第三節　噴氣渦流紡原料預處理及配棉

一、噴氣渦流紡原料的預處理

不同纖維中由于天然纖維含有親水性基團，吸濕等溫線與放濕等溫線不重合，同樣相對濕度條件下，放濕過程纖維回潮率要高于吸濕過程纖維回潮率，因此，應根據紡紗工藝要求和質量要求，合理掌握和控制好紡紗生產過程中不同工序的溫濕度。原料的預處理是指針對原料在投產之前對纖維進行預先處理，以保證纖維能在一定的回潮率或者適紡條件下投入紡紗工序，從而保證纖維順利成紗，降低纖維在生產過程中的消耗，品質能得到提升。由于目前在噴氣渦流紡生產中使用纖維類別多，性能差異大，故為提高紡紗可紡性，以生產出品質優良的各種噴氣渦流紡紗線，纖維預處理工作十分重要。

從纖維性能分析，成紗中需要特別處理的纖維主要有兩類，一類是剛性較強、吸濕性能較差的纖維；另一類是吸濕性強，但表面光滑、抱合性較差纖維，這兩類纖維在紡紗生產中均易產生靜電纏繞羅拉、膠輥，增加斷頭，降低生產效率。因此，紡前預處理的重點是要減少靜電荷，提高可紡性。本節對不同種類纖維的預處理過程分別進行介紹。

1.天然纖維的預處理

棉纖維進廠若回潮率偏小，應考慮在投產之前在分級室進行加濕平衡。加濕區域的濕度設定以及加濕時間可根據實際進行要求。棉纖維的濕度對纖維強力影響較大，強力在相對濕度逐步增加時，纖維強力逐步增加。相對濕度在60%～70%時棉纖維強力增加較明顯，但濕度超過80%時，強力增加率則很小。同時，相對濕度對纖維伸長影響較大，加濕后的纖維由于分子之間的距離增大，在外力作用下易產生相對位移，因為纖維的伸長也隨著濕度的增加而隨之增大。棉纖維在適度的相對濕度條件下，纖維橫斷面膨脹，延展性增加，纖維柔軟，黏附性和摩擦因數增加，纖維牽伸過程中更容易控制，從而提高了成紗的條干均勻度。適度的回潮也會使絕緣性能下降、介電系數上升，從而有利于消除纖維在生產過程中的靜電排斥現象，增加纖維的抱合力。但是不是一味地增加濕度就是最合理的，濕度過大會造成纖維之間摩擦力過大，纖維之間糾纏不易梳理，從而形成棉結。

亞麻纖維由于其獨特的性能，在投產之前，需要在容器中加適量的水，對纖維進行4～6天的悶料，以保證纖維充分吸濕。對使用亞麻纖維紡紗時，因纖維剛度大，在常態溫濕度下的打擊和梳理易造成纖維脆斷，影響質量與制成率，故必須采用水和抗靜電劑對亞麻進行養生處理，并將噴灑油劑后的亞麻在25℃下存放96h，并要多次翻倉以降低纖維黏結。

羊毛、羊絨纖維需要在投產之前加入一定的抗靜電劑和水進行預處理，以達到減輕紡紗過程中產生的靜電現象，提高適紡性能。

2.化學纖維的預處理

對使用莫代爾、竹纖、天絲原料時，由于纖維表面較滑，在生產過程中也易產生靜電，生產前必須進行給濕處理，其方法是將原料進車間開包存放24h，并在抓棉機上進行噴霧給濕，使原料含水率達到13%左右，使整個紡紗過程處在放濕狀態下生產。天絲纖維由于纖維剛性比較大，適當的原料加濕可以提高纖維的柔軟性，降低纖維在紡紗過程中因靜電原因造成的繞膠輥、繞羅拉現象。

二、噴氣渦流紡原料的配棉要求

為了保持生產和成紗質量的穩定，優質低耗地進行生產，要求生產過程和成紗質量保持相對穩定。保持原棉性質的相對穩定是生產和質量穩定的一個重要條件。如果采用單一批號紡紗，當一批原料用完后，必須調換另一批原料來接替使用稱接批，這樣次數頻繁地、大幅度地調換原料，勢必造成生產和成紗質量的波動；如果采用多種原料搭配使用，只要搭配得當，就能保持混合原料性質的相對穩定，從而使生產過程及成紗質量也保持相對穩定。

配棉的原則講究質量第一、全面安排、統籌兼顧、保證重點、瞻前顧后、細水長流、吃透兩頭、合理調配。質量第一、統籌兼顧、全面安排、保證重點就是要處理好質量與節約用棉的關系，在生產品種多的基礎上，根據質量要求不同，既能保證重點品種的用棉，又能統籌安排。瞻前顧后就是充分考慮庫存原料、車間半成品、原料采購的各方面情況，保證供應。細水長流就是要盡量延長每批原料的使用期，力求做到多批號生產，為6～8個批號。吃透兩頭，合理調配就是要及時摸清用原料趨勢，隨時掌握產品質量反饋信息，機動靈活，精打細算地調配原料。

1.配棉的目的

（1）保持生產和成紗質量的穩定。合理使用原棉，盡量滿足紗線的質量和紗線支數的要求，因為紗線質量和特性要求不盡相同，加之紡紗工藝各有特點，因此，各種紗線對使用原棉的質量要求也不一樣。另外，棉紡廠儲存的原棉數量有多有少，質量有高有低，如果采用一種原棉或一個批號的原棉紡制一種紗線，無論在數量上還是在質量上都難以滿足要求。故應采用混合棉紡紗，以充分利用各種原棉的特性，取長補短，滿足紗線質量的要求。

（2）節約用棉，降低成本。原棉是按質論價的，不同纖維長度，不同等級的原棉價格差別很大，原棉投資在棉紗成本中占50%～85%（視品種而異），如果選用的原棉等級較高，雖然成紗質量可以得到保證，但是生產成本增加，意味著噸紗利潤的降低。因此，配棉要從經濟效益出發，控制配棉單價和噸紗用棉量，力求節約原棉成本，例如：在纖維長度較短的配棉中，適當混用一定比例的長度較長的低級別原棉，不僅不會降低成紗質量，相反可以提高成紗強力，對于原棉下腳、回花、精梳落棉、再用棉等成分，可按一定比例回用到配棉中，也可以起到降低用棉成本，節約用棉的效果。

2.配棉的方法

目前，棉紡企業普遍使用分類排隊法的配棉方法，分類排隊法即根據原棉的特性和紗線的不同要求，把適合紡制某品種紗線的原棉劃分為一類，排隊就是將同一類原棉按產地、性質、色澤基本接近的排在一隊中，然后與配棉日程相結合編制成配棉排隊表。分類排隊法的優點是可以有計劃地安排一個階段的紗線配棉成分，可以保證混用效果，是一種科學的配棉方法。

（1）原棉的分類。

①可以按照紡制產品的規格對原棉進行分類：比如，精梳32～40英支針織用紗使用同類原棉。

②每個配棉類別的成分根據原棉具體的技術指標來確定：要求每批原棉技術指標差別不要過大，例如，控制范圍如下：品級：1～2級；長度：2～4mm；含雜率：1%～2%；含水率1%～2%。

③棉紡工藝流程不同，配棉分類時也要靈活掌握：比如，同樣的原棉在不同季節出現不同成紗質量時，配棉分類時就應及早調整。

（2）原棉的排隊。在分類的基礎上，將同一類原棉排成幾隊，把產地、技術指標相對接近的原棉排在一個隊內，以便當一個批號的原棉用完以后，用同一個隊中的另一個批號的原棉接替上去，使正在使用的原棉的特性無明顯變化，達到穩定生產和保證成紗質量的目的，為此，原棉排隊應遵循以下幾點。

①主體成分：為了保證生產過程和成紗質量的穩定，在配棉中一般有意識地安排幾個批號技術指標相對接近的原棉作為主體成分，一般以產地為主體，也有的用長度作為主體。主體成分一般占到總配棉的70%左右，這樣可以避免品質特好或特差的原棉混用過多。但是由于原棉的性能是很復雜的，在具體生產中，如果很難用一隊原棉作為主體成分時，可以考慮用幾批原棉，但是注意使用時不要出現雙峰接批現象。

②隊數和混用百分比：隊數和混用百分比有直接的關系，隊數多，混用百分比小；隊數少，混用百分比就大；隊數過多時，生產管理難度較大，還容易造成混棉不勻；隊數過少時，混用百分比較大，當接批時容易造成原棉性能的較大差異。

所以，確定隊數時，首先要知道混棉的加工方式，如果采用人工小批量生產，隊數最好要少，不超過4隊，抓棉機混棉時可以增加到6～9隊，后工序如采用并條條混時，還要考慮棉條的搭配比例。其次，確定隊數還要考慮總投入原棉的數量多少，棉紗屬于小批次生產時，隊數不宜過多。再者，確定隊數還要考慮原棉的產地、品種、質量指標等因素，原棉產地軋花廠多，品種多，質量差異大時隊數宜多。最后確定隊數還要考慮產品的品種和要求，如產品的色澤要求較高時，隊數宜多，成紗質量波動較大時，隊數也要多一些。

當隊數確定以后，可以根據原棉的質量情況和成紗質量要求確定各種原棉混用百分比，為了減少成紗質量的波動，最大混用百分比一般為25%左右。

為了減少布面橫檔等質量問題，每批配棉混棉纖維的馬克隆值大小差異要控制在0.4以內。國際市場的原棉交易也通常把馬克隆值作為價格的參考指標之一，對于超過或達不到可紡性的馬克隆值參數的原棉，做降價或折價處理。

單纖維強力也是決定成紗強力的主要指標之一，棉纖維在紡紗過程中要不斷經受外力的作用，纖維具備一定的強力是棉纖維具有紡紗性能的必要條件之一，在正常情況下，棉纖維強力大，則成紗強力大，棉纖維強力不僅與纖維粗細有關，而且與棉花品種、生長條件有關，要求在紡制不同品種時為了達到要求的單紗強力，要特別重視配棉的單纖維強力問題。

原棉疵點是由于棉花生長期間發育不良或軋工不良形成的對紡紗有害的物質，原棉疵點在紡紗工藝流程中不易清除，或包卷在紗中，或附著在紗線中，使得條干惡化、斷頭增多、外觀很差，直接危害紡紗生產和最終產品質量。

棉纖維含有的糖分，是指含有可溶性糖的總稱，其中包括纖維自身含有的生理糖和附著表面的外源性物質。當原棉中含糖量過高時，在梳棉、精梳、并條、粗紗、細紗等工序會明顯地發生黏附纖維現象，影響正常生產，尤其是逐步投入使用的國產新型設備，對含糖量過高的原棉更是不適應。所以，對于含糖量過高的原棉無論價格多么優惠，均要謹慎使用，尤其是用以制作高檔針織面料。

做好原棉試紡可以避免或消除感官檢驗、儀器檢驗帶來的局限性和誤差，所以應在原棉大批量投入生產之前，安排新成分原棉小批量試紡，然后根據試紡情況和紗線質量安排新配棉的混合使用。

在進行新工藝、新技術時也應進行小批量試紡，以確認原棉的正確使用，搞好試紡工作可以減少紗線質量波動，能正確反映纖維的使用價值和經濟價值，預測成紗性能，可以保證產品質量不會因時間的跨度而發生波動，才可以使得產品質量受到市場的認可。

三、化纖原料選配技術

化纖原料包括纖維品種及纖維性能方面的選配，混紡比例的確定，除選擇適當的長度和細度外，特別要考慮染色性能，以免造成色差。

1.化學纖維品種的選擇

化學纖維品種的選擇對混紡產品起著決定性的作用，因此，應根據產品的不同用途、質量要求及化學纖維的加工性能選用不同的品種。如棉型針織內衣用紗要求柔軟、條干均勻、吸濕性好，宜選用黏膠纖維或腈綸與棉纖維混紡；棉型外衣用料，要求堅牢耐磨、厚實挺括，多選用滌綸與棉纖維混紡。如果要提高毛紡紗性能和織物耐磨性能，可采用兩種化學纖維和羊毛纖維混紡，以取長補短，降低成本。為改善麻織物的抗皺性和彈性，可采用滌綸與麻纖維混紡。

2.混紡比例的確定

（1）根據產品用途和質量要求確定混紡比。確定混紡比要考慮多種因素，主要是產品用途和質量要求。如外衣用料要求挺括、耐磨、保形性好、免燙性好、抗起球性好；而內衣用料則要求吸濕性好、透氣性好、柔軟、光潔等。此外，還要考慮加工和染整等后加工條件及原料成本等。滌綸與棉纖維混紡時，比例大多采用65%滌綸、35%棉纖維，其織物綜合服用性能最好。

在黏膠纖維與其他纖維的混紡產品中，黏膠纖維的比例一般為30%左右，此時，毛粘混紡織物仍有毛型感；含黏膠纖維70%時，顯現黏膠纖維產品的風格，抗皺性極差。滌綸中混用黏膠纖維，可改善織物的吸濕性和穿著舒適性，緩和織物熔孔性，減輕起毛起球和靜電現象。

腈綸和其他纖維混紡，可發揮腈綸蓬松輕柔、保暖和染色鮮艷的特性，混用比例一般為30%～50%。隨著混用比例的增加，織物耐磨性、折皺回復性都變差。錦綸與其他纖維混紡時，雖然混用比例很小，但也能顯著提高織物的強力和耐磨性。

（2）根據化學纖維的強伸度確定混紡比。混紡紗的強力除取決于各成分纖維的強力外，還取決于各成分纖維斷裂伸長率的差異。不同斷裂伸長率的纖維相互混紡，在受外力拉伸時，組成混紡紗的各成分纖維同時產生伸長，但纖維內部所受到的應力不同，因而各成分纖維斷裂的時刻不同，致使混紡紗的強力通常比各成分純紡紗強力的加權平均值低很多。因此，混紡紗的強力與各成分間纖維強力的差異、斷裂伸長率差異和混紡比三者有關。

從提高混紡紗強力的角度考慮，各混紡成分纖維的伸長選擇應越接近越好，以提高各纖維組分的斷裂同時性，從而提高各組分的強力利用率。目前，多采用中強中伸滌綸與棉纖維混紡。若滌綸與毛纖維混紡，則應采用低強高伸型，使其伸長率與毛纖維接近。

3.纖維性質選配

化學短纖維的品種和混紡比例確定后，還不能完全決定產品的性能，因為混紡纖維的各種性質，如長度、線密度等指標的不同都會直接影響混紡紗產品的性能。

（1）化學短纖維長度的選擇。化學短纖維的長度分棉型、中長型和毛型等不同規格。棉型化學纖維的長度為32mm、35mm、38mm和42mm等，接近棉纖維長度而略長，可以在棉型紡紗設備上加工；中長型化學纖維的長度為51mm、65mm和76mm等，通常在棉型中長設備或粗梳毛紡設備上加工；毛型化學纖維的長度為76mm、89mm、l02mm和114mm等，一般在毛精紡設備上加工。纖維長度還影響其在成紗截面中的分布。通常較長的纖維容易集中在紗線的芯部，所以選用長于天然纖維的化學纖維混紡，其成紗中天然纖維大多會處在外層，使成紗外觀更接近天然纖維。

（2）化學短纖維線密度的選擇。棉型化學纖維的線密度為0.11～0.17tex，略細于棉纖維；中長仿毛化學纖維的線密度為0.22～0.33tex；毛型化學纖維的線密度為0.33～1.30tex。中長型與毛型化學纖維均略細于與其混紡的毛纖維。纖維越細，同線密度紗的橫截面內纖維根數越多，纖維強力利用率越高，成紗條干越均勻，但纖維過細容易產生結粒。細纖維強度高的，在織物表面容易形成小粒子（起球）。

一般認為，化學短纖維的線密度與長度之間符合如下關系式時，化學纖維的可紡性和成紗質量較好：

L=230Tt

式中：L——纖維長度，mm；

Tt——纖維線密度，tex。

原棉、原料是影響產品質量的最關鍵的基礎因素。在同樣的生產條件下，一般使用質量好、適紡性能強的原料紡出的紗線質量相對較好，偶發性紗疵也相對較少。

4.化學纖維原料選配方法

（1）單一品種或單嘜混配。用同一牌號化纖分包混配，優點是勻染度好，消除染色差異。但一種牌號化纖用完，調換另一種牌號，成品質量會有差異，必須嚴格分批。

（2）多品種或多嘜混配。在化纖牌號變動較大的情況下采用同一種化纖多種牌號混用，逐批抽調，保持混合原料質量基本穩定，但對混和均勻度要求較高，稍有疏忽會產生色檔，勻染度也較差。對染色性能差異大的牌號調換時要少量抽調，避免出現色差事故。

選用各種化學纖維于混料中的目的，是為了充分發揮其優良特性，取長補短，滿足產品的不同要求，增加花色品種，擴大原料來源并降低成本。化學纖維選配包括品種選擇、混紡比例確定及化學短纖維長度、線密度等性質的選擇。