石振宇

［五極紡織科技（上海）有限公司,上海201114］

0 引言

隨著生活水平的提高，人們對紡織品的使用性能和品質要求越來越高，對外觀光潔、布面無疵點的要求也越來越高。在對成紗質量的影響因素分析過程中，發(fā)現(xiàn)紗線條干、棉結、毛羽、紗疵等技術指標對織物的外觀和性能有著顯著的影響。因此，為滿足消費者的需求，如何生產(chǎn)出高質量的紗線成為技術人員急需研究解決的一個重要課題。

對于混紡針織用紗來講，影響成紗質量的因素很多，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：原材料中棉的成熟度、棉纖維長度、短纖維含量；化學纖維的卷曲率、卷曲度、含油率、比電阻等[1]；設備的自動化程度；梳棉、精梳針布的配置、膠輥硬度、網(wǎng)格圈的目數(shù)、溫濕度、速度等[2]。本文主要針對短纖維種類這一因素，通過試驗的方法對原棉、生條和精梳條中短纖維的質量分數(shù)對成紗質量的影響進行研究分析，尋找影響成紗條干、棉結、毛羽和強力的關鍵因素，同時結合產(chǎn)品質量定位，采用合理有效的工藝生產(chǎn)出符合質量要求的產(chǎn)品。

1 試驗

1.1 試驗原理

短纖維對成紗質量的影響主要在于原料本身，或在紡紗過程中產(chǎn)生的一部分短纖維成為棉條中的一部分，在牽伸過程中不被羅拉所握持，呈游離纖維，從而造成紗的粗節(jié)、細節(jié)，最終導致紗條干不勻稱，影響織物的外觀。因此，合理控制短纖維的質量分數(shù)對提高紗線質量具有重要的意義[3]。

1.2 試驗原料

試驗選用的棉花為中國新疆棉和澳大利亞澳棉，以及蘭精公司的Modal（莫代爾）纖維（1.3 dtex×39 mm）。

1.3 儀器和設備

USTER公司的AFIS單纖維檢測儀、HVI棉花大容量測試儀兩種儀器（以0.5英寸，即12.7 mm，定義短纖維）。其中，AFIS單纖維檢測儀主要檢測半制品短纖維的質量分數(shù)，HVI棉花大容量測試儀主要測試原棉中短纖維質量分數(shù)。

1.4 紡紗工藝流程[4-7]

1.4.1 Modal纖維紡紗工藝

A002圓盤式自動抓棉機→A006B自動混棉機→FA025多倉混棉機→A036C梳針輥筒開棉機→A092A型雙棉箱給棉機→A076型成卷機→A186F梳棉機。

1.4.2 棉纖維紡紗工藝

（1）一紡環(huán)錠紡清梳精工藝：A002C圓盤式自動抓棉機→A006B自動混棉機→A035混開棉機→A036C梳針輥筒開棉機→A092A型雙棉箱給棉機→A076C型成卷機→A186C梳棉機→A272F并條機→A191B條卷機→A201C精梳機。

（2）一紡緊密紡清梳精工藝：A11立達自動抓棉機→B1開棉機→B7∕3多倉混棉機→B60清棉機→A70喂棉機→C51梳棉機→SB2并條機→A191B條卷機→A201C精梳機。

1.4.3 棉與Modal混紡紗工藝

1.5 測試方法

斷裂強力和斷裂伸長率參照GB∕T 3916—2013《紡織品卷裝紗單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定》執(zhí)行。

烏斯特條干值（CV）、細節(jié)、粗節(jié)、棉結及毛羽值（H）參照GB∕T 3292.1—2008《紡織品 紗線條干不勻試驗方法第1部分：電容法》執(zhí)行。

進口棉花的短絨率及棉結參照SN∕T 4491—2016《進出口棉花短絨率測定光電儀測試法》執(zhí)行。

2 結果與討論

2.1 短纖維種類成紗質量的影響

2.1.1 原棉短纖維

原棉中短纖維質量分數(shù)是影響紗線質量的一項重要指標。本文所選原棉為100%新疆棉（廠編配棉代號為-34）和100%澳棉（廠編配棉代號為-63）。在相同的流程（一紡環(huán)錠紡清梳精工藝）和相同工藝參數(shù)條件下，其原棉短纖維指數(shù)（SFI）和JC50∕MOD50 40SK緊密紡主要成紗指標關系見表1。

表1 原棉短纖維質量分數(shù)對成紗質量的影響

由表1知：隨著原棉產(chǎn)地的不同，所獲得的紗線質量也不同；隨著短纖維指數(shù)（SFI）由8.84%增加到11.20%，成紗毛羽值H由2.89增加到3.39，增加了17.3%，強力由311 cN下降至299 cN，下降了3.86%，而紗線的條干CV值卻無明顯變化，這與緊密紡細紗機牽伸裝置所用德國緒森公司的HPGX3010型搖架對短纖維的控制能力強有關?？梢姴煌脑薅汤w維對紗線的毛羽和強力影響較大。

2.1.2 生條短纖維

梳棉工序對整個紡紗起著至關重要的作用，尤其生條中的棉結雜質和短纖維的質量分數(shù)對后道工序有很大的影響，所以梳棉工序要盡可能多地排除已有短纖維，減少短纖維的產(chǎn)生。在實際生產(chǎn)中，A186梳棉機的運轉速度一般根據(jù)纖維種類進行控制，其中：錫林轉速的選擇為棉纖維360轉∕min，Modal纖維230轉∕min；刺輥轉速的選擇為棉纖維900轉∕min，Modal纖維830轉∕min；蓋板速度的選擇為棉纖維277 mm∕min，Modal纖維 184 mm∕min。對比 JC50∕MOD50 40SK緊密紡主要成紗指標，所得生條短纖維質量分數(shù)對成紗質量的影響結果見表2。

表2 生條短纖維質量分數(shù)對成紗質量的影響

由表2可知：當生條短纖維的質量分數(shù)由6.9%降低到5.3%（降低了23%）時，紗線黑板結雜和棉結分別由24∕19降低到20∕16，黑板結雜降低了17%、棉結降低了16%,而條干CV值和毛羽值卻變化不大。說明適當降低生條短纖維的質量分數(shù)可以降低紗線黑板結雜和千米棉結數(shù)（+200%）。

2.1.3 精梳條短纖維

公司使用JC40（100%澳棉）精梳條做相對應試驗,在相同的流程和相同的工藝條件下，分別調(diào)整精梳機精梳落棉率為15%、17%和20.5%，同時觀察JC50∕MOD50 40SK緊密紡指標變化，以此來說明精梳短纖維對成紗指標的影響，其主要指標見表3。

表3 精梳短纖維質量分數(shù)對成紗質量的影響

由表3可知：隨著精梳落棉率由15%提高到17%時，精梳短纖維的質量分數(shù)由3.5%下降到3.2%，下降了8.6%；成紗千米棉結（+200%）由24個∕km下降到20個∕km，下降了16.7%。當精梳落棉率由17%提高到20.5%時，精梳短纖維的質量分數(shù)由3.2%下降到1.8%，下降了43.8%；成紗千米棉結（+200%）由20個∕km下降到14個∕km，下降了30%，成正相關的關系；而拉伸強力有所上升，條干CV值比較接近。這說明精梳短纖維的質量分數(shù)對千米棉結（+200%）的影響較大，對強力影響其次。

綜合上述試驗分析可知：原棉短纖維的質量分數(shù)（SFI）對成紗的毛羽和強力影響較大，對成紗的條干CV值影響較??；生條中短纖維的質量分數(shù)對成紗黑板結雜和千米棉結（+200%）的影響較大,對成紗條干CV值和成紗毛羽值的影響不大；精梳條中短纖維的質量分數(shù)對千米棉結（+200%）的影響較大，對紗線的強力影響次之，對紗線條干CV值的影響不大。

2.2 工藝改進方法

在生產(chǎn)過程中，若短纖維含量過高，不利于確保成紗質量時，需要對工藝進行改進。當精梳條100%澳棉的工藝路線經(jīng)過一紡緊密紡清梳精時，可通過快速試紡獲得各工序的短纖維含量。工藝改進前原料半成品的棉結、短纖維指標及紡紗所得的JC50∕MOD50 40SK緊密紡指標詳見表4和表5。

由表5可知，工藝改進前的成紗質量較差。為了提高紗線質量，根據(jù)上述的試驗結果分析，發(fā)現(xiàn)可通過控制短纖維的質量分數(shù)來改善成紗的質量。

2.2.1 清花工序B11

將開棉機B11的工藝參數(shù)“清潔強度”由0.3降為0.2，同時為減少纖維損傷，將B11的工藝參數(shù)“相對落棉率”由6調(diào)為5，適當降低相對落棉率。通常認為，當原棉短纖維質量分數(shù)較高時，應提高相對落棉率，但由于B11開棉機塵棒為三角形，一旦提高相對落棉率，塵棒張開，纖維與塵棒棱角接觸，易損傷纖維，造成短絨增加。

2.2.2 梳棉工序

在梳棉工序操作中可通過降低錫林和刺輥速度來改進工藝。將錫林速度由450轉∕min降低到400轉∕min，將刺輥速度由1 060轉∕min降低到930轉∕min，同時加長給棉板的工藝長度，由17 mm調(diào)整為19 mm，可以減少纖維的損傷程度。但經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，加長給棉板并不能降低短纖維的含量，這可能與棉纖維比較短、不能很好握持有關。試驗結果見表6。

通過表6的試驗對比，按照本次配棉的指標，梳棉機C51選用錫林轉速400轉∕min,刺輥速度選用930轉∕min，給棉板工藝長度仍然選用17 mm。試驗還發(fā)現(xiàn)，當梳棉C51蓋板的速度由0.25 m∕min提高到0.29 m∕min時可提高蓋板花率，降低生條短纖維。但當速度提高到0.32 m∕min時，短纖維的量反而升高，可能是蓋板速度太快，部分纖維兩端被蓋板和錫林同時握持而拉斷損傷纖維有關，試驗結果見表7。通過表7試驗，最終確定立達梳棉機C51蓋板的速度為 0.29 m∕min。

2.2.3 精梳工序

在精梳工序操作中可通過提高落棉率來改進工藝。將落棉率由17%提高到19.5%，并檢查精梳機的針齒狀態(tài)，更換掉容易掛花的錫林針布，做好清潔衛(wèi)生。工藝改進后測試各工序短纖維的指標見表8，所得JC50∕MOD50 40SK緊密紡的指標見表9。

由表5和表9可知：工藝改進后，紗線的條干CV值由11.41%降低到10.93%，降低了4.2%；粗節(jié)（+50%）由15個∕km下降到5個∕km，降低了67%；千米棉結（+200%）由51個∕km下降到16個∕km，降低了69%。

表4 工藝改進前原料半成品棉結、短纖維含量指標

表5 工藝改進前JC50/MOD50 40SK緊密紡指標

表6 梳棉給棉板高低與短纖維含量的關系

表7 梳棉蓋板速度與梳棉短纖維含量的關系

表8 工藝改進后原料半成品棉結、短纖維指標

表9 工藝改進后JC50/MOD50 40SK緊密紡指標

3 結論

（1）原棉短纖維的質量分數(shù)與紗線的毛羽和強力有較強的相關性。生條短纖維的質量分數(shù)與成紗的黑板結雜和千米棉結（+200%）有較強的相關性。精梳短纖維的質量分數(shù)與紗線的千米棉結（+200%）和強力有較強的相關性。

（2）JC50∕MOD50 40SK緊密紡針織紗通過優(yōu)化工藝，控制短纖維的標準為：原棉短纖維質量分數(shù)＜11%、生條短纖維質量分數(shù)≤8%、精梳短纖維質量分數(shù)≤2%，從而制得的成紗質量可以滿足中高端針織用紗的要求。