半精纺产品与工艺技术的创新

章友鹤+毕大明+成建林+吴世华+沈伟风+陈学彪

摘要：文章探讨了半精纺产品与工艺技术创新的方向。半精纺产品创新的方向：引入各种天然纤维、开发高档稀有动物纤维的纯纺与混纺纱、利用纺纱新技术创新开发高档次半精纺纱线、利用新型化纤开发功能化差异化半精纺线。半精纺工艺技术创新：优选半精纺原料、优化原料预处理与混合技术、重视梳理工序的设备创新与工艺优化、并粗工序设备的改进与工艺优化、细纱工序积极加快纺纱新技术的应用、重视定形工艺，提高半精纺产品纹路清晰度。

关键词：半精纺；产品；工艺

中图分类号：TS134 文献标志码：A

Innovations in Semi-worsted Products and Related Processes & Technologies

Abstract： This paper discusses new directions for the innovations in semi-worsted products and related technologies. Innovations in semi-worsted products include introducing various natural fibers， developing high-grade pure or blended yarn of rare animal hairs， developing high-grade semi-worsted yarn by using new spinning technologies and developing functional and differential semi-worsted yarn by using innovative chemical fibers. The innovations in semi-worsted spinning technologies include selecting proper raw materials， optimizing raw material pre-treatment and blending technologies； optimizing carding， drawing and roving processes and improving related machines and equipment； introducing new spinning technologies to spinning process； attach importance to setting process and ensuring distinctive line of semi-worsted products. Key words： semi-worsted； product； process

1 半精纺产品与工艺技术的现状

半精纺是近几年来我国毛纺与棉纺行业自主开发创新的一种新型纺纱技术。由于它改革了传统的毛精纺与粗纺工艺，把毛纺技术与棉纺技术融为一体，使生产的纱线有别于传统的毛精纺与粗毛纺产品风格。它比精毛纺工艺缩短，可用长度较短原料生产出精毛纺相同支数的纱线，它与粗毛纺工艺比具有纺纱支数高、条干均匀，表观光洁等优点，攻克了传统毛纺工业精毛纺不能用长度短的原料、粗毛纺只能生产粗支纱的技术难点。

由于用半精纺工艺生产的纱线能为企业取得较好的经济效益，故国内近几年来得到快速发展，不但在众多毛纺企业通过增添部分设备，扩大半精纺纱线生产，许多棉纺企业也通过针对性的技术改造，在棉纺设备的生产线上开发与生产半精纺纱线。据相关会上了解信息，目前全国已有100多万毛纺与棉纺锭在生产各类半精纺纱线。浙江省拥有全国最大的濮院与洪合两个毛衫市场，对半精纺纱线的需求量较大，在市场的推动下，促进了浙江毛纺与棉纺企业加快产品结构调整步伐，扩大各类半精纺纱线生产，目前全省已有50多万纱锭来生产各类半精纺纱线，成为国内继山东、江苏之后生产半精纺纱的重点地区。但在快速发展中，目前有相当一部分半精纺企业，由于匆促上马存在着规模偏小、厂房简陋、设施落后、设备陈旧、管理薄弱、质量控制手段差等问题，制约了半精纺产品质量与档次的提高。据对浙江半精纺企业的初步了解分析，目前在半精纺生产中，主要有 3 个问题。

1.1 半精纺纱线在机织及大圆机上很少应用

目前主要应用在针织横机上作毛衫用纱，在机织及大圆机上很少应用。分析原因是目前半精纺纱线在质量上比精毛纺纱的条干均匀度、纱线强力、毛羽等要差。如将半精纺纱线应用于针织大圆机织物或机织面料时，其布面的平整度及纹路清析度均不够理想，直接影响布面的外观质量与产品档次提高，这是半精纺纱线目前以双股为主、局限应用在针织横机产品的一个主要原因。

1.2 半精纺织物易起毛起球及掉毛

半精纺虽具有纺纱工艺流程短、原料适用范围广等优势，但用半精纺纱线制成的织物存在着抗起毛起球性较差、易掉毛等缺陷。从市场及用户要求分析，任何一种有风格的服装只要容易起毛起球及掉毛，是难以获得市场认可与用户满意的。因此减少纱线毛羽、提高抗起毛起球性能，是半精纺纱线能否在市场上站稳脚跟的一项重要攻关课题。

1.3 半精纺生产企业规模偏小

半精纺生产企业目前存在着规模偏小（最大未超过 2万锭，最小的只有3 000 ～ 5 000锭）、生产效率较低、配台多、用工多等问题。与棉纺环锭纺生产同支数纱线比较，其生产效率只相当于棉纺的50%，设备配台及劳动用工比棉纺要高 1 ～ 2 倍。因此要通过不断优化工艺、强化各项基础管理，来提高半精纺企业的生产效率，减少劳动用工，这是进一步提高半精纺企业经济效益的一个重要途径。

基于以上初步分析，半精纺企业要在市场上扩大应用范围、提高竞争力，必须要以创新为驱动，大力进行产品创新与工艺技术创新，来提升我国半精纺技术的整体水平。

2 半精纺产品创新的方向

在2012年全国创新毛纺半精梳技术专家座谈会上，有关专家回顾总结我国10多年半精纺技术的发展里程时明确指出：“要充分发挥毛纺半精梳的技术优势，利用细短羊毛、羊绒等纤维，做好毛纺半精梳纯纺混纺高端产品，是毛纺半精梳技术发展目标和方向”。这段论述指明了半精纺产品的发展方向，即以细短羊毛、羊绒等纤维为主要原料纯纺或混纺和以非毛纤维为主多种原料混纺成两大主流，加工企业也是由两类企业发展而来，一类是毛纺企业，一类是棉色纺企业等。联系浙江近几年来半精纺企业生产实际，可从以下几方面进行产品创新。

2.1 半精纺产品引入各种天然纤维

开发毛、丝、棉、麻混纺纱线，使毛的柔、丝的滑、棉的糯、麻的硬等特性充分结合，并利用纤维染色加工后的不同色彩，形成多彩色的纱线与织物。如浙江近期开发的用亚麻纤维与绢丝混纺的半精纺纱线制成的织物，既有麻的凉爽、挺括，又有丝的柔软与靓艳色泽，制成的服装粗而不糙、吸湿透气，是夏季服饰的高档面料。又如开发的用羊毛、羊绒与精梳棉等 3 种原料混纺半精纺纱，用其制成的毛衫手感滑糯、富有弹性、保暖性佳、起毛起球少，是一种高档毛衫用纱。

2.2 开发高档稀有动物纤维的纯纺与混纺纱

我国盛产羊绒、兔绒、驼绒与牦牛绒等多种稀有动物纤维。用这类纤维纺成纱制成面料与服装，具有手感柔软、蓬松滑糯、保暖性佳等特点。但这几种稀有动物纤维长度均较短且短绒含量较高，在精毛纺设备难以成纱，宜用半精纺工艺设备生产。由于梳理、并条、粗纱细纱工序配置的是棉纺设备，对纤维的控制力较强，尤其是对短绒的控制力远高于毛纺设备。因此可充分发挥半精纺工艺特点来开发羊绒兔绒、牦牛绒及驼绒等高端特种动物纤维产品，提高产品的附加值，浙江半精纺企业近几年已成功开发的有棉/锦/兔绒混纺、绢丝/羊绒混纺、苎麻/羊绒混纺、天丝？/羊绒混纺及丝光羊毛/棉/羊绒混纺等多种纱线，弥补了羊绒等因纤维较短纯纺时可纺性较差的缺点。如开发的70天丝？/30羊绒混纺40S半精纺纱，充分发挥了两种原料的优良性能，生产的纱线比精毛纺纱蓬松、柔软，比粗纺毛纱均匀光洁，成品风格更接近精梳产品，深得用户好评。同时由于混纺产品价格较低，使一般消费者也能享受羊绒、兔绒产品的高档次风格，具有较好的发展前景。

2.3 利用纺纱新技术创新开发高档次半精纺纱线

近几年国内纺纱新技术发展很快，既有在环锭纺技术的创新，如紧密纺、赛络紧密纺、载体纺等，也有转杯纺、喷气涡流纺等新型纺纱技术的应用，为纺纱企业开发各种新型纱线创造了有利条件。浙江半精纺生产企业也积极依托纺纱新技术来提升半精纺产品的质量与档次。

（1）紧密纺与赛络纺技术应用

浙江已有多家企业在半精纺生产中积极采用紧密纺技术，加强对牵伸中纤维的控制，使 3 mm以上的有害毛羽减少了70%以上，纱条光洁，强力提高，制成织物起毛起球及掉毛现象显著改善，使纱线质量上了一个台阶。赛络纺技术在浙江半精纺生产企业中应用更为广泛，由于采用双粗纱喂入可使两种不同性能或不同色泽纤维，先分别制成粗纱，然后在细纱机上在间隔一定距离的喇叭口中分别喂入，经牵伸后纺出具有花色效应混纺纱线。由于纱的结构类似股线，也能使成纱毛羽减少，单纱强力明显提升，起毛起球性能改善。

（2）交叉纺技术应用

浙江半精纺企业利用交叉纺技术来开发半精纺纱，也取得良好效果。如用超细美利奴羊毛分别在半精纺和粗纺走锭纺设备上纺制线密度相同的细纱，然后通过优选合股线捻比，在并纱到倍捻工序对两根不同结构的单纱重新组合，纺制出全新风格的合股纱线，用该纱线制成的针织物，具有柔软、蓬松弹性好、重量轻、抗起毛起球性佳的特点。又如用精毛纺与半精纺两种纺纱工艺，将50%羊绒、25%丝光羊毛与25% 3 D膨体腈纶短纤等 3 种原料分别纺成A、B两种单纱，A纱为Nm 28S羊绒半精纺纱，B纱为Nm 33S毛腈混纺纱，然后经并纱合股、倍捻加捻成股线，经绞纱染色后由于膨体腈纶的收缩，使羊绒呈现在纱线表面，用该纱线制成织物，经缩绒处理后其外观手感均酷似全羊绒产品风格，既降低了纺纱成本，又使织物耐穿性，耐洗涤性提高，极大地改善了羊绒织物的服用性能。

（3）用载体纺纱技术来生产高支半精纺纱

用水溶性PVA纤维伴纺羊绒生产Nm 60S ～ 80S半精纺纱，已在浙江半精纺企业研发生产。该技术系利用水溶性维纶的低温水溶性以25% ～ 30%的比例与70% ～ 75%羊绒混纺，由于水溶性PVA纤维强度高，在纺纱时可提高可纺性能，然后在染色整理阶段将水溶性PVA纤维溶解除去，可以使纺纱支数提高20% ～ 25%，并增加了纱线中纤维的空隙，使制成织物向“舒适化”和“轻薄化”发展，满足了消费者的需求，也解决了羊绒不能生产高支纱的技术难题。

（4）采用转杯纺纱技术

有企业已成功开发出Nm 12S ～ 22S低毛混色半精纺纱，它与同规格粗毛纺纱线比较具有成纱光洁、毛羽少，制成织物具有抗起毛起球性好、挺括等特点，弥补了粗毛纺工艺生产再生毛纱线风格上的一些缺点，同时其加工成本低，提高产品在市场上竞争力，也是有开发前途的半精纺纱线。

2.4 利用新型化纤开发功能化差异化半精纺线

从上世纪90年代以来，国内外化纤加工企业加大产品开发力度，各种改性纤维、差别化纤维及功能性纤维相继面世，其性能均优于常规化纤。浙江许多半精纺生产企业积极利用各种新型化纤来开发功能性与差异化半精纺纱线，也取得了较好效果。如用派司特纤维与丝光羊毛、天丝？等3 组分生产的半精纺纱，因派司特纤维是一种改性涤纶，有20%左右中空度，使成纱具有保暖性与良好的抗起球性。同时纤维中含有亲水基团，使制成织物克服了常规涤纶易产生闷热感的缺陷。又如用改性凉爽玉粘纤与丝光羊毛、绢丝、精梳棉等 4 种原料组合生产的高支半精纺纱线，纺纱支数最高Nm 90S，最粗是Nm 68S，用该纱线制成的针织T恤衫，接触肌肤后会产生降低体表温度 1 ～ 2 ℃的瞬时凉感，在太阳光长时间照射下会产生体表温度下降 5 ～ 10℃的凉感温差，效果十分显著，使羊毛衫不再是冬季保暖服饰，在夏季穿着也能增加凉爽感。又如用维劳夫特（Viloft）纤维与碳化毛、长绒棉等 3 种原料在转杯纺纱机上开发的Nm 52S半精纺纱，因Viloft纤维具有独特的扁平横截面，其表面成纯锯齿形，相对于圆形纤维具有更高的弹性和柔软度，用该纱线制成的织物手感柔软，导热透气性良好，保暖效果佳，健康环保，高档时尚。同时，因采用转杯纺工艺生产，其抗起毛起球性也比环锭纺纱有较大改善。

从上述分析可清晰看出，半精纺企业要提升产品档次，向高端化、多组分、多功能及符合健康要求发展，必须充分发挥管理与技术装备优势，紧跟市场变化，用创新技术来开发具有特色的、附加值高的半精纺纱线占领市场。产品档次低、质量差的半精纺纱线已不适应消费者对服饰、高雅、美观、健康的需求。

此外，由于半精纺纱线生产支数在Nm 20S ～ 120S之间，适用性较为广泛，扩大纱线在针织大圆机、机织面料以及功能产品上应用范围是半精纺企业进一步创新发展的目标。

3 半精纺工艺技术创新的方向

半精纺产品创新必须以工艺技术创新为前导，多年生产实践表明，半精纺工艺技术创新必须紧紧围绕纤维混合均匀、减少纤维损伤、改善成纱“3 个不匀”（条干、强力、重量）、减少纱线毛羽、提高光洁度与抗起毛起球性能，少掉毛等关键来进行。为此必须从以下几方面进行工艺研究与创新。

3.1 优选半精纺原料

要优选好半精纺原料，尤其是毛绒纤维原料。由于羊毛、羊绒是目前生产半精纺纱线的主体原料，为了改善半精纺纱线生产织物的纹路清晰度，改善起毛起球性能，在原料的选用上必须严格把关，尤其是长度离散指标及含短毛（绒）率指标，必须按纺纱配比不同灵活调配，既要考虑纺纱中对短纤的控制，又要顾及成衣的弹性及起球指标，以下是浙江某公司对进厂的羊毛（绒）制定的验收标准（表1、表 2）。

此外半精纺多数是使用多种染色纤维纺纱，而染色后的纤维强力下降约10%，长度损伤在 3 mm左右，尤其是羊毛类等动物纤维，同时也会同种原料缸与缸的色泽差异，因此在使用前也须对每批染过色的原料进行物理性能及色牢度色差、色光等检验，然后根据产品要求进行合理互配，并制订纺纱工艺，尽可能降低染色纤维造成的疵点。

3.2 优化原料预处理与混合技术

由于半精纺使用原料品种多，性能差异大，尤其是毛类纤维与染过色的色纤维，在纺纱过程中易产生静电出现“三绕”现象，因此在纺纱前必须用抗静电剂与和毛油等助剂，对纤维进行预处理，以提高纤维的可纺性能。预处理方法有两种，一种是用人工方法进行，另一种是自动预处理机，它是在纤维开松后呈松散的状态下，根据不同原料性状来控制喷射油剂的数量及速度，使几乎每根纤维都渗透油剂，这对提高可纺性有利，应积极采用。预处理的纤维要经过和毛工序进一步开松与均匀混合。目前开松与混合方式也有采用棉纺抓棉机与专用和毛机两种，但都必须采取“横铺直取”的混合方法来提高混合均匀性。此外，半精纺在纺纱过程中都是多种有色纤维加工流程，混合方式不合理、混合不充分，都易在布上形成色档。因此在有色纤维混合过程中要注意缸与缸之间的色差，根据颜色对比差来合理分配每次和毛时各种颜色纤维的搭配比例，以保证和毛包中的有色纤维均匀混合，使各种色泽纤维的搭配比例趋于一致，避免布面色档，色差出现。总之纤维的预处理与混合均匀是纺好半精纺纱的一项重要环节必须高度重视。

3.3 重视梳理工序的设备创新与工艺优化

梳理环节是半精纺技术的核心。其关键是要处理好纤维损伤和梳理质量之间的矛盾。目前半精纺企业梳理设备有毛纺的罗拉式梳理机与棉纺的盖板式梳棉机两种，前者系自由端梳理较缓和，后者是握持式梳理，梳理较充分但易伤纤维，尤其是加工羊毛、羊绒类纤维时因其本身纤维强度较低，握持分梳对纤维损伤较多。针对两种梳理设备的缺陷，浙江有的半精纺生产企业在棉纺梳棉机上进行了创新改造，模拟粗纺梳毛机中的预梳机构和第一节梳理机原理，研制罗拉式与盖板式相结合的混合梳理方式，它取棉梳理、绒梳理设备的长处，创造出适合半精纺不同原料和产品需求的混合式梳理机。通过调整梳理速度、梳理面积和梳理点，找到最佳结合点，有效地减少纤维损伤，提高制成率。据试验，采用混合式梳理机使纤维平均长度比用棉纺梳棉机提高了 3 mm，制成率提高了1% ～ 3%。优选针布是提高梳理质量的另一个关键措施。要根据不同原料合理选用针布的针密、针型，要通过系统试验找出相关系数，得出最佳方案，要避免使用“万能针布”。

3.4 并粗工序设备的改进与工艺优化

并条与粗纱是成纱前的最后两道关键工序，如果控制不当会使成纱产生长片段的重量不匀，如果混合不充分易使成纱出现色差疵点。为了使羊毛羊绒等纤维受到保护，浙江不少半精纺企业采取如下措施。

（1）并粗工序均采用滑溜牵伸，使纤维始终处于弹性握持状态，减少因强制握持牵伸对纤维造成损伤，据在并条工序试验：采用滑溜槽皮板牵伸可减少纤维损伤5.46 mm，短毛率降低1.46%。在粗纱机上采用中凹0.8 mm滑溜牵伸后，使长纤维得到充分保护，粗纱条更光洁，纤维长度少损伤2.74 mm，短毛率降低1.18%。

（2）在并条工序上采用 3 并工艺，并在末道并条机上配有自调匀整装置，既可使条子混合更充分，又可使并条的重量不匀率得到有效控制，因并条后条子没有再并合机会，并条的重量差异小，可确保成纱长短片段均匀度的改善。

（3）在粗纱工序将原托锭式铁砲传动粗纱机更新为悬锭式用多电机控制的粗纱机，由于罗拉输出、锭子速度及卷绕速度的同步性提高，粗纱卷绕张力均匀，并杜绝粗纱开车时细节产生，对改善成纱的强力不匀与条干不匀有显著效果。

（4）优化并粗工序工艺，通过对罗拉隔距、牵伸分配、胶辊硬度的选择及粗纱捻度的设计等工艺参数的优化，能有效地减少了对纤维长度的损伤，使条子、粗纱表观更光洁，这对减少成纱毛羽与成衣掉毛现象有积极作用。

3.5 细纱工序的优化

细纱工序要围绕减少成纱毛羽改善条干、降低断头提高生产效率的要求，积极加快纺纱新技术的应用。

（1）在细纱机上采用紧密纺与赛络纺技术，已从许多企业生产证实，对减少成纱毛羽改善条干效果显著，应率先在含毛比例高的半精纺产品中扩大应用。

（2）要根据半精纺生产特点优选钢领、钢丝圈及胶辊胶圈及上下销等器材，降低断头、减少“三绕”提高生产效率。据相关企业试验数据，将原80°硬度胶辊改为75°中凹0.5 mm滑溜牵伸胶辊，由于采用弹性控制，减少纤维损伤，使成纱条干CV值及单强CV值优等指标均有显著改善。纺Nm 48S毛纱Uster条干从17.94%下降到16.71%，单纱强力CV值从7.53%下降到6.82%，成纱中纤维平均长度从36.13 mm提高到38.65 mm，短毛率从8.13%下降到6.39%，从而使织物的抗起毛起球等级也从 3 级提高到 3 ～ 4 级，效果十分显著。由于目前细纱牵伸机构中，下销宽度只有23、32、41 mm等 3 档，其适纺纤维长度分别为38、51、60 mm，均不适应半精纺工艺。采用小隔距时因半精纺使用原料长度离散系数较大，使部分长度较长纤维超过罗拉握持距长纤维被拉断，造成细纱中短毛率增加，而采用大隔距时又因隔距太大，造成细节增多，条干恶化。浙江半精纺生产企业与制造厂合作设计了下销38 mm，细纱隔距36、40 mm的牵伸装置，比较适用半精纺生产、由于短毛率下降对改善半精纺产品掉毛有积极作用，成品的抗起毛起球等级也提高了半级。

（3）将变频调速技术在半精纺生产中应用。在细纱机上采用变频技术来控制大中小纱的分段锭速，对降低细纱断头率提高生产效率有积极作用。

3.6 重视定形工艺，提高半精纺产品纹路清晰度

半精纺产品由于多数是毛绒纤维为主体原料，弹性较好，在生产过程纱线受张力、牵伸、加捻等影响，其扭距回复率要大于常规棉纺产品，需通过定形工艺达到定捻效果。目前纱线定形方法有两种，一种是采取自然平衡方法（将纱管在自然环境下存放一定时间），由于自然定捻所需时间较长，尤其是对捻度较高、纱支较细的产品不能收到良好效果，使在织造成衣制作过程中会出现严重的斜片，影响缝合效果。浙江中鼎等半精纺企业通过多年摸索，选择了既不影响织物手感，又不影响纹路清晰度的热处理定形工艺，取得了较好的效果，克服了织物扭斜度，提高了纹路清晰度。目前采用的定形机有两种，一种是普通蒸纱机，另一种是真空调湿定形机试验对比见表 3。

4 结语

（1）半精纺纱线是近几年来我国毛纺与棉纺行业自主开发创新的一种新颖纱线，纱线风格独特、性价比较高，是具有发展潜力的一种新型纱线。随着科技进步及人们对服饰要求的不断提高，半精纺技术必须以创新为动力，走高品质、多组分、多色彩、功能化之路，进一步提高半精纺技术整体水平。

（2）半精纺技术创新要以产品创新与工艺技术创新相结合。产品创新是目的，但必须依靠工艺技术创新来支撑，落后的纺纱工艺是不能生产出高端产品的。

（3）根据多年生产实践，半精纺的工艺技术创新要围绕提高纤维混合均匀度、减少纤维损伤、改善成纱“3 个不匀”、减少毛羽、提高纱线光洁度与成衣骨感、抗起毛起球性能等关键要素来进行。

参考文献

[1] 成建林，吴世华，祝晓东，等.高档多纤半精纺针织纱线的工艺技术[J].纺织导报，2013（2）：44-47.

[2] 章友鹤，赵连英，卢惠民，等.半精纺纱线品质的提高及其产品开发[J].毛纺科技，2013，41（12）：4-9.