趙 博 石陶然

1. 中原工學院 紡織學院(中國)2. 河南南陽紡織集團有限公司(中國)

近幾年來，隨著科學技術的飛速發(fā)展和紡織品市場的不斷變化，尤其是紡織原料的不斷更新，花式竹節(jié)紗以其獨特的結構、豐富的色彩等特點，在全球競爭激烈的市場上具有極強的競爭力和市場占有率及開發(fā)應用價值。段彩彈力彩點竹節(jié)紗為一種新型花式紗線，它具有不規(guī)則的竹節(jié)式粗細節(jié)，在普通單紗的長度方向上，產(chǎn)生具有一定規(guī)律的粗節(jié)，這種粗節(jié)符合一定的要求和標準范圍。粗節(jié)分布參數(shù)是紡紗工藝設計中不可缺少的，且有一個十分重要的參數(shù)。用竹節(jié)紗加工的織物具有獨特的立體花式效果[1-2]，布面呈現(xiàn)出無規(guī)律竹節(jié)波紋，有明顯的凹凸立體感和醒目的顆粒狀，質(zhì)地風格挺括且手感柔軟。彩色滌綸結子艷麗美觀，風格獨特。竹節(jié)紗的特性使其能賦予織物迷幻多變的色彩，風格獨特，靈活多樣，而且懸垂性佳，透氣性好，加上竹節(jié)紗長度、細度、粗度和間距不一的不規(guī)則分布，所得紗織物更加豐富多彩，倍受市場青睞，它的開發(fā)和研制具有較高的附加值。

本文結合企業(yè)的實際生產(chǎn)情況，根據(jù)纖維性能特點、前紡車間半制品質(zhì)量、紡紗工藝參數(shù)等，利用有色滌綸纖維、萊麻纖維、圣麻纖維和棉纖維，開發(fā)系列混紡段彩彈力竹節(jié)紗線，并測試紗線的質(zhì)量，分析影響段彩彈力彩點竹節(jié)紗質(zhì)量的各種因素，探討生產(chǎn)有色滌綸/萊麻/圣麻/棉纖維混紡段彩彈力彩點竹節(jié)紗所需采取的有效技術措施，以便為企業(yè)進一步開發(fā)新產(chǎn)品提供一定的參考。

1 纖維性能、紗線規(guī)格及工藝流程

1.1 原料性能

有色滌綸纖維：15種滌綸纖維，顏色有黑、咖啡、棕、綠和黃等，線密度1.50 dtex，長38 mm，平均強度4.34 cN/dtex，平均含油率1.3%～1.5%。

圣麻纖維：線密度1.5 dtex，長38 mm，干斷裂強度2.71 cN/dtex，濕斷裂強度1.73 cN/dtex，干斷裂伸長率25.82%，濕斷裂伸長率27.62%，超長纖維率0%，倍長纖維率0%，含油率0.15%，回潮率12.7%，質(zhì)量比電阻1.0×108Ω·g·cm-2。

氨綸絲線密度為40 D(44 dtex)，斷裂強度0.68 cN/dtex，斷裂伸長率758%，伸長不勻率4.0%，質(zhì)量不勻率0.78%，含油率3.16%，具有線密度小、強度大、模量大、比重小、染色性和固色性好等優(yōu)點，氨綸長絲受力拉伸后，具有較大的回縮力。氨綸絲線密度越大，竹節(jié)紗彈性越好；氨綸絲含量越高，竹節(jié)紗彈性越大。通常氨綸絲含量控制在5%～12%(質(zhì)量分數(shù))。

原棉性能：2.0級，主體長度>29 mm，短絨率0.85%，線密度1.48～1.53 dtex，成熟度系數(shù)1.63，棉結23～24粒/g，均勻度1 260，單纖強力3.36～3.42 cN，疵點數(shù)40～44個/g，品質(zhì)指標約為2 960。

萊麻纖維屬于一種功能性纖維，不僅具有手感柔軟、強力大、伸長率大、吸濕性和回潮率大等特點，而且還具有抗菌、抑菌、殺菌、除臭等功能，其性能測試結果如表1。

1.2 紡紗前預處理

為提高纖維的可紡性，在有色滌綸纖維上噴灑適量的水和抗靜電劑，以確保成紗具有良好的質(zhì)量。

1.3 紗線品種和規(guī)格

本文開發(fā)了有色滌綸纖維、萊麻纖維、圣麻纖維和棉纖維混紡段彩彈力竹節(jié)紗：品種1(28.3 tex+4.4 tex);品種2(19.7 tex+4.4 tex)、品種3(18.5 tex+4.4tex) 和品種4(16.5 tex+4.4 tex)。

表1 纖維的主要物理性能

根據(jù)混紡段彩彈力彩點竹節(jié)紗的加工特點，對FA502A型細紗機進行改造。段彩紗采用兩根粗紗(A1粗紗、B2粗紗)加工而成，A1粗紗作為基紗連續(xù)喂入，B2粗紗作為飾紗間歇喂入。有色滌綸纖維粗紗使用黑、咖啡、棕、綠和黃5種滌綸纖維，其混紡比分別制成純色與5種纖維質(zhì)量比各占20%的混紡纖維卷，在清花工序中的圓盤抓棉機上進行混合，并加工為多種有色滌綸纖維卷。然后，經(jīng)梳棉工序、并條工序、粗紗工序加工成一種粗紗；萊麻纖維、圣麻纖維和棉纖維粗紗混紡比：品種1和2為40/30/30；品種3和4為50/25/25，在并條工序，采用條混加工方法生產(chǎn)另一種粗紗。

1.4 紡紗工藝流程

有色滌綸纖維：FA002A型圓盤式抓棉機×2→FA016A型自動混棉機→FA106型豪豬式開棉機(附A045型凝棉器)→A062型電器配棉器→FA046A型振動棉箱×2→FA141A型成棉機×2→FA201型梳棉機→FA302型并條機(二道)→FA423A型粗紗機→粗紗(2)→B2粗紗。

萊麻纖維：FA002D型圓盤式抓棉機×2→FA016A型自動混棉機→FA106型豪豬式開棉機(附A045型凝棉器)→FA106A型梳針滾筒開棉機→A062電器配棉器→FA046A型振動棉箱×2→FA141型成棉機×2→FA201型梳棉機→條子(1)。

圣麻纖維：FA002A型圓盤式抓棉機×2→FA022型多倉混棉機(或FA016A型自動混棉機)→FA106型豪豬式開棉機(附A045型凝棉器)→A062型電器配棉器→FA046A型振動棉箱×2→FA141A型成棉機×2→梳棉FA201型梳棉機→條子(2)。

棉纖維：FA002A型圓盤式抓棉機×2→TF30A型重物分離器(附FA051A型凝棉器)→FA016A型自動混棉機(或FA022型多倉混棉機)→FA106型豪豬式開棉機(附A045型凝棉器)→A062型電器配棉器→FA046A型振動棉箱×2→FA141A型成棉機×2→FA201型梳棉機→FA306型并條機(棉預并)→FA334型條卷機→FA261型精梳機→條子(3)。

條子(1)+條子(2)+條子(3)：FA302型并條機(三道)→FA423A粗紗機→粗紗(1)→A1粗紗。

混合：粗紗(1)+粗紗(2)→FA502A細紗機(經(jīng)過改造)→1332M型絡筒機→成包。

彩點的加工設備由A186型梳棉機改裝而成，將有色滌綸纖維搓成結子，分別以2.0%、 2.5%、 3.0%、 4.0%、 5.0%的質(zhì)量比，在FA016A型自動混棉機上喂入，然后經(jīng)過混紡后，制成混紡段彩彈力彩點竹節(jié)紗。

1.5 段彩紗生產(chǎn)原理

加工段彩紗時，采用兩根粗紗，其中A1粗紗是連續(xù)喂入的，它經(jīng)過一道牽伸作為基紗喂入，B2粗紗作為飾紗間歇喂入，經(jīng)過兩道牽伸混合紡制而成，如圖1所示。加裝一套氨綸絲積極喂入裝置和竹節(jié)紗裝置，使氨綸絲喂入前鉗口后與竹節(jié)紗匯合紡制有色滌綸/萊麻/圣麻/棉纖維混紡段彩彈力竹節(jié)紗[3-5]。

1—前羅拉； 2—中羅拉； 3—后羅拉； 4—喂入飾紗(B2粗紗)； 5—喂入飾紗喇叭口； 6—喂入基紗(A1粗紗)； 7—喂入基紗喇叭口； 8—導紗鉤； 9—鋼絲圈； 10—鋼領； 11—芯紗導紗輪； 12—退繞羅拉； 13—芯紗筒子圖1 段彩紗紡紗牽伸示意圖

在搖架上方安裝一導絲輪，喂入氨綸絲以紡制段彩彈力包芯紗。在生產(chǎn)過程中，為了確保紗線質(zhì)量穩(wěn)定，中羅拉和后羅拉后面都需安裝口徑大小合適的喇叭口，在中后羅拉后面采用大口徑單眼喇叭口[6-9]。段彩紗紡紗過程中粗紗喂入示意圖如圖2所示。

圖2 粗紗喂入示意圖

2 各工序紡紗工藝技術要求

2.1 清花工序主要工藝特點(萊麻纖維)

為確保生產(chǎn)順利進行，清花工序要采用多開松、勻混合、多回收、少落棉、薄喂入、中隔距、輕打擊、少損傷、防纏繞、小伸長和無破洞等技術措施，提高小車環(huán)轉效率，小車下降距離和刀片伸出肋條距離應合理控制，打手與塵棒間的隔距應適中掌握，降低各打手速度，減少纖維損傷，避免纖維糾纏，減少開松打擊力度和棉結產(chǎn)生的幾率。各單機運轉效率需配置好。合理設置自調(diào)勻整參數(shù)，確保棉卷質(zhì)量穩(wěn)定；降低主要部件的速度，保護纖維，控制落棉量，降低成本。其主要工藝參數(shù)：FA002D型圓盤式抓棉機的打手速度控制在535～580 r/min，刀片伸出肋條距離控制在2.1～3.8 mm，抓棉機小車速度控制在2.00～2.95 r/min， FA016A型自動混棉機打手速度為405～486 r/min， FA106A型梳針滾筒開棉機打手速度為400～477 r/min，打手-給棉羅拉隔距控制在10～16 mm， FA141型成棉機綜合打手速度控制在800～970 r/min，棉卷干質(zhì)量約為396 g/m，棉卷伸長率控制在1.10%以下。

2.2 梳棉工序主要工藝特點(萊麻纖維)

梳棉工序采用中定量、中速度、偏大隔距、多梳理、少打擊及快轉移等技術措施；根據(jù)纖維的特點，采用合適的配套針布，以減少棉結和短絨數(shù)量；采用較大的錫林與刺輥表面速度比，以提高分梳效果，降低纖維損傷和產(chǎn)生短纖維的幾率，減少生條短絨率和棉結數(shù)量；蓋板與錫林之間的隔距應偏大控制，減少纖維在兩針面之間的浮游和搓揉，以降低生條棉結數(shù)量；因纖維之間的抱合力小，生條定量應適當增加，安裝導棉裝置，解決棉網(wǎng)云斑、破洞、爛邊和破邊等問題，提高棉網(wǎng)清晰度；蓋板速度應適當掌握，可以減少蓋板花和車肚落白數(shù)量；棉網(wǎng)張力應適當，不能過大或過小，以提高生條條干的均勻度。

主要工藝參數(shù)：生條定量19.8～23.5 g/min， 錫林速度310～360 r/min，道夫速度20.5～25.8 r/min， 刺輥速度610～860 r/min，棉網(wǎng)牽伸倍數(shù)1.230～1.357倍，蓋板速度60～87 mm/min，給棉板-刺輥隔距0.24～0.27 mm， 刺輥-錫林隔距0.13～0.16 mm， 錫林-蓋板間隔距(mm)為0.43、0 .38、 0.35、 0.35、 0.38，小漏底隔距(mm)進/出9.7/8.8，生條重量不勻率控制在2.5%以下，條干不勻率控制在3.15%以下。

2.3 并條工序主要工藝特點(萊麻/圣麻/棉纖維)

并條工序應遵循小張力、勻牽伸、順牽伸、不纏繞、少靜電、中定量、中速度的工藝原則，合理選擇后區(qū)牽伸工藝配置，有助于彎鉤纖維的伸直平行，改善條干水平，降低質(zhì)量不勻率；使用新型抗纏繞膠輥和抗靜電膠輥，適當縮短膠輥和羅拉的清潔周期，并加強管理，定期磨礪膠輥，防止須條纏繞膠輥和羅拉等，確保熟條質(zhì)量穩(wěn)定；三道并條機采用自調(diào)勻整裝置，以降低重不勻率和改善條干均勻度水平；嚴格執(zhí)行操作工藝，加強運轉和設備管理工作，做好清潔工作，定期檢查各部件的清潔情況，確保圈條斜管的光滑和干凈；羅拉隔距、加壓量和定量大小要合理配置，確保牽伸順利進行，有利于改善熟條內(nèi)在質(zhì)量和外在質(zhì)量，降低重不勻和改善條干均勻度水平。并條工序工藝參數(shù)見表2。

表2 并條工序主要工藝參數(shù)

2.4 粗紗工序主要工藝特點(萊麻/圣麻/棉纖維)

粗紗工序應采用中捻度、中后區(qū)牽伸倍數(shù)、小伸長、不打滑、勻牽伸、穩(wěn)卷繞。采用較大的軸向和徑向的卷饒密度，可保持粗紗的均勻度和外在質(zhì)量，加強對粗紗條光潔度的管理；嚴格控制粗紗張力伸長，確保小、中、大紗筒的粗紗及前后排粗紗張力一致，減少意外牽伸和粗、細節(jié)的形成；粗紗定量偏小掌握，這樣在細紗機上牽伸時，牽伸倍數(shù)較小，可加強摩擦力界對纖維的有效控制，減少移距偏差，提高細紗的條干均勻度，降低質(zhì)量不勻率；粗紗捻度應適中，以增加纖維之間的摩擦力、抱合力和緊密度，確保成紗質(zhì)量穩(wěn)定。粗紗工序主要工藝參數(shù)分別見表3。

表3 粗紗工序主要工藝參數(shù)

2.5 細紗工序主要工藝特點及關鍵技術

2.5.1 段彩紗裝置及原理

段彩紗由基紗和飾紗組成，它們是由不同性能、顏色的纖維混合而成，飾紗有規(guī)律或無規(guī)律地分布在基紗上。FA502A型細紗機屬于三羅拉牽伸機構，通過安裝段彩紗HZ-DC2A裝置，使后羅拉間歇性轉動，即將從后羅拉喂入的飾紗(有色滌綸)間歇性喂入，并與中羅拉喂入的基紗(萊麻/圣麻/棉纖維)混合以達到段彩效果。在搖架上方安裝導絲輪，喂入氨綸絲以紡制段彩彈力紗[10-11]。

2.5.2 竹節(jié)紗裝置及原理

通過技術改造，將氨綸包芯紗裝置與MLF型步進電機驅(qū)動竹節(jié)紗裝置同時安裝在FA502A型細紗機上，同時加裝氨綸長絲喂入裝置和預牽伸裝置，使長絲經(jīng)過喂入裝置后，經(jīng)過導紗喇叭口進入前鉗口，與通過牽伸裝置的粗紗條相遇，然后從前羅拉握持鉗口處輸出，最后經(jīng)過導紗鉤、鋼絲圈和鋼領加捻與卷饒等，形成色彩豐富、形態(tài)變化多樣的段彩彈力彩點竹節(jié)紗。改造后的設備既能生產(chǎn)包芯紗，又能生產(chǎn)竹節(jié)紗和彈力竹節(jié)紗。

段彩彈力彩點竹節(jié)紗的生產(chǎn)原理是將紡段彩紗、彩點紗、包芯紗和竹節(jié)紗的原理結合起來，在改造過的細紗機上加工紗線。氨綸絲經(jīng)退繞機構后，經(jīng)一定的預牽伸，再通過導絲輪，從前中羅拉后面的位置積極喂入，與從牽伸區(qū)中輸出的兩種粗紗須條相遇后匯合為一體，最后經(jīng)過導紗鉤、鋼領和鋼絲圈等加捻后，形成段彩彈力彩點竹節(jié)紗。

2.5.3 設計方法、要求和風格特征

設計段彩紗時，一方面需根據(jù)紗線的特點及面料的風格特征等合理選擇節(jié)型，節(jié)型取值范圍為1.0～20.0，節(jié)型越小，其坡度越緩和；另一方面需考慮節(jié)粗的大小和要求。

——加工普通段彩紗： 節(jié)粗通常為0.6～1.0，主體紗(基紗)和輔助紗(飾紗或彩紗)的粗紗定量可以有差異，但不能太大。一般情況下，可以采用常規(guī)方式和智能方式進行紗線加工。

——加工等密度段彩紗： 節(jié)粗通常為0.5～0.6，主體紗(基紗)和輔助紗(飾紗或彩紗)的粗紗定量需一致，不能有差異。一般情況下，可以采用常規(guī)方式和智能方式進行紗線加工，并確保獲得等密度的紗線。

——加工段彩竹節(jié)紗： 節(jié)粗通常大于1.0，主體紗(基紗)和輔助紗(飾紗或彩紗)的粗紗定量可以有差異，但不能太大。一般情況下，可以采用常規(guī)方式和智能方式進行紗線加工。

——加工單竹節(jié)段彩紗： 竹節(jié)的節(jié)粗通常要求大于1.0，段粗為0.6～1.0，主體紗(基紗)和輔助紗(飾紗或彩紗)的粗紗定量可以有差異，但不能太大。只能采用常規(guī)方式進行紗線加工。

2.5.4 工藝參數(shù)

在加工段彩彈力彩點竹節(jié)紗時，首先需對FA502A型細紗機進行改造，采用CCZ型段彩竹節(jié)紗組織，并安裝氨綸包芯紗裝置。由于輔助粗紗定量小，有利于輔助粗紗斷裂干凈，設計主體紗和輔助紗的定量時，兩者有差異，但不應過大，避免影響段彩紗的風格特征。輔助粗紗的捻系數(shù)、定量適中，后區(qū)羅拉隔距不能過小，以加強對纖維的有效控制，使輔助粗紗的斷口纖維整齊，纖維之間的抱合力不減弱，斷口纖維數(shù)量少，斷裂充分和完整，有助于輔助粗紗被主體紗全部帶入主牽伸區(qū)，減少段彩紗的毛亂、粘帶、散失、拖尾、疵點和色差等不良現(xiàn)象。后區(qū)羅拉隔距大小應適當，輔助粗紗喂入喇叭口口徑大小應適中，以使后羅拉停止喂入的穩(wěn)定性得到提高，使輔助粗紗斷裂后在細紗后區(qū)處于伸直狀態(tài)，并被主體紗全部順利地帶入主牽伸區(qū)，避免輔助粗紗在喂入喇叭口處發(fā)生彎曲堵塞等不良現(xiàn)象。

后區(qū)牽伸倍數(shù)對有色滌綸/萊麻/圣麻/棉纖維混紡段彩彈力彩點竹節(jié)紗的影響很大，為了減少成紗細節(jié)數(shù)量，后區(qū)牽伸倍數(shù)應控制在1.02～1.17倍，從而提高細紗的整體質(zhì)量。由于粗紗捻度偏大，所以細紗機后區(qū)羅拉隔距應偏大，以減小牽伸力。捻度應適當偏大，原則是不產(chǎn)生斷頭和硬頭，防止外包纖維松脫，增加纖維之間的抱合力。氨綸絲預牽伸影響紗的強力和伸長，兩者之間呈反比例關系。通常，牽伸倍數(shù)選擇3～4，確保氨綸絲不斷裂。采用軟彈中硬度膠輥，使用鍍氟或鍍鉻鋼絲圈，確保與錠速合理搭配，并適當縮短鋼絲圈的調(diào)換周期；鋼絲圈上不允許有毛刺和溝槽，否則容易產(chǎn)生缺芯等不良現(xiàn)象，生產(chǎn)中要防止無外包覆纖維、無芯和跑偏等不良現(xiàn)象；采用適度偏小的錠速和車速，保持通道光潔無毛刺；細紗車間保持適當而穩(wěn)定的溫濕度，減小紡紗張力及張力波動，有利于減少斷頭率[12-13]。培養(yǎng)擋車工的質(zhì)量意識，一旦發(fā)現(xiàn)無節(jié)紗、疵品紗、“大肚”竹節(jié)紗等不合格的紗線，立刻通知車間有關人員及時采取措施。還應提高擋車工操作水平，加強巡回檢查工作，定時對粗紗喂入部分進行檢查，避免輔助紗(飾紗或彩紗)不能有效地喂入主牽伸區(qū)；做好清潔工作，減少紗疵。細紗工序主要工藝參數(shù)見表4所示。

表4 細紗工序主要工藝參數(shù)

3 成紗質(zhì)量情況

通過反復試驗和分析，采用前文的工藝技術措施后，順利地紡出有色滌綸/萊麻/圣麻/棉纖維混紡段彩彈力彩點竹節(jié)紗。不同混紡比段彩彈力彩點竹節(jié)紗的主要質(zhì)量指標如表5所示。

表5 段彩彈力彩點竹節(jié)紗的質(zhì)量情況

4 結語

通過對FA502A型細紗機進行技術改造，將紡段彩紗、彩點紗、包芯紗和竹節(jié)紗的原理方法結合，順利紡制出有色滌綸/萊麻/圣麻/棉纖維混紡段彩彈力彩點竹節(jié)紗。段彩彈力彩點竹節(jié)紗屬于一種新型花式紗線，該產(chǎn)品將有色滌綸、萊麻纖維、圣麻纖維和棉纖維這4種不同性能的纖維混合在一起，取長補短，充分發(fā)揮出有色滌綸、萊麻纖維、圣麻纖維和棉纖維獨特的優(yōu)良性能。該竹節(jié)紗產(chǎn)品可廣泛用于加工高檔服裝面料。