半精纺纱线是我国毛纺与棉纺行业科技人员自主创新开发的一种新颖纱线，由于它改变了传统的毛精纺与毛粗纺工艺，将毛纺技术优势与棉纺技术优势融为一体，使生产的纱线有别于毛精纺与毛粗纺的产品风格，故称为“半精纺”［1］。半精纺的纺纱工艺比毛精纺纱工序缩短了近一半，但能生产出与毛精纺纱号相同，且表现比毛精纺纱蓬松柔软的纱线。它与毛粗纺工艺相比具有纺纱号数细、条干均匀、表面光洁等优点，其产品附加值远高于毛粗纺产品，故在国内得到较快发展。半精纺纱线主要用于电脑横机毛衫用纱［2］，使用范围狭窄，产品的发展空间受到一定限制。当前随着消费者对穿着服饰要求的提高，人们对毛类服饰提出：既要轻薄时尚，又要四季可穿，并要有一定的功能性。近几年来我公司对半精纺纱线结构作了两方面的调整：一是在半精纺原料使用上增加了功能性纤维的使用量，使生产的半精纺纱线具有多种功能，以适应消费者对多功能服饰的需求；二是在纱线应用领域上向各种用途拓展，从单一的毛衫用纱向纬编针织大圆机用纱等领域发展。纬编针织大圆机织物既可用于内衣、内裤等贴身穿着的服饰，又可作外衣，如T恤、男女休闲服饰及针织牛仔服饰等领域。目前在电脑横机上生产的毛衫类产品多数是用股线来编织，其纺纱号数相对较粗，含毛类纤维比例较高，以显示出毛衫类产品毛感风格。而用于针织大圆机生产的多数是以单纱来编织，由于毛类纤维强度普遍较低，为了提高织物强度及功能性要求，故多数采用多种纤维混纺纱，纺纱号数比毛衫用纱细，一般在7.0 tex~12.3 tex之间，且混用毛类纤维比例相对较低，在20%~40%之间，最高混用比例在50%左右。1 针织大圆机用半精纺纱的开发方向开发针织大圆机用半精纺纱，要重点关注功能性纱线，根据季节的变化来开发相关产品［3］。开发春夏季针织大圆机用半精纺纱时，采用多种纤维组合纺纱。第1种是用吸湿快干纤维+防紫外线纤维+1种~2种天然纤维组合；第2种是除臭纤维+吸湿快干纤维+天然纤维组合；第3种是阻燃纤维+吸湿快干纤维+天然纤维组合。用这几种纤维组合纺纱制成的服饰能适应吸湿快干、凉爽舒适的穿着需求。开发秋冬季针织大圆机用半精纺纱时，采用中空保暖纤维+除臭纤维+抗菌纤维+棉或羊毛等4种纤维组合纺纱，或采用保暖纤维+阻燃纤维+防静电纤维+棉或羊毛等4种纤维组合纺纱，加工成的服装既有保暖功能又有抗菌除臭等功能。2 半精纺纱线内控质量标准的制定针织大圆机采用单纱编织，进纱路数多且速度较快，故对用纱的质量要求远高于电脑横机。为此，要对半精纺纱线重点管控好以下几个质量指标。一是严格管控好纤维或纱线的染色均匀性，使每批用纱筒与筒之间做到无色差，杜绝最终织物产生色差、色档、病疵；二是通过工艺优化使成纱条干均匀度与常发性纱疵指标控制在质量要求范围之内，使制成的织物表面平整丰满；三是要在纺纱过程中减少纤维损伤，提高成纱强力，降低成纱强力不匀率；四是要保证各道工序纱线通道光洁，从而减少纱线毛羽，尤其是3 mm以上有害毛羽要达到最低设定标准，以达到织物布面光洁，纹路清晰，符合高档服饰用纱的要求。3 纺制半精纺纱的关键技术根据针织大圆机用纱的质量要求，要从原料、工艺、设备及管理上采取相应措施，把握好以下8个关键技术。3.1　优选原料及其配比由于针织大圆机用纱是以单纱来编织的，为提高成纱强力、改善纱线长短片段均匀度，对原料的选用要求较高，要选用长度整齐度好、细度较细及单纤强度较高的原料，纺纱中要采取多种原料科学互配，取长补短，以充分发挥各种纤维优点。以开发生产秋冬季贴身穿内衣为例，根据贴身服饰穿着要求及多种原料特性，选用山羊绒/羔羊绒/莫代尔/莱赛尔/弹性纤维 25/25/20/20/10 25 tex纱。其中：山羊绒细度在15 μm左右，平均长度36 mm；羔羊绒细度在16 μm左右，平均长度38 mm；莫代尔纤维规格1.33 dtex×38 mm；莱赛尔纤维规格1.55 dtex×38 mm；弹性纤维规格1.67 dtex×38 mm。可以看出，5种纤维长度均为36 mm~38 mm，差异较小；莫代尔纤维与莱赛尔纤维细度均在1.33 dtex~1.55 dtex之间，纤维较细，可使纱线截面纤维根数增多，有利于提高纱线强力，弥补毛绒类纤维强度较低的缺陷；10%的弹性纤维可增加纱线弹性，使织物具有优良的弹性回复功能；由于组成纱线的原料中，毛绒类纤维占据50%，可使制成织物具有柔软弹性及保暖性。3.2　做好纺纱前的调色配色与打样工作我们借鉴棉纺企业生产色纺纱的经验，在纺纱投料前，将纺纱用的各种色纤维原料按纱线色泽要求（或用户来样）按比例进行调色与配色，纺出样纱与织出小样布（坯布）。在标准光源箱内与设计样或用户样进行对比，如有差异要适当调整各种色纤维的混和比例，直至打出的小样（坯布）与设计样或用户样相似后才能批量生产。3.3　重视原料的预处理与混和由于半精纺生产使用原料品种多，性能差异大，尤其是毛类纤维与染色纤维，在纺纱过程中易产生静电出现缠绕胶辊胶圈与罗拉现象，因此在纺纱前必须用抗静电剂与和毛油剂对所用原料进行预处理，以减少静电产生，提高可纺性。和毛是半精纺生产的首道工序，由开毛机、和毛机、和毛仓组成。纤维通过开毛机与和毛机处理，在和毛仓内养生，要达到纤维开松良好，各种纤维混和均匀，混纺比正确，和毛油剂要渗透到每根纤维中以消除静电。我们采取以下方法。首先，将风筒改造成可360°旋转的风筒，并在风筒周围加装喷雾器连续喷洒配制好的和毛液与抗静电剂。不但减少了原料进入和毛仓出现分层的几率，还补偿了原料和毛过程中挥发的水分。采用可移动式风机可使不同体积质量的纤维在气流作用下能稳定持续地进入和毛仓，同时也减轻了和毛工序工人的工作量。其次，将混和好的原料在和毛仓内存放养生24 h，让和毛液和抗静电剂充分渗透到原料中的每根纤维，并达到生产所需的回潮率。最后将和毛仓内渗透吸收后的原料再进行一次和毛，使各种不同比例、不同颜色的原料再一次混和均匀后打包，在带毛斗的梳理机上进入纺纱流程。3.4　优选梳理设备和梳理工艺梳理工序是纺好针织大圆机用纱的关键工序，其主要任务是要将各种纤维梳理成单纤维状态，在梳理过程中减少对纤维长度的损伤，排除一定量的短绒，减少毛粒（或棉结）的产生，将原料梳理成单纤维状态，棉网清晰，使成纱条干均匀、弱环减少、断裂强度提高。目前在浙江半精纺企业使用的梳理设备有两种：一种是多数企业采用的棉纺A186型盖板梳棉机；另一种是少数企业采用的将棉纺与毛纺梳理设备结合的创新型梳理机。棉纺A186型盖板梳棉机梳理面积不大，是握持式梳理。若锡林速度过高，与盖板梳理隔距过紧，虽能使纤维梳理成单纤维状态，但对纤维损伤较多。根据我公司多年来使用棉纺盖板梳棉机的经验，对不同性质的纤维在梳理工艺设计中要掌握梳理与转移的平衡点，在不产生毛粒的前提下，以不强调过分梳理为原则，同时要对盖板式梳棉机的锡林速度、锡林与刺辊线速比、锡林与盖板之间的隔距、道夫转移率、棉卷与生条定量、落棉率等工艺参数进行优化，实现柔性梳理。要适当降低锡林与刺辊的速度，增大锡林与刺辊线速比至2∶1以上，锡林与盖板的5点隔距由大逐步缩小，道夫速度采用变频控制，使梳棉机产量控制在15 kg/h左右。少数企业采用的创新型梳理机，是在棉纺盖板式梳棉机的基础上进行改造，它模拟粗纺梳毛机中预梳机构和第一梳理区的原理，将第一节罗拉梳理辊安装在盖板梳棉机的前端，成为罗拉梳理与盖板梳理相结合的创新型梳理模式。由于罗拉梳理辊采用弹性针布，对纤维采用非握持式梳理，梳理强度减轻，并可根据原料性状和所纺品种灵活调整梳理隔距，以减少纤维损伤，并可适当提高制成率。某半精纺企业使用两种梳理设备的梳理质量对比如下。盖板型梳棉机工艺参数：刺辊与给棉板隔距0.18 mm，锡林与刺辊隔距0.20 mm，锡林与盖板隔距0.23 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.18 mm、0.23 mm，锡林与道夫隔距0.13 mm。梳理质量：纤维平均长度45.66 mm，短毛率5.59%，制成率92.16%。创新型梳理机工艺参数：锡林与剥毛辊隔距0.38 mm，工作辊与剥毛辊隔距0.48 mm，锡林与转移辊隔距0.23 mm，胸锡林与转移辊隔距0.23 mm。梳理质量：纤维平均长度49.33 mm，短毛率5.28%，制成率95.03%。从以上数据看出，采用创新型梳理机使纤维平均长度从45.66 mm提高到49.33 mm，短毛率从5.59%下降到5.28%，制成率从92.16%提高到95.03%。因此，应逐步把盖板梳棉机改造成创新型梳理机。FB218型特种纤维梳理机，配制喂毛箱与梳理机连接，采取机电二次称重方式来提高原料喂入精度，降低喂毛重量不匀率；喂入辊与胸锡林之间采用小速比，使纤维不易被拉断，可减少损伤；在胸锡林上有两个梳理点，能使纤维得到充分开松和梳理；该机在锡林的前后方配置5对工作辊、分剥毛辊和3根固定盖板，可使纤维得到充分的柔和梳理；采用PIV无极变速器，道夫速度可任意调节，道夫与胸锡林之间的工艺线速比得到最佳配置，使棉网清晰均匀，可作为企业设备更新改造选用的梳理设备。3.5　安装自调匀整控制系统目前浙江部分企业在生产针织大圆机用半精纺纱时，和毛后采用的是毛斗式梳棉机与三道并条工艺。毛斗式梳棉机的优点是适用于小批量多品种，翻改灵活性较大，且机器清洁方便，但喂毛斗没有自调匀整控制功能，与梳棉机连接部分的喂入也不够流畅，特别是对过分蓬松或弹性较差的原料，在喂入中滞后现象严重，使梳棉条重量差异较大。故控制好喂毛斗喂入量的均匀性是提高梳棉条质量的关键。为此，在毛斗式梳棉机上安装自调匀整控制系统，通过匀整器检测从喂毛斗喂入梳棉机左右两侧的棉层厚度变化与道夫转速，两组检测数据经过控制器记录后用于控制给棉电机，使喂棉量稳定，从而使梳棉机出条重量不匀率稳定在3.0%以内，比未装自调匀整装置降低了2%~3%。在末道并条机上，目前多数企业采用了RSB⁃D45型并条机，其匀整范围可达0~25%（即多或缺1根条子亦能自动匀整），使末道并条的重量不匀率能控制在0.5%以内。控制好末并条子的重量不匀率，就能确保成纱百米重量不匀率在2.0%以内。因针织大圆机采用单纱编织，重量不匀率高就会直接反应在布面上，出现厚薄差异及病疵，染色后就呈现出色横档。3.6　选用新型智能化粗纱设备由于半精纺纱各工序车速都较棉纺要低，目前多数企业配置的粗纱机相对比较落后，有的企业仍采用A系列用锥轮传动（即铁炮传动）的粗纱机，生产效率低，工艺调整繁琐，需依赖人工来调整，且成形用锥轮传动易产生开关车细节，开式锭翼在高速运转中飞花溢出易造成毛羽及飞花附入形成纱疵。为此，我们选用了较先进的智能化高速粗纱机。该机采用多电机驱动来控制粗纱悬锭、罗拉、锭子、锭翼、卷绕升降成形等协调同步运动，实现了恒张力纺纱，使粗纱卷绕时的大、中、小纱及前后排粗纱的纺纱张力趋于一致，可彻底清除传统粗纱机在开关车时产生的粗细节纱疵。由于新型粗纱机生产的粗纱消除了传统粗纱机质量上的弊端，其各项质量指标能符合针织大圆机用纱的质量要求。3.7　采用赛络集聚纺技术，加装单锭监控装置由于半精纺纱使用原料品种多，且长度离散较大，而纺纱工艺中又不经过精梳机（或毛针梳机）来排除短纤维，故生产的纱线存在毛羽较多、穿着时易掉毛、起毛起球等缺陷。采用赛络集聚纺技术，纤维束通过负压集聚，从前罗拉钳口引出的纤维束在加捻成纱前能有效控制纤维束运动，减少边纤维和浮游纤维的产生，从而使纱线结构紧密结实，条干均匀、光洁，毛羽显著减少，且强力可提高10%~15%，用该纱线制成的针织大圆机织物纹路清晰，疵点减少，织机效率也有较大提高［4］。在环锭细纱机上加装智能化单锭在线监控装置。细纱断头时粗纱停喂，既可减少吸风花，又可避免胶辊“三绕”现象，降低了机物料消耗，提高了制成率。尤其是半精纺纱使用原料档次较高，价格较贵，制成率提高可降低原料的消耗与成本。与此同时，单锭监控系统还可以与企业ERP系统联网，为企业提供细纱产量设备运转效率等数据，保证统计数据的准确性和真实性。还可将相关数据通过无线网络传送到管理人员的手机上，使管理人员实时了解车间的运行状态，实现智能化与信息网络化的有效监控。3.8　优化络筒工艺为控制好络筒后纱线毛羽增长率，适当降低络纱速度到1 000 m/min左右。合理设计电子清纱器工艺参数，既要切除有害纱疵又要提升效率，若切除过多，就会增加捻接次数，而结头强力比正常纱低、粗度比正常纱粗，对后加工生产及织物表面风格有一定影响。选好空气捻接器，要求捻接后的纱线粗度不能大于原纱的1.2倍，结头强力不能低于原纱强力的80%，以保证针织大圆机生产时断头少、生产效率高。4 结语半精纺是我国纺纱行业自主创新开发的一项纺纱新技术，具有产品档次高、附加值高、吨纱盈利高的优势，在国内的生产规模正在不断扩大。但较长时期半精纺生产的纱线主要用于针织毛衫用纱，很少在针织大圆机上应用。通过原料优选、工艺优化以及设备改造与更新等措施先后开发出能够应用于针织大圆机的半精纺纱线，从生产实践中总结出针织大圆机用半精纺纱线纺制的8项关键技术，从而使纱线质量达到针织大圆机用纱的要求，既提高了大圆机产品的附加值，又可使半精纺纱线的应用领域得到快速发展。