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，人們對純棉產品的服用性和舒適性需求日益提高，尤其是貼身內衣、嬰幼兒用品、時尚服飾、高檔毛巾等。產品舒適、自然、休閑、個性等功能已經成為時尚。

為了使純棉產品柔軟舒適，降低紗線捻度是行之有效的好方法。但是捻度過低，紡紗斷頭會急劇增加，造成紡紗生產困難。為解決這一問題，紡織企業(yè)一般會在配棉中加入一定比例的長絨棉，使其成紗強力增加，但這種做法會增加紡紗成本。還有部分紡織企業(yè)降低細紗錠速，減小紡紗張力，這種做法一方面會降低產量，另一方面錠速有最低轉速的制約，效果也不是特別理想。因此，為實現順利紡紗，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、同等產量情況下，捻度太低時斷頭會急劇增加。

1 低扭矩紡紗技術及原理

2009年香港理工大學陶肖明教授提出低扭矩紡紗技術，至今已有十年時間，各主機廠、紡紗廠都在積極嘗試此項技術的推廣和研發(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，使紗線中的纖維產生殘余扭矩相互平衡，實現單紗低捻、低扭和高強。

這項技術基本解決了在低捻度紡紗情況下，對細紗斷頭、產量、效率的影響，并使產品質量滿足客戶需求，為提高產品的競爭力提供了保障。此種紗線適用于針織、毛巾、內衣、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錠低扭矩紡紗設備，開發(fā)超柔紗產品，實現單紗低捻、低扭和高強，使環(huán)錠紡紗線能夠進入高檔針織領域。目前使用效果良好，現就其主要設備改造和工藝技術開發(fā)介紹如下。

2 低扭矩設備改造及細紗工藝設計重點

2.1 低扭矩設備改造及使用優(yōu)勢

我公司在馬佐里BS506型細紗機前羅拉到鋼領、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備。該設備改造借鑒粗紗假捻器，將內摩擦改為外摩擦，通過單輪盤逆時針轉動摩擦紗線，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力。該設備改造充分利用原導紗板的位置，把導紗板的導向功能和假捻功能有機的結合成一體，見圖1。

以我廠480錠細紗機為例，只需要在車頭位置加裝一個250 W的減速電機，目的是給驅動龍帶提供穩(wěn)定的動力。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，帶動單輪盤轉動，從而給紗線以穩(wěn)定的捻度傳遞。

圖1 低扭矩設備改造效果

該設備改造后，紡紗具有以下幾點優(yōu)勢。

a) “假捻”作用使前羅拉鉗口到導紗鉤位置(改造成假捻輪盤)這段原本捻度最低、最易產生斷頭的紡紗段捻度和強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，鉗口纖維轉移率相應提升[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。

c) 紡紗段強力增加，大大提高了纖維的可紡性，保證機器的高速運行。在正常捻度時加裝低扭矩裝置，錠速可提高10%～15%，提高了機臺的生產效率。

d) 這種假捻形式更方便工人操作，單錠獨行，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，強力穩(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 細紗技術改進措施

細紗機是提高紡紗質量和產量的主要工序，工藝設計、器材專件配置和設備運行狀態(tài)等對紗線質量影響很大。為了提升紗線品質，我們從細紗集合器、錠速設計、鋼絲圈選型和牽伸工藝改進等方面進行優(yōu)化。

2.2.1 牽伸區(qū)加裝集合器

為了彌補細紗捻度低造成的最終成紗強力偏低的問題，在細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，設計細紗捻系數為240，加裝集合器后，紗線強力增加，數據見表1。

由表1可以看出，細紗牽伸區(qū)加裝集合器，紗線條干、毛羽均有一定程度的改善。細紗強力CV值由9.3%改善為8.6%，這是因為加裝集合器后，纖維在牽伸區(qū)集聚，提高了纖維的平行順直度，紗線強力增加。但集合器容易集花，如不及時清理易形成紗疵，產生斷頭，需要加強操作運轉管理。

表1 低扭矩設備加裝集合器前后成紗質量對比

2.2.2 錠速優(yōu)選

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

但是，在低扭矩紡紗時，同等錠速條件下，細紗前羅拉轉速提升了近30%，突破了設備極限，導致細紗斷頭增加、能耗增加、專件器材消耗增加。在充分研究低扭矩紡紗特點的基礎上，認為：實際上細紗產量主要體現在前羅拉轉速上，在同等錠速條件下，捻度越大前羅拉轉速就越小，紗線出條速度越慢，產量也就越低；而低扭矩紡紗捻度小，前羅拉轉速快，產量高。因此，不能按照普通環(huán)錠紡紗錠速設計。經過反復試驗，得出：紡極限低捻度18.2 tex紗，前羅拉轉速約為240 r/min；紡極限低捻度14.6 tex紗，前羅拉轉速約為220 r/min。這樣產量不會降低，斷頭也少，擋車工勞動強度??；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速，但是，以不超過細紗機設備的能力為前提。經計算，與正常紗設計相比，紡極限低捻度紗時，細紗機產量可提高8%～10%。

2.2.3 鋼絲圈優(yōu)選

鋼絲圈是細紗加捻卷繞的主要器材，體積雖小，作用卻大。鋼絲圈型號的選擇要參考所紡紗線的原料特點和紗線號數及不同的工藝條件，通過反復試驗最終選定質心、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)運轉，不產生突變的撞擊和振動。

按一般規(guī)律，鋼絲圈質心高的紗線通道就通暢，但因其與鋼領接觸點位置低，圈腳易磨損，造成鋼絲圈運行不穩(wěn)，使紗線張力突變、斷頭增加，飛圈問題較嚴重。質心高的鋼絲圈主要適紡中粗號紗線品種，使用周期偏短；鋼絲圈質心低，運行穩(wěn)定，氣圈張力波動小，但因為紗線通道窄小，所以質心低的鋼絲圈主要適紡細號紗線品種。

生產上主要通過調整鋼絲圈號數改變氣圈狀態(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。由于鋼絲圈質心變低，能適當延長鋼絲圈的使用周期，有效減少鋼絲圈燒毀、飛圈。

選擇鋼絲圈號數要結合原料的物理指標特點、紗線線密度、鋼領直徑、鋼領狀態(tài)和錠子速度等因素。一般紡低扭矩低捻度紗線，因為捻度低、紗體蓬松、摩擦因數高，所以氣圈張力小，氣圈凸行大，易突變產生葫蘆形或8字形氣圈撞擊隔紗板，鋼絲圈號數就要比正常紗偏重1號使用[2]。

2.2.4 細紗牽伸工藝優(yōu)化

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

細紗專件要求一致：試驗室定期對隔距塊進行挑選；維修設備人員加強對鉗口位置校正、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行，從而出現個別紗毛羽大的問題。做好車頭齒輪咬合潤滑及軸承的包機檢查，保證運行穩(wěn)定良好，防止出現整臺或半臺疵品紗。工藝部件按周期檢查，發(fā)現不合格及時更換修復，但問題紗一定要做好處理，避免流入下道工序。

2.3 運轉操作管理注意事項

由于低扭矩假捻器安裝在原細紗機導紗板位置，離加捻三角區(qū)很近，易集花，增加紗疵。導紗鉤與加捻三角區(qū)之間多了一個假捻器，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，還應清理假捻器上的掛花，注意修正接頭方式；要及時清除錠子回絲，防止高管低腳紗，造成成紗弱捻，影響強力；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工序注意事項

3.1 前紡工序注意事項

原料選擇關系到紡紗成本和紗線質量指標，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，成紗強力高；馬克隆值水平好，纖維耐打擊能力強，也是減少梳理過程中短絨增加，增加紡紗強力的措施。

合理選擇配棉對成紗質量指標影響很大，實踐證明，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(即紡紗一致性系數SCI)約為135，長度整齊度指數約為82%，含雜率小于2.3%，回潮率為6.5%。在配棉過程中應嚴格按照配包圖執(zhí)行，加強混棉的均勻混合。

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。并條工序適當加大后區(qū)隔距，使彎鉤纖維有充分伸直的時間。粗紗工序適當加大捻系數[4]，便于細紗牽伸時對浮游纖維的控制。

3.2 自絡工序注意事項

自絡工序優(yōu)化好電子清紗器參數，由管紗到筒紗的指標增升比選擇自絡速度，并設置Q參數；由于紗線捻度低，強力弱，自絡速度也要適當偏低。注意張力的控制，把控從管紗到筒紗的毛羽和棉結的增長。

3.3 低扭矩紗與正常捻度紗指標對比

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

表2 低扭矩紗與正常捻度紗成紗質量對比

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

4 結語

低扭矩紡紗方法可廣泛應用到生產實踐中，設備改造簡單，細紗強力穩(wěn)定，生產效率高。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衣、嬰幼兒用品、時尚服飾、高檔毛巾以及家紡用品等。