铜氨纤维/棉混纺纱生产实践

卞克玉，王汇锋，陈丹凤

(1.常州纺织服装职业技术学院，江苏 常州 213164； 2.必维申优质量技术服务江苏有限公司，江苏 江阴 214400；3.无锡长江精密纺织有限公司，江苏 无锡 214000)

追求功能性、舒适性、绿色环保一直是面料开发的重要方向。铜氨纤维/棉混纺面料集2种纤维各自的特点，具有良好的吸湿性、悬垂性、抗静电性，耐磨性好、手感柔软，产品易于降解，是绿色环保纺织品，广泛用于各类高档机织、针织服装[1-3]。但目前市场上缺少铜氨纤维/棉混纺高支纱产品，限制了铜氨纤维/棉轻薄面料的开发。本文在优化纺纱各工序工艺参数的基础上成功开发了铜氨纤维/棉(50/50)4.2 tex混纺高支纱，可为轻薄面料的开发提供一定的参考。

1 原料规格与性能

铜氨纤维:纤维线密度1.18 dtex，长度约为38.52 mm，断裂强度15.5 cN/tex，断裂伸长率8.62%，回潮率10.3%。

棉纤维: 采用新疆原棉，短绒少，整齐度较好，易梳理。原棉线密度3.89 dtex，长度37.8 mm，断裂强度19.5 cN/dtex,回潮率6.27%，短绒率4.8%，配棉等级为236，含杂率2.86%。

2 纺纱工艺

以现有棉纺设备及传统棉纺工艺为基础，纺纱工艺流程为：

铜氨纤维:FA002 A型自动抓棉机→FA036型开棉机→FA106型豪猪开棉机(附A045凝棉器)→A076F型单打手成卷机→A186型梳棉机→FA320型并条机(预并)。

棉纤维：FA002 A型自动抓棉机→FA036型开棉机→FA106型豪猪开棉机(附A045凝棉器)→A076F型单打手成卷机→A186型梳棉机→FA320型并条机(预并)→FA334型条卷机→A201D型精梳机。

铜氨纤维条+棉精梳条：FA320并条机(头并)→FA320并条机(二并)→FA320并条机(末并)→FA415型粗纱机→FA506型细纱机→SAVIO-XCL型络筒机。

3 工艺配置及技术措施

3.1 开清棉工序

3.1.1 技术措施

铜氨纤维抗静电性较好，为避免产生黏卷，生产中采取以下措施：

①采用同品种的粗纱隔离。将车间质量不良的铜氨纤维卷通过梳棉机、粗纱机纺成粗纱，用粗纱来隔离铜氨纤维卷，可以有效避免黏卷现象。

②棉卷罗拉逐渐加压。随着卷绕过程的进行，棉卷直径逐渐增大，加压量也需逐渐增大，使制成的棉卷内外层松紧一致，防止退卷时黏层现象。

③采用自调匀整装置。清棉成卷机部位配自调匀整装置，根据棉层的厚度自动调节喂入速度，控制牵伸，确保输出棉卷定量稳定。

④车间温湿度控制。一般车间温度控制在20～24 ℃，相对湿度为70%～75%。实际生产中控制温湿度的主要措施为：员工随手关门、增加一层门帘、保持好空调设备状态等。

⑤保持棉箱运转效率。棉箱运转率尽量保持在90%以上。棉纤维由于采用新疆长绒棉，整齐度好，不易产生静电，不易黏卷，所以可以不采用防黏措施。实际生产中开清棉工序主要参数设置为：抓棉打手转速78 r/min，综合打手转速811 r/min，梳针打手转速444 r/min，风扇转速1 200 r/min。

3.1.2 工艺配置

铜氨纤维整齐度好、杂质较少，因此，开清棉阶段可以实施“勤抓少抓、多松轻打、少落早落”的工艺准则[4-5]；为减少落棉可以适当减小尘棒之间的间距、适当增大打手与尘棒间的隔距。工艺参数为：铜氨纤维卷定量380 g/m，棉纤维卷定量360 g/m，正卷率均为99%，控制成卷质量不匀率铜氨纤维为每米1%，棉纤维为每米0.8%。

3.2 梳棉工序

由于铜氨纤维长度较长，杂质少，梳棉重点是改善梳理工艺，通过合理选用针布规格，提升纤维梳理度和棉网清晰度，力求减少纤维损伤。铜氨纤维梳棉机采用AC2030×01550D锡林金属针布，43型 MCH43D-110盖板针布，AD4030×01890D道夫金属针布，为减少纤维在锡林-盖板之间的反复转移，锡林-盖板之间的5点隔距分别为0.25、0.23、0.23、0.23、0.25 mm，生条定量控制在18 g/(5 m)，刺辊转速为700 r/min，锡林转速为335 r/min[6]。

棉纤维梳棉机采用2035AC.C20-35-95D锡林金属针布, 4030AD D40-30-36 CBF道夫金属针布，TB55 106+1/set盖板金属针布，锡林-盖板5点隔距分别为0.18、0.15、0.15、0.15、0.18 mm，生条定量控制在16 g/(5 m)，刺辊转速为700 r/min，锡林转速为365 r/min。

3.3 棉精梳工序

小卷黏卷是精梳准备工序比较突出的问题，主要采取以下措施：

①控制小卷成形优化小卷压力。不同定量的小卷应与一定的成卷压力相适应，既要增加纤维层叠合时的压力，但成卷时又要适当减小压力。

②适当降低总牵伸倍数。牵伸倍数过大会使棉条过熟，退卷时易造成各层间不清晰，因此应通过降低牵伸来控制纤维层中纤维的伸直度。

③车间温湿度控制。精梳工序对车间温湿度非常敏感，温度过高，棉纤维中的蜡和糖分会融化，导致纤维间黏连，形成层间黏层；温度低，纤维由于蜡质发硬而滑溜，导致纤维滑脱，使出头纤维较多，层面发毛。相对温湿度低也会使纤维间发生黏连。因此，精梳工序车间温度一般控制在26 ℃左右，相对湿度控制在53%左右，可保证小卷表面平滑，无黏连现象。

条卷工序主要工艺参数见表1。棉预并条湿定量控制在13.5 g/(5 m)；条卷工序小卷定量偏轻掌握，罗拉隔距适当放大。

精梳工序重点要控制棉网状态，防止破边、破洞、弯钩纤维的产生，提高纤维伸直度。精梳工序采用“低速、轻定量、短给棉”的工艺原则[7]，保证精梳棉网的良好状态，去除棉结，进一步提高棉条的内在质量，精梳机控制落棉率在12%～13%。精梳工序主要工艺参数见表2。

表1 条卷工序主要工艺参数

表2 精梳工序主要工艺参数

实测精梳条条干CV值低于3%，棉结10 粒/g，短绒率3.2%。

3.4 并条工序

并条工序采用“大隔距，重加压，多并合，通道光洁，防缠防堵”工艺原则。由于铜氨纤维与设备的金属部件之间摩擦力较大，导致牵伸力大，造成牵伸困难，可以采取相应的措施进行改善：如放大罗拉隔距，适当增加摇架压力，保持圈条器通道清洁、通畅等。并条工序主要工艺参数见表3。

表3 并条工序主要工艺参数

头并采用6根并合，用3根铜氨纤维预并条与3根棉精梳条交替排列以改善混合效果；二并为了使纤维充分伸直、平行，可以采用较大的后区牵伸倍数；三并目的是改善并稳定条干，可酌情减小后区牵伸。三道并条都采用6根条子并合，罗拉隔距不宜太小，以免出现牵伸不开的问题[8]。

3.5 粗纱工序

铜氨纤维和棉纤维整体长度都较长，因此粗纱工序纤维捻系数可以设计小些以提高生产效率，且改善成纱条干，减少棉结，但同时要保证细纱工序能正常牵伸；采用较大的隔距和较小后区牵伸；设计适宜的筒子成形参数，确保各阶段纺纱张力稳定，减少粗纱意外伸长[9]；通过采用新型假捻器，降低前后排粗纱之间，同一排粗纱大纱、小纱间的张力差异，降低粗纱质量不匀率。粗纱工序主要参数设置为：总牵伸倍数8.62；后区牵伸倍数1.27；湿定量3 g/(10 m)；前罗拉速度201 r/min；罗拉隔距12.5 mm×24.5 mm×33.5 mm。

3.6 细纱工序

细纱工序是最重要的工序，为保证纺纱质量，提高效率，减少断头需采取以下措施：

①保证设备状态。检查吊锭位置，及时更换回转不灵活的吊锭，避免粗纱喂入时退绕不灵活；逐锭检查摇架加压，保证压力一致，确保前钳口至前罗拉处的自由区长度一致并减小锭间偏差，保证牵伸均匀一致；检查喇叭口，及时更换有问题的喇叭口，避免喂入位置不准或产生挂花。

②合理选用喇叭口和隔距块。因铜氨纤维/棉混纺纱为高支纱，细纱机可以采用孔径小的喇叭口；过大孔径的喇叭口会使纤维分布过宽，引起前罗拉出口处加捻三角区变宽，从而增加毛羽；生产过程中挡车工要加强巡回，一旦发现粗纱缠绕、扭结要及时处理；为保证挡车工有效看台，细纱机前罗拉转速可降低至90 r/min。为了加强对纤维的控制，细纱工序可选用2.0的隔距块。

③细纱捻系数。一般纺高支纱时下机捻系数比纺普通纱要高一些，因此在保证产量的前提下可以适当降低捻系数。

④合理选用钢丝圈。铜氨纤维/棉混纺高支纱对纱疵要求高，过多的纱疵会严重影响成纱强力；因此要求钢丝圈不宜太重，钢丝圈和钢领配合要好，以减少断头。

⑤加强对胶辊的保养与维护。由于铜氨纤维与牵伸机构摩擦较大，胶辊会发生中凹现象，因此要加强对胶辊的保养，适当缩短胶辊的保养周期与磨砺周期，一般保养周期控制在45天内；同时选用邵氏硬度较低的胶辊。操作工要加强巡回，避免粗纱强力过低造成的吊断头；保持前罗拉和牵伸区清洁，杜绝缠罗拉缠胶辊问题，防止纱疵形成。

细纱主要工艺参数见表4。细纱实测指标见表5。细纱质量指标均达到了客户要求。

3.7 络筒工序

为控制捻接质量，减少纱线接头疵点，主要清纱参数设置为：棉结+200%，短粗节+230%×1.3 cm，长粗节+40%×20 cm，长细节-40%×25cm[10]。

铜氨纤维/棉(50/50)4.2 tex筒纱实测质量指标见表6。

表4 细纱主要工艺参数

表5 细纱实测质量指标

表6 筒纱实测质量指标

由于纱线较细，为防止络纱张力波动，络纱张力需要偏小掌握，络纱速度设定为1 000 m/min；要保持络筒机纱路的光洁，避免络纱过程中毛羽和棉结增长过多。需合理设置工艺参数，既要保证纱线质量符合要求又要避免切疵过高影响产量。

4 车间温湿度要求

温湿度对于纺纱质量有重要影响，尤其是对于混纺高支纱，温湿度的波动会引起纱线质量的连锁反应，同时也会影响工人的操作效率，因此需要反复调节，严格控制各工序温湿度，各工序车间温湿度要求见表7。

表7 各工序车间温湿度要求

本文纺纱生产由于各工序车间温湿度均能稳定在要求范围内，使纺纱各工序均未出现明显的质量问题，确保了铜氨纤维/棉混纺纱各项指标合格，且操作稳定，最终纱线千锭时断头控制在13根以内。

5 结束语

铜氨纤维具有优越的染色、吸湿性能，手感光滑，悬垂性优良，服用性能近似于桑蚕丝，符合绿色环保理念。纺制铜氨纤维/棉混纺纱时，需要综合考虑2种纤维的特点，配置合理的纺纱工艺参数，并采取一定的技术措施，如开清棉工序要在充分考虑原料特性、不损伤纤维质量的前提下控制打手等部件的速度；梳棉工序优选梳理元件，精准设定梳理隔距；并条工序采用“大隔距、重加压、多并合、通道光洁、防缠防堵”原则，合理配置牵伸工艺；粗纱工序在配置合理工艺参数的前提下控制好张力和伸长；细纱工序要特别注意纺纱元件的选用，合理配置工艺参数，保持设备处于最佳状态；络筒工序要根据设备特点及纱线质量要求设置络纱速度，配置清纱参数，做好温湿度控制和操作管理，最终使纱线各项指标均符合客户要求，满足了高档用纱的质量需求。