楊克孝 虞明聰 孫江挺

（百隆東方股份有限公司，浙江寧波，315200）

傳統(tǒng)環(huán)錠色紡紗因其面料具有獨特的“麻灰”立體效果，被廣泛應用于T 恤、家居服、家紡等領域。噴氣渦流紡作為一種新型紡紗方式，改變了傳統(tǒng)環(huán)錠紡流程長、效率低、用工多等缺點，僅僅用10 多年的時間便得到廣泛推廣［1］。我公司將色紡與噴氣渦流紡紡紗方式相結合，不僅解決了噴氣渦流紡產品單一的不足，而且提高了生產效率，節(jié)約了成本。噴氣渦流紡紡紗速度是傳統(tǒng)環(huán)錠紡的20 倍～30 倍，因此對原料、環(huán)境溫濕度、紡紗參數等都有更高的要求［2］。本研究以純棉噴氣渦流色紡紗為例，分析原料、環(huán)境溫濕度、噴氣渦流紡紗參數對成紗質量的影響。

1 試驗方案設計

試驗所用色棉原料為寶藍色，分別采用10%、50%、100%3 種含量的寶藍色棉；紡紗環(huán)境溫度分別為20 ℃、30 ℃、40 ℃，相對濕度分別為30%、50%、70%；在 紡 紗 速 度300 m/min～400 m/min，噴嘴氣壓0.45 MPa～0.55 MPa 條件下進行試紡，并對所紡制的紗線進行測試分析。采用MVS 870 型噴氣渦流紡紗機，試紡紗線號數均為19.7 tex，其他主要紡紗參數：棉條定量19.5 g/5 m，喂入比1.0，卷繞比1.0，總牽伸198倍，紡紗速度350 m/min，紡錠型號M。

2 工藝流程

將原棉和色棉按一定比例進行配棉后，采用人工混和的方式進行初步混和，然后將配好的原料按以下流程進行。

A002D 型圓盤抓棉機→A006B 型混棉機→A036C 型豪豬開棉機→A092 型雙棉箱給棉機→A076 型成卷機→A186D 型梳棉機→FA306 型并條機（預并）→JSF360 型條并卷機→JSA360 型精梳機→D45 型并條機→MVS870 型噴氣渦流紡紗機

3 原料對成紗質量的影響

色紡紗紡制需要將白棉先進行染色處理，再按所需比例與白棉進行配棉［3］。白棉經過染整前處理、染色、烘干等環(huán)節(jié)后質量通常會比原棉差。因此，色棉比例的高低將直接影響噴氣渦流紡的生產效率和紗線質量。本次試樣使用白棉染色前后的纖維品質差異見表1。

表1 白棉染色前后品質差異表

3.1 原料中色棉比例對紗線質量的影響

試樣選擇3 種不同色棉比例的原料進行試紡，即寶藍棉比例分別為10%、50%和100%，前紡全部采用100%精梳，并條工序經過三道并合工藝。所得3 種JC 19.7 tex 色紡紗試樣在標準條件下的測試結果見表2。

表2 3 種不同色棉比例紗線的質量指標對比

由表2 可知，原料中色棉比例的高低對噴氣渦流紡紗線的條干CV 和粗節(jié)沒有明顯的影響，但是對其他質量指標均有較大的影響，特別是隨著色棉比例的增加，紗線斷裂強度和生產效率均出現明顯的下降趨勢，這是因為經染色后的棉纖維強力下降，短絨率增加，從而導致紗線質量指標變差。因此，在配棉時需要著重考慮原料中色棉的比例，在生產相對深色的品種時，由于色棉比例高，需要挑選品質相對較好的白棉進行染色，并要求其短絨率小于13%，單纖斷裂比強度大于4.2 cN/dtex，馬克隆值在4.1～4.6，進而保證紗線質量和生產效率。色棉比例對紗線明顯色結的影響主要表現為淺中色品種的色結更多，主要是因為色棉比例為10%品種的夾花效果明顯，色結比較突顯；色棉比例為50%品種的色棉和白棉都比較容易產生色結，因此色結比例更高；色棉比例為100%品種的顏色飽和度高，總體顏色單一，不容易產生色結［4］。為了避免淺中色品種色結的產生，選用的色棉線密度應該偏粗些，原料棉結盡量控制在25 粒/g 左右，或者可以選擇精梳棉條進行染色。

3.2 原料中色棉品質對紗線質量的影響

試樣選擇色棉比例為100%品種，分別選擇3種不同等級的色棉進行試紡，色棉質量見表3，對應所紡紗線的質量指標見表4。

表3 3 種不同色棉的質量指標

由表4 可知，纖維原料的質量對噴氣渦流色紡紗質量的影響顯著，表現為原料中纖維長度越長、細度越細，成紗的斷裂強度條干等相對較好；且當纖維長度接近時，纖維細度越細，單纖斷裂比強度越高，紗線的強力也能得到明顯提升。但對于噴氣渦流色紡紗產品質量，不僅要關注纖維強力、條干指標，更要關注紗線是否存在明顯的色結，且在保證紗線質量的同時盡量降低原料成本。因此，根據FZ/T 12014—2014《針織用棉色紡紗》標準技術要求，綜合考慮選擇方案2 生產。

表4 3 種不同色棉原料的紗線質量指標

4 環(huán)境溫濕度對成紗質量的影響

噴氣渦流紡車間的環(huán)境溫濕度是直接影響紗線質量和生產效率的一個重要因素，其波動時對纖維的物理性能以及設備的運行狀態(tài)都會產生一定的影響。由于純棉噴氣渦流色紡紗是通過纖維染色后進行紡紗，可紡性能降低。因此，合理控制溫濕度對于提高紗線質量顯得至關重要。

我們通過空調設備對車間溫度和相對濕度進行設定，為了能更準確地分析車間環(huán)境溫濕度對噴氣渦流紡紗線質量的影響。我們選擇溫度區(qū)間20 ℃～40 ℃，相對濕度區(qū)間30%～70%進行試紡試驗。試驗結果顯示，當溫度為20 ℃時，對紗線質量指標影響不顯著；當溫度為30 ℃時，隨著相對濕度的變化，紗線質量的差異有明顯的變化，主要表現為相對濕度58%時紗線斷裂強度最高；當溫度為40 ℃時，紡紗質量和生產效率均表現較差。其主要原因：一方面溫度太高不適宜設備的正常運轉，環(huán)境舒適度差也影響工人的操作；另一方面隨著溫度的上升，染色纖維表面的染料堆積在牽伸部件的表面，從而影響紗線的質量和生產效率。因此，建議生產純棉噴氣渦流紡紗時，棉纖維回潮率控制在7.2%，環(huán)境溫度30 ℃左右，相對濕度58%時比較適合。

5 噴氣渦流紡工藝參數對成紗質量的影響

噴氣渦流紡在紡紗時，利用空氣的渦流使長纖維向紗線的中心集聚，而短纖維向外層包纏，這樣的特殊結構使噴氣渦流紡紗具備紗線毛羽少、面料挺括等多種優(yōu)異的特性［5］。噴氣渦流紡紡紗工藝主要由牽伸部分、噴嘴部分及卷繞部分組成，其中紡紗速度和噴嘴氣壓的變化將直接影響紗線的手感和紗線質量。因此，本研究重點分析這兩個工藝參數對紗線質量的影響。

選用色棉比例為50%的JC 19.7 tex 紗線品種，采用正交試驗優(yōu)選紡紗速度和噴嘴氣壓。紡紗 速 度C 的三水平C1、C2、C3分 別為300 m/min、350 m/min、400 m/min；噴嘴氣壓D 的三水平D1、D2、D3分 別 為0.45 MPa、0.50 MPa、0.55 MPa。試驗設計及結果分析具體見表5 和表6。

表5 正交試驗方案及測試結果

由表5 可知，紡紗速度對紗線斷裂強度和生產效率的影響較為明顯。主要表現為，隨著紡紗速度的加快，紗線的斷裂強度呈下降趨勢，生產效率也相應下降。這是由于紡紗速度提高后，纖維在紡錠中集聚包纏的時間減少，使得纖維間的包纏相對松散，從而導致紗線手感相對柔軟，強力也相對較低，紗線斷頭率增加，生產效率也變低［6］。噴嘴氣壓大小對纖維尾端的作用有一定影響，因此當紡紗速度不變，而噴嘴氣壓加大時，從一定程度彌補了紗線松散的結構，使得紗線的強力得到一定改善，總體呈上升趨勢。特別是在紡紗速度較高（350 m/min ～400 m/min）時，隨著噴嘴氣壓的增加，紗線斷裂強度變化較明顯；在紡紗速度較低（300 m/min）時，紗線斷裂強度隨噴嘴氣壓變化不明顯。當噴嘴氣壓一定時，紗線條干CV 隨著紡紗速度的增加，總體呈上升趨勢；當紡紗速度一定時，噴嘴氣壓在0.5 MPa 時的條干CV 最佳。紡紗速度和噴嘴氣壓對紗線粗細節(jié)也有一定的影響。綜合分析，確定較優(yōu)工藝方案為紡紗速度300 m/min，噴嘴氣壓0.5 MPa。

表6 正交試驗結果極差分析表

6 結論

（1）純棉噴氣渦流色紡紗中色棉比例越高，紗線斷裂強度和生產效率均會出現明顯的下降趨勢，但對條干CV 的影響沒有表現出明顯的正相關。

（2）色棉比例相同時，紗線質量指標受纖維長度和細度的影響更明顯，主要表現為纖維長度越長、細度越細、單纖強力越高，紗線的強力也能明顯提升，生產效率也相應提高。

（3）噴氣渦流紡車間的環(huán)境溫濕度是直接影響紗線質量和生產效率的一個重要因素，生產純棉噴氣渦流紡紗時，環(huán)境溫度30 ℃左右，相對濕度58%比較適宜。

（4）紡紗速度和噴嘴氣壓對純棉噴氣渦流色紡紗的影響主要表現為，隨著紡紗速度的加快，紗線的斷裂強度呈下降趨勢，生產效率也相應降低；噴嘴氣壓越大，紗線的強力總體呈上升趨勢；試驗表明紡紗速度為300 m/min，噴嘴氣壓為0.5 MPa 時紡紗效果較好。