赛络纺棉/氨纶包芯纱纱疵成因及其预防措施

祝庆利，曲翠平

(烟台南山学院，山东 龙口 265700)

近年来，随着我国纺织工业的迅速发展，牛仔面料新产品的研发进入了前所未有的繁荣局面[1]，织造弹性牛仔面料的主要原料是氨纶包芯纱。氨纶包芯纱是以氨纶丝为纱芯外包一种或几种短纤维，如棉纤维、羊毛纤维、桑蚕丝、麻纤维或各种混纺短纤维等纺成的纱线。氨纶芯丝具有优良的弹性，外包纤维赋予织物不同性能和表面特性[2]。生产氨纶包芯纱的方法有环锭纺、转杯纺、赛络纺、涡流纺、静电纺等[3]，其中，环锭纺使用最为广泛，而赛络纺包芯纱纺纱时由于氨纶芯丝始终处在平行喂入的2个纤维束中间，使氨纶芯丝能够得到均衡的包缠，比环锭纺包芯纱具有更好的包覆效果，且纱线毛羽更少，条干更均匀，用其制成的弹力牛仔布手感柔软、布面平整且纹路清晰[4]。

近几年赛络纺包芯纱工艺得到了进一步的推广应用，但由于赛络纺特殊的纺纱装置和工艺，生产过程对细纱设备运行状态要求更高，操作难度更大，同时偏丝、缺丝、缺股等纱疵也相应增加，若发现不及时会造成后续织造出有疵点的布。本文采用线密度为19.6 tex的外包棉纱和线密度为44.4 dtex氨纶丝作芯纱，纺制线密度为21 tex的棉/氨纶包芯纱，并以此为例探讨赛络纺包芯纱纱疵产生的原因及预防措施。

1 赛络纺包芯纱成纱机制

赛络纺包芯纱的纺纱原理见图1。由图可知，2根平行的棉粗纱经过双喇叭口喂入后罗拉并通过牵伸区单独牵伸；氨纶丝在积极喂入装置的控制下，通过导丝罗拉与前罗拉的表面线速度差使氨纶丝得到均匀预牵伸，并通过导丝轮在2个棉须条中间位置喂入前罗拉，三者同时从前罗拉输出并合[5]，经过钢丝圈加捻形成了赛络纺棉/氨纶包芯纱。

图1 赛络纺包芯纱纺纱原理

2 纱疵种类及成因分析

棉/氨纶包芯纱纺纱过程受原料、设备、工艺及运转操作管理等多因素的影响，既会产生与其他类型纱线相同的纱疵，如弱捻、紧捻、条干不匀、毛羽、粗节、细节等；由于其细纱特殊的纺纱机构和工艺，又会产生赛络纺包芯纱特有的纱疵，如偏丝、无丝、裸丝、弹力不匀、割丝等。

2.1 偏 丝

偏丝又称露芯和麻花纱，是在纺制包芯纱的过程中由于外包纤维包覆芯丝不足形成的直接纱疵[6]。偏丝纱具体表现为表面发亮发紧、斜面涩，偏丝纱的存在会造成后续织物染色色花和色差，影响布面外观，严重时甚至造成整匹布降低等级。

偏丝纱成因：①棉纤维长度短或短绒率高会影响包芯纱的包覆效果而形成偏丝纱。②导丝器的位置不正确及喇叭口中心距太大或太小会导致氨纶丝偏离棉须条而造成偏丝纱。③导丝轮及喇叭口松动、下皮圈运转不良跑偏、氨纶丝碰到粗纱等不良设备状态会导致外包纤维包缠芯丝不良而形成偏丝纱。④氨纶丝不在导丝轮内、导丝轮内绕花、绕皮辊、绕罗拉、邻纱偏丝以及粗纱交叉重叠喂入等现象，如操作人员处理不及时也能造成偏丝纱。

2.2 无 丝

无丝又称空芯，指在纺制包芯纱的过程中只纺外包纱没有芯丝的情况，无丝纱会使织物局部弹性不均匀或完全失去弹性。

无丝纱成因：①导丝辊转动不灵活、导丝辊和导丝轮有毛刺、罗拉绕丝等均会导致氨纶丝被挂断，如操作人员未及时发现或处理不及时，继续纺纱会造成长片段的空芯纱。②操作人员接断纱时不打倒丝也会出现无丝纱疵。

2.3 裸 丝

裸丝又称空鞘，指纺制包芯纱过程中只纺芯纱没有外包纱的情况，最易出现在弱捻处。裸丝既能造成织物弹性不匀，又会影响后续织物染色效果。

裸丝成因：①喂入粗纱断头、换粗纱不及时使粗纱跑空，喂入粗纱长片段细节时，前罗拉处的棉纤维含量过少，当棉纤维被棉管全部吸入时会导致纺纱时芯丝无外包纤维。②下胶圈打滑使牵伸棉须条不能正常输出，操作人员接头后钩断氨纶丝速度过慢会造成芯丝外无外包纤维。③细纱捻度设计较小时，氨纶包芯纱经过络筒机时弱捻处的外包纤维会被剥离而形成裸丝纱。

2.4 弹性不匀

氨纶丝一般由多股丝束组成，氨纶丝缺股或氨纶丝粗细不均匀会引起包芯纱弹性不匀[7]；在纺制包芯纱的过程中由于各种原因形成的双丝、缺股丝也会造成包芯纱弹性不匀。包芯纱的弹性不匀最终将导致织物弹性不匀和尺寸不稳定。

弹性不匀纱的成因：①接头未打断丝、罗拉绕丝未处理、处理丝辊不正确、导丝轮内绕丝等均会形成双丝。双丝纱比正常纱粗，会造成后续织造的布面花纹密集且弹力大。②导丝轮和导丝辊表面有毛刺乱劈丝、氨纶丝挂导纱钩、小氨纶丝筒倒置、氨纶丝挂隔丝柱、隔丝柱夹氨纶丝、氨纶丝从丝筒内或后导丝辊中拉下、导丝辊运转打顿等均会造成氨纶丝缺股。缺股纱比正常纱细，会造成后续织造的布面花纹稀疏且弹力小。

2.5 割 丝

割丝指在纺制包芯纱的过程中芯丝被割断，造成纱线一段有芯丝一段无芯丝的短片段空芯纱，最终会导致织物表面弹性不一致。

割丝纱成因：钢领钢丝圈不配套或钢丝圈使用周期过长，易造成钢丝圈有勾槽或发热，当外包纤维包覆芯丝不良时，极易引起机械割丝。发生割丝现象可通过检查钢领板隔纱周围是否有丝沫来查找。

3 纱疵防治措施

根据上述对包芯纱特有纱疵成因的分析，从原料、工艺、设备及运转操作管理等方面入手，采取针对性的改进措施，从而有效降低纱疵。

3.1 原料的合理选配

3.1.1 氨纶丝的选择

氨纶丝缺股、粗细不匀及伸长变形差异大等情况均会引起包芯纱的弹力不匀，因此，在购买氨纶丝时，需选择粗细不匀率和断裂伸长率差异小的氨纶丝。氨纶丝上机前需在细纱车间放置48 h，以减少因温湿度的突变而造成的弹力差异。另外，做好氨纶丝换批时的指标控制，避免因此引起的包芯纱弹力差异。

3.1.2 棉纤维的选择

棉/氨纶包芯纱的强力主要取决于外包棉纤维的强力[8]， 因此赛络纺棉/氨纶包芯纱中棉纤维的各指标要较高配置。①棉纤维等级要求在2级以上，线密度控制在1.8 dtex左右，主体长度不得低于33 mm，短纤维含量不得超过10%，并通过在前纺配置精梳工序增加落棉率，进一步筛除短纤维，从而提高包芯纱外包棉纱包覆芯纱的效果。②棉纤维的断裂强度指标需控制在3.5 cN/dtex以上，成熟度系数指标控制在1.7以上，以保证成纱的强力和织物的耐磨性。

本文采用44.4 dtex氨纶为芯丝，选用100%新疆阿克苏长绒棉为外包纱，其主要性能指标：主体长度38 mm，短绒率6.7%，成熟度1.92，强度4.11 cN/dtex。

3.2 工艺参数的合理配置

赛络纺棉/氨纶包芯纱纺纱与其他非包芯纱纺纱的区别主要在粗纱和细纱2个工序。

3.2.1 粗纱工序

粗纱定量。为取得良好的包覆效果，赛络纺纺纱细纱工序采用2根粗纱平行喂入，因此，粗纱定量应控制在3.5～4.5 g/(10 m)范围内，且偏轻掌握，以避免细纱工序因牵伸倍数配置过大而导致牵伸不匀。

粗纱捻系数。为了减少细纱机粗纱退绕时造成的意外牵伸，减少细纱机牵伸不匀造成的细节和条干不匀，粗纱捻系数应控制在95～110范围且宜偏大掌握。

3.2.2 细纱工序

①双喇叭口中心距。 粗纱喂入牵伸装置前要先经过双喇叭口，以控制平行喂入粗纱的间距。双喇叭口中心距是赛络纺工艺配置的重要参数，合理配置喇叭口中心距的大小，可有效改善赛络纺包芯纱的包覆效果，减少纱线毛羽，提高纱线强力和条干均匀度，喇叭口中心距一般控制在4.5～6.5 cm范围内，且宜偏大掌握[9-10]。

②细纱后区牵伸倍数。因粗纱配置了较大的捻系数，细纱后区牵伸倍数要控制在1.25～1.45范围内，且宜偏大掌握，以防止因出硬头而造成裸丝纱疵。

③前罗拉速度。细纱机前罗拉速度控制在9 500～12 000 r/min范围内，且宜偏低掌握，以减少外包棉纤维断头和纺纱断头，确保千锭时断头率控制在18根以内。

④细纱捻系数。要高于传统环锭纺纱，但也不能太高，太高虽然有利于提高包覆效果、减少毛羽，但会降低包芯纱的弹性，且易造成布面手感粗硬。捻系数不宜过小，过小会使棉/氨纶包芯纱受到拉伸时，其外层包覆棉纤维产生滑脱，造成露芯丝现象，布面也会不平整，一般宜控制在360～450范围内。

⑤钢领钢丝圈。选择宽边钢领有利于钢领钢丝圈运转过程中的散热，从而减少割丝纱疵的发生；钢领钢丝圈配置要合理正确，如果钢领钢丝圈配置不当，会造成钢丝圈磨损发热而割断、熔断外露的氨纶丝而形成无丝纱；钢丝圈的质量不能太重或太轻，钢丝圈太重吊头时不易接头，容易割断丝，钢丝圈太轻会因大气圈摩擦隔纱板而产生大量毛羽，一般比同号非弹力纯棉纱质量大1～2号。

⑥合理选择氨纶丝牵伸倍数。首先要对每批氨纶丝进行品质指标的测试和批量投产前的试纺试验，并根据试纺情况选择适当的氨纶丝预牵伸倍数。实验证明，预牵伸倍数过低不能充分发挥氨纶丝的弹性，过高又容易增加纺纱断头，造成纺纱困难。因此，氨纶丝的预牵伸倍数选择范围一般控制在2.5～4.5倍范围内[11]。

⑦蒸纱工艺。细纱落纱后要采用汽蒸工艺以稳定捻度，减少络筒退绕时的卷缩纱疵。一般汽蒸温度宜控制在60～80 ℃，时间宜控制在15～20 min。

本文探讨的线密度为21 tex棉/氨纶包芯纱细纱工序主要工艺参数设置见表1。

表1 细纱工序主要工艺参数

3.2.3 络筒工序

合理设置络筒机电子清纱器工艺参数能够有效降低偏丝、裸丝等纱疵数量。通过实验测试，设定电子清纱器参数为：长细节(T)：-40%，20 cm；短粗节(S)：+40%，2 cm；长粗节(L)：+40%，20 cm；棉结(N)：+250%。同时，为了进一步减少单股、缺丝等纱疵，电子清纱器支偏通道参数要偏紧设置。

3.3 加强设备管理

加强对赛络纺棉/氨纶包芯纱纺纱设备的定期维护保养和日常检修是减少纱疵产生的基础。

①定期更换牵伸部件，确保牵伸机构运转灵活不打顿，前皮辊进出位置一致。

②确保纺纱过程中牵伸区部件无晃动、松动和跳动现象。

③加强氨纶丝传动机构的日常维护，确保导丝轮运转灵活平稳，避免因氨纶丝喂入不均引起的棉/氨纶包芯纱弹力不匀。

④保持氨纶丝通道如导丝部件、前皮辊罗拉、导纱钩及钢领钢丝圈等部件光滑无毛刺，防止因氨纶丝被磨伤或割断而形成无丝纱或使包芯纱弹力不匀。

⑤严格按周期调换钢丝圈，不得漏换、错换、漏撬或不换，以防钢丝圈发热割断丝束而形成无丝纱。

3.4 严格运转操作管理

加强操作人员的责任心，增强其防疵捉疵意识，以避免和消除因清洁工作不及时和操作不规范造成的纱疵。

①清洁工作是减少纺纱断头、预防纱疵、提高氨纶包芯纱成纱品质的重要环节，因此操作人员要严格按清洁进度做好机台清洁工作，重点加强牵伸区清洁工作。

②多巡回，勤检查，及时处理绕皮辊、绕罗拉问题，减少裸丝无丝纱，杜绝粗纱重叠喂入造成的偏丝纱；及时处理断丝纺纱和单根粗纱纺纱，杜绝缺丝纱、单股纱进入后续工序。

③整台机统一更换氨纶丝筒，杜绝大小丝筒同台使用；氨纶丝必须绕导丝辊一周喂入前皮辊；氨纶丝筒厚度不能小于1 cm，防止氨纶丝筒跑空；氨纶丝筒不能倒置，氨纶丝与粗纱不能相碰摩擦，减少或杜绝棉/氨纶包芯纱弹力不匀。

④换粗纱前要检查有无偏丝纱、无丝纱，喇叭口有无穿错粗纱，换完粗纱后需接齐断头，确保集棉器不跑偏、不反装或无轧死。

⑤处理导丝辊绕丝时先将氨纶丝归拢到2个丝筒中间再由专人处理。右手处理时，左手接住氨纶丝头，防止氨纶丝头附入纱条内，如有氨纶丝飘入纱条上，应及时打断纱头，将管纱倒掉重新接头。

⑥粗纱不得跑空，小粗纱留尾最少0.5～1.5层。

⑦落纱前检查有无偏丝、无丝，吸风眼是否堵花。每次落纱后开车前将皮辊统一向车头或车尾移动1个动程，防止皮辊磨损凹陷。

⑧细纱断纱后采取不接头拔纱后重新生头的操作方法，以减少接头不良造成的纱疵。

4 成纱质量及使用效果

通过优选原料，优化调整粗纱、细纱工序工艺参数，严格络筒工序电子清纱器工艺条件，结合设备精细化维护和运转操作管理等防治措施，所纺制的赛络纺棉/氨纶包芯纱包覆效果得到明显提升，包芯纱的各项指标得到改善，因“露芯、缺丝”等纱疵引起的降低等级疵布显著减少。采取防治措施前后棉/氨纶包芯纱指标对比结果见表2。

表2 采取防治措施前后棉/氨纶包芯纱指标对比

由表2可以看出，采取防治措施后赛络纺棉/氨纶包芯纱的的单纱断裂强度提升了2.9%，条干CV值降低了1.79%，粗节数、细节数及毛羽数都显著减少，折合百米布露芯丝等纱疵数也显著降低。

赛络纺棉/氨纶包芯纱与环锭纺棉/氨纶包芯纱外观形态见图2，对比图2(a)(b)可以看出，赛络纺棉/氨纶包芯纱包缠更均衡，条干更均匀，毛羽更少。

图2 赛络纺与环锭纺包芯纱包覆效果对比图

5 结 论

本文通过合理优化配置粗细纱工序工艺参数、加强设备精细化管理和日常运转操作管理等措施，纺制线密度为21 tex赛络纺棉/氨纶包芯纱的包覆效果明显提升，成纱品质得到改善。与采取措施前相比，所纺制线密度为21 tex赛络纺棉/氨纶包芯纱的单纱断裂强度提升了2.9%，条干CV值降低了1.79%，折合百米布匹露芯丝等纱疵由45个/(100 m)减少到13个/(100 m)。本文采取的纱疵预防和消除措施主要有以下几点。

①选择高品质的外包棉纤维和粗细均匀的氨纶丝，氨纶丝预牵伸倍数设置为3.5时纺纱效果最佳。

②合理调整粗纱定量和粗纱捻系数。粗纱定量宜偏轻掌握，设置为3.8 g/(10 m)，粗纱捻系数宜偏大掌握，设置为106。

③优化配置细纱工艺。粗纱喂入细纱喇叭口中心距设置为6 cm，放大后区牵伸倍数为1.35，前罗拉速度不要超过10 456 r/min，选配PG1型钢领。

④合理设置络筒电子清纱器参数：长细节(T)-40%，20 cm；短粗节(S)+40%，2 cm；长粗节(L)+40%，20 cm；棉结(N)+250%。

⑤加强设备周期性维护保养和日常检修，强化操作人员的工作责任心和防疵捉疵意识。