仿兔毛包芯纱线的研制
原文刊自：2020年4月
第48卷（总第582期）
探讨仿兔毛包芯纱线的关键生产技术。选用粘胶、锦纶、仿兔毛锦纶混纺原料作为外包纤维，PBT 长丝作为芯纱；合理选用前纺工艺参数，在细纱机上加装长丝包芯装置，并优化了长丝张力、锭子速度、捻 度、器材规格等参数；通过严把细纱工序设备和运转操作质量关，专门制定质量控制管理办法和内控质量标准，最终使得纺制出的仿兔毛包芯纱线疵点少、质量好。认为：开发的仿兔毛包芯纱线既克服了天然兔毛纱脱毛、起球的缺陷，又具备兔毛纱手感柔软、蓬松、滑爽的特性，质量指标和外观风格均达到织造的要求。
粘胶；PBT 长丝；锦纶；包芯纱；混纺比；长丝张力；工艺原则；纱线疵点
21 tex 仿兔毛包芯纱选用粘胶、锦纶、仿兔毛锦纶混纺原料作为外包纤维，捻向相反的 PBT 长丝作为芯纱。PBT 长丝是一种新型纤维，成本低，具有耐氯、耐酸碱、耐光、耐热、耐化学试剂、良好的耐磨性、尺寸稳定性和弹性，且弹性不受湿度影响。外包纤维中粘胶短纤吸湿、染色性能好，不起静电，有良好的可纺性能和穿着舒适性。锦纶短纤强度高，弹性好，可弥补粘胶纤维强度低、弹性差的缺陷。仿兔毛锦纶是一种异形纤维，其扁平截面赋予了纤维柔软细腻、类似兔毛的手感和光泽，蓬松性与透气性良好，同时具有优良的抗起球性，纤维的回弹性与覆盖性也可得到改善；该纤维细度在 3 种原料中最粗，牵伸过程中逐渐分布在纱体外层，利于塑造兔毛感。PBT 长丝包芯纱在横机上织成的羊绒衫具有柔软、吸湿排汗、蓬松、滑爽、染色牢度好、强度高等优点，解决了传统氨纶包芯纱的不易染色、弹力过剩、织造复杂、面料尺寸不稳定及在使用过程中的氨纶老化等问题。
通过市场调研，发现 PBT 包芯纱面料在市场上比较稀缺，而用户在开发下游高端产品方面又有需求，且产品附加值较高。于是我们与某公司迅速组织开发 PBT 长丝包芯纱系列产品，通过改造现有普通环锭纺设备，不断探索、改进工艺、积累生产管理经验，使现在的产品质量得到市场的认可，并建立了一套包芯纱质量管理体系。
1 纺纱前准备
1. 1 原料配置
PBT 长丝规格 55. 6 dtex×24 F，粘胶纤维规格 1. 3 dtex×38 mm ，锦 纶 纤 维 规 格 1. 7 dtex×38 mm，仿兔毛锦纶纤维规格 8. 9 dtex×38 mm。
1. 2 混纺含量
根据用户对面料亲肤性、柔滑性和强度的要求，经过试验确定各包覆纤维的干重混纺含量为粘胶短纤 50. 1%，棉型锦纶 39. 9%，仿兔毛锦纶10%。
1. 3 原料养生
为了保证生产的正常进行，防止黏、缠、挂、 堵、带，在原料进入抓棉机混和前，必须做好纤维的防静电处理。我们主要是以两种锦纶纤维总质量为基数，将 0. 4% 的抗静电剂和 10% 的 40 ℃温水充分混合搅拌，然后把两种锦纶纤维包竖起，剪掉中间的包装带，从上端剪开包装材料，把混合油剂均匀喷洒在纤维上，静置 24 h，使抗静电剂充分渗透纤维。通过预处理，两种锦纶纤维基本能满足正常生产的要求。
1. 4 初步混和成包
粘胶、锦纶和仿兔毛锦纶需按照混纺比例精准称量后确定排包质量，即首先在 FA002 型圆盘式抓棉机上进行初步混和后，再经过 TSFU150型自动打包机打包，每盘混和原料均要精准称量，多退少补。为了进一步保证混配比例的准确性 ，打 包 机 成 包 质 量 差 异 控 制 在 每 包 100 kg以内。
2 细纱设备的改造
2. 1 长丝包芯纱装置
常用的长丝包芯纱装置有两种：第一种是在细纱机车顶安装纱架方式，丝筒直接插在丝锭上，如图 1 所示。这种方式在安装初期，由于导丝杆距离丝筒过远，长丝退绕气圈大，张力过小，加 上 PBT 长丝自身的弹性及捻度，因而产生大量的扭结，造成很多“小辫子纱”疵点。为此，采取两个办法解决：一是丝筒套装塑料袋，增加退绕阻力；二是在靠近丝筒附近部位加装一根导丝杆， “小辫子纱”疵点基本消除。目前，绝大多数机台都采用这种装置。
另一种长丝包芯纱装置是类似赛络纺型装置，如图 2 所示。这种装置安装和改造方便，但由于丝筒容量受限，换丝频繁，给运转增加很大工作量，且疵点大量增加。这种包芯纱装置在设备改造之初使用，现在基本淘汰。
2. 2 长丝导入方式
芯纱长丝导入前钳口方式有两种：一是导丝轮导入，这种方式价格高，但容易调节，挡车工操作方便，乐于使用；二是导丝钩导入，这种方式投资省，但不易调节，容易挂花，且由于位置不稳定易造成偏丝纱。为了保证包芯纱的质量，我们采用导丝轮导入方式，导丝轮（或导丝钩）安装位置一般以芯丝进入钳口时适当碰擦前胶辊为宜，如 图 3 所示。
3 纺纱流程及主要工艺配置
3. 1 纺纱流程
（外 包 纤 维 混 和 包）→FA006C 型 抓 棉 机 →FA022⁃6 型多仓混棉机→FA109 型精开棉机→FA221B 型梳棉机→FA306A 型并条机（三道）→JWF1446 型 粗 纱 机 →FA506 型 细 纱 机 → №21C型自动络筒
（1 根 Z 捻 PBT 长丝包芯纱+1 根 S 捻 PBT长丝包芯纱）→RF231C 型并纱机→RF321F 型倍捻机→（包装入库）
3. 2 主要工艺配置
清棉工序采取“勤抓细抓，多梳少打”的工艺原则，FA109 型精开棉机的梳理隔距适当收紧，落棉隔距适当放大，减少束丝，降低落棉［4］。开清棉主要工艺配置：抓棉打手速度 1 100 r/min，抓棉深度 1. 5 mm，抓棉小车运行速度 15 m/min，精开棉机打手速度 500 r/min。
梳棉工序采取“紧隔距，强分梳，高转移”的工艺原则，出条速度和定量偏小掌握，以能保证生产供应平衡为准；车间相对湿度偏高掌握，以65% 为宜，合理控制原料回潮，尽量减少静电现象；由于纺化纤后要控制车肚落棉，减少纤维损失，但又要清除原料中的化纤疵点，如束丝、并 丝、硬块等，所以需适当增加盖板速度，通过多落盖板花以排除束丝。梳棉主要工艺配置：生条定量 26. 3 g/5m ，刺 辊 速 度 670 r/min，锡 林 速 度300 r/min，道 夫 速 度 120 r/min ，开 松 辊 速 度1 000 r/min，盖板速度 110 mm/min，锡林至盖板隔距 0. 23 mm、0. 20 mm、0. 20 mm、0. 23 mm。
并条工序采取“紧隔距，重加压，重定量，高速度，小并合数”的工艺 原 则 。并 条 胶 辊 使 用复 合 涂 料 处 理 以 防 止 纤 维 缠 绕 ，出 条 速 度330 m/min ，采用三道并合以增加混和效果，并合根数均为 6 根，以保证混纺成分的准确性。并条主要工艺配置见表 1。
粗纱工序采取“大隔距，重加压，小张力，大捻度”的工艺原则。由于 3 种外包纤维长度长且整齐度高，摩擦因数大，弹性回复率高，易产生静电，对温湿度敏感，所以必须严格控制车间温湿度 ，冬 季 温 度 在 20 ℃ 以 上 ，相 对 湿 度 在 55%~62% 为宜。总牵伸不宜超过 7. 0 倍，以防止条干恶化。粗纱主要工艺配置：粗纱定量 7. 5 g/10 m，粗纱捻系数 92，后区牵伸 1. 27 倍，总牵伸 6. 4 倍，罗 拉 隔 距 12 mm×27 mm×42 mm，罗 拉 速 度20. 6 m/min。
细纱工序采取“重加压，大后区隔距，小后区牵伸倍数，小胶圈钳口”的工艺原则。细纱主要工艺配置：总牵伸 45. 8 倍，后区牵伸 1. 17 倍，罗拉隔距 19 mm×42 mm，细纱捻系数 272，罗拉速度 19 m/min，芯丝张力 10 cN。主要成纱质量指标：细纱条干 CV 值 13. 5%，断裂强力 231. 3 cN，强力CV值10. 8%，粗节45个/km，细节11 个/km，棉 结 39 个/km，3 mm 毛羽数 12 根/m。
络筒工序尽量减少切疵数和打结次数，以防止露丝、露头、接头无弹性以及在布面上形成疵点。在清纱工艺设置上要兼顾清除纱疵和减少打结次数两个方面，对轻微的有害纱疵适当放宽控制。
为了保证包芯纱线具有独特的柔软蓬松和紧密滑爽的效果，并捻工序将以 1 根 Z 捻 PBT 长丝为芯纱生产的包芯纱和以 1 根 S 捻 PBT 长丝为芯纱生产的包芯纱按照 1∶1 的比例进行合股加捻。倍捻主要工艺配置：捻度 36. 5 捻/10 cm，锭 速 6 000 r/min。
4 关键工艺
包芯纱生产的关键是细纱工艺，而细纱工艺的关键又是长丝张力、锭子速度、成纱捻度和器材优选。
4. 1 长丝张力
长丝张力对成纱包覆效果及成纱强力都有直接影响。长丝张力太大会造成加捻三角区纤维损失，甚至出现断丝；张力太小，会包覆不良，出现拥丝，甚至松散扭结。要纺出包覆均匀完整的包芯纱，芯丝所受张力应比外包纤维大，当长丝与短纤维在加捻三角区同轴复合加捻时，可以保证长丝始终位于加捻中心位置并保持伸直状态。经过反复的生产实践，确定 PBT 长丝张力以10 cN 为宜。张力的大小主要通过改变长丝穿绕导丝杆的路线，增大或减小长丝在导丝杆上的包围弧来调节。
4. 2 锭子速度
细纱锭速不宜过高，过高时纱线张力大，断头多；钢丝圈会刮伤包覆纤维，形成棉结、毛羽，影响包覆效果，轻则会使纺出的包芯纱失去弹性，严重时钢丝圈烧毁，产生断丝纱。锭速一般控制在 11 300 r/min 左右。
4. 3 包芯纱捻度
包芯纱捻度会影响纱线的强力和外观。在临界捻度以内，成纱强力与捻度呈正相关，临界捻度处强力最大，超过临界捻度时成纱强力会下降，呈负相关。捻度过小，成纱表面毛羽多，产品起毛起球，但捻度过大又会使长丝强力下降，一般捻系数选择需要兼顾成纱毛羽和强力，适当偏小掌握为宜。
4. 4 捻向
当 PBT 长丝的捻向与细纱捻向相反时，能更好地包覆纤维，纱线结构紧密，纱线的毛羽较少，纱线强力较好，从而增强纱线力学性能，改善纱线外观质量，使该仿免毛包芯纱线更接近兔毛的特点。由于 PBT 长丝有 Z 捻和 S 捻两种，其产量相等，为防止造成浪费，生产中将 Z 捻和 S 捻的PBT 长丝分别安排在同台细纱机两侧，确保其产量相等，细纱两侧纱管采用两种颜色纺纱，以防止错纱。
4. 5 钢领钢丝圈的选用
通过反复试验对比表明，锥面钢领比平面钢领断头多，生产不好做，所以最终确定用 PG1 型平面钢领。钢丝圈的选用在“上不碰管头，下不碰隔纱板”的前提下偏重掌握。钢丝圈型号为1EM1#，调换周期 10 天。
4. 6 喇叭口口径
细纱机喇叭口不宜过宽，过宽粗纱易晃动，造 成 偏 丝 纱 。根 据 纺 纱 质 量 测 试 结 果 ，优 选2 mm 口径的喇叭口。
5 质量控制要点
为了生产出满足用户需要的优质包芯纱，制定了《PBT 包芯纱内控质量标准》和《PBT 包芯纱质量控制管理办法》，规范了生产过程中各种影响质量的行为，对产品质量控制的各种方式、方法与手段进行了详细说明，并要求全体员工遵照执行，落实到日常每一项工作中。其要点如下。
5. 1 长丝原料的日常使用与管理
（1）不同批号的长丝不能混用，同批号不同生产日期的，按时间先后使用。（2）如果同批号产品，生产日期间隔超过 90天，必须试样确认后方可组批使用。
（3）如果同一批号中出现不同管色，及时与厂家联系，得到确认后再使用。（4）为了保证纱线具有良好的染色性能，防止出现“阴阳色”，PBT 长丝上机使用前必须按规定进行“染色均匀性”测试。
（5）只有 PBT 长丝通过织袜、染色、判色合格后才能上机使用。
5. 2 质量把关
严格按照《PBT 包芯纱质量控制管理办法》，挡车工、设备维修工都要实行责任制，把好“四 类”常见纱疵关：偏丝纱、空芯纱、双芯纱、露芯纱。车间质检员要勤巡回，做好检查和监督工作。实践证明，减少筒纱疵点最根本的办法还是要减少前道各工序的纱疵。
5. 3 设备管理
设备是纺纱的硬件，只有保证设备及其零部件运转正常，才能为纺纱质量奠定基础。要求严格按照钢丝圈的使用周期更换钢丝圈；做到导丝钩（导丝轮）、喇叭口、芯丝、粗纱位置正确，安排专人检查芯丝位置，一般要求芯丝对准粗纱中心，发现导丝轮偏离，及时调整导丝钩（导丝轮）、喇叭口位置；调整锭带张力，根据捻度测定情况，定期调整锭带张力，防止因捻度差异过大影响染色效果，甚至出现“阴阳色”，要保证捻度差异在2% 以内。
5. 4 运转操作管理
挡车工选用责任心强的细纱挡车工。具体的操作管理要求如下。
（1）调整清洁周期和次数，仿兔毛包芯纱由于使用纤维粗，纱线捻度低，飞花多，所以应缩短清洁周期，增加清洁频次。
（2）防止导丝部分疵点，时刻保持导丝轮或导丝钩清洁，轮子运转灵活，防止导丝槽带花和绕丝。
（3）为平衡两种捻度包芯纱产量，采取单号机台纺 S 捻纱，双号纺 Z 捻纱的办法组织生产，所以搞好品种标志标识及容装器材管理显得尤为重要，以防止错捻。如果因为管理不善造成同种捻向包芯纱捻合成股线，会直接影响纺纱质量和布面风格。
（4）换长丝时，机台两侧同时进行，防止重心偏于一侧，产生安全隐患。
6 纺纱质量
经测试，所纺制的 21 tex×2 仿兔毛 PBT 长丝 包 芯 纱 线 的 主 要 质 量 指 标 ：条 干 CV 值10. 76%，百 米 重 量 CV 值 0. 46%，断 裂 强 度15. 18 cN/tex，强力 CV 值 4. 24%，其成纱质量满足用户的使用要求。据用户反映，用该包芯纱线生产的毛衫制品色彩丰富，手感柔软、丰满，富有个性和魅力，深受市场欢迎。
7 结语
在普通环锭纺设备上生产质量指标合格、产品风格仿兔毛的 PBT 包芯纱，必须从人、机器设备、原料、工艺、温湿度、关键器材等方面入手，加强管理，做好细致的工作。包覆纤维中的两种锦纶纤维均要进行纺前预处理，以消除静电；为达到混和均匀，比例正确，包覆纤维要经过圆盘式抓棉机和清梳联中的往复式抓棉机两次开松和混和；开清棉工序相对湿度偏高掌握，减少静电现象，控制车肚落棉，减少纤维损失；并条工序采取“紧隔距，重加压”，胶辊进行复合涂料处理；粗纱工序采取“大隔距，重加压，小张力，大捻度”，同时要控制好车间的温湿度；细纱工序是纺纱的关键工序，除了加装效果好的长丝包芯装置外，还要合理配置长丝张力、锭子速度、捻度等参数，加强清洁、巡回、关键纺专器材检查等运转操作管理，防止偏丝纱、空芯纱、双芯纱、露芯纱等纱疵；并捻工序将两种捻向芯纱的包芯纱按照 1∶1的比例进行合股加捻。通过采取以上技术措施，最终纺制出了质量符合用户要求的 21 tex×2 仿兔毛包芯纱线。
资料来源：棉纺织技术