本世纪初，半精纺技术在我国棉纺织行业逐渐兴起，并迅速获得巨大发展。如今，除了专业的半精纺生产企业，半精纺技术在棉纺企业的运用已经习以为常，但技术发展无止境，深入半精纺原发地毛纺行业，并系统、全面了解毛、麻、丝的纺纱设备与相关知识，弥补棉纺设备及工艺方面不足，形成棉纺成系统的半精纺多品种生产装备与工艺，对于研发不同纤维特性混纺新品或许有一定借鉴作用。
一、半精纺技术来历
“半精纺”技术出现有些偶然，通常毛纤维长度在70～110mm范围，上世纪新西兰出产一种长度为50mm左右的羊毛，尝试了一种新的纺纱流程：和毛→梳毛机梳理制条→针梳→粗纱→细纱。该流程区别传统精纺长流程，梳毛机成条后无需经过精梳和反复梳理，直接进入了纺纱工序，人们把这种流程称作半精纺。由于50mm相当于棉纺的中长纤维长度，满足棉纺工艺要求，逐渐被棉纺企业所推广应用。
二、毛纺与棉纺技术的交融
毛纺虽然纱锭数区区几百万锭，但毛纺尤其精纺专门生产高附加值高档次产品出口欧、美、日发达国家换取巨额外汇令人瞩目。毛纺一些新型纺纱技术对棉纺技术发展的深度影响，如赛络纺、赛络菲尔纺、缆型纺等应用，棉纺在应对各种可纺性差的纤维技术手段更多，如生产高支轻薄织物、各种弹力织物、低捻度甚至无捻织物等成为可能，并极大丰富现有非棉类产品，已经远超毛纺、棉纺本身产品类别。
当今科技进步目不暇接，跨行跨界技术互相渗透、交融、启发。棉纺把上述技术发挥得炉火纯青。市场上所谓AB纱、麻灰纱、包芯纱、无捻纺及超特细纱纺（棉纤维包缠在可溶性长丝的骨干上），嵌入纺等技术均广泛引用赛络纺、赛络菲尔纺等技术原理，改造便捷。赛络纺股线结构，毛羽大幅减少，棉纺质量及成本受益匪浅。就毛羽来说，赛络菲尔纺纱先“预捻”再“强捻”的特殊方式，使初始阶段毛羽产生量减少。缆型纺纱线毛羽少、强力高、耐磨性好，对细纱、自络、织机的产量和效率显著提高，同时省去并捻线工序，缩短了纺纱流程。
半精纺使用原料不少是采用染色后纺纱，且使用原料档次较高，它将现代棉纺技术与毛纺技术有机结合，生产出有不同风格的半精纱线。纱线既有精毛纺纱的特点，又有粗毛纺纱风格，弥补了粗毛纺工艺生产的纱线支数偏低，毛羽多，条干不匀差等弱环。目前已大量用于纬编机的横机、大圆机，无梭织机的剑杆、喷气、片梭等织机上生产纱线，由于半精纺纱一般采用羊毛（线）、羊绒、麻纤、绢丝等高档纤维原料，故半精纺色纺纱的档次高于棉及其他各类色纺纱，使企业能获得较高的获利空间。
三、棉纺半精纺技术的瓶颈
目前棉纺厂本身前纺设备受限，为加工棉纤维而设计，功能相对单一。一些转型非棉生产模式，借助半精纺技术进行生产的企业，不能适应“小批量、多混纺、多品种”生产形式，使传统棉纺前纺工序难以应对，质量与生产得不到保证，带来以下问题：
一是为应付小订单，预处理设备有些临时拼凑，既不系统正规，又不利于质量，开松、混和、渗透、不匀率等要求。
二是对每一种进厂原料的整体性能并不掌控。由于没有专用仪器，对纤维物理与化学性能参数、比电阻及可纺性等相关指标，往往因翻改频繁，来不及对纤维进行检测，或干脆不做。有些好的纺企做单唛或混纺快速试纺，检验可纺性，但不系统。
三是原料养生或预处理中使用的防静电剂、和毛油、防滑剂等来源、型号、比例没有优化，使用不规范。很多所谓经验不过是低效、低速，不具普及性，没有规范技术支撑。
四是多品种、多混合的生产模式下，小批量与混和均匀度及质量的矛盾难以平衡，尤其色纺。不少纺企为了确保混和质量仍然沿用手工混棉的流程，原料→预开松→原料称重→人工混棉→打包。即手工预开松（撕扯）、称重（按投料单的比例称量）、混棉（上下分布均匀），费工费力。
清棉拌混+并条三道并，流程不能一气呵成；盘混对纤维损伤大，易产生束丝及棉结；传统棉纺混棉机“横铺直取”属于“时差等厚”混棉，混和不精准；多仓可以实现“等比不等厚”；清棉流程加二个四仓可解决混和不匀问题，但无法小批量、多组分均匀混和。
其次，鉴于非棉原料中毛、麻、丝的特殊性，即多数为梳理或加工中间的长短不一的短纤维或落棉，甚至下脚，每个环节由于原本处理工艺、助剂、和毛油等不同，原料表面性状、摩擦因数差异，一旦进入传统棉纺清花流程，用何种类型打手（角钉、圆柱、鼻形、锯齿等）及尘棒（三角、矩形或圆形）或漏底（封还是开），以何种速度开松，混和均匀的基本配置，是否损伤纤维，会否出现缠绕及无法成卷。盖板式梳棉机及相关针布器材适合多少混纺比的毛、麻、丝等纤维正常梳理，能否正常出条，并没有按纤维品种归类系统的配套。同时，生产是建立在高效、流畅、稳定、智能的基础上，只有这样才能做到把控技术，破解技术短板。
四、原料决定成功
半精纺原料来源广泛，非棉纤维中天然纤维的毛、麻、绢丝等，化纤纤维的涤纶、腈纶、锦纶、丙纶、维纶等，功能性纤维的超细旦、高强高模化纤（碳纤、芳纶）等，纤维素纤维的天丝、莫代尔、莱赛尔等。
原料性能好坏，考虑全过程生产稳定顺畅，能否简单预处理就能正常生产，而不是出现缠、绕、堵等问题，落棉、断头增加，生产不能连续化，制成率明显偏低，严重影响生产成本和效率。因此，企业开发产品与市场需求和采购合适的原料息息相关，做到心中有数。
原料多样性也带来了原料渠道五花八门，什么大化纤、小化纤、小作坊加工纤维、再生纤维等，对纺企生产及质量影响同仁们感同身受。其中毛、麻、绢丝原料丰富多彩：
羊毛通常指绵羊毛，有细羊毛、半细毛、超细羊毛，按加工方式有：牵切毛条、炭化毛、短毛条、开松毛条、切断毛条，按整理加工有拉细羊毛、膨化羊毛、丝光羊毛、防缩羊毛、抗起球羊毛。特种毛有马海毛、兔毛、牦牛毛、骆驼毛、羊驼毛、貂毛等，稀缺的山羊绒、牦牛绒、骆驼绒及羔羊毛、彩色毛等，还有进口澳大利亚毛、新西兰毛、阿根廷毛等。
麻原料可以去专业麻加工厂采购，北方主要有亚麻、汉麻原料厂，南方有苎麻、汉麻及剑麻等原料厂，提供不同纺纱要求的麻初加工原料。苎麻有5种：精干麻、精干麻（短麻）、落麻（老工艺）、落麻（新工艺）、麻条。亚麻也有5种：打成麻、粗麻、机器短麻初梳、再梳的短纤维、短麻精梳和联合梳麻机的落麻。手轮制麻加工的亚麻二粗经过打麻机可加工成为纤维长度平均30～40mm、含杂率低于3%的棉型亚麻（俗称亚麻棉），可用于棉纺行业纺制麻/棉混纺纱等。另有用于色纺的汉麻纤维也有4种：棉型纤维、绒型纤维、精梳落麻、普梳麻条。
绢丝把养蚕、制丝、丝织中产生的疵茧、废丝加工，并在圆梳机或直梳落绵及切绵后获得末道落绵作为丝纺原料，属于短纤，也是棉纺厂通常所用的丝原料。其中，桑蚕茧丝落绵价格较贵，柞蚕茧丝、野蚕茧丝、蓖麻蚕落绵，价格相对实惠。
采购非棉原料较之棉花分类更细，同一种原料按照纤维长度、整齐度、加工深度、可纺性、最终产品风格均影响到价格，涉及到生产成本、制成率、效率等需要认真测算，找到自己企业生产经营平衡点。
五、解决棉纺加工中的技术短板
如何打通这一环节，需要大家群策群力，系统全面来考虑。同时，解决信息碎片化的问题，笔者只是抛砖引玉。
一是棉纺厂吸取毛、麻、丝纺企设备及工艺中的优势，解决在前道生产一些可纺性极差的纤维的技术瓶颈。因为毛纺、绢纺等设备国家早已定型的一批先进设备，混和梳理有独特之处，纺机厂整合棉纺与毛纺设备精华，将毛纺多联梳棉机、和毛机、梳理机，包括打手形式，针布器材等与棉纺开发的新技术经过再创新，嫁接智能、信息化技术精准控制不同纤维的混比，做到连续、自动，高产、简便灵活的清梳联机。
目前，除了借用毛纺“和毛机→风机→和毛仓”的混料技术，对老梳棉机A186D、F、G型、FA201系列等改造，做到一机一斗型式，即通用的半精纺容积式震荡喂毛斗。高端精细和毛机（羊绒混和）带匀整毛斗，满足产品升级高品质需要。
如果为降低成本，购入较差超长及纠缠的原料，可参考毛纺的开松机、切断机及梳理部分联梳机、栉梳机等适应灵活多变的品种翻改及调整工艺的设备，而目前研发的半精纺梳理机就是把毛纺喂毛、称量、开松和棉纺梳理结合在一起适合半精纺原料的定型设备；推广简易清梳联，清花与梳棉对接的管道根据混合的品种批量灵活调整。
二是棉纺设备功能化、智能化、便捷化还有提升空间。在适应多品种翻改的适应性上下功夫，满足个性化、小批量，多品种，多色号的趋势。
研发适合混纺、色纺的智能开包、装盘、配重抓取、混和的自动化流程设备。现代激光测距技术可以解决棉包取、放机械手的分阶段运行及棉包定位取放。视觉识别系统、编码解码系统解决棉包及纤维品种识别、跟踪、管理。传感系统解决电子配重，精准抓取。
多品种、小批量生产模式的可实行组合设备得到应用，采用精细混棉机（如JSB125型），连接开松机（如JSK510型）适合毛棉、麻棉等小批量生产，而“全混为主、条混为辅”的工艺路线时，则连接抓棉机、开棉机可以大批量连续生产。
棉纺梳棉机需研发梳理除杂智能可调满足多样化原料质量要求。借鉴国外梳棉机道夫下端棉网在线监测色结仪器以及锡林、盖板在线磨针，长期稳定控制色结、棉结。
推广并条机两眼单独调整工艺的并条机（如TMFD81S型并条机）。无需调换工艺齿轮，两眼伺服电机可单独无级变速，能够满足色纺频繁调节、精准快捷的需求。
色纺混条机（又称彩色并条机）可用于棉及棉型纤维的花色纺纱生产，利用其多组牵伸喂入机构，将基本色作为底色，采用特殊工艺，可以喂入四色不同颜色的毛条或棉条或化纤条，通过电脑控制各组颜色作交替变化与比例变化，用于纺制颜色渐进变化的彩色条，其优点是较段染加工成本低，且颜色变化过渡区效果明显。纺制出的纱线称之为彩虹纱。
棉纺细纱机捻度变换两面是一致的，而毛纺细纱机，牵伸和捻度两面车各自能变换，这就影响了锭子有效利用。如推广细纱罗拉由伺服电机单独驱动，卷绕机构简化，实现无极调速，更换工艺，翻改品种变得简单。
三是加快5G+AI人工智能、大数据与云计算融合加快智能化的步伐，对不同原料、不同品种所用的纺纱工艺、技术、设备、器材、助剂、物料、用途及性价比等信息采集、联网、检测及质量预报、效率分析、能耗物耗等信息，通过对碎片化信息整合，基于CPS全过程互联互通及智能可视化客户交互平台，完善与提取更为可靠、高效、实用的应用技术。让所有纺企做到资源储存、智能优化、决策、推荐与共享。当然，每个企业可以现在着手筹备该项有意义的工作。
四是推广半精纺中我国独创的色纺专利混和技术（桂亚夫混棉专利技术），该技术也适合棉纺厂多纤维混纺的常规生产的混和效果。其混和理念新颖、构思巧妙、结构简单，实现了平铺直取、换向混和等多种混和原理的集成，达到按比例铺层（叠加）混和效果，甚至可以减少仓数或取消多仓。尤其解决了色纺与打样过程中繁重的手工预混，在清棉喂入时只要按混和比例的各种原料称重后直接扔进去即可，改善了工作环境，简化了操作管理，色纺混和质量确保稳定。
六、半精纺预处理相关注意事项
如果采用原料价格较为昂贵，则必须控制短绒及落棉，降低成本。预处理好坏决定生产流畅，首先把好原料关，通过和毛油的润湿性和渗透性的测定，解决原料可纺性选用方案问题，其次有针对性选择不同原料选用不同和毛油种类，把握好喷洒方式和养生时间。
6.1 预处理好坏决定生产顺畅关键
6.1.1 预处理的依据和非棉原料养生
从非棉可纺性角度看，预处理包含原料脱脂（毛）、脱胶（麻、丝），养生（对纤维渗透和毛油、抗静电助剂、防滑剂、水等），对棉纺而言，以养生为主，通常根据纤维比电阻高低决定具体方案。
①比电阻＜108Ωg/cm2，化纤类及混纺原料，预处理较为简单。一般经过开松用水养生即可，比例根据纤维本身回潮与车间温湿度而定，并养生24h（薄膜封盖）。无需添加其他油剂。
②比电阻＞109Ωg/cm2 ，如毛、麻、丝、锦纶等纤维预处理要求相对较高，解决静电缠绕问题，达到工艺要求的回潮率。
毛的养生选用和毛油，混用比例视和毛油性能好坏和原料特性，进口和毛油比例可适当减小，通常为0.5～1.5% ，国产比例为1.0～2.5%，特种毛纤维（如兔毛）和毛油的比例一般控制在2.5%左右，并在混毛中加入少量硅胶。或选用HA-1兔毛专用和毛油。
麻的养生可使用专用亚麻加湿剂或和毛油，如用1%的M80乳化油，3%的7号机械油，96%的水配置，放在库房进行加湿保养24h。
绢丝减少静电的养生，常用辅助油剂有散电灵、抗静电剂、合毛油、甘油等。某企绢丝加合毛油2%，加抗静电剂1.6%，回潮掌握在18-20%[1]。
比电阻高的化纤，如锦纶、芳纶等只需加入一定的抗静电剂和水。某企锦纶比电阻6.48×109/Ω·cm，选用CT-F-6型抗静电剂，将抗静电剂与水按照1：10的比例混合制成乳液，再根据纤维重量按比例均匀喷洒开松的纤维上，并养生24h（薄膜覆盖）。
6.1.2 和毛油种类与选择
和毛油一般由矿物油、植物油、乳化剂、柔软剂、集束剂、抗静电剂等组分经过乳化搅拌而成。常用基础原料有锭子油、蓖麻油、太古油、乳化剂EM系列、有机硅、表面活性剂SG系列、各种阴阳离子和非离子抗静电剂系列等。矿物油产量大，如锭子油、机械油、白油等，价格便宜，纺企可以自配。而渗透性、抱合性好的水溶性和毛油及非乳化性和毛油逐渐成为主流和毛油；同时，单独的润滑油无法使用，需要将它们进行乳化，常用乳化剂有洗涤剂、肥皂、胰加漂T、平平加O、雷米邦、拉开粉、乳化剂MOA、乳化剂EL等；常用的抗静电剂为：非离子型LD-9400H表面活性剂、阴离子型NP表面活性剂和阳离子型SN型季铵盐类表面活性剂（合纤纺丝）[2]。
6.1.3 喷洒设备方式
喷洒设备也可按比电阻或者可纺性进行选择。
①比电阻＜108Ωg/cm2 ，有两种常用方式：一是在A035型混棉机机后加喷嘴喷洒方式，随着水平帘运动同步加湿或者加油。二是在抓棉机横梁上配置一排喷嘴，并配备一台空压机。在抓棉机往复运行过程中空压机将和毛油均匀地喷洒在原料上。
②比电阻＞109Ωg/cm2 ，对毛、麻、丝等纤维预处理要求相对较高，一般有两个处理途径。
毛类纤维利用毛仓及和毛机充分混和渗透。绵羊毛弹性好，麻纤维抱合差，清花不易成卷，散毛一般采用毛纺和毛机给湿加油，在和毛仓闷毛，然后采用开棉机等预开松设备进行预处理。进入毛仓为360°旋转的风筒，并在风筒周围加装喷雾器，连续喷洒配置好的和毛油或抗静电剂。
对于无法成卷原料，只能用毛斗，如原料经过和毛机开松后，直接由喂毛斗喂入梳棉机。
麻的加湿使用专用亚麻加湿剂或乳化液，利用高压喷雾设备一层层的分别加湿，保湿备用。
对于纤维表面光滑、抱合力差的蛋白类复合纤维，如大豆蛋白复合纤维时，用待处理原料干重的0.7%～1%抗静电剂与10倍水混合均匀，在防静电处理时添加防滑剂，喷洒在松散的原料上搅拌均匀，在储棉间焖24h,再经3～5h露天去湿，手感好后再投入生产。
6.1.4 和毛油的润湿性和渗透性的测定
毛纺厂拉脱法是测量0.1%浓度的各种和毛油水溶液表面张力系数常用的方法之一。该方法的特点是用秤量仪器直接测量液体的表面张力，测量方法直观，概念清楚。和毛油对纤维动静摩擦系数的测定选用Y151型纤维摩擦系数仪。参照国标GB/T14342-93合成短纤维比电阻试验方法，用YG321测定和毛油对毛纤维及其他纤维比电阻的影响。选用电导率仪器测试和毛油不同浓度的电导率。
6.1.5 生产中其他注意事项
（1）如果批量生产，将羊毛加工厂购入的牵切羊毛包（主体长度34.04mm,细度5.2dtex）在圆盘抓包机上直接和棉抓取混和后进行纺纱，不进行任何预处理就能进行纺纱。既满足产品质量要求，也充分考虑节约成本，降低毛纤维的损耗。
（2）清花上，棉纺厂抓棉机本身具有混和作用，如果有和毛机搭档，通过“横铺直取”就可以满足多纤维混和效果。
（3）棉纺梳棉机适合棉型长度纤维，如羊绒、牦牛绒、羔羊绒等。纯毛、纯麻尽量通过毛前处理相关设备。
（3）棉纺并条机选择专门纺中长化纤类工艺配置的并条机，防止纺羊毛、丝、麻中超长纤维被拉断，由于隔距拉大，通过压力棒控制短纤维变速。当然，羊毛等纤维有前后弯钩，并条机消除弯钩能力和条子分离度均不如针梳机，需要在相关工艺中进行弥补调整。
（4）粗纱细纱在半精纺工程中绝大多数采用棉纺设备。从翻改品种需求，粗纱最好进行改造成机电一体化电脑控制四罗拉双皮圈牵伸的设备。细纱采用上销加长的中长型细纱机，适应中等长度纤维，最好采用赛络纺或者紧密纺等工艺提高半精纺纱线质量。
（5）后道并捻等设备采用自动化程度高的大卷装、少接头、疵点少的新型筒、并、倍捻等设备。
七、结 语
为解决棉纺设备在纺制非棉，尤其毛、麻、绢丝等原料可纺性差的技术短板，需要全面系统对现有棉纺设备单一功能进行改造，嫁接，创新。尤其棉纺前纺工序应借鉴半精纺预处理技术，包括工艺、设备、器材、改善可纺性，消除静电的和毛油、助剂、防滑剂等技术及使用方法。满足质量、产量、效率、性价比等方面要求。
作者：缪定蜀 苏州市纺织工程学会
编辑：中国纱线网新媒体团队
