隨著社會科技發(fā)展日新月異和人民生活需求不斷提高，人們在服裝衣著類方面的消費觀念向功能性要求傾斜，特別是對面料手感、品質、功能性等方面要求也在不斷提高。大力推廣差別化纖維紡紗品種多元化，滿足人類科技發(fā)展日新月異，生活服飾多姿多彩時尚的需求, 是提高棉紡織企業(yè)市場競爭力的必然選擇。差別化纖維的紡紗難度較大，無論從工藝技術方面，還是從生產管理方面，都難于常規(guī)品種的紡紗要求。因此，我公司針對差別化纖維原料特性，優(yōu)化工藝參數(shù)設置，加強關鍵技術要素控制與細節(jié)管理，大力探索滿足差別化纖維紡紗需求的技術途徑，最終成功開發(fā)出近百種以差別化纖維為主體的純紡及混紡紗線，一個紗線品種最多可由8種原料混紡而成。
1 差別化纖維概念與紡紗特性
1.1 差別化纖維
差別化纖維是指與常規(guī)化學纖維有差別，通過化學和物理等手段，改變其纖維結構、形態(tài)等特性，使其具備某種功能特性的化學纖維。主要包括雙抗、膨體、特殊截面（十字、三角、扁平、啞鈴、三葉等）、超細旦、抗起毛起球、有色纖維、活性炭纖維、納米以及高阻燃、養(yǎng)顏護膚、調節(jié)人體微循環(huán)等多功能復合纖維。
1.2 功能性纖維
功能性纖維是指除具備常規(guī)纖維的物理機械性能外,另具備其他特種功能性的纖維。所謂特種功能是指反滲透、分離混合氣體、透析、超濾、吸附、吸油、離子交換、高效過濾、導光和導電等。功能性纖維以其各自特殊功能，在紡織工業(yè)上分別得到相應應用，功能性纖維的發(fā)展是現(xiàn)代纖維科學進步的象征。
1.3 特種非棉天然纖維
天然纖維是自然界生長或形成的，適用于紡織用的纖維材料，包括天然植物纖維、動物蛋白纖維、礦物質纖維。按紡紗行業(yè)分類有棉紡（含化學纖維）、毛紡、麻紡、絲絹紡4種類型，各類型的紡紗企業(yè)，其設備形式和工藝技術要求各有不同。在棉紡行業(yè)，通常將細絨棉、長絨棉作為天然植物纖維，適宜棉紡行業(yè)特點，被廣泛應用。亞麻、苧麻作為天然植物韌皮纖維，綿羊絨、山羊絨、駝絨作為天然動物蛋白毛發(fā)纖維，桑蠶絲、絹絲作為天然動物蛋白腺體纖維，在棉紡行業(yè)紡紗難度大，應用量相對較少，但又常用于品質檔次高的棉紡制品。
1.4 差別化纖維紡紗特性
差別化纖維包括功能性纖維和特種非棉天然纖維，以下簡稱差別化纖維。各種纖維的靜電性、抱合力、纖維強力、細度、長度、色澤、回潮等特性的差異很大。差別化纖維紗線紡紗特點為多品種，小批量，品種翻改多，可與多種腈綸纖維混紡，形成單染、雙染及套染等成品，對紡紗質量要求更高。差別化纖維適紡性能相對較低（包括特種非棉天然纖維），必須創(chuàng)造適宜的差別化纖維適紡條件，以滿足和適應差別化纖維紡紗需求。
2 差別化纖維可紡性控制要點及解決辦法
2.1 靜電較大的差別化纖維
結合差別化纖維的特性，采取不同攻關措施，消除適紡性不利因素，保證各種差別化纖維的紡紗生產需求。對于靜電較大的差別化纖維，需要加散電靈IP對纖維進行給濕養(yǎng)生處理，以消除纖維靜電。如牛奶蛋白改性纖維是一種有別于天然纖維、再生纖維和合成纖維的新型纖維，其體積比電阻為4.7×1011 Ω·cm，牛奶蛋白纖維的靜電性很大，在投入原料紡紗前，必須按比例加抗靜電劑，保持48 h養(yǎng)生處理，以消除纖維靜電，否則難以紡紗。
2.2 抱合力差的纖維
纖維抱合力可體現(xiàn)纖維卷曲特性，對可紡性影響很大。抱合力好的纖維在清梳工序開松、梳理過程中，纖維很容易被纖維之間的抱合力聚集到一起。抱合力低的纖維松散，不易聚集到一起，棉網就會出現(xiàn)下垂或落網，紡紗難度大。纖維抱合力強，纖維間摩擦力增大，紗線有一定的拉力合成聚集，不易斷頭。亞麻纖維粗，剛性、脆性較大，抱合力亦差，難以單獨成卷成條。對于此類抱合力差的纖維紡紗，需與抱合力好的纖維進行混紡。如亞麻纖維可與棉、滌綸、粘膠、莫代爾、萊賽爾等纖維進行混紡，可生產不同比例的亞麻混紡紗線，且紡紗過程順利，成紗指標明顯提高。另外，由于亞麻纖維脆性較大，紡紗過程易斷裂，因此對亞麻纖維進行給濕處理，使其纖維回潮率控制在18%左右為宜。同時加大紡紗機臺環(huán)境的溫濕度，必要時在其生產機臺區(qū)域搭設棚帳以保持適宜溫濕度，并進行噴霧加水給濕。
2.3 特性差異較大的纖維
差別化纖維的特性、白度及著色性能差異較大，從原料投入到各生產環(huán)節(jié)，各半成品存儲使用及回花管理，必須做好隔離防護，嚴禁混纖造成質量危害。如2.5%生物質石墨烯改性粘膠纖維（簡稱石墨烯纖維）規(guī)格1.33 dtex×38 mm，白度4.5%，為黑色纖維，石墨烯纖維混紡紗既屬于功能性纖維紗線，又屬于色紡紗線。該纖維原料投入車間生產時，需嚴格做好隔離防護措施，避免纖維飄浮造成混纖和污染其他紗線品種。
2.4 差別化紗線的品種識別
差別化纖維紗線除有色纖維外，其顏色多為本白色。由于差別化纖維的多品種、小批量品種結構，本白色紗線品種識別難度大，不同于色紡品種可以用顏色較易區(qū)分品種。為便于在生產制造過程中識別差別化纖維紗線品種，各工序條筒容器、紗管卷裝器材均采用不同的顏色及圖案（色頭）加以區(qū)分，即一種顏色或圖案（色頭）代表一種紗線品種，嚴防出現(xiàn)錯品種質量事故。
2.5 染色方法不同造成的質量問題
腈綸混紡品種經單染、雙染、套染等不同的染色方法，多為腈綸原料留白不著色，但有時也會出現(xiàn)低比例的莫代爾或粘膠原料留白不著色。紗線在生產過程中，因工藝、操作、設備、原料等方面存在問題，使紗線中存在紗疵，所暴露的質量問題就是在布面上形成白星和杠條疵點，且這些疵點屬于有害疵點。因此，在紡紗及織造過程中，必須采取有力措施，加強對這些疵點的有效預防與控制。
3 先進紡紗技術在差別化纖維紡紗中應用
3.1 賽絡集聚紡技術
3.1.1 賽絡集聚紡紗特性
賽絡集聚紡結合了集聚紡和賽絡紡的優(yōu)點，賽絡集聚紡紗具有單紗強力高、條干均勻、結構緊密、耐磨性好、毛羽少、紗線光潔等優(yōu)點，既有股線風格，又有單紗屬性。賽絡集聚紡紗的各項質量指標比普通環(huán)錠紡紗都有明顯改善，同時還可減少紗線上漿量和退漿過程的環(huán)境污染，提高織機效率，取消燒毛工序等。使用賽絡集聚紡紗線織制的織物紋路清晰、光澤好、耐磨、不易起球。
3.1.2 差別化纖維紗線疵點控制
利用賽絡集聚紡技術生產差別化纖維紗線品種，應加強對集聚紡及牽伸專件的控制，嚴防產生“疙瘩紗”疵品。采用YHJMF型四羅拉集聚紡裝置，小羅拉直徑配置選擇十分關鍵，要根據所紡纖維種類選擇小羅拉直徑。生產差別化纖維紗線時，小羅拉直徑偏大掌握（18.7 mm以上）為宜，否則會出現(xiàn)牽伸不順暢現(xiàn)象。如遇落紗或臨時性停車，必須關停負壓風機，否則會造成異形管吸風槽積聚大量灰塵，并貼附在集聚區(qū)須條上，產生整臺“竹節(jié)紗”狀煤灰疵點紗。停車時間越長，煤灰疵點紗表現(xiàn)越明顯。
3.1.3 賽絡集聚紡集聚區(qū)管理控制要點
加強賽絡集聚紡集聚區(qū)管理，保持集聚區(qū)兩根紗條清晰穩(wěn)定。一旦出現(xiàn)紗條模糊、抖動或變?yōu)閱胃殫l時，會嚴重影響紡紗質量，易造成“疙瘩紗”，棉結、粗節(jié)、毛羽增多，強力降低。應該檢查喇叭口是否偏位，搖架壓力是否偏小，搖架螺絲是否松動，負壓管接頭是否脫落漏風，異形管蓋板吸風槽是否掛花堵塞，張力鉤部分是否變形、纏花，網格圈是否破損，傳動齒輪是否積花、缺齒等不良現(xiàn)象。集聚紡負壓風機必須與細紗主機聯(lián)動，否則當負壓風機停止后，細紗主機聯(lián)動未停止，會產生大量“疙瘩紗”。
3.1.4 賽絡集聚紡機構的可還原性
賽絡集聚紡和賽絡紡同機臺可以還原轉換，當賽絡集聚紡機臺需要生產賽絡紡品種時，將異形管及負壓連接管、集聚輥拆除，即可還原為賽絡紡裝置紡紗形式。反之，當賽絡紡機臺需要生產賽絡集聚紡品種時，將異形管及負壓連接管、集聚輥安裝復原即可。由于賽絡集聚紡無導紗動程，膠輥膠圈易產生中凹現(xiàn)象，為使膠輥膠圈表面對纖維有足夠的握持力，且不發(fā)生纏繞現(xiàn)象，膠圈更換周期為3個月，牽伸區(qū)前膠輥復磨周期為2個月，集聚區(qū)輸出膠管及牽伸區(qū)后膠輥復磨周期為6個月。
3.2 清梳聯(lián)技術
3.2.1 工藝流程
差別化纖維紗線因具有多品種、小批量的特點，其紡紗工藝流程在清棉工序以成卷生產為主，較少采用清梳聯(lián)流程生產。目前，在我公司已成功改造8條清梳聯(lián)生產線，原清棉一列改為一機兩線，一排有10臺梳棉機，可同時生產2個品種。具體的工藝流程如下。
一線：FA002A型自動抓棉機→SCR型凝棉器→BO?12型松包機→CB2型清棉機→CFC型自動供棉系統(tǒng)→JF1171C型棉箱→A186G型梳棉機。
二線：FA002A型自動抓棉機→FA022?6型多倉混棉機→FA106型開棉機→CFC型自動供棉系統(tǒng)→JF1171C型棉箱→A186G型梳棉機。
3.2.2 兩端給棉方式品種開臺調整
一機兩線共10臺梳棉機采取兩端給棉方式，同時可生產2個品種。根據前后供應需要，可隨時增減2個品種的梳棉機開臺。梳棉機供棉系統(tǒng)安裝在供給每臺梳棉機供棉管道之間，并設有截止疏通球閥，根據需要調整。即一機兩線10臺梳棉機，可以8臺生產1個品種，其他2臺生產另外1個品種；也可以7臺生產1個品種，其他3臺生產另外1個品種；依次類推。一機兩線10臺梳棉機，也可以生產1個品種和2個以上品種，必要時改品種，通過增加儲備條筒，滿足多品種生產需要。
3.2.3 松包機的工作原理及特性
BO?12型松包機主要適用于小批量生產，由平廉、斜廉及打手組成。主要作用是將喂入原料進行由粗到細開松，然后再混和。原料開松過后再混和優(yōu)勢，可以讓混和更加均勻精細。BO?12型松包機占地面積小，可替代傳統(tǒng)清棉冗長且復雜的流程，結構簡單，易操作，方便保養(yǎng)。在更換品種、批號時，清車工作亦是相對簡單，可有效避免因不同品種原料混雜而引起的混纖、色差問題。BO?12型松包機靈活性高，可根據具體加工原料不同和開松落雜要求，選配單只打手或3只打手;具有制成率高和節(jié)能效果好的特點，可杜絕從簾子縫隙落花現(xiàn)象，有效節(jié)省原料。
3.2.4 清梳聯(lián)設備優(yōu)勢及清車管理
清梳聯(lián)設備改造后，減少了清棉擋車工和推卷工用工，減輕了梳棉擋車工勞動強度，可擴大看臺。同時取消棉卷后，明顯減少了回花量和用電量。由于應用了梳棉勻整技術，生條重量不勻率可控制在2%以內，大幅度提高了半成品質量水平。為保證不同品種纖維不混纖，同一列清梳聯(lián)輪流生產不同纖維品種及更換品種時，從FA002型抓棉機至JF1171C型棉箱，各機臺及管道連接處，需清車的必須嚴格按要求徹底清車；不需清車時必須把車清潔干凈，不允許有成團原料，嚴防產生混纖問題。
3.3 紡紗附屬智能技術
3.3.1 輔助光源的利用
在生產石墨烯、黑竹炭、咖啡碳等白度較低的差別化纖維紗時，細紗斷頭不易辨認及識別，既增加了擋車工看車難度，又因接頭不及時增加了細紗機風箱花。針對這種情況，可增加輔助光源，讓細紗斷頭清晰可辨。應用激光燈增加輔助光源后，明顯提高了深色紗線斷頭識別能力。
3.3.2 錠位掃描儀的使用
應用等效ETC智能識別技術的DW?1型細紗錠位掃描儀和內含芯片專用紗管，定期排查細紗機落后錠子，并及時進行質量追蹤和整改，消滅質量報警落后錠子，降低錠間質量差異，保持成紗質量穩(wěn)定一致。DW?1型細紗錠位掃描儀是一種替代在傳統(tǒng)紗管上貼標簽或人工寫錠號來排查落后錠子的方式，采用更智能、便捷、精準的方式，自動識別管紗錠位，追蹤排查落后錠子，并可往前追蹤至并粗機臺，消除質量隱患。具體使用方法：細紗落紗時，更換內含芯片的專用紗管，利用DW?1型細紗錠位掃描儀逐只掃描后開車，滿紗后送往自動絡筒機生產，發(fā)現(xiàn)有質量異常錠子，可通過掃描儀掃描識別細紗機臺錠位。排查結束后僅需清除原設定機臺數(shù)據，即可將專用紗管再次投入下一機臺使用，紗管無需標號，可隨意打亂投入使用。
3.3.3 全自動智能落紗機的應用
QZD?JMF?A型全自動智能落紗機特別適合細紗短車落紗，留頭率在95%以上，插管率在99%以上，420錠細紗機的落紗時間為80 s以內，可供細紗機兩面即機前機后通用。該款落紗機車身采用304不銹鋼整體焊接而成，使用過程中不會出現(xiàn)螺絲松動，機身變形；整機外形小，質量輕，工人操作方便靈活；落管部分采用可升降裝置，降低了工人搬扇形落管筐的勞動強度；模塊化的機械手設計使得機械手外形尺寸非常小，做到了集聚紡與環(huán)錠紡通用；機械手夾持紗管頂部、垂直拔紗技術，避免了傳統(tǒng)落紗時對錠子和紗線的損耗。落紗機采用國家大力倡導的環(huán)保型新能源鋰電池供電，每臺落紗機配套兩塊鋰電池，保證不停機使用，使得落紗機更加輕便人性化。落紗機全程自動化，拔紗過程中拔出錠子時，落紗機感應報警，自動停車。落紗機配有觸摸顯示屏，使其各參數(shù)和各部位故障報警顯示可見，操作人員可根據使用過程中的異常情況提示，在最短時間內將故障解除。
3.3.4 自動分色理管機的使用
LGJ200Y型自動分色理管機可與各種機型自動絡筒機連接使用。該機作為絡筒機輔機，與絡筒機輸送帶出管口對接，自動將單臺絡筒機上單色或兩色以上空管按紗管顏色分揀，并將大小頭自動理順整齊擺放到相應紗盒中，同時將紗巴（指留有少量紗線的細紗管）和滿紗管分別自動分揀處理到其相應的紗框中。LGJ200Y型自動分色理管機工作結構簡單緊湊，占用空間少，便于操作和維護，故障率低，可有效節(jié)約用工，減輕勞動強度。它是一種新型的機電自動一體化紡紗專用輔助設備，其理管效率不小于3 300只/h。
3.3.5 牽伸須條的控制
當混紡紗是由長度、細度差異大的多種纖維進行混紡時，要加強對細紗牽伸須條的控制，建議使用馬鞍大前沖式雙壓力棒上銷。我公司生產某8組分混紡紗品種時，使用馬鞍大前沖式雙壓力棒上銷后，相應在前區(qū)布置了一個新的“動態(tài)”摩擦力界，有效控制纖維運行狀態(tài)，須條牽伸更加柔性舒展，大幅提升成紗品質，條干水平提高近1個百分點，粗細節(jié)減少50%以上。
4 差別化纖維混紡紗質量
經廣泛采取適宜的技術和管理措施，生產的多種賽絡集聚紡差別化纖維混紡紗，經紡織產品質量監(jiān)督檢驗測試中心檢測，其所檢項目均符合相關行業(yè)標準的優(yōu)等品技術要求。如腈綸/艾草/粘膠 60/20/20 11.8 tex賽絡集聚紡紗，所檢各項質量指標均符合FZ/T12051—2016《腈綸粘膠纖維混紡本色紗線》標準的優(yōu)等品技術要求?，F(xiàn)列舉4種差別化纖維混紡紗的質量指標完成情況，見表1。其中，品種A為腈綸/艾草/粘膠 60/20/20 11.8 tex賽絡集聚紡紗，B為石墨烯/莫代爾/腈綸40/30/30 11.8 tex賽絡集聚紡紗，C為萊賽爾/亞麻 80/20 14.8 tex賽絡紡紗，D為腈綸/粘膠/羊毛60/33/7 14.8 tex賽絡集聚紡紗。
圖片
多項差別化纖維混紡紗的成功開發(fā)，滿足了目前國內紡織品領域對功能性紗線的需求，投放市場深得用戶歡迎，市場前景廣闊，取得了良好經濟、社會效益。我公司將進一步加強差別化纖維混紡紗混紡比及生產工藝研究，生產多系列功能性紗線，提高產品質量，擴大生產規(guī)模，以滿足市場需要，提升市場競爭力。
5 結語
差別化纖維發(fā)展為傳統(tǒng)紡織工業(yè)技術創(chuàng)新, 向高科技產業(yè)轉化創(chuàng)造了有利條件, 為人類生活水平提高做出了貢獻。在差別化纖維混紡紗線的生產中，各混紡纖維特性差異大，可紡性相對較差，再加上纖維種類及混紡成分配比復雜，其紗線品種居多，給紡紗系統(tǒng)工程增加了很大難度。要充分了解和掌握各種差別化纖維特性，有選擇配置相適應紡專器材，并進行大量試驗對比，優(yōu)選適宜的差別化纖維紡專器材。對于多組分差別化纖維紡紗，在專件器材選配及工藝參數(shù)配置方面，要首先考慮比例大的纖維成分，再考慮其他纖維組合，按比例大小依次選擇，綜合考慮，最終確定該種差別化纖維紡紗方案。對于特殊品種，要結合實際，采取消除纖維靜電、給濕養(yǎng)生提高抱合力、隔離防護、利用各種容器材不同顏色（圖案）識別品種及纖維混和方式等與之對應的有效技術和生產措施，提高分析問題、解決疑難問題的手段和能力。盡管差別化纖維紡紗可紡性差，品種結構復雜，但經優(yōu)化工藝參數(shù)配置，每道工序實現(xiàn)精細化管理，就一定會紡出高品質差別化纖維紗線。
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