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高马克隆值原棉在涤棉混纺纱中的应用研究
吉宜军、邵国东、崔益怀
（南通双弘纺织有限公司）
众所周知，按不同纺纱设备、方法和产品结构，原料成本分别占产品成本的60%~80%。原棉质量及优化选配不仅决定了纱线的成本，还决定了产品质量，更成为各纺织企业竞争优势所在。多年来，我们借助产品研发和生产管理经验及科技资源，根据所购原棉性能，利用HVI纤维检测仪对原棉进行测试、管理与分类，对其中马克隆值较高的原棉大胆尝试应用在涤棉混纺细支纱中，利用不同纤维性能，优化选配，取长补短，通过跟踪试纺和生产，稳定与提高了成纱质量，取得了较好纺纱效果和经济效益。
本文结合日常生产实际，就选用较高马克隆值原棉纺制涤棉混纺细支纱，阐明其配棉方法、工艺配置、器材优选等技术措施，稳定并提高成纱质量的效果。
1 棉纤维马克隆值
马克隆是英文Micronaire的音译，马克隆值(Mic)是对于一定重量的纤维样品,通过测定流经纤维的气体压力差来测量该样品，是反映棉纤维成熟度的综合指标，是棉纤维重要的内在质量指标之一，与棉纤维的使用价值关系密切。
2 HVI测试马克隆值评定
马克隆值(Mic) 描述
＜ 3.0 非常细
3.0~3.6 细
3.7~4.7 正常粗细
4.8~5.4 粗
＞5.5 非常粗
可见，棉纤维马克隆值读数值越大，表示棉纤维越粗。我们一般通过HVI大容量棉纤维检测仪对采购原棉进行逐包检测，分类组批，其马克隆值大于4.8以上，简称为高马克隆值原棉。
3 马克隆值与成纱质量关系
马克隆值对纺纱工艺除杂效率、废棉的产生及纺纱断头率、成纱均匀度、断裂强度、伸长以及织物的手感、可染性有密切的关系。其中马克隆值较好的棉纤维其成熟度较好，能经受机械打击，易清除杂质，外观光洁，成品制成率高。但马克隆值过高，纤维较粗，纺同样纱号尤其细特纱时，单位截面纤维根数相对减少，直接影响成纱强力，条干反而不好。马克隆值过低时，纤维的成熟度差，纤维强力低、细度细，在纺纱过程中易形成扭结或折断。特别是清梳工艺处理不当时，易产生大量短纤维、棉结，使成纱水平下降且染色性能差。因此，棉纤维的马克隆值是原棉的重要性质指标，是原棉选配的关键质量参数之一，与成纱质量关系十分密切。
4 高马克隆值原棉纺纱实践
4.1 不同马克隆值原棉单唛试纺
在考虑生产涤棉混纺细支纱原料优化选配前，我们首先对不同马值原棉进行单唛试纺、成纱强力、条干试验，试纺品种为JC14.6tex,其原棉主要性能及单唛试纺指标见表1、图1。
图１ 不同马克隆值原棉单唛试纺指标
从表1、图1可看出，原棉短纤维率基本相同时，方案二中马克隆值为 4.95，相对较高，其纤维长度为28.57 mm，略短，如纺制纯棉品种，特别是细特纱品种，由于马克隆值较高，纤维较粗，单位截面纤维根数相对减少，直接影响成纱的断裂强力，条干均匀度。因此我们结合公司生产品种实际和用户质量需求,大胆在混纺涤棉精梳不同品种进行优化选配。
4.2 原料选配及跟踪试纺
用HVI纤维检测仪对采购原棉进行逐包检测，通过测试与分类，建立了各产地、批号原棉性能档案，按品种纱支和客户质量需求，取消原按品级配棉，实行按原棉指标、品种需求，贯彻“优劣互补、取长补短、优化组合、经济可行”的配棉原则，在主导产品之一涤棉混纺品种上选用不同马克隆值原棉与不同细度涤纶进行优化选配，采用L4（22）正交表进行二因子二水平试验，其试验方案和测试结果分别见表2、表3。
通过跟踪试纺，从表2、表3可见，采用不同细度涤纶与不同马克隆值原棉相互组合，其成纱质量水平有所差异，高马克隆值原棉与细旦涤纶进行优化组合能够改善成纱质量，可达到正常配棉成纱质量水平。
4.3 纺纱工艺实践
下面以生产T65/JC35 14.7 tex混纺针织纱为例，选用高马克隆值原棉Mic=4.95和1.33 dtex×38 mm，1.11 dtex×38 mm适当比例细旦涤纶配棉，组织生产，并与原Mic=4.38，涤纶1.56 dtex×38 mm配棉质量进行对比。
4.3.1 纺纱工艺流程
棉纤维和涤纶纤维分别经开清棉加工,工艺流程相同：
FA002C型抓棉机→FA035B型混棉机→FA106A型开棉机→FA161A型给棉机→AO76F型成卷机
棉纤维：FA231C型梳棉机→FA306A型并条机（预并）→E32型条并卷机→E65型精梳机
涤纶纤维：FA231C型梳棉机→FA306A型并条机（预并）
棉精梳条+涤预并条→FA306A型并条机（三道）→JWF1415型粗纱机→EJM128K型细纱机→SAVIO络筒机
4.3.2 各工序主要技术措施
4.3.2.1 开清棉工序
由于涤纶、棉纤维性能不一，需分别成卷。针对针织纱要求条干均匀、棉结杂质等有害纱疵少的特点，原棉部分采用“薄喂轻打、早落少碎、减少翻滚和返花”的工艺原则，适当减小FA002C型抓棉机打手伸出肋条距离，减少小车每次下降动程，做到勤抓少抓、以提高开松度，达到纤维混合，多排除杂质和减少纤维损伤，正确优选FA035B型混棉机中输棉帘和剥棉打手速度，以防棉块在棉箱中过度翻滚和打击过度，适当放大FA106型开棉机打手与尘棒间隔距，同时控制好各单机运转率在90%以上，棉卷不匀率＜0.8%，动态正卷率96%以上，且要求无破洞、大小头、大肚卷、破边、松卷、端面平齐。
涤纶部分其整齐度好、疵点少，纤维间摩擦因素大，则采用“多梳少打、多收少落，防缠防粘”的工艺原则。由于采用部分比例细旦涤纶纤维，其细度小，从而纤维的弯曲刚度变小，在提高开松度的基础上，打手速度应偏低掌握，将FA106A型豪猪式打手刀片改为梳针，尽量减少纤维的损伤和棉结产生，增大紧压罗拉压力，采用紧压罗拉加热防粘专利技术，以防止粘卷，调整缩小尘棒间隔距，控制好落棉率，以节约用料，调节好尘笼风量，棉卷不匀率控制在1.1%以下。
4.3.2.2 梳棉工序
为充分排除高马值原棉中的细小杂质、疵点和短绒，减少纤维损伤，降低生条棉结，梳棉工序采用“充分梳理，顺畅转移、多除杂、少损伤”的工艺原则。提高棉网清晰度、降低棉结，根据纤维指标性能，做到“四快一准”，结合使用新型针布，合理各部隔距和速度，提高分梳效果。由于高马克隆值原棉纤维偏粗，抱合力差，道夫速度过快，棉网极易下坠、破边，断头增加，道夫速度偏慢掌握。
涤纶生产时纤维较为蓬松、无杂质，且由于使用部分比例细旦纤维，其梳理过程中与元件的接触面积加大，致在梳理时静电荷加大，阻碍了梳理时纤维的及时转移，因此适当放大锡林与盖板间隔距；加快转移速度，提高锡刺速比，减少棉网张力，减少纤维损伤和控制转移不良反复梳理搓揉形成的棉结，调低落棉率以节约用棉。重视针布型号的选用，以增强对纤维的释放和转移，以减少生条棉结。梳棉主要工艺参数见表4。
4.3.2.3 精梳工序
精梳条内在质量直接影响成纱品质，对提高成纱条干均匀度和降低成纱棉结起决定作用，是进一步去除棉结、短绒、细小杂质、分离纤维束的关键环节。通过优选给棉长度，合理锡林定位，调节顶梳插入深度，使用国内新型锡林，增强锡林梳理作用，减少纤维损伤，控制精梳条棉结等，在相同喂入小卷质量、相同落棉率（17.3%）等工艺条件下，对进口与国产新型锡林进行试验对比，精梳条主要质量见图2、图3。
图2 进口与国产新型锡林精梳条AFIS短绒率对比
图3 进口与国产新型锡林精梳条AFIS棉结对比
由图2、图3所示，选用国产新型锡林，由于其前区锯齿齿条改成具有良好穿刺性能的梳针针条，降低了锡林开始梳理时的纤维负荷，减少了纤维损伤，尤其在高速情况下，提高了针布穿刺性能，降低了机械性纤维损伤。通过创新改进设计，使得梳理隔距更精细可调，提高了钳板和锡林梳理效果，使锡林排除棉结杂质、短绒的能力进一步增强。通过调试应用，较好地适应了在高速生产情况下达到高效优质低落棉效果。
4.3.2.4 并条工序
涤生条经预并条以提高纤维分离度和伸直度及混纺比例的控制，并与棉经三道混并，使两种纤维得以充分混合，使得混纺比例更为稳定和准确，同时改善末并条重量不匀率，达到较好的匀染效果。混并采用“轻定量、大隔距、多并合、重加压、顺牵伸、防缠绕”的工艺原则。由于细旦纤维在并条机牵伸过程中比常规涤纶纤维容易增加棉结，故在并条工艺中，增大后区牵伸倍数，以改善条子的结构，减少棉结的产生。按细旦涤纶特点，须条单位截面积内纤维根数多，纤维在牵伸中牵伸力较大，故加大罗拉隔距，重加压，以保证牵伸稳定，降低条干不匀率。为避免生产中缠绕罗拉、皮辊，采用胶质好、抗绕能力强的皮辊；选择双组分（或尼龙）涂料，按一定比例进行板涂处理，提高抗静电能力，同时适当降低罗拉速度，以减少纤维因高速摩擦相互扭结形成棉结，其主要工艺参数见表5。
4.3.2.5 粗纱工序
采用“大隔距、重加压、小张力牵伸”的工艺原则。由于原棉马克隆值较高，纤维偏粗，纤维间的接触面积相对偏小，拉伸滑脱的机会多，并与涤纶纤维性质不一，为避免粗纱退绕时意外牵伸和纤维间滑脱，在保证细纱不出“硬头”的情况下，粗纱捻系数适当偏大掌握，同时注意控制粗纱张力，防止意外牵伸，采用高效假捻器，降低前后排粗纱伸长率差异，主要工艺参数如下。
干定量4.98 g/5m，总牵伸7.78倍，后区牵伸119倍，粗纱捻系数76，罗拉中心距40×54.5×61.05 mm，摇架加压120×200×150×150 N，伸长率0.2%~1.0%。
4.3.2.6 细纱工序
采用“后区大隔距、中钳口隔距、小后区牵伸、重罗拉加压”的工艺原则。选用新型阶梯曲面下销、碳纤上销，放大后区隔距，较小后区牵伸倍数，克服传统工艺两种不同纤维长度混纺控制纤维不稳定的缺陷。改进后的工艺，使纤维变速点前移，有效控制纤维的运动，稳定了摩擦力界，细纱捻度不宜偏高，以保持织物手感柔软及经济的生产效率，后区牵伸宜偏小掌握，以减少成纱细节。采用适中硬度软胶辊，钢丝圈配置通道较为宽畅，防止钢领衰退，减少毛羽、棉结的产生；控制好成纱重量CV%和捻不匀，避免织物阴影和横条的产生。在相同机台、工艺条件下，对正常马克隆值与高马克隆值配棉进行质量对比。其质量水平见图4，其主要工艺参数如下。
干定量1.416 g/5m，总牵伸36.69倍，后区牵伸1.21倍，细纱捻系数318，细纱锭速15262 r/min，罗拉中心距43×50 mm，摇架加压160×100×140 N。
图 4
由图4可见，采用高马克隆值原棉选配适当比例的细旦涤纶，优化组合，与传统正常配棉相比，其成纱综合质量水平稳定并有所提升，拓展了高马克隆值原棉在纺制细特纱品种的使用价值，降低了配棉成本，尤其在当前市场竞争激烈，各项成本要素上升的情况下，通过原棉分类管理，优化选配是提高产品品质、实施降本增效重要而有效途径之一，大大提高了企业市场竞争力。
4.3.2.7 络筒工序
采用“低速度、小张力、合理清纱”的工艺原则。选用美斯丹690型空气捻结器，优化设定空气捻结参数，调节自动络筒打结动作的压力、时间以适应两种纤维互相捻结的配合，提高捻结质量，降低成纱结头疵点数。根据纱疵的分布散点图，结合产品质量要求，通过USTER CLASSIMAT QUANTUM纱疵分级仪离线检测，优化清纱曲线，结合电清工艺初上车时在线跟踪采样和实际倒筒纱疵情况分析，合理调整设定清纱参数，确保有害纱疵被有效清除。结合络筒机在线检测提供更加合理、经济的清纱工艺参数。并对各纱疵（粗节/异纤）可视化，纱疵织物在线模拟分析，预计切割数量，对每个络纱锭位进行纺织警报，单独赋值。以纺T65/CJ35 14.7 tex为例，我们对正常马值与高马值优化配棉，分区域抽查纱疵实物，与拆布疵点进行对比，对布面效果影响不大的纱疵予以放行，有影响则予以清除，对清纱曲线进行优化调整，其不同配棉清纱散点图如图5、图6。
图5 正常马克隆值配棉清纱
图6 高马克隆值改进配棉清纱
同时通过USTER CLASSIMAT QUANTUM 系统抽检倒筒纱疵，其结果如表6。
由表6可见，配棉方案调整后，A1、A2、B1 、B2类纱疵减少显著，F类纱疵略有增加，但不会影响布面质量，其他短小粗节纱疵波动不大，万米剪切次数基本接近，保证了机台的生产效率，通过对自动络筒机在线检测，实行全面质量监控。长期生产以来，采用高马值优化配棉，产品质量满足了客户需求。
5 结 语
优化配棉及纺纱生产实践是一项技术性、经济性、实践性、系统性很强的工作，其涉及因素较多，采用高马值纺制纯棉品种特别是细特纱品种，由于棉纤维马克隆值较高，纤维较粗，单位截面纤维根数相对偏少，使成纱的条干均匀度、断裂强度的提高受到一定的限制，而在纺制涤棉混纺细支纱时，通过优化原棉选配，采取一定比例的细旦涤纶，优化组合、取长补短，并优化各工序工艺、优选器材等技术措施，成纱质量达到优于正常马值传统配棉，通过试验研究和组织生产，产品质量满足了客户需求，经济上可行，拓展了高马值原棉的应用价值，为稳定生产、提高质量、控制成本创造了有利条件，提高了企业市场竞争力。
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［8］USTER HVI 1000应用手册.
［9］USTER QUANTUM2 络筒在线质量管理系统应用手册.
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