【技术】差别化纤维的纺纱质量控制要点

原文刊自：2020年9月

第48卷（总第587期）

摘 要

探讨差别化纤维的纺纱技术。依据差别化纤维适纺性较差、多品种小批量、品种结构复杂等特点，针对性地采取行之有效的工艺上机方案和生产管理措施。重点解决错品种、混纤等质量问题，从原料投入到成纱包装，对整个差别化纤维纺纱流程进行精细化管理。认为：对于差别化纤维纺纱难度较大的实际状况，只要通过采取一系列技术措施和生产管理方法，就可成功纺制出差别化纤维纱，且成纱质量满足使用要求。

关键词

差别化纤维；功能性；纺纱技术；控制要点；精细化管理；质量指标

随着社会科技发展日新月异和人民生活需求不断提高，人们在服装衣着类方面的消费观念向功能性要求倾斜，特别是对面料手感、品质、功能性等方面要求也在不断提高。大力推广差别化纤维纺纱品种多元化，满足人类科技发展日新月异，生活服饰多姿多彩时尚的需求，是提高棉纺织企业市场竞争力的必然选择。差别化纤维的纺纱难度较大，无论从工艺技术方面，还是从生产管理方面，都难于常规品种的纺纱要求。因此，我公司针对差别化纤维原料特性，优化工艺参数设置，加强关键技术要素控制与细节管理，大力探索满足差别化纤维纺纱需求的技术途径，最终成功开发出近百种以差别化纤维为主体的纯纺及混纺纱线，一个纱线品种最多可由8种原料混纺而成。

差别化纤维概念与纺纱特性

▎1.1 差别化纤维

差别化纤维是指与常规化学纤维有差别，通过化学和物理等手段，改变其纤维结构、形态等特性，使其具备某种功能特性的化学纤维。主要包括双抗、膨体、特殊截面（十字、三角、扁平、哑铃、三叶等）、超细旦、抗起毛起球、有色纤维、活性炭纤维、纳米以及高阻燃、养颜护肤、调节人体微循环等多功能复合纤维。

▎1.2 功能性纤维

功能性纤维是指除具备常规纤维的物理机械性能外，另具备其他特种功能性的纤维。所谓特种功能是指反渗透、分离混合气体、透析、超滤、吸附、吸油、离子交换、高效过滤、导光和导电等。功能性纤维以其各自特殊功能，在纺织工业上分别得到相应应用，功能性纤维的发展是现代纤维科学进步的象征。

▎1.3 特种非棉天然纤维

天然纤维是自然界生长或形成的，适用于纺织用的纤维材料，包括天然植物纤维、动物蛋白纤维、矿物质纤维。按纺纱行业分类有棉纺（含化学纤维）、毛纺、麻纺、丝绢纺4种类型，各类型的纺纱企业，其设备形式和工艺技术要求各有不同。在棉纺行业，通常将细绒棉、长绒棉作为天然植物纤维，适宜棉纺行业特点，被广泛应用。亚麻、苎麻作为天然植物韧皮纤维，绵羊绒、山羊绒、驼绒作为天然动物蛋白毛发纤维，桑蚕丝、绢丝作为天然动物蛋白腺体纤维，在棉纺行业纺纱难度大，应用量相对较少，但又常用于品质档次高的棉纺制品。

▎1.4 差别化纤维纺纱特性

差别化纤维包括功能性纤维和特种非棉天然纤维，以下简称差别化纤维。各种纤维的静电性、抱合力、纤维强力、细度、长度、色泽、回潮等特性的差异很大。差别化纤维纱线纺纱特点为多品种，小批量，品种翻改多，可与多种腈纶纤维混纺，形成单染、双染及套染等成品，对纺纱质量要求更高。差别化纤维适纺性能相对较低（包括特种非棉天然纤维），必须创造适宜的差别化纤维适纺条件，以满足和适应差别化纤维纺纱需求。

差别化纤维可纺性控制要点及解决办法

▎2.1 静电较大的差别化纤维

结合差别化纤维的特性，采取不同攻关措施，消除适纺性不利因素，保证各种差别化纤维的纺纱生产需求。对于静电较大的差别化纤维，需要加散电灵IP对纤维进行给湿养生处理，以消除纤维静电。如牛奶蛋白改性纤维是一种有别于天然纤维、再生纤维和合成纤维的新型纤维，其体积比电阻为4.7×10¹¹Ω·cm，牛奶蛋白纤维的静电性很大，在投入原料纺纱前，必须按比例加抗静电剂，保持48 h养生处理，以消除纤维静电，否则难以纺纱。

▎2.2 抱合力差的纤维

纤维抱合力可体现纤维卷曲特性，对可纺性影响很大。抱合力好的纤维在清梳工序开松、梳理过程中，纤维很容易被纤维之间的抱合力聚集到一起。抱合力低的纤维松散，不易聚集到一起，棉网就会出现下垂或落网，纺纱难度大。纤维抱合力强，纤维间摩擦力增大，纱线有一定的拉力合成聚集，不易断头。亚麻纤维粗，刚性、脆性较大，抱合力亦差，难以单独成卷成条。对于此类抱合力差的纤维纺纱，需与抱合力好的纤维进行混纺。如亚麻纤维可与棉、涤纶、粘胶、莫代尔、莱赛尔等纤维进行混纺，可生产不同比例的亚麻混纺纱线，且纺纱过程顺利，成纱指标明显提高。另外，由于亚麻纤维脆性较大，纺纱过程易断裂，因此对亚麻纤维进行给湿处理，使其纤维回潮率控制在18%左右为宜。同时加大纺纱机台环境的温湿度，必要时在其生产机台区域搭设棚帐以保持适宜温湿度，并进行喷雾加水给湿。

▎2.3 特性差异较大的纤维

差别化纤维的特性、白度及着色性能差异较大，从原料投入到各生产环节，各半成品存储使用及回花管理，必须做好隔离防护，严禁混纤造成质量危害。如2.5%生物质石墨烯改性粘胶纤维（简称石墨烯纤维）规格1.33 dtex×38 mm，白度4.5%，为黑色纤维，石墨烯纤维混纺纱既属于功能性纤维纱线，又属于色纺纱线。该纤维原料投入车间生产时，需严格做好隔离防护措施，避免纤维飘浮造成混纤和污染其他纱线品种。

▎2.4 差别化纱线的品种识别

差别化纤维纱线除有色纤维外，其颜色多为本白色。由于差别化纤维的多品种、小批量品种结构，本白色纱线品种识别难度大，不同于色纺品种可以用颜色较易区分品种。为便于在生产制造过程中识别差别化纤维纱线品种，各工序条筒容器、纱管卷装器材均采用不同的颜色及图案（色头）加以区分，即一种颜色或图案（色头）代表一种纱线品种，严防出现错品种质量事故。

▎2.5 染色方法不同造成的质量问题

腈纶混纺品种经单染、双染、套染等不同的染色方法，多为腈纶原料留白不着色，但有时也会出现低比例的莫代尔或粘胶原料留白不着色。纱线在生产过程中，因工艺、操作、设备、原料等方面存在问题，使纱线中存在纱疵，所暴露的质量问题就是在布面上形成白星和杠条疵点，且这些疵点属于有害疵点。因此，在纺纱及织造过程中，必须采取有力措施，加强对这些疵点的有效预防与控制。

先进纺纱技术在差别化纤维纺纱中应用

▎3.1 赛络集聚纺技术

▎3.1.1 赛络集聚纺纱特性

赛络集聚纺结合了集聚纺和赛络纺的优点，赛络集聚纺纱具有单纱强力高、条干均匀、结构紧密、耐磨性好、毛羽少、纱线光洁等优点，既有股线风格，又有单纱属性。赛络集聚纺纱的各项质量指标比普通环锭纺纱都有明显改善，同时还可减少纱线上浆量和退浆过程的环境污染，提高织机效率，取消烧毛工序等。使用赛络集聚纺纱线织制的织物纹路清晰、光泽好、耐磨、不易起球。

▎3.1.2 差别化纤维纱线疵点控制

利用赛络集聚纺技术生产差别化纤维纱线品种，应加强对集聚纺及牵伸专件的控制，严防产生“疙瘩纱”疵品。采用 YHJMF 型四罗拉集聚纺装置，小罗拉直径配置选择十分关键，要根据所纺纤维种类选择小罗拉直径。生产差别化纤维纱线时，小罗拉直径偏大掌握（18. 7 mm 以上）为宜，否则会出现牵伸不顺畅现象。如遇落纱或临时性停车，必须关停负压风机，否则会造成异形管吸风槽积聚大量灰尘，并贴附在集聚区须条上，产生整台“竹节纱”状煤灰疵点纱。停车时间越长，煤灰疵点纱表现越明显。

▎3.1.3 赛络集聚纺集聚区管理控制要点

加强赛络集聚纺集聚区管理，保持集聚区两根纱条清晰稳定。一旦出现纱条模糊、抖动或变为单根须条时，会严重影响纺纱质量，易造成 “疙瘩纱”，棉结、粗节、毛羽增多，强力降低。应该检查喇叭口是否偏位，摇架压力是否偏小，摇架螺丝是否松动，负压管接头是否脱落漏风，异形管盖板吸风槽是否挂花堵塞，张力钩部分是否变形、缠花，网格圈是否破损，传动齿轮是否积花、缺齿等不良现象。集聚纺负压风机必须与细纱主机联动，否则当负压风机停止后，细纱主机联动未停止，会产生大量“疙瘩纱”。

▎3.1.4 赛络集聚纺机构的可还原性

赛络集聚纺和赛络纺同机台可以还原转换，当赛络集聚纺机台需要生产赛络纺品种时，将异形管及负压连接管、集聚辊拆除，即可还原为赛络纺装置纺纱形式。反之，当赛络纺机台需要生产赛络集聚纺品种时，将异形管及负压连接管、集聚辊安装复原即可。由于赛络集聚纺无导纱动程，胶辊胶圈易产生中凹现象，为使胶辊胶圈表面对纤维有足够的握持力，且不发生缠绕现象，胶圈更换周期为3个月，牵伸区前胶辊复磨周期为2个月，集聚区输出胶管及牵伸区后胶辊复磨周期为6个月。

▎3.2 清梳联技术

▎3.2.1 工艺流程

差别化纤维纱线因具有多品种、小批量的特点，其纺纱工艺流程在清棉工序以成卷生产为主，较少采用清梳联流程生产。目前，在我公司已成功改造8条清梳联生产线，原清棉一列改为一机两线，一排有10台梳棉机，可同时生产2个品种。具体的工艺流程如下。

一线：FA002A型自动抓棉机→SCR型凝棉器→BO-12型松包机→CB2型清棉机→CFC型自动供棉系统→JF1171C型棉箱→A186G型梳棉机。

二线：FA002A型自动抓棉机→FA022-6型多仓混棉机→FA106型开棉机→CFC型自动供棉系统→JF1171C型棉箱→A186G型梳棉机。

▎3.2.2 两端给棉方式品种开台调整

一机两线共10台梳棉机采取两端给棉方式，同时可生产2个品种。根据前后供应需要，可随时增减2个品种的梳棉机开台。梳棉机供棉系统安装在供给每台梳棉机供棉管道之间，并设有截止疏通球阀，根据需要调整。即一机两线10台梳棉机，可以8台生产1个品种，其他2台生产另外1个品种；也可以7台生产1个品种，其他3台生产另外1个品种；依次类推。一机两线10台梳棉机，也可以生产1个品种和2个以上品种，必要时改品种，通过增加储备条筒，满足多品种生产需要。

▎3.2.3 松包机的工作原理及特性

BO-12型松包机主要适用于小批量生产，由平廉、斜廉及打手组成。主要作用是将喂入原料进行由粗到细开松，然后再混和。原料开松过后再混和优势，可以让混和更加均匀精细。BO-12型松包机占地面积小，可替代传统清棉冗长且复杂的流程，结构简单，易操作，方便保养。在更换品种、批号时，清车工作亦是相对简单，可有效避免因不同品种原料混杂而引起的混纤、色差问题。BO-12型松包机灵活性高，可根据具体加工原料不同和开松落杂要求，选配单只打手或3只打手；具有制成率高和节能效果好的特点，可杜绝从帘子缝隙落花现象，有效节省原料。

▎3.2.4 清梳联设备优势及清车管理

清梳联设备改造后，减少了清棉挡车工和推卷工用工，减轻了梳棉挡车工劳动强度，可扩大看台。同时取消棉卷后，明显减少了回花量和用电量。由于应用了梳棉匀整技术，生条重量不匀率可控制在2%以内，大幅度提高了半成品质量水平。为保证不同品种纤维不混纤，同一列清梳联轮流生产不同纤维品种及更换品种时，从FA002型抓棉机至JF1171C型棉箱，各机台及管道连接处，需清车的必须严格按要求彻底清车；不需清车时必须把车清洁干净，不允许有成团原料，严防产生混纤问题。

▎3.3 纺纱附属智能技术

▎3.3.1 辅助光源的利用

在生产石墨烯、黑竹炭、咖啡碳等白度较低的差别化纤维纱时，细纱断头不易辨认及识别，既增加了挡车工看车难度，又因接头不及时增加了细纱机风箱花。针对这种情况，可增加辅助光源，让细纱断头清晰可辨。应用激光灯增加辅助光源后，明显提高了深色纱线断头识别能力。

▎3.3.2 锭位扫描仪的使用

应用等效ETC智能识别技术的DW-1型细纱锭位扫描仪和内含芯片专用纱管，定期排查细纱机落后锭子，并及时进行质量追踪和整改，消灭质量报警落后锭子，降低锭间质量差异，保持成纱质量稳定一致。DW-1型细纱锭位扫描仪是一种替代在传统纱管上贴标签或人工写锭号来排查落后锭子的方式，采用更智能、便捷、精准的方式，自动识别管纱锭位，追踪排查落后锭子，并可往前追踪至并粗机台，消除质量隐患。具体使用方法：细纱落纱时，更换内含芯片的专用纱管，利用DW-1型细纱锭位扫描仪逐只扫描后开车，满纱后送往自动络筒机生产，发现有质量异常锭子，可通过扫描仪扫描识别细纱机台锭位。排查结束后仅需清除原设定机台数据，即可将专用纱管再次投入下一机台使用，纱管无需标号，可随意打乱投入使用。

▎3.3.3 全自动智能落纱机的应用

QZD-JMF-A型全自动智能落纱机特别适合细纱短车落纱，留头率在95%以上，插管率在99%以上，420锭细纱机的落纱时间为80 s以内，可供细纱机两面即机前机后通用。该款落纱机车身采用304不锈钢整体焊接而成，使用过程中不会出现螺丝松动，机身变形；整机外形小，质量轻，工人操作方便灵活；落管部分采用可升降装置，降低了工人搬扇形落管筐的劳动强度；模块化的机械手设计使得机械手外形尺寸非常小，做到了集聚纺与环锭纺通用；机械手夹持纱管顶部、垂直拔纱技术，避免了传统落纱时对锭子和纱线的损耗。落纱机采用国家大力倡导的环保型新能源锂电池供电，每台落纱机配套两块锂电池，保证不停机使用，使得落纱机更加轻便人性化。落纱机全程自动化，拔纱过程中拔出锭子时，落纱机感应报警，自动停车。落纱机配有触摸显示屏，使其各参数和各部位故障报警显示可见，操作人员可根据使用过程中的异常情况提示，在最短时间内将故障解除。

▎3.3.4 自动分色理管机的使用

LGJ200Y型自动分色理管机可与各种机型自动络筒机连接使用。该机作为络筒机辅机，与络筒机输送带出管口对接，自动将单台络筒机上单色或两色以上空管按纱管颜色分拣，并将大小头自动理顺整齐摆放到相应纱盒中，同时将纱巴（指留有少量纱线的细纱管）和满纱管分别自动分拣处理到其相应的纱框中。LGJ200Y型自动分色理管机工作结构简单紧凑，占用空间少，便于操作和维护，故障率低，可有效节约用工，减轻劳动强度。它是一种新型的机电自动一体化纺纱专用辅助设备，其理管效率不小于3 300 只/h。

▎3.3.5 牵伸须条的控制

当混纺纱是由长度、细度差异大的多种纤维进行混纺时，要加强对细纱牵伸须条的控制，建议使用马鞍大前冲式双压力棒上销。我公司生产某8组分混纺纱品种时，使用马鞍大前冲式双压力棒上销后，相应在前区布置了一个新的“动态”摩擦力界，有效控制纤维运行状态，须条牵伸高近1个百分点，粗细节减少50%以上。

差别化纤维混纺纱质量

经广泛采取适宜的技术和管理措施，生产的多种赛络集聚纺差别化纤维混纺纱，经纺织产品质量监督检验测试中心检测，其所检项目均符合相关行业标准的优等品技术要求。如腈纶/艾草/粘胶60/20/2011.8 tex赛络集聚纺纱，所检各项质量指标均符合FZ/T12051—2016《腈纶粘胶纤维混纺本色纱线》标准的优等品技术要求。现列举4种差别化纤维混纺纱的质量指标完成情况，见表1。

其中，品种A为腈纶/艾草/粘胶0/20/2011.8 tex赛络集聚纺纱，B为石墨烯/莫代尔/腈纶40/30/3011.8 tex赛络集聚纺纱，C为莱赛尔/亚麻80/2014.8 tex赛络纺纱，D为腈纶/粘胶/羊毛60/33/714.8 tex赛络集聚纺纱。

多项差别化纤维混纺纱的成功开发，满足了目前国内纺织品领域对功能性纱线的需求，投放市场深得用户欢迎，市场前景广阔，取得了良好经济、社会效益。我公司将进一步加强差别化纤维混纺纱混纺比及生产工艺研究，生产多系列功能性纱线，提高产品质量，扩大生产规模，以满足市场需要，提升市场竞争力。

结语

差别化纤维发展为传统纺织工业技术创新，向高科技产业转化创造了有利条件，为人类生活水平提高做出了贡献。在差别化纤维混纺纱线的生产中，各混纺纤维特性差异大，可纺性相对较差，再加上纤维种类及混纺成分配比复杂，其纱线品种居多，给纺纱系统工程增加了很大难度。要充分了解和掌握各种差别化纤维特性，有选择配置相适应纺专器材，并进行大量试验对比，优选适宜的差别化纤维纺专器材。对于多组分差别化纤维纺纱，在专件器材选配及工艺参数配置方面，要首先考虑比例大的纤维成分，再考虑其他纤维组合，按比例大小依次选择，综合考虑，最终确定该种差别化纤维纺纱方案。对于特殊品种，要结合实际，采取消除纤维静电、给湿养生提高抱合力、隔离防护、利用各种容器材不同颜色（图案）识别品种及纤维混和方式等与之对应的有效技术和生产措施，提高分析问题、解决疑难问题的手段和能力。尽管差别化纤维纺纱可纺性差，品种结构复杂，但经优化工艺参数配置，每道工序实现精细化管理，就一定会纺出高品质差别化纤维纱线。

资料来源： 《棉纺织技术》