74_2羊毛氨纶赛络纺包芯纱工艺设计_陶连杰.pdf

10纺织报告|FANGZHI BAOGAO在当前科技发展日新月异的背景下，羊毛织物以其保暖性好、吸湿性好以及作为天然动物纤维的亲肤舒适性好等优点成为高档服装的首选，但由于易皱、易变形、易起球等缺陷，无法满足消费者的要求。随着生产氨纶及其制品的新工艺、新技术不断涌现，羊毛氨纶的应用领域得到了极大拓展，出现了许多新兴服装品类，如高弹力时装、高档成衣、贴身运动装等1。由于赛络纺工序短、耐磨性等质量指标好的优势以及氨纶在悬垂性、合身保形性等方面的改善，市场需求快速增长，羊毛氨纶赛络纺产品的优良性能以及产品开发为其多领域应用提供了可能2。1 成品要求氨纶具有高弹性，通过在外层包上天然卷曲性能74/2羊毛氨纶赛络纺包芯纱工艺设计陶连杰（张家港扬子纺纱有限公司，江苏 苏州 215600）74/2 wool and spandex Sirospun core-spun yarn technology designTao Lianjie（Zhangjiagang Yangzi Spinning Co.Ltd.,Suzhou 215600,China）Abstract In response to the quality requirements of 74/2 wool and spandex Sirospun core-spun yarn,the spinning of wool and spandex Sirospun core-spun yarn was completed by analyzing the production process,elaborating on equipment characteristics,calculating and selecting draft,selecting raw materials,and setting and optimizing the main process parameters of each process.Among them,the previous preparation process was accurately sprayed with wook lubricating oil in proportion,and the spacing and tension of each process were reasonably set to ensure that the parallelism of the wool top and the evenness of yarnlevelness meet the requirements.According to the process requirements,the yarn is spun into yarn,steamed,and then enters the winding tube.It is wound into a finished package that meets the requirements through the best knot setting and yarn cleaning setting.At the same time,real-time sampling is taken during the production process,and the obtained data is adjusted according to enterprise standards to ensure the quality of the spun yarn.Key words core-spun yarn;production process;process parameters;tension;quality比较好的羊毛，制成一些有特殊用途的高性能包芯纱，适用于高弹力时装、贴身运动装等服装品类。在纺纱过程中，牵伸倍数、捻度、工艺流程均需精确设定，例如毛条的条干均匀度、和毛油的用量以及百米质量等，同时还需跟踪抽样，及时注意机器的清洁、蒸纱程序的设定和络筒工艺的调整等，保证纺纱程序正常进行3。2 纱线要求纱线：公制支数为74/2，捻度为790 T/M，捻向为S。氨纶：INVISTA 100.00%LYCRA，号数为22 dtex，伸长500.00%时回弹率为95.00%。3 生产工艺3.1 工艺流程混条精梳针梳5道粗纱细纱蒸纱络筒。投稿日期：2023-04-20作者简介：陶连杰（1983），男，江苏淮安人，工程师，大专；研究方向：生产管理和技术革新。摘要针对74/2羊毛氨纶赛络纺包芯纱的品质要求，通过对生产流程的分析、设备特征的阐述、牵伸的计算与选择、原料的选择、各道工序主要工艺参数的设定和优化，完成羊毛氨纶赛络纺包芯纱的纺制。其中，前道准备工序按照比例精准喷入和毛油，合理设定各道隔距和张力，保证毛条平行度和条干均匀度达到要求。按照工艺需求纺成纡子，蒸纱后进入络筒，通过最佳的打结设定和清纱设定卷绕成符合要求的成品筒子，同时在生产过程中实时取样，得到的数据参照企业标准进行调整，以保证所纺纱线的品质。关键词包芯纱；生产流程；工艺参数；张力；品质中图分类号：TS106.4文献标志码：ATechnology科技FANGZHI BAOGAO纺织报告|FANGZHI BAOGAO113.2 纺纱设备3.2.1 NSC精梳机PB33采用电脑控制系统完成对参数的设定，输入20根，输出1根，采用平台导条输入，出条条筒直径为1 400.00 mm。3.2.2 NSC针梳机GC15 RE该车配备电子自动匀整系统，在机器的喂入部分，喂入量通过一对测量罗拉检测出。电子传感器将测量罗拉之间的运动转化成类似的电压，这些信息被牵伸卡处理并储存。检测点的信息在一个精确的时间内被传送到变速点（后罗拉），主要通过改变喂入罗拉的速度改变牵伸倍数。毛条在进入梳理区之前先经集束器集束，采用高架输入毛条，微型电脑控制机器的速度、长度以及机器状态，附自动换筒装置，车尾吸风箱除去在牵伸区和梳理区产生的飞花和乱毛。3.2.3 NSC针梳机GV20高架导条双轨顺向喂入，附自动换筒，采用两上三下压力棒牵伸形式，所有参数以及状态都在电脑中设定和显示，遇到故障时能准确显示故障部位并提供解决方案；配备测条仪，对长片段和短片段引起的条干不匀及时自停，通过人工检查后方可开车。3.2.4 NSC粗纱机FMV41由电脑控制，无级变速，配备自动落纱、自动喂管和自动输送装置。锭数为20锭，为了提高安全系数，采用双启动开关，并为每根粗纱配备电子检测装置，断头自停；电脑屏幕显示粗纱卷绕长度统计、各班产量以及总产量统计、机器的运行时间和故障；毛条以高架输入，牵伸形式为两上三下皮圈搓捻。该车卷绕形式采用罗拉传动空管，筒管速度随卷装直径的增加而相应减缓，粗纱卷装偏大控制。3.2.5 ZINSER细纱机428基于实际需要，对传统环锭纺细纱机进行改造，前皮辊加装氨纶导纱轮，车头加装氨纶齿轮箱，氨纶传动退绕轴；前罗拉与氨纶退绕轴形成速度差，产生3.2倍的牵伸，两根粗纱由双导纱钩和双集束器进入牵伸区，在前罗拉钳口输出3根纤维条。由于钢丝圈的回转运动，氨纶在两根羊毛纤维条间被包覆，加上捻度，形成包芯纱；牵伸形式为三上三下长短皮圈摇架弹簧加压。428细纱机采用龙带传动，总锭数为720锭，由数根龙带和数台电机共同完成锭子的传动，车头部分采用油浴传动以降低噪音，巡回风机减少车上和车间的飞花和杂质，减少清洁工作量，断头监测头实现ZINSER公司数据监测的六大功能。锭速随着纡子的大小而变化以减少断头，配备自动落纱系统。3.2.6 AUTOCONER自络筒338该车由60锭组成，电脑和机器各部分均可交换数据，细纱纡子平衡后被喂入络筒机，经过找头、生头，进入退绕区排队等候完成自动给料；采用洛菲公司的清纱器去除粗节、细节、毛粒等疵点；每锭配有空气捻接器，在电子清纱器之前完成自动接头，筒管满纱后，落纱小车采用3只机械手协作完成自动落纱；配有行走风机，对机身进行自动清洁。3.3 各工序牵伸工艺计算实践证明，针梳机的牵伸倍数控制在7.08.0，粗纱机的牵伸倍数控制在11.012.0，毛条质量和条干均匀度最佳，而细纱的牵伸倍数控制在18.020.0，羊毛纤维不会过度拉伸，纱线条干均匀度最佳。各工序的牵伸工艺如表1所示。表1 各工序的牵伸工艺工序输入/（gm-1）输入根数牵伸倍数输出/（gm-1）混条24.600 067.420.000 0精梳20.000 020./.36.000 0针梳 36.000 057.225.000 0针梳 225.000 077.324.000 0针梳 324.000 067.619.000 0针梳 419.000 037.67.500 0针梳 57.500 037.53.000 0粗纱3.000 0111.70.255 7细纱0.255 7118.80.027 2（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）混条输出为定量20.000 0 g/m（精梳是将纤维重新搭接，不存在牵伸），而混条输入如下：（11）陶连杰：74/2 羊毛氨纶赛络纺包芯纱工艺设计12纺织报告|FANGZHI BAOGAO3.4 细纱牵伸计算牵伸机械如图1所示。图1 牵伸机械（12）选择合 适的牵伸，根据实 测回潮、公定回潮（17.83%）两个参数将交易支数控制在36.537.0。3.5 氨纶牵伸计算及所占比例氨纶牵伸机械如图2所示。图2 氨纶牵伸机械（13）（14）（15）3.6 捻系数计算捻系数应根据毛条长度、纱条定量及细纱用途等因数选择，而包芯纱捻系数应偏大选择，一般为350400。（16）（17）式中：m为公制捻系数；T为捻度；Nm为公制支数；t为特克斯制捻系数。3.7 捻度计算与牙齿选择捻度机械如图3所示。图3 捻度机械根据捻度机械图得出捻度：（18）式中：Dw为捻度牙。当Dw=30齿，得到捻度为768 t/m；当Dw=29，得到捻度为794。按照工艺要求，需偏低一档选择捻度，因此，捻度牙为30。3.8 细纱前罗拉速度计算（19）式中：VAUW为前罗拉速度；Tt为捻度，t/10 cm；AUW为前罗拉直径，32.00 mm；Vs为锭子速度；s%为捻缩率。（20）（21）3.9 各工序参数设定3.9.1 原料羊毛：细度为19.7 m，主体长度为76.00 mm，条重为24.600 0 g/m。羊毛原料指标如表2所示。由表2可知，毛粒数量符合要求；植物杂质中等，含有部分变质纤维；纤维长度和纤维细度变化不大，短纤适中；和毛油没有达到要求。解决方案如下：（1）针齿配置适当稀疏，加快出条速度，提高设备利用率。（2）精梳工序需检查清洁度，彻底去除杂质。（3）长度偏大，需注意针齿配置，防止卷毛。（4）纤维偏细，摩擦力小，和毛油偏少控制。工艺要求含油量达到1.00%1.50%。表2 羊毛原料指标包号毛粒/个（100 g）-1植物杂质/个（100 g）-1纤维细度/m长度/mm油脂/%1.002.00 mm2.00 mm4.00 mm4.0010.00 mm10.00 mm033649022819.673.000.88067209428419.878.000.9108240104141019.575.000.90陶连杰：74/2 羊毛氨纶赛络纺包芯纱工艺设计纺织报告|FANGZHI BAOGAO13表3 针梳工艺参数工序机器型号并合根数牵伸倍数速度/（rmin-1）隔距/mm针板规格/（针cm-1）毛条张力输入针箱输出针梳 1NSC GC1557.220038.00525/G27/369/2针梳 2NSC GC1577.320041.00569/D27/669/3针梳 3NSC GC15RE67.625038.00675/H27/969/4针梳 4NSC GV11237.625036.00775/C6071/3针梳 5NSC GV20437.526036.00775/B6071/43.9.2 混条任务：对混料按配毛比例进行开松，均匀混合，并按工艺要求加入和毛油。上机工艺参数：机器型号为NSC GC12，速度为200 m/min，并合62根，牵伸倍数为7.4，和毛油喷头直径为2.50 mm，压力为8 Pa，针板采用4针/cm。毛条张力：输入为69/A，针箱为25/2，输出为69/3。上机工艺参数说明：（1）混合原毛时，牵伸倍数宜小，利于针板插入。（2）混条并合根数受运行状态、成分等因素的影响，一般混纺为8根喂入，全毛为12根喂入，分别从6包原毛中取出12个毛球混合喂入，平衡各包毛条条干不匀率的差异；因出条质量较小，所以采用双根出条，精梳再次充分混合，以提高设备利用率。（3）混条针箱使用圆针4针，原料在刚开始梳理时，平行度及均匀度都不理想，需要高强力针齿，交叉面积偏大控制，同时张力偏小控制，易梳理。（4）和毛油可以减少飞花，消除因自身摩擦而产生的静电和减少纤维损伤，总含量须控制在1.00%1.50%。和毛油在出条处以喷雾方式加入，种类为selbana un水=1 8，其中，selbana un为Pulcra化工的脂肪酸酯，是乳化剂和抗静电的复配物，具有平衡黏滑性和抗静电性；喷头直径为2.50 mm，喷压选择8 bar，喷量为140 mL/min，喷入和毛油占条重比例为1.75%，喷入油脂质量分数为0.19%，原料含油质量分数为0.90%，则混条后毛条含油质量分数为1.09%，需在后道工序中再次加入和毛油，以满足需要。3.9.3 精梳任务：对混条的毛条进一步分梳、混合，除去草杂、短纤，使羊毛平行伸直。上机工艺参数：机器型号为NSC PB33，并合为20根，速度为220钳次/min，张力牙为57齿，给进棘轮为5齿，给进长度为6.70 mm，重叠牙为35齿，隔距为32.00 mm，顶梳为30针/cm。上机工艺参数说明：（1）在不超过定量的前提下，增加喂入根数有利于毛条的均匀混合，因此选择20根。（2）喂入长度大，梳理负担加重，易产生卷毛现象，制成率低，应根据原料的不同而调整。此设定决定了产量的高低。（3）加工长毛时，拔取隔距偏大掌握；加工短毛时，拔取隔距偏小掌握，因此，隔距选择32.00 mm。此设定决定了短纤的去除程度，及时检查落毛率，落毛率应不超过0.80%。（4）根据原料的品种和细度，顶梳选择30。此设定决定了草屑、毛粒杂质的去除程度，因此，生产中需检查清洁度，超过范围需及时调整。3.9.4 针梳任务：通过多次并合、牵伸、梳理，平顺且紧密排列纤维，均匀混合品质，条子的条干不同，随着工艺道数的增加，出条质量逐渐减小。针梳工艺参数如表3所示。上机工艺参数说明：（1）牵伸倍数应与原料的性质及产品质量要求相适应，实践证明，当牵伸倍数在7.08.0时，毛条的条干、质量最好。（2）出条质量根据纺纱特数、设备牵伸能力及产量要求等确定，且本道的出条质量应低于前道出条质量。（3）出条速度根据机器性能、出条质量及产量等要求确定，出条速度应稍快。（4）针箱选择扁针，梳理效果更好，针齿的疏密应根据所加工原料的种类和品质及梳箱负荷确定，随着均匀度的提高，针板密度增大。（5）隔距的大小根据纤维长度分布而定，一般在纤维交叉长度的2.00倍左右。（6）各道针梳张力偏小控制，以减少纤维损伤，有效提高毛条条干均匀度。（7）针梳3自调匀整机构设定为毛条测量轮高度20.00 mm、张力45、延迟牙800，该机构具备自动修正条干偏差功能，保证条干质量一致。（8）针梳5测条仪设定为短片段临界值23.00%，短片段临界值长度3 m；长片段临界值5.00%，长片段临界值长度80 m。范围之外为前道条重偏差，机器自动停台，需人工检查后方可启动。（9）针梳2加和毛油是对混条所加量的补充，和毛油种类为selbana un 水=1 8，喷头直径选择1.75 mm，喷压选择8 bar，喷量为80 mL/min，喷入和毛油占条重比例为1.60%，喷入油脂质量分数为0.17%，混条出条含油质量分数为1.09%，则混条后毛条含油质量分数为1.26%，介于范围之间，避免在后道工序中产生飞花和静电。在实际生产中，若后道产生飞花，可以在针梳3中直接加适量水，改善毛条运行状态。陶连杰：74/2 羊毛氨纶赛络纺包芯纱工艺设计14纺织报告|FANGZHI BAOGAO3.9.5 粗纱任务：将前纺针梳的毛条进一步拉细达到细纱机的要求，经过搓捻使粗纱结合得比较紧密，增大强力，便于后道加工。上机工艺参数：机器型号为NSC FMV41，单根输入，速度170 m/min，搓捻数为7，输喂罗拉与牵伸罗拉之间的隔距为165.00 mm，粗纱卷绕角度选择41，张力分别为输入+7.80%、牵伸区+12.50%、搓捻区+2.60%、输出6.00%。上机工艺参数说明：（1）粗纱机的总隔距控制在165.00185.00 mm。（2）搓捻程度应与出条粗细相适应，如果过大，易使纤维扭结，条干不匀，断头增多；如果过小，又不能使粗纱捻紧。因此，选择的搓捻数要适宜。（3）粗纱张力控制直接影响粗纱质量。由于粗纱本身较细且无一定的粗纱捻度，一旦粗纱张力过紧，会造成意外牵伸，影响条干的均匀度；如果过松，会使粗纱松烂，影响粗纱成形及外观。在生产过程中一定要做好试验，选择最佳张力。（4）在卷绕前选用10号导纱器产生摩擦效应，形成假捻，增强粗纱条纤维的抱合力，减少断头并降低伸长率，导纱器为螺旋状导纱装置，号数越小，通道越窄，摩擦效应越强，假捻效果越好，但可能导致粗纱成形不良，在实际生产中应选择合适的导纱器。3.9.6 细纱任务：将毛条进一步抽长拉细到一定的细度，加上适宜的捻度，将纺好的纱线卷绕在纱管上，以便后道工序加工。上机工艺参数：机器型号为ZINSER 428，牵伸牙为81/43齿，捻度牙为30齿，捻度对牙左右为51/44齿，速度为9 500 r/min，级升齿数为8，氨纶变换牙为28齿，摇架压力为绿黑黑，钢丝圈号数24，尾纱代码3，前、后皮辊直径分别为51.50、50.00 mm。上机工艺参数说明：（1）前皮辊压力决定牵伸力的大小，压力不足，易出皱皮纱和硬头，细纱条干不好，如果过大，动力消耗大，前皮辊易弯曲变形，因此，按照需要偏大选择。（2）速度既决定细纱机的产量，又关系到断头率，一般根据纺纱支数、原料情况、纺纱捻度进行选择，由于捻系数较大，锭速偏低控制。（3）牵伸倍数根据纺纱的支数要求及原料的品质确定，一般控制在18.020.0倍，如果大于20.0倍，纤维损伤较大，而工艺要求纺出的纱线具有良好的条干不匀率，细纱机机器状态好，纱支粗，需要偏大选择。（4）钢丝圈的作用不仅是完成加捻卷绕，还要用其自身质量来控制和稳定纱线所受的张力，以达到减少断头的目的。根据所纺支数使用相匹配的钢丝圈，支数越高，钢丝圈越轻，正常以形成的气圈为微微的葫芦状、不触碰气圈环为最佳，在不增加断头的前提下，钢丝圈偏重控制，减少飞圈现象，一般钢丝圈更换周期为5天，以降低钢丝圈磨损对纱线质量造成的影响。3.9.7 蒸纱任务：为了迅速恢复由于加工而损失的纤维弹性，消除羊毛内部的应力不平衡和静电现象，稳定捻度和防止在退绕时扭结成辫，可进行蒸纱处理，蒸纱工艺参数如表4所示。表4 蒸纱工艺参数蒸纱机步骤参数时间/min1.加热72 62.抽真空85.00%103.加热85 74.抽真空83.00%115.加热84 76.抽真空75.00%8上机工艺参数说明：（1）蒸纱机型号为WELKER真空蒸纱机。（2）包芯纱捻系数偏高，捻度偏高，氨纶长丝弹性强，需要高温并且采取两次蒸纱，以有效稳定捻度。（3）纡子进入蒸纱机后预加热，温度达到72，持续6 min后抽真空，需在10 min内抽到85.00%后迅速加热，加热到85 后持续7 min，完成第一次蒸纱，再在11 min内完成83.00%抽真空并迅速加热到84，持续7 min，完成第二次蒸纱。由于舱内温度太高，需要再在8 min内完成75.00%抽真空，抽走多余热量，恢复到正常气压出仓，整个过程持续90 min。3.9.8 络筒任务：将管纱重新卷绕成容量较大的筒子，同时消除纱线上的杂质和疵点。上机工艺参数：机器型号为AUTOCONER 338，速度为800 m/min，定长为57 000 m，纱线张力为11 cN，筒子架压力补偿S+1偏中，槽筒型号为1.5 ggas（代表1.5圈对称），防重叠9.00%，喂纱臂位置3，退捻代码4-3-3秒，加热代码5（代表温度100），捻结块型号为DS3/16.1E，上、下退捻管位置分别为时钟方向9点、3点，退捻气压为6.0 Pa，加捻气压为6.5 Pa，洛飞清纱通道为N5.0倍，S1.9倍/2.4 cm，L1.26倍/32 cm，T-20%/80 cm。上机工艺参数说明：（1）包芯纱成型偏软，为防止外凸，速度偏低控制，选择800 m/min。（2）槽筒选择1.5圈对称，针对氨纶包芯纱弹性高的特点，需低密度卷绕，防止筒子成型外凸，张力适当偏大，防止滑圈。间歇性提高9.00%的速度使槽筒和筒子之间产生微小滑移，避免重叠。（3）退捻时间和退捻气压需偏中控制，否则会和氨纶扭结形成粗节或细节，加捻气压高出退捻气压0.5 Pa，加热温度92，使氨纶包芯纱打结形成良好的接头。（4）普通捻接块槽宽度为3.00 mm，高度为16.00 mm，陶连杰：74/2 羊毛氨纶赛络纺包芯纱工艺设计纺织报告|FANGZHI BAOGAO15表5 乌斯特报表机台号条干不匀变异系数/%细节/（个km-1）粗节/（个km-1）毛粒/（个km-1）毛羽/mm（1 cm）-140.00%50.00%+35.00%+50.00%+140.00%+200.00%RM6814.6532330964625.40RM6414.6631730944415.28RM5914.6031629944625.39表6 纱线强力报表试样断裂功断裂强力伸长率数值/（cNcm-1）变化率/%数值/cN变化率/%数值/%变化率/%12 45041.54291.412.2821.6930.7722 42142.63286.812.8721.8431.6932 35042.26288.812.5621.1031.31表7 打结强力试样测试总数目接头原因机器原因纱线原因数目占比/%数目占比/%数目占比/%112032.5032.5010.8021200021.7021.70312010.8032.5010.80捻向为S，根据喂纱臂位置调节尾纱的长短。（5）工艺要求最终成品控制在1.5 kg左右，直径控制在195.00 mm以内，密度控制在430440 g/dm3，选择表面光滑、侧面平整的锥形筒子。（6）清纱器型号为ZENIT，毛粒设置为5.00倍，短粗为直径超过纱线主体1.90倍，长度不超过2.4 cm；长粗为直径超过纱线主体1.26倍，长度超过32.0 cm。细节为直径细于纱线主体20.00%，长度不超过80.0 cm的疵点，清纱通道偏紧控制，尤其是粗节的控制，避免纱线在退绕过程中纠结在一起。（7）纱线总剪切控制在37个/100 km以内，异纤控制在510个/100 km，实时关注剪切变化。（8）上批时需要测试打结强力，检测打结段氨纶长丝是否包覆良好，对于超出范围的锭子需及时调整退捻时间和尾纱长短4。4 工艺上机生产质量控制4.1 细纱条干毛羽测试乌斯特报表如表5所示。由表5可知，纱线条干和毛羽两个指标都较好，出现的数据都没超过预定的指标。在操作中还应该做好以下工作：及时做好巡回检查和清洁工作；合理选择参数，注意各机件的正常运转；加强机器的维护和检修；注意车间的温湿度，控制在一定范围内。4.2 强力测试纱线强力报表如表6所示。由表6可知，试样3的强度较其他差异较大，其他数据都符合要求。解决方案：查看细纱车头齿轮搭接间隙，检查罗拉是否发生扭结；给罗拉轴承加油，保证转动灵活；更换皮辊，检查摇架压力和锭子。4.3 络筒打结强力测试打结强力如表7所示。由表7可知，3种原因都可造成接头处强力下降，虽然是在允许范围内，但也必须做好保养，以防出现其他故障。陶连杰：74/2 羊毛氨纶赛络纺包芯纱工艺设计防范措施：检查气压是否稳定和压缩空气质量；做好络筒的保养，保持最好的运行状态；加大巡回力度，避免产生其他故障；关注前几道工序的质量，及时发现问题5。5 结论羊毛赛络纺包芯纱将羊毛外包纤维和氨纶芯纱相结合，通过设定合适的赛络纺工艺顺利纺制，继承了赛络纺条干均匀、工序短、耐磨抗起球的优点，同时也将羊毛和氨纶的优点相结合，使纺出的纱线手感柔软、强度高、弹性好、悬垂性好，深受消费者喜爱，有广阔的发展前景。参考文献1 张进武.毛纺概论M.南通：南通纺织职业技术学院，2004.2 钱鸿彬.棉纺织工厂设计M.北京：中国纺织出版社，2004.3 耿琴玉.纺织纤维和纱线M.南通：南通纺织职业技术学院出版，2002.4 俞雯，张元明.赛络纺技术纺毛氨包芯纱初探J.东华大学学报（自然科学版），2000（3）：55-58.5 孙俊芳.包芯纱品种分类及其生产技术要点探讨J.毛纺科技，2021（6）：15-20.