在60支棉涤纶长丝包芯纱开发的过程中，由于纤维的特点、纱支过细等，还存在不少问题，如张力难控制，外包纤维含量太低，大牵伸的负面效应导致条干易波动等影响包覆效果，强力受长丝、外包纤维、加捻工艺等变化而变化等，这些问题不解决，就不可能实现大面积生产。为此，我们在生产实践中围绕上述问题进行深入研究，并作了大量试验，通过合理的工艺配置和新型纺纱器材的运用，成功了研制生产了60支棉涤纶长丝包芯纱。
一、原料选择
包芯纱纺制的技术关键是包覆效果。而影响包覆效果最关键的因素是包覆量。包芯纱的包覆量有它的基本要求，不能低于最小包覆量，但也不能太大。根据包覆量的计算公式：
它与芯丝的细度、成纱细度及外包纤维密切相关。由于我们本次开发的60支棉涤纶长丝包芯纱客户指定了纱支及长丝规格，因此，棉纤维的细度选择就成了关键因素，必须满足大于最小包覆量的要求。应尽量选用长度长、支数高、成熟度好的原棉，这样包覆效果好，毛羽少。当然包覆量也能太大，包覆太大时，纱支增粗，不利于纺纱设备效能的发挥。实践中我们选用的长绒棉为6000公支以上的新疆137长绒棉，经计算最小包覆量为39.2%，实际包覆量为47.1%，完全满足包覆要求。
二、设备改造
由于涤纶长丝无弹性，生产中易断头，因此涤棉包芯纱不宜采用氨纶包芯纱装置纺制，必须按照涤棉包芯纱的特点对细纱机进行改造。经过反复试验和调研，我们采取了多种形式的纺纱装置.一种是高架装置。这种装置，涤纶长丝放在普通细纱机的粗纱架上排，棉粗纱放在下排，棉粗纱经横动装置喇叭口喂人，再经牵伸装置。涤纶长丝引出后不经牵伸装置，直接导入前罗拉皮辊后侧与牵伸后的纯棉须条一起合并，再经过加捻纺成包芯纱。为了解决长丝摆动幅度大，易飘头及长丝易断裂的问题，我们在皮辊上方装了一个张力导丝轮，这样就把长丝固定在须条正中，使其不受客观条件的影响而保持同步，促使包覆效果良好。另一种是塞络纺装置, 涤纶长丝直接套在经改进的吊锭上,通过一定的张力控制装置导入前罗拉皮辊后侧与牵伸后的纯棉须条一起合并，再经过加捻纺成包芯纱。实践证明,该种装置对长丝的张力控制更加有效。
三、纺纱工艺
主要指细纱工艺：用纯长绒棉精梳粗纱作为包覆纱，定量为2.7g/10m，后区牵伸倍数1.214倍，罗拉隔距为40mm，前区自由区长度15mm，前中后罗拉加压分别为180×140×110daN/双锭，捻系数为360，锭子转速为12500r/min,芯丝张力为10CN。
其中关键点有芯丝张力、捻系数、新型器材配置等，这主要与60支棉涤纶包芯纱的两大难点有关。一是包覆效果，二是大牵伸的负面效应。
要纺出包覆完整均匀的包芯纱，理论上芯丝所受张力应比外包纤维大，前罗拉钳口处外包纤维输出速度应较芯丝大，并可绕芯丝旋转，这样，当长丝与短纤维须条在加捻三角区同轴复合加捻时，可以保证长丝始终位于加捻中心并保持伸直状态。
由上表可见，随着长丝张力的增加，所纺包芯纱的断裂强度及断裂伸长出现先上升后下降的趋势。由于涤纶长丝在包芯纱中处于较为伸直的状态，并通过加捻与外包纤维形成一定程度的包缠作用，涤纶长丝施加一定的张力有利于形成良好包覆效果的复合纱，对成纱强度起着积极的作用。但当长丝张力超过一定的范围，随着长丝张力的增加，长丝内部受到的预应力增加，因此包芯纱的断裂强力有所下降，同时包覆效果也有所变差。综合考虑，长丝张力以10CN较为适合。
包芯纱捻系数应偏低掌握，包芯纱的捻度是影响包芯纱包覆效果的一个重要因素。芯纱的捻度大，使芯纱的强力增加，耐磨性增加。外包纱的捻度大，包覆会变好，但成纱捻度过大，虽包覆好，但断头增加。因此，必须合理地选择成纱的捻度，既要达到理想的包覆效果，又要降低断头，以提高产品的质量。同时包芯纱的强力随捻系数增加而降低，这是因为长丝的强力随捻系数的增加而降低。在含棉量小于50％时，虽然外包短纤维的强力在临界捻系数以内时随捻系数的增大而提高，但前者起主要作用，因此包芯纱捻系数应偏低掌握。通过反复对比分析，我们确定9.7tex(45 D)酷帛包芯纱捻系数以不高于360为宜。
钢丝圈的选择与常规纱线有所差异。主要是由于包芯纱外包纤维与长丝的粘着力差，外包纤维易被刮伤成棉结、毛羽，因此一般要注意以下几个问题：纱线通道要大些，尽可能选用高弓形钢丝圈，截面为圆形，以免刮伤纱线。重量一般比同支纯棉偏重两档，调换周期比同支纯棉缩短1／3，对改善成纱毛羽效果显著。通过反复试验，我们觉得国产钢丝圈无论在圈形截面还是在加工工艺、材料选择均比进口钢丝圈要差，因此，J9.7tex(45D)酷帛丝包芯纱一般选用进口钢丝圈，效果较好，平均使用周期长达40天。
条干问题是60支棉涤纶包芯纱的又一难点。主要是大牵伸的负面效应，因此，必须十分注意先进器材的选择。胶辊的选择首当其冲。为此，我们作了大量的试验，对各种皮辊进行反复测试观察，我们发现，生漆胶辊易脱漆，而且握持效果不好，易走硬头。965胶辊条干较好，但使用寿命短，易掉胶，起槽，影响条干。最终我们选用了邵氏硬度为66度左右的兰翔胶辊,并且每天派专人对车上皮辊进行检查，取得了较好的效果。
选用压力棒弹性上销也是解决大牵伸负面效应的有效措施。压力棒弹性上销是在原细纱上销的基础上，后区附加一根（V型牵伸中）或两根（直线牵伸中）压力棒，在后区形成压力棒曲线牵伸，如图8所示。在V型牵伸中，它不仅消除了中铁辊上的反包围弧，同时进一步拓长了后罗拉上的包围弧长度；在直线型牵伸中，也因为压力棒的加入增强了对纤维运动的控制。因此，压力棒可使得后牵伸区中完全非控制的浮游区进一步减小，使后区的附加摩擦力界进一步加强，纤维的变速点因而更加前移和集中，后区牵伸的附加牵伸不匀更加减小，后牵伸倍数有条件进一步加大。采用后区压力棒牵伸后，成纱的条干等有显著改善。
（1） 压力棒上销
(2)V型牵伸的压力棒上销
（3）常规牵伸的压力棒上销及其摩擦力界分布
图1压力棒上销及其牵伸示意图
当然，前纺工艺也很重要，尤其是短绒含量的控制和粗纱张力的控制。前纺处理工艺的好差，关键涉及到短绒含量问题，它不仅影响包覆效果，而且影响成纱质量。
粗纱张力的控制是提高半制品质量的另一个重要方面。由于纯棉纱支高达140支，细纱的机型又大多为A512、A513等老机型，粗纱的定量设计不能进一步放大，只能控制在2.7g/10m左右，给粗纱张力伸长的控制带来了很大的困难，因此必须从粗纱的成型入手，改变卷绕参数，将筒管的轴向卷绕层数降低，增大定长。同时改变粗纱张力调节的方法，由原来的一齿调节法改为半齿调节法，减少由于张力的突变引起的断头。为了进一步降低粗纱伸长，减少伸长差异，稳定纺纱段张力，保证必要的粗纱紧密度，还可采用高效橡胶假捻器，将粗纱的伸长降到2%以下，前后排差异率控制在0.5%以内。
（未完待续）
作者：邹小祥 杜小迎 陈德华 江苏大生集团
