德国Autocoro312型转杯纺机针织纱的开发与应用(一)

       发展新型纺织技术，提高新型纺纱在生产中的比重是"十五"乃至今后一段时期纺纱技术改造的重点。纵观世界纺织技术发展的历史，近20年来，新型纺纱技术得到快速的发展，尤其是转杯纺纱发展最快，据统计资料显示到2000年世界上已拥有转杯纺机800万头，比1980年的360万头增加一倍以上，转杯纺的产量按纱线的长度计已达25％，以重量计已达40％。

　　目前我国转杯纺纱生产，无论从装备的拥有数及产品的档次均远远落后于国际水平。因此发展转杯纺纱提高其产品档次、拓宽应用领域是棉纺工业技术改造的重点之一。浙江省近几年来在发展转杯纺纱提高转杯纺纱档次上作了一定努力，先后有杭州富力、宇海华联、杭州春江、湖州威达等企业从国外引进德国赐来福公司Autocoro288-312型转杯纺机22台，均已投入运行。今年以来又有萧山富丽达、绍兴津越等多家企业决定引进Autocoro312型新型转杯纺机，预计到2002年末浙江棉纺工业采用新型转杯纺机的头数将超过2万头以上。从已投入生产的企业表明，Autocoro新型转杯纺机由于工艺技术先进，自动控制技术的大量应用，从而使生产的效率与生产纱线品质与档次显著提高，不但可生产优质的粗中支纱，也可生产30-32S高档次的针织纱与色纺纱，使应用领域不断扩大。本文根据多次的技术交流并结合浙江已使用实践，对Autocoro转杯纺机性能特点及对针织纱的开发与应用，作些初步分析，不妥之处请指正。

　　一、奥托康罗转杯纺机在世界上的地位

　　奥托康罗公司是德国赐来福公司下属的专门生产转杯纺机的一家工厂，在德国门兴格拉德巴赫市，有员工500多名，年销售额1.8亿美元。据报导：至2001年末，在世界范围内由赐来福公司生产的Autocoro各类型号的转杯纺机有260多万头，占世界销售量的60％左右。Autocoro转杯纺机可用来生产中细号针织纱，由于应用领域扩大，在市场上的竞争力迅速提高。目前用Autocoro转杯纺机生产的针织纱已占转杯纱生产量的46％，其深受欢迎的原因，不仅是使用Belcoro针织纱可使针织企业获得较好的经济效益，更是由于Belcoro殖织纱线具有优良的品质、良好的卷装特性，可使针织加工中降低断头，提高生产效率和改善织物品质。对纺纱厂来说，选用Autocoro转杯纺生产工艺，不但可生产品质优良的转杯纱线，更重要的由于其生产工序短、效率高、用工省，可以降低生产成本。据赐来福公司提供资料：在德国生产一公斤纱加工费环锭纺为0.3欧元，而Autocoro转杯纺为0.12欧元，加工成本只占环锭纺40％，这是转杯纺在国外得以快速发展的重要原因。目前国内也在借鉴国外的经验积极引进国外转杯纺的先进技术，扩大转杯纱的应用领域，并已取得初步成效。

　　在转杯纺的早期阶段，由于转杯速度较低，且纤维排列较紊乱，故其成纱强力比环锭纱低、捻度大、手感柔软度较差，主要用于作牛仔服、工业服装和休闲服装的粗号纱，最高纱支未突破16Ne，不能用于作针织纱。而德国赐来福公司早在1991年就研制开发了新一代Autocoro288型转杯纱机，采用新型的SE-10纺纱箱，使转杯纺纱速度有了新突破，纺杯转速在10万r/min以上，2000年他们又推出了Autocoro312型转杯纱机，并采用自行研制开发的SE-11新型纺纱箱，将纺杯速度提高到12-15万r/min，引纱速度达到200-250m/min，使纺纱支数从粗支纱提高到中细支纱，最高支数达到60Ne。同时机上配有自动接头、空稠自动生头，电子清纱及上腊等装置，具备了生产中细纱针织纱条件。新型的312转杯纺机还配有Torgue Stop阻捻器可在转杯凝聚槽方向上产生阻捻，使纤维凝聚区得到延伸，提高纺纱的稳定性，并可采用较低的捻系数生产蓬松性好，手感柔软的Belcoro针织纱。

　　二、Belcoro针织纱应用领域

　　由于用奥托康罗312型转杯纺机生产的Belcoro针织纱在针织加工中具有生产效率高、质量好的优良特性，在国外已在针织业中得到广泛应用，纺纱支数范围广，纤维原材料也多种多样。所有传统的短纤维原料均312型转杯纺机上纺纱，下图给出了使用各种原材料的Belcoro针织纱的百分比，从中可以看出奥托康罗312型转杯纺机有极强的适应性和宽广的应用范围。用棉和莫代尔纤维与人造纤维混纺纱，可用于针织外衣，床上用品和单平针织物。

　　棉花仍是针织物最主要的原材料。在纺30Ne以上针织纱时，由于纱线截面纤维数量较少，为了保持纺纱稳定性，在减少捻度的同时，为保证纱线一定强度必须使用成熟度好、纤维强力高的纤维。用这种转杯针织纱可取代环锭精梳针织纱。赐来福公司制订了Belcoro针织纱用于各类针织物的纺纱工艺参数与质量要求。

　　（1）针织外衣：趋向是高支纱和小针距。其纱线的强度均匀度和疵点不仅对针织工艺很重要，且对针织物的特性和外观也很关键，用100％棉花，其纱的质量要求如下表：
纺纱工艺参数：                         纱线质量要求:
纱线支数tex(Ne)       14               纱线强度CN/tex    12.2
(40)纺纱杯转速(rpm) 100000             纱线伸长％         6.0
捻系数am/ae        115/3.8             纱线条干CV％      15.6
纺纱速度m/min         104              纱线疵点，千米细节  65
生产效率g/shp         87                        千米粗节   99 
                                                千米粗节  19

　　（2）床上用品：用重产针织物，纤维材料100％棉，用纱支数14-18tex(33-40Ne)提高纱线均匀度和减少毛羽能使针织品手感良好，印花后图案清晰以18tex(33Ne)棉纱为例质量要求是： 

纺纱工艺参数：                                    纱线质量要求
纺纱杯转速(rpm) 100000       纱线强度CN/tex     11.5
捻系数am/ae     115/3.8      纱线伸长率％       5.8
纺纱速度m/min    117         纱线条干均匀率CV％ 15.2
生产效率g/shp    125         纱线疵点，千米细节  52
                                      千米粗节  102
                                      千米粗节  25

　　（3）单平针织物：纺纱支数范围是20-25tex(24-30Ne)可由棉或涤，莫代尔等原料混纺，下表是用于单平针织物的主要工艺与质量要求：
纤维材料          棉100％ PES/棉50/50   CMD100  CMD/棉70/30 备注
纱线支数tex(Ne)   30(20)    18(32)      20(30)     20(30) PES-涤纶
纺纱杯转速rpm     120000    100000      150000     150000 CMD-莫代尔
捻系数am/ae      115/3.8   110/3.6       95/3.1    100/3.3
纺纱速度m/min      181       125         171        163
纱线强度CN/tex    11.6       13.4        13.6       11.5
纱线伸长率％       5.6       8.7          7.3       6.8
纱线条干均匀率CV％ 15.2      15.8         13.7      14.7
纱线疵点：千米细节 52         75           43        50
         千米粗节 102        118           3        10
         千米粗节 25         112           5        25

　　（4）聚丙烯晴纤维与棉（毛）混纺，用于运动服和休闲装。

　　聚丙烯晴纤维既可纯纺，也可与棉（毛）混纺，粗细号纱均可生产，典型的混配比为晴/棉50/50。在环锭纺纱过程中很难完全消除的两种纤维混棉不匀问题，而在转杯纺纱过程中因有很强的并条效应，混和均匀性优于环锭纺纱，故转杯纺工艺在混纺领域中显示优良的性能。国外聚丙烯晴纺纱支数一般在20-50tex(30-12Ne)，中粗支纱广泛用于针织运动服、休闲装、汗衫、袜子和起绒织物，高支纱14-18tex(40-32Ne)用于睡衣和运动内衣。下表是赐来福公司提供的聚丙烯晴纤维纯纺与混纺纱线的工艺参数与质量要求。

纤维材料       PAN/棉50/50%①     PAN/棉50/50%②        PAN100%③ 
纱线支数tex(Ne)   50(12)             20(30)             20(30) 
纺纱杯转速rpm     80000              80000               75000
捻系数am/ae      100/3.3             98/3.2             75/2.5
纺纱速度m/min      179                117                 141
生产效率g/sph      526                137                 166
纱线强度CN/eex     9.3               10.3                 13.7
纱线伸长率％        9.3               6.0                 13.8
纱线条干均匀率CV％ 13.3               15.4                13.2
纱线疵点：千米细节   7                 24                   5
         千米粗节   34                105                  7
         千米粗节   4                 175                  0
纱线用途 起绒纱 睡衣 运动衫

备注:1、①用于起绒地经因而不需要纱强度很高，重要的是纱线的起绒特性，故捻度要低。2、②③可用于睡衣和运动衫，由于织物要起绒或印花，纱线强度也不是主要因素。3、sph-为每头小时产量。

　　三、Belcoro针织纱与环锭针织纱性能比较

　　由于转杯纺的纺纱过程和纱线结构都与环锭纱不同，这些差别便利转杯纱在针织工厂使用时和最终形成织物均优于环锭纺纱线。

　　（1）针织机断头降低、效率提高。Autocoro312型杯纺机卷装的特征在针织机上使用时显示其良好的运行性能，这是因为Belcoro针织纱比环锭针织纱条干均匀度好、纱疵少、上蜡均匀、纱线强力不匀率低，Corolab电子监控系统对纱线质量进行全面控制，接头数量少其接头的质量与纱线本身相同。比如一个20tex(30Ne)重量为3kg的Belcoro针织纱卷装只有6个接头，而环锭纱同样重量的卷装中有80个接头，其中56个接头是由换纱管而引起的，所有这些优良性能提高了针织机在使用Belcoro纱时，织机断头率可比使用环锭纱降低60％，针织机速度可提高10-15％。操作人员的劳动强度也有所降低，针织加工时产生的飞花和尘杂更少，同时由于卷装在整个退绕过程中张力均匀，使由Belcoro纱织成的针织物更均匀，在长度方向上也呈现出很好的均匀性。

　　（2）提高了针织物的成品质量和服用性能。 用Belcoro针织纱织成的织物在后整理进的性能也不同于环锭纱织成的织物。如果染整工艺得当，可以获得很多优点：

　　纱中因含籽屑数量小，纱条白净光洁，故漂白时漂白剂用量可减少。 纱的结构特性（纱内紧外松）在后整理时吸液量大和光反射小，可产生深色效果。根据色泽的不同，染料用量可节约近10％。

　　纱因纤维混合均匀性好，这对染色有积极的影响，在针织物上出现染色不均匀、条花等现象更少。

　　纱随变形力的稳定性好，使管状针织物通过染色机时（染液和织物以恒速运动）织物发生纤维和打结的可能性比环锭环织成的管状针织物要低很多，这种稳定性可产生良好的后整理织物外观。

　　针织清晰的外观可产生出极好的印花织物。

　　此外，赐来福公司纺织实验室曾对由环锭纱和Belcoro纱制成的针织T恤服用性能做对比分析，织物规格为环锭纱或Belcoro纱制成的单面平针T恤，从试验室测试纱号，针密和单位面积的克重量等指标列下表。
纱线品种测试指标     Belcoro纱 环锭纱1    环锭纱2   环锭纱3
纱线号数tex(Ne)       25(24)   20(30)     28(20)   19(31)
纱线拈度（T/m）        675      864        690       849
捻系数am/ae         108(3.6)  122(4.0)  116(4.0)  117(3.9)
纵行密度(纵行圈数/厘米) 12       12         12        12
横列密度(横行圈数/厘米) 15       19         15        18
单位面积克重(克/平方米) 151      148        167       137

　　以上平针T恤衫使用原料均为100％棉，不同服装的测试是有可比性的。

　　（1）尺寸稳定性：针织物的尺寸稳定性和弹性回复性表现在纵向和横向的缩水性及线圈的扭曲。测试用标准的重型洗涤机在40℃的有色水中洗涤T恤，标准规定纵向和横向尺寸稳定性为5.0％，测试结果用Belcoro纱制成的T恤符合这个标准，而由环锭纱制成的T恤则有更大的缩水倾向，测试结果见下表：

测试指标 Belcoro纱 环锭纱1 环锭纱2 环锭纱3 备注
侧面长度       -2.50         -5.99     -5.05     -6.24 黑色字体内为超标
正面长度    -1.94      -6.29     -6.84     -5.08
反面长度    -0.21         -6.58      -6.35     -6.73
前臂线缝       0.00           -5.16     -6.04    -6.64
胸围测试    -4.55         -3.02    -3.50     -3.63
腰围测试    -3.68         -3.14    -3.64     -4.15
线缝宽度    -4.82      -3.26    -4.40     -2.11
短袖长度   -3.91    -3.88  -5.76  -3.02

　　（2）起球性：是评价T恤服用性能的关键因素。在穿着过程织物表面形成的绒头和小结会大大降低服装使用的价值。赐来福纺织实验室使用Martinalale起球磨擦仪测试T恤的起球性。把织物与织物磨擦2000次后的起球结果与标准样照进行对比。一级表示高起球性，即很差，而5级表示低起球性，即很好。四件T恤测试结果是：

　　纱品种 Belcoro纱 环锭纱1 环锭纱2 环锭纱3
     等级    4-5      3-4      2     3-4

　　以上测试结果表明Belcoro纱针织物明显具有较低的起球性，因此可以预计具有良好的穿着舒适性，而另外三种用环锭纱制成的T恤抗起球性均比Belcoro转杯纱要差。

　　（3）透气性：Belcoro转杯纱的特殊表面结构也具有更大的抗滑脱性，制成的针织物透气性能良好，这是另一个特征。

　　（4）洗涤性：通过洗涤对比试验，由环锭纺制成的织物在洗涤10-15次以后就已经显示出穿旧的信号，而且Belcoro转杯纱制成的织物却正好相反，织物相当耐用，尤其对于经常洗涤的T恤、内衣和床上用品效果很好。

　　（5）手感：通过5个相互独立的人员来评价，由环锭纱和Belcoro纱制成的T恤的手感未洗涤时Belcoro纱的织物手感比环锭纱要硬些，但经5次洗涤后，多数测试者发现由Belcoro转杯纱制成的T恤衫，洗涤一次手感逐渐柔软，而由环锭纱制成的T恤，随着洗涤次数增加，手感逐渐变硬。