色纺纱线生产与工艺技术创新

章友鹤　周建迪　赵连英　程四新

摘要：采用原料先染色后再混合纺纱，可比先纺纱后染色的染色纤维量显著减少。但染色后纤维的性能有较大变化，棉纤维强力下降，短绒增加，弹性变差，影响纺纱的可纺性，故要根据染色后纤维性能的变化来设计纺纱工艺。文章根据浙江地区相关企业多年来生产色纺纱的实践，分析了色纺纱的纺纱生产工艺特点与本色纱工艺的不同点，对色纺纱主要工序的工艺设计要点作了分析与叙述。

关键词：色纺纱；工艺特点；纺纱工序；工艺设计要点

中图分类号：TS104.2

文献标志码：B

文章编号：1009-265X（2017）06-0031-05

Production and Process Technology Innovation for Colored Spun Yarn

——spinning technology characteristics of colored spun yarnand key deisgn points of main procedure

ZHANG Youhe1， ZHOU Jiandi1， ZHAO Lianying2， CHENG Sixin3

（1.Zhejiang Key Laboratory of New Textile Research and Development， Hangzhou 310009， China；

2.College of Materials and Textiles， Zhejiang SciTech University， Hangzhou 310009，

China； 3.Bros Eastern Co.， Ltd.， Ningbo 315000，China）

Abstract：Since the raw material is first dyed and then mixed spinning is carried out， the quantity of dyed fibers can decrease significantly， compared with first spinning and then dyeing. But， fiber properties change a lot after dyeing. The strength of cotton fiber decreases； short fibers increase， and the elasticity declines. The spinnability is influenced. Thus， spinning technology should be designed according to fiber property change after dyeing. Based on colored spun yarn production practice of relevant enterprises in Zhejiang， the differences of production technology between colored spun yarn and naturally colored yarn were analyzed. Meanwhile， key process design points of main procedure of colored spun yarn were analyzed and stated in this paper.

Key words：colored spun yarn； technological characteristics； spinning process； key process design point

1色紡纱的纺纱工艺特点

色纺纱的纺纱工艺源于本色纺纱工艺，但通过较长时间的生产实践与不断探索，已逐步形成了一套色纺纱的纺纱工艺，它与本色纺纱工艺相比主要有以下3个不同特点。

1.1色纺纱的纺纱工艺把本色纺纱工艺倒置

将先纺纱后染色改为将各种原料先染色后再混合纺纱。染色纤维在色纺中所占比例为30%～35%，这比先纺纱后染色的染色纤维量大为减少，对环境的污染也减少了。但纤维染色后性能变化较大，尤其是棉纤维染色后强力下降，短绒增加，同时由于棉蜡被融解，使纤维弹性下降，可纺性变差。用原来本色纺纱工艺就很难适应，需针对色纤维性能变化来制订相应的纺纱工艺[12]。

1.2色纺纱的纺纱工艺把颜色的要素引入纺纱工艺

由于色纺纱是用2种及以上不同色泽原料混合纺纱，在纱线上混色均匀，色泽色异小、立体效果好是色纺纱的重要特征。因此色纺纱的纺纱工艺必须从配棉与混棉开始，选择合适的混棉方法，才能生产出符合用户要求的各类色纺纱。

1.3色纺纱生产具有小批量、多品种、变化快的特点

在一个3～5万锭的生产车间中，往往有几十个不同色泽与不同性能原料在同时生产，故色纺纱的工艺设备配置比本色纱要多，且要适应小批量、多品种、周期短、工艺快速应变的要求。同时对车间的现场管理也提出了更高要求，要分色泽、分品种进行严格的区域定置管理，防止混色、混批及飞花夹入等造成纱疵。

2色纺纱各工序的工艺设计要点

在设计色纺纱工艺时，一定要认真分析染色后纤维的变化特性，如色棉的长度、细度、单纤强力、短绒率及结杂的变化情况。染色棉与本色棉相比，一般短绒率增加2%～3%，纤维强力下降5%～15%。由于染色破坏了纤维表面的棉蜡，导致纤维间摩擦系数减小，抱合力下降，可纺性变差，尤其是在生产深色品种时还会出现严重的静电现象。此外，染色后纤维会产生一些小的硬块及束纤维，会影响后道工序的开松、梳理效果，这是导致成纱棉结增加的主要因素之一。针对这些情况，需要在各工序工艺的设计上有针对性的加以解决[34]，表1是原棉染色后部分指标的变化情况。

2.1清花工艺

在开清棉工艺设计时，要针对染色棉的性能变化来合理安排打击点，掌握“多松少打、以梳代打、早落少碎、充分开松”的工艺原则。它与本色纱开清棉工艺的主要区别有以下几点：

a）原棉经染色后纤维中杂质有一定的减少，同时色纺纱本身对杂质有一定掩盖性，所以色纺纱对开清棉的除杂要求不高，工艺上更侧重于对纤维的混合与开松功能，故抓棉小车要少抓，以保证前后机台供应为原则。各打手与尘棒，尘棒与尘棒间隔距比纺本色纱可以缩小使落棉偏紧控制。

b）为减少色纺纱生产中对纤维损伤，故开清棉各打手的转速要适当降低。生产深色及混纺品种时可跳过握持型的豪猪打手。

c）清棉机的紧压罗拉的加压要加大，防止色棉因蓬松而造成粘卷。

d）棉卷定量设计应偏轻（在350g/m左右）以利于后工序梳理时少伤纤维、减少色结。

e）生产混纺纱时，如棉与羊毛、莫代尔、天丝、粘纤、涤纶等混纺采用单独成卷时，应跳过A035开棉机上的小豪猪打手及FA106开棉机。以减少过度打击，造成纤维损伤。

f）色纺纱生產时针对色棉性能及生产批量较小的特点，不适宜采用高速高效的清梳联合机，必要时（生产批量较大时）可采用筒易式清疏联合机（配圆盘抓棉机），梳棉机配台应机动灵活，最少4台一组，最多8台一组，以适应小批量生产。

2.2梳棉工序

梳棉工序是纺纱中减少棉结的关键工序，梳理过程可以去除棉结，松解棉结，但也会产生棉结，但去除大于产生，其棉结去除率可达85%以上。梳棉工艺只要梳理强度和转移率配置恰当，纤维才能得到充分有效的梳理。但如工艺配置不当，“分梳不足转移有余”或“分梳过度转移不足”都会影响梳棉条质量，棉结增加。因此应掌握好分梳与转移的平衡点，优化梳理工艺和保持针布的最佳状态，避免棉结的再次产生。工艺设计中要以改善棉网质量、降低梳棉条中棉结为重点。

色纺纱与本色纱梳棉工艺的主要区别如下：

a）梳棉条定量。由于色纺纱对色棉结要求很严，因此色纺纱的梳棉条定量比本色纱轻10%左右，以提高针布对纤维的梳理度，同时可减少纤维损伤造成的短绒性棉结。

b）提高锡林与盖板速度，降低道夫与刺辊速度，即“二高二低”工艺。锡林速度提高分梳能力加强，有利于减少色结，适当提高盖板速度，使盖板针面上的纤维量减少，每块盖板斩刀花的重量减轻，但单位时间内斩刀花的重量会增加，通过盖板的短绒量会增加，可使棉网中短绒含量下降；适当降低刺辊速度，使锡林与刺辊的速比加大，可改善纤维的转移效果，避免返花损伤纤维；因色棉的短绒含量较高，故适当降低道夫输出速度有利于提高棉网清晰度，据浙江一家大型色纺厂用100%细绒棉时，以FA201型梳棉机为例：纺色纺纱时梳棉工艺配置是：梳棉条定量18.5 g/m，道夫出条速度78 m/min，锡林速度415 r/min，锡林刺辊线速比约2.2∶1较好。纺混纺纱时，锡林速度360 r/min，刺辊速度800 r/min，锡林刺辊线速比约2.32∶1（比纯棉时扩大）。

c）梳棉机的各部隔距一般要比纺本色纱小0.025～0.05 mm。采用紧隔距强分梳的工艺，有利于减少梳棉条结杂。

d）采用紧隔距强分梳工艺，对主要分梳元件如锡林、刺辊、盖板、道夫针布等应选用分梳效果好的新型针布，并要做好“四锋一准”等基础工作，保持针布的平整和锋利度，并适当增加固定盖板根数。

2.3精梳工艺

目前生产中高档色纺纱与纺纱号数在14.5 tex以下较细的色纺品种时，为提高成纱品质，均需通过精梳工序，来排除梳棉条中短绒及减少杂质与棉结疵点。目前采用的精梳机有普通型精梳机（以A201E型为代表）与高效精梳机（以FA266型为代表）两种，前者产量较低，但品种翻改灵活筒便，且通道相对较少，清洁方便。但缺点是因产量较低配台设备多，且落棉中有效纤维（16 mm以上纤维）含量较高。后者产量较高，精梳条中有效纤维含量要高于普通型精梳机，但对生产环境温湿度要求较高，且做小批量品种时没有普通型精梳机灵活、翻改快，适应采用棉网染色工艺。故目前多数色纺纱企业仍使用A201E型精梳机作为色纺纱生产的主机设备。

精梳小卷的质量要求如下：

a）小卷中的纤维分离度、伸直平行度要好，以减少精梳加工过程中有效纤维的损失及对梳针的损伤。

b）小卷纵向与横向结构要均匀（即减少条痕），使钳板横向握持均匀，以改善精梳条的条干不匀率与重量不匀率。

c）小卷成形要良好、层次清晰不粘卷。以A201E精梳机为例，采用预并条条卷准备工艺时，其工艺配置是：预并条定量15.6 g/m，采用8根条子并合，小卷定量45 g/m，牵伸倍数1.364倍，小卷长度97.02 m/只。

精梳工艺要点如下：

a）给棉方式：A201E精梳机采用前进给棉方式（因该型没有后退给棉机构）。

b）给棉长度：是影响精梳产量和梳理质量的重要因素。给棉长度短，重复梳理次数增加，有利于改善棉网质量，但产量较低，给棉长度长时，开始分离结合的时间提早，锡林的梳理负荷加重，A201E精梳机给棉长度选5.72 cm为宜。

c）梳理隔距：梳理隔距大小随时间而变化，隔距变化小，负荷均匀，梳理效果好，一般最紧点隔矩为0.3～0.5 mm。

d）落棉隔距：落棉隔距越大，则分离隔距也越大，钳板握持棉丛的重复次数越多，可提高梳理效果和精梳落棉率。采用改变落棉刻度来调整落棉率，隔距改变1 mm，影响落棉率约2%。

e）锡林定位：是改变锡林与钳板，锡林与分离罗拉运动的配合关系，以满足不同纤维长度及不同品种的纺纱要求。当使用纤维较长时，锡林定位以提早为好，以减少落棉。

f）顶梳高低隔距：顶梳高低隔距分五档，每增加一档，精梳落棉率要增加1.0%左右；顶梳进出隔距：进出隔距小，有利于分离接合工作进行，但隔距过小时，易使梳针与分离罗拉表面碰撞，故顶梳进出隔距一般为1.5 mm。

g）分离接合工艺设计：要以满足不同纤维长度及不同纺纱工艺的要求。分离罗拉的顺转速度要大于钳板前进的速度，并要保证分离罗拉倒入机内的棉网不被锡林最末排针带走。此外，色纤维在精梳机加工时，如车间的温度过高，会造成染料融化，给精梳的分离接合运动带来困难，相对湿度过高时也会造成有色纤维缠绕皮辊，因此控制好精梳车间温湿度，是保证精梳工序生产顺利进行重要环节，一般温度控制在20～28 ℃之间，相对湿度控制在55%～65%为宜。

2.4并条工艺

并条工艺设计时要着重把握要点如下：

a）并条牵伸应采用“一小二大”工艺，即头道并条牵伸倍数要少于并合数，二道并条牵伸倍数要大于并合数。头并后牵伸倍数要大于二并后牵伸倍数，使牵伸过程纤维的分离度与伸直度达到最佳水平，减少未伸直纤维而造成的粗细节。

b）因通过精梳工序后纤维弯钩已基本消失，故并条的后牵伸倍数应偏小设计，有利于降低并条的条干变异系数及成纱的粗细节。

c）为控制好未并条子的重量偏差及重量不匀率，在末道并条机上应加装自动匀整装置。

d）采用条子混棉时，为提高混色均匀性，并条工序应采用三道并条为好，可使混比及色比达到设计要求。

色纺纱与本色纱在并条工艺设计上的主要区别如下：

a）色棉的可紡性比本色棉要差，尤其是生产深色品种时并条机的出条速度应比本色棉降低10%以上。

b）色棉的蓬松性较差易出现染料的粘缠，造成圈条盘口拥条，故圈条盘与小压辊间的张力应比本色棉偏大一档配置。

c）为增加色纤维条子的抱合力，并条喇叭口径应比本色纤维偏小掌握。

d）色纺纱用的并条胶辊使用前要进行抗静电处理，硬度要偏低（65°）但弹性回复性要好。

2.5粗纱工艺

粗纱工艺设计原则为：

a）粗纱定量设定，要根据细纱的纺纱号数和牵伸倍数以及对成纱质量影响等多种因素来设定。在用赛络纺工艺时，因是双根粗纱喂入细纱牵伸区，粗纱定量减轻的幅度要以发挥细纱最大牵伸能力来设定。

b）粗纱的捻系数设计很重要，过大细纱易出硬头，过小会造成意外牵伸，导致细纱强力下降及强力不匀率及条干不匀率增大，粗细节和棉结增多。故粗纱捻系数的设计应结合纤维长度，粗纱定量及纺纱号数等多种因素来设计。

c）粗纱机的钳口隔矩，依据粗纱定量偏小控制有利于改善条干水平。

色纺纱与本色纱粗纱工艺设计的主要区别如下：

a）色纺纱的粗纱捻系数应比本色纱偏大设计。因色棉中短绒含量偏高、强力偏低及纤维抱合力较差等因素，使粗纱强力下降，故偏大设计为好。

b）色纺纱的粗纱定量应比本色纱偏重设计，可降低粗纱运转时断头，减少意外牵伸，提高设备运转效率。

c）粗纱的卷绕张力控制应比本色纱减少20%，可降低粗纱机运转时断头，提高设备运转效率。

d）粗纱的摇架压力，应比本色纱偏重控制，以加强对纤维控制有利于改善粗纱条干均匀度。

e）因色纺纱的可纺性要比本色纱稍差，故粗纱机的锭速要比本色纱降低15%左右。

2.6细纱工艺

细纱工艺设计要点如下：

a）采用“一大二小工艺”，即适当加大后区隔矩，缩小前区隔矩，减少后区牵伸倍数。减少后区意外牵伸，与加强前牵伸区对纤维控制，有利于改善成纱条干均匀度。

b）适当增加细纱捻系数。可提高成纱强力，弥补因纤维染色后的强力损失。

c）适当增加车间的湿度，减少空气中漂浮的飞花夹入而造成纱疵。

d）从减少成纱毛羽与改善条干考量，增大前胶辊的前冲量，对缩小加捻三角区距离有利。

色纺纱与本色纱细纱工艺设计的主要区别如下：

a）为提高色纺纱强力，细纱捻系数应比本色纺纱时增加10%以上。

b）为控制纺纱断头率，细纱机锭子速度应比本色纱纺纱时降低10%左右，尤其是做深色品种，车速越高断头就越多，会使生产效率与质量同时下降。

c）细纱钢丝圈选用要比纺本色纱时偏轻#1号掌握，以减少因细纱强力偏低而造成的断头增多。

d）色纺纱使用的胶辊要进行抗静电处理，硬度要低（65°）弹性回复性要好，尤其是采用紧密赛络纺工艺时，使用聚氨酯新型胶辊，可减少胶辊中凹，以加强对纤维握持，有利于改善成纱条干均匀度，并可延长胶辊的使用寿命。

2.7络筒工艺

a）络筒是纺纱的最后一道工序，承担着将管纱通过络筒机上的电子清纱器，清除细纱上的残留疵点后，卷绕成一定规格的筒纱。络筒工艺的设计要达到筒子的卷绕张力均匀、密度均匀、成形良好、没有脱圈、塌边、重叠、松烂等现象。

b）络筒机上的电子清纱器，其功能是切除细纱上的偶发性纱疵（即有害纱疵）。电子清纱器有光电式与电容式两种，在色纺纱生产中多数是使用电容式清纱器，以便于分辨各类色泽纱疵。但使用电容式清纱器对工作环境的温湿度要求较高故务必控制好，以提高检测的正确性。

c）色纺纱生产时电子清纱器的工艺要在通道设置上加强对飞花性短粗节和长细节的功能设置；对于敏感色品种，电子清纱器要增加切除异纤功能设置；络筒机的卷绕速度要比本色纱生产时降低10%左右，卷绕张力要适当减少，有利于减少络筒后成纱毛羽增长率；要根据管纱和筒纱的纱疵数量的变化来制定清纱工艺参数，但要兼顾络纱机效率，防止质量过剩；清纱参数的通道设置要结合色纺纱的用途及客户的要求来设定。

3结语

色纺纱的纺纱工艺源于本色纱纺纱工艺，国内已逐步形成了一套色纺纱的纺纱工艺。它与本色纱纺纱工艺相比主要有3个特点：一是把本色纱的纺纱工艺倒置，采用先纤维染色后纺纱；二是把颜色的要素引入纺纱工艺中；三是色纺纱生产具有批量小、品种多、周期短等特点。针对色纺纱生产的特点，在工艺设计中要与本色纱纺纱时工艺设计有所区别，要针对纤维染色后性能变化，采取有别于本色纺纱工艺设计，在清梳工序要加强对原料的混合和提高混合均匀度，并采取“少打多梳”工艺，减少对纤维损伤与棉结疵点的控制；在并粗细工序要合理牵伸配置，加强对纤维的控制以改善成纱3个不匀率（强力CV%、条干CV%与重量CV%）；在络筒工序要科学设定电清工艺参数，控制络纱速度与卷绕张力。通过以上主要工序工艺参数设计，使纺出色纺纱的质量达到用户的要求。

参考文献：

[1] 毕大明，章友鹤，赵连英，等.色纺纱工艺技术的创新途径[J].棉纺织技术，2015，43（2）：3-6.

[2] 胡英杰.色纺纱生产中相关技术的探析[J].现代纺织技术，2014，22（5）：42-46.

[3] 蔺卫滨.提高色纺纱质量的技术措施[J].上海纺织科技，2010，38（3）：39-41.

[4] 黄克华.色纺纱的成纱质量控制[J].纺织导报，2013（8）：52-54.

（责任编辑：陈和榜）