牛仔布用纱的开发创新与质量控制技术.doc

牛仔布用纱的开发创新与质量控制技术 1牛仔布的发展促进牛仔布用纱多样化 牛仔布与牛仔服装是深受国内外消费者喜爱的纺织产品。这种产品在世界上已流行 100 多年,特别是在欧美国家,用牛仔布制成的牛仔服装是受男女老幼最爱穿的服装之一,畅销不衰。在我国 20 世纪 80 年代以来牛仔服装开始流行,由于织物具有手感厚实、色泽鲜艳、织纹清晰,并有良好的吸湿性和保形性、穿着舒适、朴素大方等特点,也受到不同消费阶层的喜爱,穿着人群越来越多,使牛仔布得到快速发展。据相关资料报导:我国目前年产牛仔布已超过 30 亿m,约占世界牛仔布产量的 1/3。按每米牛仔布平均用纱 0.65 kg计算,需用各种牛仔布纱近 200 万t,中国已成为世界上牛仔布和牛仔服装最大的生产国和出口国。牛仔布用纱也成为纱线中的一个生产量较大、品种较多的纱线品种。 我国虽然牛仔布与牛仔服装生产起步较欧美国家晚了几十年,但经历 30 多年的发展与创新,牛仔布从颜色、质地、外观、风格、原料使用、纱线线密度、纱线结构、后整理加工工艺,服用舒适性等方面都发生了全新的变化,形成了传统牛仔布和花色牛仔布两大系列。传统牛仔布又称经典牛仔布,继续保留粗犷简洁、手感厚实、返璞归真的风格,使用原料以纯棉 97 36.4 tex(6S 16S)粗支纱为主。花色牛仔布又称新颖牛仔布,以精细轻质、组织多样为主要风格。织物的表面织纹也由传统的3/1斜纹向多纹织发展,使用原料也从单一的棉纤维向多种纤维原料发展,纱线的线密度也由原来的粗特号向中、细特号发展。纺纱工艺也由原来的转杯纺纱向多种纺纱工艺与多纤混纺技术发展,开发出多种结构如包芯纱、包覆纱、竹节纱、彩点纱、结子纱等花色纱线和新型纱线(表 1),使牛仔布进入了向多用途、全年四季均可穿着方向发展的新阶段。同时,由于高档牛仔织物的出现,牛仔服已由家居服、休闲服、度假服发展成为社交场合中服饰。 2牛仔布对纱线质量的要求 随着牛仔布品种的发展,不同品种牛仔布对所使用的纱线质量也有不同要求。但目前全棉靛蓝牛仔布仍占有较大份额,这类牛仔布是粗支高密织物,要求布面平整光洁、织纹清晰、纹路挺直、色泽均匀、具有立体感,这就对纱线的质量有较高要求,其基本要求如下。 (1)纱线必须具有较好的匀染性和渗透性 为了获得较好的染色性能,选择棉纤维时,应选用成熟度较好而且含杂质较少的棉花。如果棉纤维的成熟度差或纤维中含有僵死棉,经纱染色后将会造成严重的染色不匀,影响色光,导致条花或色斑染疵。 (2)纱线必须具有一定的强力和弹性 牛仔布在织造过程中,为了获得牛仔布风格所必须的稳定织造状态,一般采用较大的上机张力,并需经受多次开口拉伸,故要求经纱有较高的强力和优良的弹性。以 58.3 tex纱为例,用绳状染色的原纱断裂强度要求达到 12.5 13.5 cN/tex,用片状染色的原纱断裂强度要达到 11.5 12.5 cN/tex。 (3)纱线要条干均匀、纱疵少 牛仔布纬纱条干和纱疵要比经纱要求严。当纬纱的条干不匀大或竹节纱疵较多时,会造成纱线强力较低、强力不匀率大,严重影响牛仔布的布面风格和外观质量。当纬纱竹节严重时,在布面上会形成隐约可见的节状白色痕迹,有损于牛仔布面“蓝中透白”的特有风格,以 58.3 tex为例要求条干均匀度CV值小于 13%。 (4)纱线毛羽要少 毛羽多会使浆纱及整经工序分纱困难、断头增多,毛羽多也会引起织造时经纱开口不清,影响布面风格。 (5)纱线的接头要少且小 牛仔布一般采用 3/1 右斜纹的组织结构,经纱的结头比较容易露于布面,形成一个与布面色泽不一致的黑点或白点,造成疵点。对于纬纱的结头和疵点,虽不如经纱结头明显和易于外露而影响成品的外观质量,但过多的结头也会造成布面分散性的白星疵点。转杯纺由于卷装容量大、结头比环锭纺要少,这是其优点之一。 (6)纱线的重量不匀率与重量偏差要小 在国际市场上牛仔布的品种和价格主要决定于织物单位面积克重,因此要严格控制纱线的重量偏差,降低重量不匀率,否则会导致最终产品达不到标准克重而造成降等损失。国家标准规定,百米重量偏差月累计要小于 0.5%,百米重量不匀率要控制在 2.0% 以内。 (7)纱线捻系数 为了使牛仔布有较高的强力和优良的弹性,用转杯纺纱作牛仔织物用纱时,经纱捻系数要高于环锭纱 20% 30%,为 450 470 捻/m,纬纱捻系数可适当低于经纱,但不低于 390 捻/m。 以上几点是生产纯棉牛仔布时对纱线质量的基本要求,但如果准备、织造工艺及牛仔布规格不同,对纱线质量的要求也是有一定区别的。 第一,目前加工纯棉牛仔布的织前准备工艺有绳状染色与片状染色的经纱工艺两种,前者为球经整经 束状染色 分经 浆纱,其经纱的染色均匀性好,但这个工艺流程长,由于在分经到浆纱的过程中经纱承受二次张力,故对纱线强力、弹性和毛羽有更高要求,纱线强力低、毛羽多,分经时造成断头较多,并影响经纱排列与张力均匀。而后者工艺为整经 ? 染浆联合,流程短,对经纱损伤少,故对经纱强力、弹性等质量要求没有第一种工艺要求高,但因其染色时间短,色泽均匀度稍差,故目前对染色均匀性要求高的高档牛仔布,采用球经染色工艺为好,但对原纱质量要求要高于片状染色。 第二,牛仔布的织造工艺不同对纱线质量要求也是不同的。20世纪80年代开始时采用有梭织机织制牛仔布,因车速低,经纱开口角度小,承受张力小,故对使用纱线质量要求不高,生产牛仔布的档次也较低。但从90年代以来,随着牛仔服装流行,牛仔织物用织机也从有梭织机向剑杆织机和片梭织机发展,不但速度比有梭织机提高 1 倍以上,同时为适应牛仔织物强打纬的要求,均采用大张力来提高开口清晰度,故对用于牛仔布纱线质量提出了较高要求,不但要求平均强力高,且要求强力不匀率低,尤其是纱线最低强力不能低于平均强力的 80%。目前轻薄牛仔布也有用喷气织机织制的,其速度高达 600 800 r/min,不但要求纱线强力高,而且要求纱线毛羽少。因为毛羽多,经纱开口不清,增加纬纱断头,影响生产效率与布面质量。因此用不同无梭织机织制牛仔布对纱线质量也是有一定区别的。 第三,常规牛仔布有轻型、中型、重型之分,3 种类型牛仔布使用纱支与经纬密度也不同,使用纱支粗、经纬密度高的织物,因其织物总紧度高,上机张力要大,如果上机张力不足,打不紧纬纱会影响织造的顺利进行,故对纱线质量要比纱支稍细、经纬密度较低的要求高。 第四,目前随着花色牛仔布的发展,已打破了常规牛仔布分类概念,由于织物向轻薄化、多样化发展,使用纱线支数更细,使用原料范围更广,对纱线质量及线密度要求更高,尤其是经纱都采用合股加捻或精梳工艺,来提高纱线强力与光洁度。如经纬双向弹力牛仔织物,采用纯棉精梳包芯纱为原料,经向用CJ 18.22+77.8 dtex(氨纶丝),纬向为C 36.4+77.8 dtex(氨纶丝),由于经纬向均用弹力包芯纱,技术含量高,织造难度大,故采用精梳+合股工艺来提高经纱强力与光洁度。又如轻薄双色纬向弹力牛仔布,采用纯棉高支CJ 9.7 tex2 股线作经纱,棉氨纶包芯纱 22.2 tex+44 dtex作纬纱,使用纱支更细,制成织物更轻薄,档次更高,对纱线质量要求也更高。表 2 是部分花色牛仔织物使用纱线品种与纱线规格。 3牛仔纱纺纱工艺发展与质量控制要点 3.1 牛仔纱纺纱工艺发展 传统的牛仔布最早是用环锭纺工艺纺纱的,但是对于大多数使用粗特号纱的牛仔布而言,使用环锭纺纱不但工艺流程较长且生产效率较低,因管纱长度有限,需再经过络筒工序卷绕成筒,结头较多。随着转杯纺纱技术的出现与发展,由于转杯纺生产的纱线,以其优良的性能获得牛仔织物生产企业的喜欢,逐步取代环锭纱。故目前纯棉牛仔布转杯纱的用量最大,这主要是由于转杯纱结构中纤维被分成内外两层,纱芯纤维排列紧密、外层纤维较疏松,形成“内紧外松”纱线结构,而传统牛仔布用靛蓝等颜料染色时具有表面染色、芯纱不易上色的特性,经水洗或石磨后,随着表层染色的剥落和褪色呈现“蓝中透白”的牛仔布风格,这是牛仔织物使用转杯纱较多的一个重要原因。同时转杯纺纱线还具有条干均匀度好、常发性纱疵与毛羽少、纱的耐磨性好等优点,制成织物蓬松度好、表面丰满,故受到广大消费者喜爱。 但转杯纺牛仔纱强力较低(只有环锭纱的 80%),伸长率与弹性不如环锭纱好,难以承受无梭织机高速度大张力的工艺,且对品种适应性不如环锭纺,目前随着花色牛仔布的发展,要求使用竹节纱、包芯纱、包覆纱等新型纱线,在转杯纺纱机上要生产这些新型纱线难度较大。故目前对经纱强力要求较高以及竹节纱、包芯纱、包覆纱等,除少数经改装的全自动转杯纺纱机上生产外,多数都仍在环锭纺纱机上生产。牛仔布用纱形成了“转杯纱与环锭纱”共存的格局,传统牛仔布用转杯纱为主,新型花色牛仔布用环锭纱较多。 3.2转杯纺生产牛仔纱的工艺要点 目前用转杯纺生产牛仔布用纱有传统纺纱工艺与新型纺纱工艺两种。 传统纺纱工艺:采用开清棉成卷 梳棉机制条 过二道并条 转杯纺成纱。纺纱工序采用的是自排风式转杯纺纱机,纺杯直径大(40 60 mm),纺纱速度低 (3 万 5 万r/min),故生产效率较低,纺纱号数以 97 58.3 tex(6S 10S)为主体。 新型纺纱工艺:采用清梳联 一道或二道并条机 全自动或半自动转杯纺纱机成纱。当纺 29 tex(20S 以下)以上粗号纱时采用一道并条工艺,当纺 24.6 tex以下(24S 以上)中号纱时采用二道并条工艺。由于清梳联取代开清棉与梳棉工序,提高了对纤维的开松与除杂效果,为提高成纱质量打好基础。同时采用全自动与半自动转杯纺纱机后,不但速度高(纺杯速度 10 万 13 万r/min),而且机上有自动接头、自动清除疵点、自动排杂等装置,使纱线质量显著提高,纺纱号数也可从粗特号向中、细特号发展,目前最高纺纱号数已达 14.5 tex(40S)。此外新型转杯纺纱系统在清梳联与并条机上均装有自调匀整在线质量检测与控制装置,使纺出纱线长短片段均匀度好,毛羽、疵点少,可作为中高档牛仔织物用纱。故目前用新型转杯纺工艺生产的纱线,已成为牛仔布用纱的主要纱线。 3.3 环锭纺生产牛仔纱的工艺要点 环锭纺纱由于纱线适用面广,且成纱强力高于转杯纺,故目前对强力要求高的高档牛仔布及花色牛仔布尤其是作经纱的,多数用环锭纺工艺生产,在生产中要把握的工艺要点如下。 (1)用环锭纺生产特粗号高强力牛仔纱时,必须要以原棉为主体原料。纺纱中要采用自动化、连续化大卷装装备,尤其是细纱工序要采取大直径钢领与长筒管(51 250 mm),以增加管纱容量、减少人工落纱次数。有条件的企业可选用带自动集体落纱的细纱长机,取消人工落纱,提高设备生产效率。 (2)据市场调查,目前 70% 80% 的牛仔服装均有竹节风格,故生产竹节牛仔纱十分流行。用环锭纺生产竹节牛仔纱,一般采用中后罗拉变速、前罗拉恒速的方法,使纺出的细纱既有竹节粗细变化又有竹节长度变化,在生产时要控制好竹节粗度与竹节长度及百米重量。由于竹节纱具有粗节和细节,且粗细节的过渡又是不均匀的,因此在确定竹节纱百米重量时应根据竹节长度、节距大小和竹节段粗细换算百米重量。竹节纱线密度应控制在正常纱的 1.3 1.8 倍之间。 (3)目前弹力牛仔布作牛仔服装较流行,因此氨纶包芯纱使用量也不断增加,用环锭纺生产氨纶包芯纱是以氨纶长丝为纱芯外包一种或几种纤维有棉毛丝等天然纤维,也有粘胶、天丝®、木代尔、天竹纤维等。氨纶丝芯提供优良的弹性,而外包纤维则可提供纱线所需要的表面特性。生产牛仔布用的氨纶包芯纱,要选择好氨纶丝的含量、氨纶丝的牵伸倍数及捻系数等几个工艺参数。一般氨纶丝的含量控制在 5% 15% 之间,加工时氨纶丝的牵伸倍数要根据所用氨纶丝的线密度来确定,用 2.2 tex(20 D)氨纶丝牵伸倍数为 2.5 3 倍,用 4.4 tex(40 D)氨纶丝牵伸倍数为 3 3.5 倍,用 7.8 tex(70 D)氨纶丝牵伸倍数为 3 4 倍,用 15.6 tex(140 D)氨纶丝牵伸倍数为 4 5 倍,用的氨纶越粗,牵伸倍数越大。此外加工氨纶包芯纱要选用较高捻系数,一般情况下其捻系数可比同样线密度的环锭纱高 20% 30%。 4纺好牛仔布用纱,要重视原料的优选与混配工作 生产实践证明,随着牛仔布质量要求的提高与品种的增加,要纺好牛仔布用纱,必须优选原料与做好各种原料的混配工作。 4.1 纯棉牛仔布用纱的配棉要点 配棉等级不应使用 5 级以下原棉,尽量不使用精梳落棉等下脚料;原棉长度可适当短些,一般采用 25 29 mm;短绒率应不高于 17%,短绒率过高成纱强力降低,染色时会堵塞管道;原棉成熟度要好,一般不使用 1.2 和高于 2.0 的原棉,切忌使用剥桃棉和霜黄棉;原棉含杂要低于 4%,含杂率过高,尤其在转杯纺纱时会增加断头和纺杯磨损,对高含杂原棉必须经预处理后才能使用。此外一般不使用含糖率高和异纤多(三丝)的棉花,对含糖率高与异纤多的棉花也必须经预处理后使用。 4.2 不同纱线细度配棉应有差别 牛仔布用纱有粗特号纱、中特号纱、细特号纱之分,其质量要求不同,配棉也应有差别(表 3)。 目前在实际生产中采用进口美棉来生产牛仔布用纱较多,因为美棉细度适中、成熟度较好,且因采用机摘棉故含异纤很少,是生产牛仔布用纱的优选原料。 4.3 原料的混配 由于目前花色牛仔布的生产,其使用原料已从单一的棉纤维向多种纤维混合发展,如何使混比达到设计要求,并使各种原料的性能得到充分发挥,这是原料混配中必须做好的工作。从生产实践总结经验主要有 2 点:一是混配方法要科学合理,二是混配比例要突出产品风格。 4.3.1混配方法 目前以棉为主体混合再生纤维素纤维,或与涤纶等合成纤维混合,如棉/粘、棉/涤牛仔纱等