摘要：针对传统纺纱前钳口处加捻三角区形成毛羽的基本规律，在该钳口出口处采取消除加捻三角区的纺纱方法即紧密纺纱方法，将纱线表面长毛羽在须条离开握持钳口时就贴向纱干，有效降低了纱线毛羽。采用自行研制的紧密纺装置对棉和毛进行纺纱试验，结摹表明紧密纺对降低纱线毛羽效果明显。
关键词：环锭纺纱；紧密纺纱；毛羽；成因；控制；研究

0 前言
纱线毛羽是影响纱线及其最终产品外观、手感和使用性能的重要因素。随着人们对纺织品要求的提高和新型高速织机对纱线表面光洁的特殊要求，毛羽问题越来越引起生产商和用户的高度重视。紧密纺纱方法是在环锭纺纱技术的基础上加装一套集聚装置来减少毛羽的—种新型纺纱方法。“集聚型”环锭纱具有结构理想，毛羽度低，强力和伸长率均较高的优点，这些性能对机织和针织均十分有利，并且该纱上浆量降低，加工效率高，纱线光泽好，布面清洁，有利于开发新产品，无需烧毛，缩短了后道工艺的加工时间[1～3]。由于利用引进紧密纺装置进行环锭细纱机改造费用太高，因此，我们承担国家经贸委“十五”创新项目——羊毛纱线结构优化技术开发，对紧密纺技术和装置进行了研究。

1 纱线毛羽的成因及其危害
纱线毛羽的产生与使用的原料有关，也与纺织机械的状况和部件有关。因此，纤维的长度、细度、直径、弯曲刚度、扭转刚度、强度和断裂伸长、粗纱线密度、牵伸倍数、牵伸区域中集束器、高锭速、气圈控制器、钢丝圈以及钢领板的运动等等，所有纺纱过程中的因素都会影响毛羽。
—般来说，传统环锭纺纱线毛羽的形成主要是由于在细纱的牵伸区对粗纱施加一定的牵伸后，为了使纱线获得所需的强度，必须加上一定的捻度以束缚纤维。纱线中的捻回是由钢丝圈产生的，捻度向上传递到牵伸装置。捻度必须尽可能地接近罗拉的钳口线，但是它却无法完全进入钳口。在前罗拉的输出处，总是存在一个没有捻度的三角形纤维束，即所谓的加捻三角区，纱线断头大多发生在这一薄弱环节[4]。
加捻三角区的形状、尺寸对成纱的结构、运行性能(断头)、强力和表面特征等都有着决定性的作用。处在加捻三角区的纤维因受纺纱张力和加捻的作用产生了向心压力或径向压力。在加捻三角区边缘处的纤维，向心压力最大，在纱轴中心的纤维，向心压力最小。由于内外层纤维受力不同，在加捻三角区中就会发生纤维由内到外和由外到内的反复转移，纤维的两端也常暴露在外面而形成了纱线毛羽[5]。同时环锭纱中的纤维在纱中呈螺旋线状，纤维平行于纱轴方向的程度较低，整根纱的强力远小于单纤维强力之和，纤维的强力利用系数较低。因而，为了获得足够的强力就要使纱线具有较高的捻系数，而这又会影响到纱线的柔软程度和织物的手感。
纱线毛羽的危害性很大，主要表现在三个方面：一是纱线上的毛羽分布不均匀以及在织造中毛羽会形成新的棉结；二是在生产高密织物时，特别是在喷气织机上织造时，毛羽会使相邻经纱相互缠纠，也会使引纬产生困难，以19.5 tex细纱为例，如纱线上毛羽长度为3 mm，则细纱直径竟增大18倍!喷气织机初始开口高度为3 mm ~ 3.5mm，由于毛羽的存在，减少了织机开口的有效高度，造成经纱开口不清，使纬纱喷射受阻造成停台，喷气织机的停台约有75％与纱线毛羽有关；第三是纱线上的毛羽在下游各工序因受摩擦而脱落，形成飞花，污染环境，危害人体健康，也会产生新的疵点使纱线及织物质量下降。因此，细纱毛羽的存在不仅会影响后道工序的顺利进行，而且毛羽的数量、长短及其分布情况对成品的外观、手感和使用情况有着密切的联系。

2 紧密纺纱技术
在ITMA’99 上，参展的苏逊（Suessen）、立达（Rieter）、马佐里（Marzoli）、青泽（Zinser）公司等从不同方面展示了自己的紧密纺纱技术。该技术的基本思路是对前罗拉输出的须条再加上—对控制罗拉系统。其中，下罗拉有吸风集聚作用，使须条较集聚地排列，大大减小了传统细纱机加捻三角区中须条带的宽度，有利于将须条中的纤维可靠地捻卷到纱条中，从而可较大幅度地减少毛羽，同时吸风也有利于纤维在加捻卷绕时有再一次的伸直机会，从而提高成纱强力。因为在不存在纺纱三角区的情况下纺纱，几乎所有来自于牵伸装置的纤维都能在相同的张力条件下捻合成纱线，而且捻度是在非常接近钳口线的地方加入的，因此，即使是短纤维也能在这个临界区域内承受张力，这就提高了纤维的利用程度。传统环锭纺纱与紧密纺纱前钳口须条状态对比见图1。

（a）传统环锭纺加捻三角区（左）
（b）无加捻三角区的紧密纺纱（右）
图1 传统环锭纺与紧密纺纺纱状态对比
据有关纺机生产商的资料介绍，在同样的纺纱条件下，紧密纺纱的成纱毛羽较传统环锭纺减少约20％，强力可提高约10％，同时，条干均匀度、机器效率等也有不同程度的提高。该技术的另一优点是只多出一对集聚系统，其他与原细纱机完全一致。
3 紧密纺与传统纺纱线结构和质量对比
紧密纺纱技术是一种极具发展潜力的纺纱工艺。瑞士Rtieter公司的COM4®纺纱（卡摩纺）和德国Suessen公司的Elite®纺纱都有着自己的技术专利[6]。而我国的紧密纺装置在近三年的探索后，已经获得了良好的质量效果。
本课题组所研制的紧密装置，主要原理是采用气流槽聚加工方法。分别对棉纱和毛纱进行试纺，两种纱线的毛羽情况对比见图2和图3。

图2 传统的棉环锭纺纱（左）和棉紧密纺纱（右）

图3 毛紧密纺纱（左）和传统的毛环锭纺纱（右）
　　采用紧密纺和传统纺纺制12 tex棉纱，成纱毛羽对比见表1，成纱质量指标对比见表2。表1、表2试验数据表明：紧密纺棉纱的毛羽有极大降低，条干均匀度有较大的提高，强伸特性也有所提高。
表1 棉传统纺纱与棉紧密纺纱成纱毛羽对比

表2 棉传统纺纱与棉紧密纺纱成纱质量对比

再采用紧密纺和传统纺纺制60Nm毛纱，成纱毛羽数对比见表3。
表3 毛传统纺纱与毛紧密纺纱成纱毛羽对比

由毛羽数值可以直观地看出，无加捻三角区的紧密纺纱成纱质量有很大的提高。

4 结束语
紧密纺纱对加捻三角区的消除使得纱线产品的综合质量有较大提高，其主要原因在于：纱线上的纤维，特别是外围纤维，通过集聚的手段紧贴纱线主干，使纱线毛羽极大降低；毛羽的降低使得纱线上几乎所有纤维都对纱线强力作出贡献，故纱线强力有较大的提高；由于加捻前须条里的纤维充分集聚，相互间平行度增加，有效强力系数增加，使得强伸性能也有提高。纱线性能的提高将会给面料品种的开发和产品档次的提高带来新的生机和活力。