在包芯纱装置上纺无捻纱的实践

刘光彬 陈绍芳 宋雅路 聂国龙 范德彬

(成都纺织高等专科学校，四川成都，611731)

无捻纱作为高端柔软棉纱广泛用于高档毛巾以及婴幼儿用品。其生产工艺是用纯棉纱与水溶性维纶纤维所纺纱并合后，在捻线机上以与纯棉单纱相反的捻向，加上合适的捻度，实现反向加捻，再溶去水溶性维纶纤维后完成。该工艺为生产无捻纱的成熟工艺和常规工艺，但这种生产方法也存在两个方面的难题。首先，生产工艺复杂，因需要两种不同的单纱(纯棉纱、水溶性维纶纱)并合成股线，采用与单纱反向的捻度退去纯棉纱捻度而成；其次，只能生产粗号(27.8 tex以上)纱，因为棉纱号数较低时，因其具有较高的捻度，当对其进行反向加捻时，不但不能退捻成无捻纱，反而会成为与单纱捻向相反的股线。纱线在后道工序(织造)使用时，需要具有合适的强力、较好的耐磨、均匀的条干等。对于无捻纱而言，对其条干先不作讨论，我们重点关注在细纱机上是否能够一次性纺出捻度低且又可供后道工序使用的兼具强力和耐磨性的无捻纱。

在细纱机上纺制包芯纱(Z捻纱)时，为了使芯纱更好地被包覆在纱的中心而不露白，一般需将长丝(弹力纱)放在前罗拉喂入处棉纤维须条中间偏左的一侧，以保证纤维能完整地包覆好芯纱[1-2]。如果将水溶性维纶长丝放在棉纤维须条的右侧，由其包缠棉纤维，以长丝的强力和包缠来实现所纺无捻棉纱的强力和耐磨性，可实现在细纱机上一次性纺制无捻纱。

1 试纺条件

1.1 捻度的确定

通过对所纺细纱进行受力测试，当细纱捻系数低到200时，单纱有纤维滑脱断裂和纤维断裂同时呈现(由于捻度不匀)。当细纱捻系数低到170时，单纱断裂时基本呈现纤维滑脱而无纤维断裂。当细纱捻系数低到140时，在细纱机上无法纺纱，即不能接头。为此，当所纺纯棉纱捻系数为130、捻向为Z捻时，所纺棉纱基本上就可以称为无捻纱了。

1.2 纺纱参数的选择

1.2.1设备与材料

设备：配有包芯纱装置的FA506型细纱机、WSF618A型精密络筒机、GG2088-12G型电脑横机。

1.2.2试验参数的选用

为了找出较好的包缠棉纤维的方法，纺制出可使用的无捻纱，确定下列几个方面纺纱参数进行对比分析。根据所确定的参数，按照L9(34)正交试验方法进行试验安排。

纺纱号数：C 10 tex、C 18.3 tex、C 27.8 tex。

R 12 tex长丝捻向及捻度：S捻(30捻/10 cm)、无捻、Z捻(20捻/10 cm)。

R 12 tex长丝在前罗拉喂入处棉须条右侧的隔距L：0 mm、2 mm、5 mm，如图1所示。

图1 R 12 tex长丝和棉纱须条在前罗拉喂入处的隔距图

1-水溶性维纶长丝；2-成纱；3-棉纱须条;4-前罗拉

2 试纺中出现的问题及工艺优化

2.1 细纱工序

2.1.1纺纱中出现的问题

当上机纺纱时，出现了两种特殊情况。首先，当R 12 tex长丝以S捻向喂入时，无论R 12 tex长丝在棉须条左、中、右的任何位置，如图2所示，长丝与棉须条都不能捻合在一起，表现为棉须条进入吸棉笛管，R 12 tex长丝通过导纱钩卷绕到筒管上。其次，当R 12 tex长丝与棉须条之间有距离时，棉须条跑纤严重，如图3所示，即大量棉纤维被吸入笛管，只有部分可以与R 12 tex长丝捻合在一起，通过导纱钩卷绕到筒管上，还经常出现棉纱断头。

这两个问题的出现，使得纺制三种号数棉纱时，只有在棉须条与R 12 tex长丝隔距为0 mm时，且与无捻、Z捻两种R 12 tex长丝时合捻而成6种样纱。这已经不是按正交试验所纺制的样纱，使得计划按正交试验方法分析所讨论的方法已不能实行，只能对所能纺制的样纱进行相关参数对比。

首先，要多主体参与教学评价环节，学习者、管理者、企业、教师多角度、多方面进行教学评价，对评价信息及时反馈，实行教学改进，引导教学贴近大众多样化需求；

图2 S捻R 12 tex长丝与棉须条不能捻合示意图

图3 R 12 tex长丝与棉须条有隔距时跑纤图

2.1.2纱线接头问题

当出现棉纤维不在成纱中时，即棉纤维进入吸棉笛管，而R 12 tex长丝没有断裂，此时只需拨动R 12 tex长丝，使其与棉纤维接触，自然达到正常纺纱需求。而当R 12 tex长丝也出现断裂时，因所纺棉纱捻度很低，单根棉纱是不能成纱的。此时不能按现有细纱机纺包芯纱时的断头接头方法接头，需将细纱机常用D3203C型锭子更换为捻线机用可刹车D3203E型锭子纺纱，并采用捻线机的断头接头方法，即先把R 12 tex长丝接好放入细纱机前罗拉钳口内与棉纤维重合，再重新纺纱，完成R 12 tex长丝断裂后的接头。

2.1.3细纱工艺的优化

由于纺纱捻度较低，如果按正常锭速纺纱，那么前罗拉的转速将会很高，如纺纱锭速为15 000 r/min、纺纱捻度为24.1捻/10 cm时，前罗拉转速则会达到793 r/min。因此，纺纱锭速应根据所用细纱机的设备状况确定一个合适的参数。我们选用PG1 4254型钢领，D3203E型锭子，锭子速度5 000 r/min进行试纺。细纱机主要的纺纱工艺参数：罗拉隔距18 mm×25 mm，后区牵伸1.20倍，R 12 tex长丝在前罗拉处张力牵伸1.05倍，设计捻系数130，总牵伸倍数和纺纱捻度根据纺纱品种确定，具体见表1。

表1 纺制不同品种时的实际纺纱捻度和总牵伸倍数(按纯棉纱的特数计算)

品种实际纺纱捻度/捻·(10 cm)-1实际捻系数总牵伸/倍C 10 tex+R 12 tex长丝(无捻)C 10 tex+R 12 tex长丝(Z捻)C 18.3 tex+R 12 tex长丝(无捻)C 18.3 tex+R 12 tex长丝(Z捻)C 27.8 tex+R 12 tex长丝(无捻)C 27.8 tex+R 12tex长丝(Z捻)39.539.529.629.624.124.1124.9124.9126.6126.6127.1127.155.0055.0030.0530.0519.7819.78

注：由于工艺齿轮原因，实纺纱捻系数与设计值略有偏差，但不影响比较

2.2 络筒工序

2.2.1络筒出现的问题

由于所纺纱基本是没有捻度的，因而自动络筒机(空捻器)是无法使用的。络纱接头时，管纱的头、尾段必须去掉2 m以上的头尾纱，以防其有退捻纱进入后工序，造成在结头点出现棉纤维滑纤现象，影响后工序正常生产。

2.2.2络筒工艺的优化

因所纺纱捻度很低(无捻纱)，无法用空气捻结器接头，因此选用WSF618A型精密络筒机，采用人工接头法接头，同时尽量减少对单纱的摩擦。经过工艺优化，络纱速度100 m/min，络纱张力采用无外加张力，接头形式为织布结。

3 数据结果分析

3.1 试样纱的强力分析

R 12 tex长丝Z捻(20捻/10 cm)与无捻纱两种，以及表1所试纺6种无捻纱样纱的强力测试值见表2。

表2 R 12 tex长丝和试纺的6种样纱强力及相关值

试样断裂强力/cN断裂伸长/mm断裂伸长率/%断裂时间/sR 12 tex长丝(无捻) R 12 tex长丝(Z捻)C 10 tex+R 12 tex长丝(无捻)C 10 tex+R 12 tex长丝(Z捻)C 18.3 tex+R 12 tex长丝(无捻)C 18.3 tex+R 12 tex长丝(Z捻)C 27.8 tex+R 12 tex长丝(无捻)C 27.8 tex+R 12 tex长丝(Z捻)330.72383.90503.10513.12587.82595.45597.25607.9289.8180.0287.1288.9088.5187.2487.8184.3817.9616.0017.4217.7817.7017.4417.5616.8710.779.5910.4510.6610.6210.4710.5310.12

从表2可以看出，R 12 tex长丝是纱线强力的主要来源，而棉纤维在所纺纱中也承担一定的强力作用；纺纱强力可满足后道工序所需要强力的使用要求。从表2还可以看出，当纺同一号数棉纱时，无论所用R 12 tex长丝是否有捻度，其所纺纱强力相差不大，因此所用R 12 tex长丝按原料现状使用即可，没有必要作特殊要求，当然使用无捻长丝可以减少成本，可作优选。

3.2 纱线上机实践

由于缺少专业的纱线耐磨性相关对比参数，因而使用上机实践的方法进行验证。

在GG2088-12G型电脑横机上进行上机试验，采用罗纹组织，横机压针三角密度250度目。

上机结果：将6种样纱分别织制成面料，且布面平整，生产也比较正常。说明所纺各种不同号数无捻纱在后道织造过程中，其耐磨性达到使用要求；将该类纱应用到电脑双面提花毛巾大圆机上作为毛圈纱，织成提花毛巾织物，所得织物在溶去水溶性维纶长丝后，即为无捻纱毛巾织物。

在生产过程中，有个别结头处出现了棉纤维滑纤现象，如图4所示。其原因为：在络筒接头时，管纱头、尾处的退捻纱没有完全清理。

图4 棉纤维滑纤图

4 结论

通过改变包芯纱生产中芯纱与棉须条放置位置的方法，在细纱机上可直接纺制C 10 tex、C 18.3 tex、C 27.8 tex等不同号数的纯棉无捻纱。这种方法比常规(退捻法)的无捻纱纺制方法简单；采用该方法纺制无捻纱(Z捻纱)时，在前罗拉喂入口处，必须保证R 12 tex长丝放置在棉须条的右侧，并与棉须条靠在一起，且最好是使用没有加捻的R 12 tex长丝；细纱机用锭子需更换为捻线机用可刹车锭子，采用捻线机接头方式解决R 12 tex长丝断头时出现的接头问题，并以前罗拉合适的速度来调整纺纱车速以防车速过快；络筒接头时需用织布结，同时必须清除掉管纱头、尾段纱，以保证最终成纱不出现退捻现象。