皮馬棉超柔細號高密面料的生產(chǎn)

劉 超 鄭敏博 代愛明 唐建東

（新型環(huán)保復合面料湖北省重點實驗室，湖北襄陽，441002）

超柔面料要求手感柔軟、舒適，目前主要應用于家居服飾產(chǎn)品，如內(nèi)衣、睡衣、休閑運動服、嬰幼兒服以及床單等。由于皮馬棉纖維在柔軟度、強韌度以及色澤度上都明顯優(yōu)于其他棉纖維，因此皮馬棉被稱為“天然羊絨棉”“棉中貴族”。為了使面料達到柔軟、舒適的效果，我公司選擇皮馬棉作為原料，成功開發(fā)了JC 7.3×JC 7.3 850×（370×3）310五枚三飛緞紋（三緯）面料。以下主要介紹該產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)過程。

1 產(chǎn)品設(shè)計

1.1 原料選配

皮馬棉的特點是纖維長度長、強力高，如果選擇馬克隆值A(chǔ)級，可紡制出細度在7.3 tex及以下紗線，但皮馬棉又有含糖較高的缺點，生產(chǎn)中表現(xiàn)出黏性大，會直接加大車間生產(chǎn)難度，導致紗疵急劇增加，造成棉結(jié)多，成紗質(zhì)量惡化，布面質(zhì)量批量性降低。尤其在高溫高濕季節(jié)，纖維中的糖分更易析出，使其黏著于紡紗通道表面，各工序黏、纏、掛、堵情況頻繁發(fā)生，造成棉網(wǎng)破洞、膠輥黏纏、斷頭增加、生產(chǎn)效率明顯下降。為了保證生產(chǎn)，采取一系列降低纖維含糖的措施，可有效降低生產(chǎn)中的黏纏問題。皮馬棉主要性能指標：纖維平均長度39.9 mm，細度1.35 dtex，馬克隆值4.12，斷裂比強度44.5 cN/tex，含雜率1.2%［1］。

1.2 經(jīng)緯紗及捻度選擇

雖然集聚紡紗線的各項質(zhì)量指標均較好，但紗線緊密，毛羽少，蓬松度不夠，影響面料的柔軟度。為了達到布面柔軟效果，選擇普通環(huán)錠紡，經(jīng)緯紗均采用JC 7.3 tex紗，紗線捻度偏小設(shè)計（低于正常捻度的20%～30%）。由于捻度越低，紗線越蓬松，毛羽也會越長越多，過多毛羽會影響整經(jīng)退繞、漿紗和織造的順利生產(chǎn)。因此，生產(chǎn)中要減少毛羽的增幅。

1.3 工藝流程

A 002A型抓棉機→FA 106C型豪豬開棉機→A 045B型凝棉器→A 092A型給棉機→A 076C型單打手成卷機→A 186D型梳棉機→RSB D221C型并條機→RSB D221C型并條機→FA 426E型粗紗機→FA 506型細紗機→Autoconer 338RM型絡(luò)筒機→貝寧格ZS98型整經(jīng)機→津田駒HS40型漿紗機→津田駒ZAX9200型織機→YBQ-1800型驗布機

2 紡部主要技術(shù)要點

2.1 配棉

由于皮馬棉的種子、生長的環(huán)境不同，皮馬棉的含糖成分也與國產(chǎn)原棉不同，所以采用貝氏溶液比色法測量國產(chǎn)原棉的方法不適合測定皮馬棉的含糖量。在此方法基礎(chǔ)上，將貝氏溶液的濃度加大，然后對照比色法評定級別。同時根據(jù)不同的季節(jié)，控制好皮馬棉的綜合含糖級別。對于含糖在3.0級以上的原棉，使用前一定要做好快速試紡，要從小比例開始逐批逐步增量使用，并密切關(guān)注紡紗各工序生產(chǎn)的變化，若出現(xiàn)黏纏掛等現(xiàn)象，應減少其配比或加入含糖在2.5級以下的原棉來稀釋整個配棉含糖的濃度，按加權(quán)平均計算，使整個配棉成分的綜合含糖級別降低，且投放比例不能太大，按照“勤調(diào)少調(diào)”的原則，減少后工序染色色差［2］。

2.2 前紡工序

清棉工序主要以梳代打，棉卷干定量在360 g/m，刀片伸出肋條2 mm，棉卷長度30.6 m，伸長系數(shù)1.01，F(xiàn)A 106C型豪豬開棉機采用梳針打手，轉(zhuǎn)速380 r/min，A 076C型單打手成卷機綜合打手轉(zhuǎn)速730 r/min，成卷羅拉轉(zhuǎn)速11 r/min，圓盤抓棉機的行走速度18 m/min。

梳棉機是去除棉結(jié)雜質(zhì)的主要設(shè)備，但它在排除短絨的同時也產(chǎn)生短絨。梳棉機上形成新棉結(jié)的根本原因是纖維間的揉搓和擦轉(zhuǎn)。返花、繞花和掛花的主要原因是速比或隔距配置不當或開松梳理元件的鋒利光潔度不夠。因此，應重視梳理元件針齒的鋒利狀態(tài)以保證梳理質(zhì)量。同時要保證各部分隔距準確，保持纖維所經(jīng)過梳理通道的光潔、順暢，以減少纖維在運動過程中的掛花、揉搓現(xiàn)象。皮馬棉纖維具有成熟好、強度高、棉結(jié)雜質(zhì)較多、帶纖籽屑多、含糖量較高的特性，錫林與刺輥線速比選擇大速比，可以有效保證纖維的順利轉(zhuǎn)移，避免因返花產(chǎn)生棉結(jié)，同時也減少了纖維損傷和刺輥返花。為此可以將剝棉羅拉金屬針布改成彈性針布，剝棉羅拉針布與道夫針齒距離收緊為0.23 mm。試驗顯示錫林速度為260 r/min時，生條短絨率在3.0%以上，結(jié)雜為68粒/g；當錫林轉(zhuǎn)速為240 r/min，刺輥轉(zhuǎn)速為480 r/min時，生條短絨率在2.8%以下，結(jié)雜為51粒/g。其他工藝參數(shù)：生條定量16 g/5 m，蓋板速度77 mm/min，道夫速度16 r/min，錫林與活動蓋板隔距0.23 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.23 mm，出條速度36 m/min；生條重量不勻率控制在4.5%以內(nèi)［3］。

在精梳工序，排除短絨、結(jié)雜的效果主要取決于精梳機梳理元件的梳理效能。采用高密度精梳錫林，提高精梳機錫林總梳理點數(shù)以及優(yōu)化配置前后區(qū)齒條密度排列，是改善和提高精梳皮馬棉成紗質(zhì)量，尤其是降低成紗棉結(jié)雜質(zhì)的重要措施。

現(xiàn)在紡紗新理論認為并條工序是“紗疵庫”，工藝不適當，會造成紗疵急劇增加，其工藝需要重點研究。并條工序采用“輕定量，中隔距，重加壓，低速度，順牽伸”的工藝原則，采取輕定量能減輕羅拉與膠輥之間的工作負荷，增強對纖維的握持力，但定量過輕，并條上就沒有合適的喇叭口來控制牽伸。

粗紗工序主要工藝參數(shù)：粗紗定量1.8 g/10 m，總牽伸11.86倍，后區(qū)牽伸1.208倍，捻系數(shù)68.1，羅拉隔距12 mm×25 mm×35 mm，錠速550 r/min；粗紗后喇叭口口徑10 mm，鉗口隔距5 mm。粗紗重量不勻率控制在1.2%以內(nèi)，條干CV控制在5.0%以內(nèi)，伸長率控制在2.5%以內(nèi)。

2.3 后紡工序

細紗工序鉗口隔距不宜過大，選擇2.5 mm，并采用壓力棒碳纖上銷，為保證細紗條干，采用邵爾A 72度中硬度膠輥，并進行表面抗纏繞處理，以減少因靜電造成的纏膠輥和羅拉問題。合理選擇鋼絲圈型號，防止掛花，減少毛羽，細紗必須保證牽伸系統(tǒng)清潔，以減少飛花，否則會造成絡(luò)筒紗疵成倍增長。細紗羅拉隔距19 mm×38 mm，后區(qū)牽伸1.15倍，捻系數(shù)370，鋼領(lǐng)型號PG1/2 3854。

自動絡(luò)筒機速度應偏低掌握，即1 000 m/min，保持紗線通道光潔無毛刺、不掛花，以減少條干惡化和毛羽增加。

通過以上技術(shù)措施，成功紡制出皮馬棉JC 7.3 tex環(huán)錠紗，成紗質(zhì)量穩(wěn)定。

2.4 溫濕度

由于皮馬棉的纖維特性，溫濕度對這種纖維的順利生產(chǎn)尤為重要，生產(chǎn)流程中各工序都要嚴格控制車間溫濕度。如梳棉、精梳工序的車間溫度一般不要超過30℃，相對濕度一般控制在48%～60%，使纖維處于連續(xù)放濕的狀態(tài)。適時控制好制冷設(shè)備的開機時間，適宜的溫濕度能有效緩解和解決前紡各工序黏、纏、堵、掛現(xiàn)象，既穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，又可以提高生產(chǎn)效率。

2.5 操作清潔

重視各工序的清潔工作是穩(wěn)定皮馬棉成紗質(zhì)量的有效措施之一。在開清棉工序，制定皮馬棉生產(chǎn)線清潔周期，注重清棉工序空倉徹底清潔工作法；梳棉工序縮短皮馬棉生產(chǎn)線機臺的揩車周期，對運轉(zhuǎn)班擋車工實施每天壓縮空氣管吹氣工作法，保證通路不掛花、不糊花、氣流通暢；精梳工序?qū)嵤厮逑床僮鞣?，對所有棉條通道、落棉通道黏附的黏稠物、嵌花的清潔效果好，很好地解決了黏、纏、堵、掛的問題。

2.6 成紗指標

筒紗的質(zhì)量指標見表1。為方便分析對比皮馬棉JC 7.3 tex紗線的質(zhì)量指標，將使用相同批次和規(guī)格皮馬棉纖維生產(chǎn)的集聚紡紗、普通環(huán)錠紡紗和降低捻度后的環(huán)錠紡紗的指標都進行了統(tǒng)計，以方便后道織造工序設(shè)計適當?shù)墓に噮?shù)。將集聚紡紗、普通環(huán)錠紡紗和本研究中超柔面料所用紗線分別標記為A 1、A 2、A 3。

表1 不同紗線的主要質(zhì)量指標對比

由表1可以看出，A 1紗的各項指標均優(yōu)于A 2和A 3，說明采用集聚紡技術(shù)可以顯著提高成紗的斷裂強力并降低成紗毛羽，其他質(zhì)量指標也整體好于普通環(huán)錠紡紗。為保證設(shè)計織物的柔軟度，A 3紗的捻度在A 2紗的基礎(chǔ)上降低22捻/10cm，A 3紗的各項質(zhì)量指標均有所下降。這也為后道漿紗和織造生產(chǎn)工序的工藝設(shè)定指明了方向［4］。

3 織部主要技術(shù)要點

3.1 整經(jīng)工序

在貝寧格ZS98型整經(jīng)機上生產(chǎn)。由于皮馬棉紗的毛羽相對長，強力較同等規(guī)格的集聚紡紗線差，需采取各種措施以減少斷頭的產(chǎn)生。在生產(chǎn)前首先要對機臺進行徹底清潔，尤其是紗線通道的清潔，并檢查紗線通道是否光滑，無毛刺、無銹跡。在生產(chǎn)過程中，每架筒紗整經(jīng)完成后要進行再清潔，用高壓氣體清理干凈斷頭自停器、筘齒、導紗輥等紗線通道內(nèi)的飛花，以降低紗線因摩擦和黏連造成的斷頭。

紗線毛羽相對較長，大紗階段特別容易黏連而出現(xiàn)斷頭高的情況，因此在大紗退繞階段，筒紗位置和導紗鉤的位置要適當調(diào)大10cm，使筒紗退繞時紗線氣圈與筒紗表面脫離點前移，減小了摩擦紗段長度，紗線退繞張力變小，可以有效解決大紗退繞階段斷頭高的問題。

適當降低整經(jīng)速度，控制在550 m/min。加強擋車工的操作檢查，經(jīng)紗出現(xiàn)斷頭后，一定要先理順后再接頭，避免經(jīng)紗絞纏，造成在漿紗退繞時斷頭增加。經(jīng)軸邊部一定要平整，確保紗片張力一致。

3.2 漿紗工序

由于經(jīng)紗捻度較低，3 mm毛羽指標較集聚紡紗線差，粗細節(jié)等質(zhì)量指標也相對較差，同時又因皮馬棉纖維較普通細絨棉強力大，含糖量高，特別容易產(chǎn)生纏羅拉和膠輥的問題。針對以上因素，漿紗工序一方面要確保經(jīng)紗足夠大的上漿率以貼伏表面的毛羽，另一方面還要避免漿液黏度太大而造成在干分絞過程中漿膜撕裂嚴重導致的二次毛羽增加。因此采用“中黏度，高濃度，低壓力，中速度”的工藝原則。在津田駒HS40型漿紗機上生產(chǎn)。PVA一部分選用醇解度較低的GBP-205PVA，選擇黏度中等的變性淀粉，加入適量的滲透劑以增加漿液的滲透性。具體漿紗配方：GBP-205PVA 25 kg，PVA-1799 37.5 kg，高性能變性淀粉50 kg，磷酸酯淀粉37.5 kg，丙烯酸（固體）3 kg，抗 靜 電 劑DH-KP 3 kg，滲 透 劑JFC 3 kg，調(diào)漿體積900 L，漿液含固量15.3%，漿液黏度16 s～17 s。漿紗工藝：Ⅰ速壓漿力10 kN，Ⅱ速壓漿力15 k N，車速55 r/min，漿槽溫度97℃，預烘錫林溫度120℃，主烘錫林溫度80℃，卷取張力1 800 N，經(jīng)軸架張力1 000 N，回潮率6.0%～7.0%，上漿率15.0%～16.0%。

在漿紗生產(chǎn)過程中，為了確保經(jīng)紗的上漿量可滿足工藝要求，同時減少因漿液黏度大造成的漿槽纏紗和干分絞區(qū)斷頭，主要采取了以下幾個措施來解決。

首先要提高漿槽的溫度，在維持漿液含固量不會出現(xiàn)較大變化的同時，提高漿液的流動性。在漿槽的浸漿和壓漿過程中，紗線會產(chǎn)生橫向的位移，經(jīng)向被拉伸浸壓，皮馬棉紗毛羽長，相鄰紗線相互糾纏在一起，在強力較弱的環(huán)節(jié)斷裂后纏繞于上漿輥，造成經(jīng)紗上漿不勻，使后道織造工序產(chǎn)生布面棉球疵點［5］。常規(guī)純棉品種的漿槽溫度一般設(shè)置在93℃～95℃之間，生產(chǎn)該品種時將漿槽溫度提升到97℃。經(jīng)過多次試驗證明，漿槽溫度提高2℃～5℃后，漿鍋漿液黏度由原來的19 s～20 s下降到15 s～16 s，提高了漿液的流動性和滲透性，同時將濕區(qū)經(jīng)紗的伸長率由集聚紡品種的1.0%～1.2%設(shè)置為0.6%～0.7%，減少濕區(qū)經(jīng)紗的伸長，可以有效降低經(jīng)紗在漿槽區(qū)域的斷頭次數(shù)。

其次，合理配置漿紗車速、壓力、干區(qū)張力及回潮等工藝。該品種漿紗過程中，漿液黏度控制在16 s以上（津田駒專用漏斗，水值4.0 s），漿液黏度偏大的原因是為了確保經(jīng)紗上漿率達到工藝設(shè)計的要求，漿膜可貼伏大部分3 mm以上毛羽。漿液黏度小，有利于漿液在紗線內(nèi)部的滲透，但是表面上漿太小，較長的毛羽不能夠被漿膜覆蓋，紗線耐磨性差，在織造過程中經(jīng)過停經(jīng)片、綜絲和鋼筘反復摩擦容易產(chǎn)生棉球疵點，因此要提高漿液含固量和黏度。經(jīng)過反復試驗，第Ⅱ車速控制在55 m/min，第Ⅱ壓漿力設(shè)定為15 k N，采用中等的漿紗車速以減少經(jīng)紗在漿槽和干分絞區(qū)的斷頭，保證漿軸的質(zhì)量。同時將干分絞區(qū)的伸長由0.8%～0.9%調(diào)整到1.0%～1.1%，這樣是為了增加干分絞區(qū)紗線的張力，增加相鄰黏連紗線撕裂開口的角度，有利于漿膜的完整和減少二次毛羽的產(chǎn)生。

回潮率控制在5.5%～6.0%，相同細度的純棉集聚紡品種回潮率在7.0%～7.5%。主要是該品種在6月份生產(chǎn)，織布車間夏季空氣相對濕度在80%以上，漿紗回潮過大，在織造過程中漿膜吸濕后強度和耐磨性變差，造成棉球疵點和斷經(jīng)問題增加。

3.3 織前準備工序

該品種織物的組織規(guī)格為JC 7.3×JC 7.3 850×（370×3）310五枚三飛緞紋（三緯），總經(jīng)根數(shù)26 700根，具體工藝如下。

在史陶比爾DELTA 110型全自動穿筘機上進行穿綜、穿筘。根據(jù)緞紋組織的特點設(shè)計穿綜工藝，地組織采用1、2、3、4、5頁順穿，左邊邊組織6、7、6、7、6、6、7、7，右邊邊組織6、6、7、7、6、7、6、7。地組織和邊組織的穿筘工藝均為4入。停經(jīng)片的穿法為1、2、3、4、5、6列順穿。

DELTA 110型全自動穿筘機的穿綜和穿筘效率高，錯誤率低，但是由于經(jīng)紗毛羽長的特性，在穿綜前備軸的過程中，應使用鋼絲刷將經(jīng)紗梳理均勻，使其張力一致，避免黏并紗的存在而影響穿筘機的效率。在穿綜過程中要不斷用高壓噴槍清潔綜絲掛鉤和劍帶鉤通道處的飛花，確保綜眼和筘齒傳感器不受積聚灰塵和飛花的影響，以有效降低停車次數(shù)，提高穿綜效率。

3.4 織造工序

這種柔性織物由于織造難度大，選擇在津田駒ZAX-9200型織機上生產(chǎn)。由于使用的經(jīng)緯紗都為皮馬棉低捻紗，經(jīng)緯紗的毛羽較正常捻度紗線大得多，在織造過程中特別容易造成開口不清，斷經(jīng)和緯停次數(shù)增加，在布面出現(xiàn)緯縮、跳花、開車痕等疵點，嚴重影響織機效率和布面質(zhì)量。經(jīng)過多次生產(chǎn)實踐，組織技術(shù)人員攻關(guān)和上機調(diào)試，最終確定為“小張力，低后梁，遲開口，中車速”的工藝路線。

張力調(diào)整方面，相對于正常捻度的皮馬棉普通環(huán)錠紗，經(jīng)紗張力選擇小張力，目的是減輕織造過程中高速運轉(zhuǎn)時綜絲和鋼筘對經(jīng)紗的摩擦，避免劇烈摩擦造成經(jīng)紗表面漿膜的脫落而引起經(jīng)紗毛羽的急劇增加，甚至相鄰經(jīng)紗的毛羽相互纏繞，造成大量的斷頭。因此，在保證正常織造的前提下盡量減小張力，張力由普通環(huán)錠紗品種的1 900 N調(diào)整到1 600 N［6］。

后梁高度的選擇。開口清晰是正?？椩斓那疤釛l件，經(jīng)緯紗的毛羽都比較長，雖經(jīng)過上漿處理，紗線表面長毛羽被漿膜大量覆蓋，但是毛羽貼伏情況仍然不如普通環(huán)錠紡紗線，且該品種經(jīng)密高達850根/10cm，經(jīng)紗之間、經(jīng)紗與鋼筘、綜絲之間相互摩擦后毛羽惡化，嚴重影響開口。為提高開口清晰度，宜采用低后梁的工藝參數(shù)，減小上下層經(jīng)紗的張力差，保證上層經(jīng)紗不松弛，利于正常開口，避免出現(xiàn)上層經(jīng)紗黏連現(xiàn)象。正常捻度設(shè)計的皮馬棉普通環(huán)錠紡JC 7.3 tex品種后梁高度設(shè)置為65 mm，而該品種設(shè)置為50 mm。

開口時間的設(shè)定。在經(jīng)緯紗相同，織物組織也相同的情況下，開口時間越早，經(jīng)紗受到的摩擦力越大，織造過程中產(chǎn)生的毛羽越多，斷經(jīng)、斷緯越多，跳花、開車痕等布面疵點會增加，遲開口有利于減少織造過程中產(chǎn)生的毛羽，因此將開口時間設(shè)置300°。

其他工藝設(shè)置。由于該品種組織結(jié)構(gòu)為五枚三飛緞紋，組織復雜程度較小，因此綜框高度和開口量按照一般的工藝調(diào)試，綜框高度第1、2、3、4、5頁分別是112 mm、111 mm、110 mm、109 mm、108 mm，開口量第1、2、3、4、5頁分別是110 mm、105 mm、100 mm、95 mm、90 mm。

4 結(jié)論

根據(jù)皮馬棉超柔面料的設(shè)計要求，選擇合適的紡紗方式和紗線捻度，在分析皮馬棉纖維性能指標的基礎(chǔ)上，選擇合理的配棉工藝，優(yōu)化調(diào)整紡紗各工序的主要紡紗工藝參數(shù)和紡專器材，同時注重溫濕度對生產(chǎn)質(zhì)量的影響，確保了半制品和成紗質(zhì)量指標的穩(wěn)定?？椩爝^程中在保證漿紗后毛羽被覆的前提下，主要解決了漿槽和干分絞區(qū)斷頭較多的問題。同時根據(jù)經(jīng)緯紗線質(zhì)量指標、織物密度和組織結(jié)構(gòu)，在織造過程中調(diào)整織機的關(guān)鍵參數(shù)，使織造能夠順利進行，織機效率保持在90%以上，疵布率控制在0.20%以下。該品種的生產(chǎn)實踐對紡紗和織造全流程的技術(shù)創(chuàng)新是一次較大的挑戰(zhàn)，也積累了豐富的經(jīng)驗，為產(chǎn)品的多樣性開發(fā)提供了新的方向。