第二節 原料的選配與混和

一、常用紡紗原料的工藝性能

紡織纖維品種很多，性能各異，目前主要分天然纖維（植物纖維和動物纖維）和化學纖維（再生纖維和合成纖維）。表2-2列出了幾種常用纖維的主要工藝性質。

表2-2 幾種常用紡織纖維的主要工藝性質

續表

二、原料選配的目的和原則

1.原料選配的目的

（1）保持產品質量和生產的相對穩定。為了保持產品質量的穩定，先要使原料的綜合性質穩定。若采用單一品種原料進行生產是難以達到的，則只有采用多種原料搭配使用，并使其綜合性質保持恒定，才能較長時間保持混和原料穩定，從而保持產品質量和生產過程的相對穩定。

（2）合理使用原料。成紗用途不同，對原料品質和特性方面的要求也不同；不同的紡紗工藝對原料性能的要求也不一樣。因此，要合理使用原料，充分利用各成分的長處，彌補各成分的短處，達到互相取長補短，提高產品質量，滿足用戶的不同需求的目的。

（3）節約原料、降低成本。原料成本一般占紗線成本的70％左右，因此，在保證成紗質量的前提下，在混料中盡可能使用價格較低的原料，以能達到節約原料、降低成本的作用。

（4）增加花色品種。隨著紡織科學技術的不斷發展，可以利用各種天然纖維和化學纖維的不同性能、規格進行混和，開發不同功能的紡織品或提高產品某方面的質量，增加花色品種，以滿足日益增長的衣著、裝飾和產業用途的需求。

2.原料選配原則

（1）根據產品用途選配原料。紡織產品多樣性及其對紗線的不同要求，使它們對原料有著不同的要求。因此，原料必須根據產品的最終用途進行選配。

紡紗廠紗線的種類很多。一般情況下，細特紗、精梳紗、單紗、高密織物用紗、針織用紗等對原料的質量要求較高；粗特紗、普梳紗、股線、印染坯布用紗、副牌紗等對原料的質量要求較低；特種用途的紗線應根據不同的用途以及產品所要求的特性選配原料。

（2）滿足工藝要求、穩定生產。原料選配必須保證正常的生產。一般情況下，混料中各組分的長度、線密度、含雜等性能彼此差異不能過大，以免造成加工困難，影響產品質量和生產率。

三、原料選配方法

（一）配棉

紡織廠一般不用單一嘜頭的棉纖維原料紡紗，而是將幾種相互搭配使用，這種方法即為配棉。傳統配棉方法是分類排隊法。

1.分類

分類就是根據原料的性質和各種紗線的不同要求，將適合生產某種產品或某一特數和用途紗線的原棉挑選出來劃分為一類，可分若干類，分類時應考慮以下幾點。

（1）成紗要求。普梳紗一般選用細絨棉，而精梳紗一般應選用長絨棉。

（2）到棉趨勢。對存量不多而來源又少的原棉，尤其是其特性較突出的要少用；存量雖多，但來源困難的原棉也要少用；存量雖少，來源豐富的則可適當多用。

（3）紗線質量指標的平衡。成紗質量指標出現不平衡時，如某項指標好而其他指標不好，或多項指標好而某項指標特差，則在配棉時應做相應的調整。

（4）氣候變化。氣候變化對紡紗工藝及成紗質量影響很大，如夏天高溫高濕，加工過程中纖維易纏羅拉、膠輥和針布，斷頭增多，成紗外觀疵點也增多，配棉時宜選用含水較低、成熟度好、雜質較少的原棉。

（5）混合成分性質差異。一般情況下，混合原料中，各成分纖維的線密度、長度、含雜和含水等項指標彼此差異不宜過大。通常品級差異應在1～2級以內，長度差異在2～4mm，線密度差異在2.00～1.25tex（500～800公支），含雜含水差異在1％～2％。

2.排隊

排隊就是將某種配棉類別中的原棉按地區、性能、長度、線密度和強力等指標相近的排成一隊，共排幾隊。某一隊中，在某一批號用完后，依次接替（接批）的原棉不應對混合原料有顯著影響。排隊時應注意以下幾點。

（1）突出主體。主體一般應占70％左右，要避免出現雙峰，但允許長度以某幾批為主體，而線密度以另外幾批為主體。

（2）隊數適當。總用棉量大或每批原棉量少，則隊數多些；原棉性質差異小時，隊數可少些。一般以5～6隊為好，隊數少則每隊混用百分率大，最大不宜超過25％。

（3）交叉抵補。接批時，有時會遇到后一批的某些性質比前一批差的情況，此時可在另一隊選用該項性質較好的一批同時接批。同一天內抽批數不宜超過2批，其混用百分率不宜超過25％。表2-3給出了接批時原棉幾個主要性質差異的控制范圍。

表2-3 原棉接批時主要性質差異

（二）化學纖維選配

選用各種化學纖維于混料中的目的，是為了充分發揮它們的優良特性，取長補短，滿足產品的不同要求，增加花色品種，擴大原料來源并降低成本。化學纖維選配包括品種選擇、混紡比例確定及化學短纖維長度、線密度等性質的選擇。

1.纖維品種的選擇

化學纖維品種的選擇對混紡產品起著決定性的作用，因此，應根據產品的不同用途、質量要求及化學纖維的加工性能選用不同的品種。如棉型針織內衣用紗要求柔軟、條干均勻、吸濕性好，宜選用粘膠纖維或腈綸與棉纖維混紡；棉型外衣用料，要求堅牢耐磨、厚實挺括，多選用滌綸與棉纖維混紡。如果要提高毛紡紗性能和織物耐磨性能，可采用兩種化學纖維和羊毛纖維混紡，以取長補短，降低成本。為改善麻織物的抗皺性和彈性，可采用滌綸與麻纖維混紡。

2.混紡比例的確定

（1）根據產品用途和質量要求確定混紡比。確定混紡比要考慮多種因素，主要是產品用途和質量要求。如外衣用料要求挺括、耐磨、保形性好、免燙性好、抗起球性好；而內衣用料則要求吸濕性好、透氣性好、柔軟、光潔等。此外，還要考慮加工和染整等后加工條件及原料成本等。

滌綸與棉纖維混紡時，比例大多采用65％滌綸、35％棉纖維，其織物綜合服用性能最好。

在粘膠纖維與其他纖維的混紡產品中，粘膠纖維的比例一般為30％左右，此時，毛粘混紡織物仍有毛型感；含粘膠纖維70％時，顯現粘膠纖維產品的風格，抗皺性極差。滌綸中混用粘膠纖維，可改善織物的吸濕性和穿著舒適性，緩和織物熔孔性，減少起毛起球和靜電現象。

腈綸和其他纖維混紡，可發揮腈綸蓬松輕柔、保暖和染色鮮艷的特性，混用比例一般為30％～50％。隨著混用比例的增加，織物耐磨性、折皺回復性都變差。

錦綸與其他纖維混紡時，雖然混用比例很小，也能顯著提高織物的強力和耐磨性。

（2）根據化學纖維的強伸度確定混紡比。混紡紗的強力除取決于各成分纖維的強力外，還取決于各成分纖維斷裂伸長率的差異。不同斷裂伸長率的纖維相互混紡，在受外力拉伸時，組成混紡紗的各成分纖維同時產生伸長，但纖維內部所受到的應力不同，因而各成分纖維斷裂的時刻不同，致使混紡紗的強力通常比各成分純紡紗強力的加權平均值低很多。因此，混紡紗的強力與各成分間纖維強力的差異、斷裂伸長率差異和混紡比三者有關。

從提高混紡紗強力的角度考慮，各混紡成分纖維的伸長選擇應愈接近愈好，以提高各纖維組分的斷裂同時性，從而提高各組分的強力利用率。目前，多采用中強中伸滌綸與棉纖維混紡。若滌綸與毛纖維混紡，則應采用低強高伸型，使其伸長率與毛纖維接近。

3.纖維性質選配

化學短纖維的品種和混紡比例確定后，還不能完全決定產品的性能，因為混紡纖維的各種性質，如長度、線密度等指標的不同都會直接影響混紡紗產品的性能。

（1）化學短纖維長度的選擇。化學短纖維的長度分棉型、中長型和毛型等不同規格。棉型化學纖維的長度為32mm、35mm、38mm和42mm等，接近棉纖維長度而略長，可以在棉型紡紗設備上加工；中長型化學纖維的長度為51mm、65mm和76mm等，通常在棉型中長設備或粗梳毛紡設備上加工；毛型化學纖維的長度為76mm、89mm、l02mm和114mm等，一般在毛精紡設備上加工。

纖維長度還影響其在成紗截面中的分布。通常較長的纖維容易集中在紗線的芯部，所以選用長于天然纖維的化學纖維混紡，其成紗中天然纖維會大多處在外層，使成紗外觀更接近天然纖維。

（2）化學短纖維線密度的選擇。棉型化學纖維的線密度為0.11～0.17tex，略細于棉纖維；中長仿毛化學纖維的線密度為0.22～0.33tex；毛型化學纖維的線密度為0.33～1.30tex。中長型與毛型化學纖維均略細于與其混紡的毛纖維。纖維越細，同線密度紗的橫截面內纖維根數越多，纖維強力利用率越高，成紗條干越均勻，但纖維過細容易產生結粒。細纖維強度高的，在織物表面容易形成小粒子（起球）。

一般認為，化學短纖維的線密度與長度之間符合如下關系式時，化學纖維的可紡性和成紗質量較好：

L=230Tt

式中：L——纖維長度，mm；

Tt——纖維線密度，tex。

四、原料混和方法與計算

（一）混和方法

1.混合的目的與要求

紡紗所用的原料是纖維集合體，纖維之間的長度、線密度、彈性、強力、色澤等都會有差異，為了使最終產品的各項性能均勻一致，必須要求所選配的原料能實現充分的混和。混和如果不均勻，則會直接影響成紗的線密度、強力、染色及其外觀質量。因此，均勻混和是穩定成紗質量的重要條件。

均勻混和包括滿足“含量正確”和“分布均勻”兩種要求，即要使各種混和原料在紗線任意截面上的含量與設計的比率相一致，而且所有混和原料在紗線任意截面上的分布呈均勻狀態。

均勻混和的前提是混和原料被細致地松解，直到單纖維狀態。松解越好，纖維塊越小，混和就越完善。在混和的初始階段，原料混和是在大小不等的纖維塊之間進行的，所以混和是不充分的。只有當纖維塊被進一步松解，直至成單纖維狀態時，才有條件在單纖維之間進行充分的混和。因此，在纖維塊被松解成纖維束、纖維束又被松解成單纖維的過程中，原料的混和是逐漸完善的。

2.混和方法

（1）纖維包混和（又稱“纖混”）。在開清過程中，通過抓棉、多倉、混棉等設備將纖維包中的散纖維混和。

（2）纖維條混和（又稱“條混”）。纖維條混和是把兩種或兩種以上的混和成分分別制成一定線密度的條子，然后在并條機或針梳機上通過并合進行混和的一種方法。如滌綸與棉、毛、麻等纖維的混和，都可采用條子混和。

（二）混紡比計算

1.纖維包混和計算

混紡紗的混紡比是指紗中各纖維組分的干重百分比，但各組分的回潮率可能不等，所以生產中要根據干混比與回潮率計算出各組分在原料中的濕重百分比，以便生產時確定鋪放到抓棉機的各種成分原料的重量。

當n種原料采用散纖維包混和時，混紡比計算公式是：

式中：X_i，Y_i——第i種原料濕、干混紡比；

m_i——第i種原料的回潮率。

例1 紡滌/棉（65/35）紗，生產時的實際回潮率：滌為0.4%，棉為7%，求兩種纖維的濕重混紡比。

解 已知Y₁=0.65,Y₂=0.35,m₁=0.004,m₂=0.07

代入式（2-1）得滌綸的濕重比例為：X₁=63.54%，棉的濕重比例為：X₂=1-X₁=36.46%。

由例1可見，由于滌的回潮率小于棉的回潮率，因此，滌的濕重混紡比小于設計時的混紡比，而棉的濕重混紡比大于設計時的混紡比。生產時鋪放到抓棉機的滌/棉比例應按生產時的濕重比確定各自的投放重量。

2.條子混合的計算

若采用A、B兩種條子進行混合，其干重混紡比為：

式中：y,1-y——A、B兩種條子的混紡比（干重比）；

n₁,n₂——A、B兩種條子的混合根數；

g₁,g₂——A、B兩種混條的干重定量。

當n種原料采用條子混合時，混紡比計算公式是：

式中：y_i——第i種原料干混紡比，i=1,2,…,n；

n_i——第i種纖維條根數，i=1,2,…,n；

g_i——第i種纖維喂入條子的干定量，i=1,2,…,n。

根據實測的回潮率，可計算出各種條子的濕重定量，便于生產上掌握使用。

例2 紡滌/棉（65/35）紗，在并條機上進行條混，如果并條機采用6根并合，滌/棉條子的根數為4/2，即滌條4根，棉條2根，求兩種纖維條的干重比。

解 已知y=0.65,n₁=4,n₂=2

代入式（2-2）得g₁=0.929g₂。

采用式（2-2）或式（2-3）時，一般可根據經驗或要求，合理確定混合條子根數及條子干定量。

（三）混料指標計算

混料后的纖維長度、細度、回潮率等技術指標，可以用各組分纖維相應指標的重量百分率加權平均計算。如各組分混用重量比率（混紡比）為k_i（i=1，…，m），各組分纖維某指標平均值為x_i，則混合原料的該指標平均值為X，可按式（2-4）計算：

如果第i成分某指標x_i的離散系數為C_i，則混料纖維該指標的離散系數C可按式（2-5）計算：

（四）配棉實例

表2-4是某廠J9.8tex和J14.8tex混配棉成分分類排隊表。原料分為8隊，表中列出了不同日期各隊的干混紡比以及混紡比變動后纖維性能各項指標加權平均值。