口中心距。 粗紗喂入牽伸裝置前要先經(jīng)過雙喇叭口，以控制平行喂入粗紗的間距。雙喇叭口中心距是賽絡(luò)紡工藝配置的重要參數(shù)，合理配置喇叭口中心距的大小，可有效改善賽絡(luò)紡包芯紗的包覆效果，減少紗線毛羽，提高紗線強(qiáng)力和條干均勻度，喇叭口中心距一般控制在4.5～6.5 cm范圍內(nèi)，且宜偏大掌握[9-10]。

②細(xì)紗后區(qū)牽伸倍數(shù)。因粗紗配置了較大的捻系數(shù)，細(xì)紗后區(qū)牽伸倍數(shù)要控制在1.25～1.45范圍內(nèi)，且宜偏大掌握，以防止因出硬頭而造成裸絲紗疵。

③前羅拉速度。細(xì)紗機(jī)前羅拉速度控制在9 500～12 000 r/min范圍內(nèi)，且宜偏低掌握，以減少外包棉纖維斷頭和紡紗斷頭，確保千錠時(shí)斷頭率控制在18根以內(nèi)。

④細(xì)紗捻系數(shù)。要高于傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗，但也不能太高，太高雖然有利于提高包覆效果、減少毛羽，但會(huì)降低包芯紗的彈性，且易造成布面手感粗硬。捻系數(shù)不宜過小，過小會(huì)使棉/氨綸包芯紗受到拉伸時(shí)，其外層包覆棉纖維產(chǎn)生滑脫，造成露芯絲現(xiàn)象，布面也會(huì)不平整，一般宜控制在360～450范圍內(nèi)。

⑤鋼領(lǐng)鋼絲圈。選擇寬邊鋼領(lǐng)有利于鋼領(lǐng)鋼絲圈運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的散熱，從而減少割絲紗疵的發(fā)生；鋼領(lǐng)鋼絲圈配置要合理正確，如果鋼領(lǐng)鋼絲圈配置不當(dāng)，會(huì)造成鋼絲圈磨損發(fā)熱而割斷、熔斷外露的氨綸絲而形成無絲紗；鋼絲圈的質(zhì)量不能太重或太輕，鋼絲圈太重吊頭時(shí)不易接頭，容易割斷絲，鋼絲圈太輕會(huì)因大氣圈摩擦隔紗板而產(chǎn)生大量毛羽，一般比同號非彈力純棉紗質(zhì)量大1～2號。

⑥合理選擇氨綸絲牽伸倍數(shù)。首先要對每批氨綸絲進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)的測試和批量投產(chǎn)前的試紡試驗(yàn)，并根據(jù)試紡情況選擇適當(dāng)?shù)陌本]絲預(yù)牽伸倍數(shù)。實(shí)驗(yàn)證明，預(yù)牽伸倍數(shù)過低不能充分發(fā)揮氨綸絲的彈性，過高又容易增加紡紗斷頭，造成紡紗困難。因此，氨綸絲的預(yù)牽伸倍數(shù)選擇范圍一般控制在2.5～4.5倍范圍內(nèi)[11]。

⑦蒸紗工藝。細(xì)紗落紗后要采用汽蒸工藝以穩(wěn)定捻度，減少絡(luò)筒退繞時(shí)的卷縮紗疵。一般汽蒸溫度宜控制在60～80 ℃，時(shí)間宜控制在15～20 min。

本文探討的線密度為21 tex棉/氨綸包芯紗細(xì)紗工序主要工藝參數(shù)設(shè)置見表1。

表1 細(xì)紗工序主要工藝參數(shù)

3.2.3 絡(luò)筒工序

合理設(shè)置絡(luò)筒機(jī)電子清紗器工藝參數(shù)能夠有效降低偏絲、裸絲等紗疵數(shù)量。通過實(shí)驗(yàn)測試，設(shè)定電子清紗器參數(shù)為：長細(xì)節(jié)(T)：-40%，20 cm；短粗節(jié)(S)：+40%，2 cm；長粗節(jié)(L)：+40%，20 cm；棉結(jié)(N)：+250%。同時(shí)，為了進(jìn)一步減少單股、缺絲等紗疵，電子清紗器支偏通道參數(shù)要偏緊設(shè)置。

3.3 加強(qiáng)設(shè)備管理

加強(qiáng)對賽絡(luò)紡棉/氨綸包芯紗紡紗設(shè)備的定期維護(hù)保養(yǎng)和日常檢修是減少紗疵產(chǎn)生的基礎(chǔ)。

①定期更換牽伸部件，確保牽伸機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活不打頓，前皮輥進(jìn)出位置一致。

②確保紡紗過程中牽伸區(qū)部件無晃動(dòng)、松動(dòng)和跳動(dòng)現(xiàn)象。

③加強(qiáng)氨綸絲傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的日常維護(hù)，確保導(dǎo)絲輪運(yùn)轉(zhuǎn)靈活平穩(wěn)，避免因氨綸絲喂入不均引起的棉/氨綸包芯紗彈力不勻。

④保持氨綸絲通道如導(dǎo)絲部件、前皮輥羅拉、導(dǎo)紗鉤及鋼領(lǐng)鋼絲圈等部件光滑無毛刺，防止因氨綸絲被磨傷或割斷而形成無絲紗或使包芯紗彈力不勻。

⑤嚴(yán)格按周期調(diào)換鋼絲圈，不得漏換、錯(cuò)換、漏撬或不換，以防鋼絲圈發(fā)熱割斷絲束而形成無絲紗。

3.4 嚴(yán)格運(yùn)轉(zhuǎn)操作管理

加強(qiáng)操作人員的責(zé)任心，增強(qiáng)其防疵捉疵意識，以避免和消除因清潔工作不及時(shí)和操作不規(guī)范造成的紗疵。

①清潔工作是減少紡紗斷頭、預(yù)防紗疵、提高氨綸包芯紗成紗品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，因此操作人員要嚴(yán)格按清潔進(jìn)度做好機(jī)臺清潔工作，重點(diǎn)加強(qiáng)牽伸區(qū)清潔工作。

②多巡回，勤檢查，及時(shí)處理繞皮輥、繞羅拉問題，減少裸絲無絲紗，杜絕粗紗重疊喂入造成的偏絲紗；及時(shí)處理斷絲紡紗和單根粗紗紡紗，杜絕缺絲紗、單股紗進(jìn)入后續(xù)工序。

③整臺機(jī)統(tǒng)一更換氨綸絲筒，杜絕大小絲筒同臺使用；氨綸絲必須繞導(dǎo)絲輥一周喂入前皮輥；氨綸絲筒厚度不能小于1 cm，防止氨綸絲筒跑空；氨綸絲筒不能倒置，氨綸絲與粗紗不能相碰摩擦，減少或杜絕棉/氨綸包芯紗彈力不勻。

④換粗紗前要檢查有無偏絲紗、無絲紗，喇叭口有無穿錯(cuò)粗紗，換完粗紗后需接齊斷頭，確保集棉器不跑偏、不反裝或無軋死。

⑤處理導(dǎo)絲輥繞絲時(shí)先將氨綸絲歸攏到2個(gè)絲筒中間再由專人處理。右手處理時(shí)，左手接住氨綸絲頭，防止氨綸絲頭附入紗條內(nèi)，如有氨綸絲飄入紗條上，應(yīng)及時(shí)打斷紗頭，將管紗倒掉重新接頭。

⑥粗紗不得跑空，小粗紗留尾最少0.5～1.5層。

⑦落紗前檢查有無偏絲、無絲，吸風(fēng)眼是否堵花。每次落紗后開車前將皮輥統(tǒng)一向車頭或車尾移動(dòng)1個(gè)動(dòng)程，防止皮輥磨損凹陷。

⑧細(xì)紗斷紗后采取不接頭拔紗后重新生頭的操作方法，以減少接頭不良造成的紗疵。

4 成紗質(zhì)量及使用效果

通過優(yōu)選原料，優(yōu)化調(diào)整粗紗、細(xì)紗工序工藝參數(shù)，嚴(yán)格絡(luò)筒工序電子清紗器工藝條件，結(jié)合設(shè)備精細(xì)化維護(hù)和運(yùn)轉(zhuǎn)操作管理等防治措施，所紡制的賽絡(luò)紡棉/氨綸包芯紗包覆效果得到明顯提升，包芯紗的各項(xiàng)指標(biāo)得到改善，因“露芯、缺絲”等紗疵引起的降低等級疵布顯著減少。采取防治措施前后棉/氨綸包芯紗指標(biāo)對比結(jié)果見表2。

表2 采取防治措施前后棉/氨綸包芯紗指標(biāo)對比

由表2可以看出，采取防治措施后賽絡(luò)紡棉/氨綸包芯紗的的單紗斷裂強(qiáng)度提升了2.9%，條干CV值降低了1.79%，粗節(jié)數(shù)、細(xì)節(jié)數(shù)及毛羽數(shù)都顯著減少，折合百米布露芯絲等紗疵數(shù)也顯著降低。

賽絡(luò)紡棉/氨綸包芯紗與環(huán)錠紡棉/氨綸包芯紗外觀形態(tài)見圖2，對比圖2(a)(b)可以看出，賽絡(luò)紡棉/氨綸包芯紗包纏更均衡，條干更均勻，毛羽更少。

圖2 賽絡(luò)紡與環(huán)錠紡包芯紗包覆效果對比圖

5 結(jié) 論

本文通過合理優(yōu)化配置粗細(xì)紗工序工藝參數(shù)、加強(qiáng)設(shè)備精細(xì)化管理和日常運(yùn)轉(zhuǎn)操作管理等措施，紡制線密度為21 tex賽絡(luò)紡棉/氨綸包芯紗的包覆效果明顯提升，成紗品質(zhì)得到改善。與采取措施前相比，所紡制線密度為21 tex賽絡(luò)紡棉/氨綸包芯紗的單紗斷裂強(qiáng)度提升了2.9%，條干CV值降低了1.79%，折合百米布匹露芯絲等紗疵由45個(gè)/(100 m)減少到13個(gè)/(100 m)。本文采取的紗疵預(yù)防和消除措施主要有以下幾點(diǎn)。

①選擇高品質(zhì)的外包棉纖維和粗細(xì)均勻的氨綸絲，氨綸絲預(yù)牽伸倍數(shù)設(shè)置為3.5時(shí)紡紗效果最佳。

②合理調(diào)整粗紗定量和粗紗捻系數(shù)。粗紗定量宜偏輕掌握，設(shè)置為3.8 g/(10 m)，粗紗捻系數(shù)宜偏大掌握，設(shè)置為106。

③優(yōu)化配置細(xì)紗工藝。粗紗喂入細(xì)紗喇叭口中心距設(shè)置為6 cm，放大后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.35，前羅拉速度不要超過10 456 r/min，選配PG1型鋼領(lǐng)。

④合理設(shè)置絡(luò)筒電子清紗器參數(shù)：長細(xì)節(jié)(T)-40%，20 cm；短粗節(jié)(S)+40%，2 cm；長粗節(jié)(L)+40%，20 cm；棉結(jié)(N)+250%。

⑤加強(qiáng)設(shè)備周期性維護(hù)保養(yǎng)和日常檢修，強(qiáng)化操作人員的工作責(zé)任心和防疵捉疵意識。