超细羊毛混纺纱线在棉纺设备生产的工艺实践

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超细羊毛混纺纱线在棉纺设备生产的

工艺实践

蒋少军  （浙江工业职业技术学院）

杜德林  （兰州棉纺织有限责任公司）

当前毛纺市场竞争激烈，消费者对毛纺产品的要求已从保暖型向轻薄舒适型转移，高支轻薄化是国际羊毛局大力宣传的产品，已成为毛纺产品结构调整的热点。因而，国内外都在不断采取新工艺、新设备、新原料扩展设计思路，开发精纺轻薄、高档、高附加值的面料。生产高支高品质的毛纱是生产轻薄面料的基本前提^［1］。而超细羊毛产品正是迎合着市场变革的潮流，受到人们广泛认可和欢迎的高品质产品。如今，生产和改进产品已经成为了毛纺市场竞争的焦点。

1      超细羊毛纤维的获得

羊毛的可纺支数因受到纱线截面纤维根数的限制，纺纱支数主要取决于羊毛纤维的细度^［2］。因此，发展超细支羊毛是满足面料轻薄化的基础。于是，人们开始寻求羊毛纤维细支化（即变细）的途径与方法。超细支羊毛的获得，早期主要通过选择具有先天优势的超细羊毛的羊种饲养和增加其存栏只数和单产，但羊毛细化步骤缓慢，且只是增加了18~20 μm羊毛的产量。当今，超细羊毛的主要生产国是澳大利亚，超细支羊毛年产量约10万吨，占澳毛总产量的10%~12%。物以稀为贵，因而超细羊毛的价格也据高不下，14.2 μm羊毛的价格为331 美元/kg，10 μm超细羊毛的价格更是达3 万美元/kg。所以，如今人们不断革新技术，改善条件，想用人工的方法，使得超细羊毛产量有所增加，价格更为合理。经过长期来的不懈努力，更为有效的方法孕育而生，目前获得超细羊毛主要有以下三种方法^［3］：一是羊种的遗传培育与改良；二是羊毛纤维的减量变性处理；三是羊毛纤维的人工拉细加工。其中最有效，而且最具经济价值的方法是利用人工拉细生产超细羊毛纤维。

羊毛拉伸细化技术是20世纪90年代羊毛科学和工业中的前沿技术，该技术系三十多年前羊毛氯化防缩机可洗工艺推出以来又一项重要技术突破^［4］，这项技术从构思到工业化生产共花费了15年的时间。

日本开发的羊毛拉伸技术是在湿热状态下，拉伸纤维平行排列的毛条，制成拉细羊毛。这种拉伸不仅能使纤维变细，而且使大分子链的排列更加规整，从而提高纤维的强力。被拉伸毛条中的纤维要连续，以便于拉伸。这项工艺的缺点是拉伸无捻毛条不经济，而且机械较复杂，纤维必须被严格连续地握持，以获取足够的时间使羊毛定形^［5］。

澳大利亚开发的拉伸工艺则避免了以上的缺陷，利用给毛条或粗纱加假捻以增加握持。加捻确保了拉伸过程中纤维被拉细，而不是毛条被牵伸，机器结构不复杂，而且产量也高^［6］。

国际羊毛局和澳大利亚联邦科学与工业研究组织开发了羊毛拉伸细化技术工艺，制得羊毛纤维注册商标为“OPTIM”。其生产工艺流程是：毛条预处理（浸液）→假捻→拉伸→定形→干燥。用这种工艺可生产两种不同的细化羊毛品种：OPTIM Fine和OPTIM Max。前者是结构和物理性能接近真丝的超细羊毛纤维，即持久性的细化羊毛纤维；后者为可收缩的细化羊毛纤维，即与其混纺可以使纱线和织物产生膨松效果^［7］。

国内对生产超细羊毛纤维研究起步较晚，但已经取得了很大进展。但其纺纱工艺和产品还不够成熟，有待进一步深入研究。

2      超细羊毛产品应用领域

随着人们生活水平的提高，人们对服装面料的要求也趋向高档化，并具有舒适性和机可洗的性能，对高档毛织物的需求量也逐步增加。超细羊毛产品正是由于拥着这些优点而受市场广泛欢迎。目前，超细支羊毛已经成为羊绒的最佳代替品^［8］。超细支羊毛和羊绒结构类似，许多性能如：吸湿、染色、天然卷曲、摩擦性能、缩绒、拉伸、光泽、密度、保暖性等方面都有共同特性。尤其是经过人工改性处理后的超细羊毛，各项性能（如细度、手感、光泽、吸湿性、染色和服用性）都有所改善，各指标都接近羊绒纤维。其针织产品，如针织衫、羊毛内衣、围巾、大衣等在市场上广受欢迎。

3      超细羊毛的牵切

超细羊毛长度特征对加工设备提出了很高的要求，并对加工有一定影响，因此要它适合棉纺设备要求，就必须首先对长度较长的羊毛纤维经过牵切。

3.1     牵切原理

牵切工艺是基于拉伸细化羊毛的基础上的，即在拉细的过程中将羊毛拉断，使羊毛在长度、细度上能与棉匹配，既可以与棉、棉型纤维混纺生产毛棉及混纺织物，也可在棉纺设备上生产纯毛织物^［9］，其工艺流程缩短，成本降低，因此成为解决超细羊毛长度问题的有效途径。

3.2     牵切工艺

根据强力牵伸原理，毛纤维在两对罗拉间被拉断，并且可以通过调整罗拉隔距来控制牵切后的毛纤维长度。牵切机构由五组罗拉组成，共分四区：一、二区属牵伸区，三、四区属牵切区。当毛条进入一、二区时，被适当牵伸，纤维伸直，定量逐步减轻，为牵切作准备；当毛条进入三、四区时，由于前后罗拉的表面速度不同，三、四区罗拉间隔距又进一步缩小，牵伸胶辊压力也进一步加大，因而罗拉钳口对纤维的握持力很大，将纤维逐步拉断。牵切过程为：毛条→预牵伸区（一区）→牵伸区（二区）→副拉区（三区）→主拉区（四区）。

牵切羊毛的设备是由A272C改装的，有五对罗拉，四个牵伸区，其中主牵切区发生在1~2之间，2~3为牵伸区，3~4和4~5为拉伸牵切区^［10］。

3.3      超细羊毛牵切工艺要点

（1）加压：胶辊加压大小除影响牵伸和牵切效果外，还影响牵切后毛纤维长度，因而加压大小要综合考虑这两个因素。在满足工艺要求的情况下、加压宜小。因为加压大，皮辊变形大，钳口隔距缩小，牵切后纤维长度变短，而且动力消耗增大，加压油泵也易损坏。

（2）隔距：罗拉之间的隔距可视混纺纤维的长度进行粗调，使牵断后的毛纤维长度同与之混纺的纤维长度一致。

（3）超细羊毛牵切温湿度要求：毛条牵切时对温湿度要求较高，须单列一个车间，牵切车间湿度须在85%以上，否则牵切时易绕皮辊、罗拉，影响生产效率及质量。毛条牵切前须退绕盘放在条筒中，并置放于牵切车间不少于24小时，以使毛条充分吸湿。

（4）由于羊毛集束不好，两条合并喂入时，中间有空隙，改进集束喇叭口^［11］。

4      超细羊毛纺纱工艺

4.1     原料选配及纺纱支数

原料选择丽赛45%，细旦涤纶20%，麻15%和超细羊毛20%混合，纺纱支数为40 支双股。

4.2     超细羊毛的加工性能

超细羊毛强伸度介于普通羊毛和丝纤维之间，但其断裂功最小，这表明超细羊毛抗拉伸断裂的能力弱^［12］，又由于超细羊毛纤维具有较高的长度离散度，因此在各道梳理加工过程中，超细羊毛易断裂，因此必须对梳理的隔距、加压、喂入量和纺纱张力进行适当调整；超细羊毛偏低的卷曲度对纺纱加工有利，易于牵伸和减少断裂，使纱线具有较好的条干均匀度^［13］。

就超细羊毛种种优缺点而言，对纺纱工艺有利有弊，但经过各方面权衡和实践，把超细羊毛和其他适合纤维进行混纺，可以取长补短，不仅可以大大改善成纱质量^［14］，更有利于棉纺纺纱工艺。

4.3      超细羊毛混纺纱工艺流程

先把超细羊毛牵切成毛条，适合棉纺设备；其次把其他混纺纤维进行纤混制成棉条；最后把上述两种棉条进行条混成纱。工艺流程如下：

 

其具体纺纱流程为：除超细羊毛外，将细旦涤纶、麻纤维和丽赛纤维进行散纤维混合，其具体工艺路线是：A002抓棉机→A006混棉机→A036开棉机→A092A给棉机→A076C成卷机→A186D梳棉机

然后将细旦涤纶、麻纤维和丽赛纤维三种组分的纤维条与牵切好的超细羊毛条进行条混，工艺路线是：A272F并条机（头并）→A272F并条机（二并）→SF2701A并条机（三并）→A456D粗纱机→A513细纱机。

4.4     超细羊毛混纺纱质量

4.4.1     粗纱质量

为了更精确地检验棉纺工艺纺超细羊毛混纺产品结果。对还未完全纺好的粗纱进行质量测试，能更清晰的反映成纱质量，各工序半制品质量见表1。

表１    半制品质量

 

4.4.2     成纱纵向外观

纱线纵向外观测试采用显微镜测试，见图1。

图1    纱线纵向照片（×100）

4.4.3     成纱毛羽

测试仪器采用长岭YG172纱线毛羽测试仪，纱线毛羽测试平均值如下：

1 mm为3195.30，2 mm为948.75，3 mm为236.90，4 mm为72.01，5mm为26.65，6 mm为10.95，7 mm为6.21，8 mm为3.15，9 mm为2.20。

4.4.4     成纱指标

成品质量指标如下。

纱线规格40支双股，断裂强度3.0 cN/tex，强度不匀率CV16.4 %，断裂伸长率9.7%，伸长不匀率7.6%，重量不匀率8.3%，黑板条干10∶0，捻度54.9 T/10cm，捻不匀率CV4.3%，回潮率8.3%。

5      结论

用棉纺设备生产的超细羊毛混纺纱，因毛纤维的优良特性，而具有弹性好，手感丰满，吸湿能力强，保暖性好，轻薄等优点，是制作春秋季高档提花针织体恤和保暖内衣等服装的理想面料。目前，此类产品倍受青睐，并有着广阔的市场前景。

高档超细羊毛混纺产品的成纱纱支细、条干好、强力高、毛羽少，织物不仅挺爽、滑糯，而且轻薄细腻、悬垂、柔软、富有弹性^［15］。以高品质的毛条为原料，将毛条牵切，这样羊毛整齐度好并且与棉纤维的长度非常接近，在棉纺织设备上可以纺制出附加值高、产品档次高的超细羊毛与棉型纤维混纺产品^［16］，拓宽了超细羊毛的使用价值，充分利用超细羊毛保暖性好、弹性好、与棉型纤维互补的特点，从而达到纺织原料多元化的发展，为毛纤维的发展提供一片新的应用领域，成为羊绒产品最佳的替代品。在未来的日子里，相信更多更高质量的高档超细羊毛混纺产品会不断问世，成为人们时尚生活的新宠。但是，用棉纺设备纺超细羊毛纱线工艺，在目前市场上属于刚起步阶段，还有许多工艺不成熟，需要改进，如怎样进一步提高混纺产品质量，怎样保护超细羊毛，减少其损伤等问题，仍然有待改进和开发。

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