包芯纱的特性、分类、纺制和产品开发

包芯纱的特性、分类、纺制和产品开发刘荣清张伟敏包芯纱从上世纪60年代中期生产，已有40余年历史。

包芯纱的需求不断增加，品种层出不穷。

据有关资料，全世界约有1千余万锭在生产包芯纱。

预期每年还将增长20~30万锭。

包芯纱获得市场的青睐，前景看好，经久不衰，是纺纱边缘品种的常青树。

由于包芯纱的广泛使用，USTER公司已在2007年发表了棉/氨97~90/3~10包芯纱的统计值。

1.包芯纱的特性：包芯纱是指通过芯纱和鞘纱组合的一种复合纱；一般以长丝为芯纱，短纤为外包纤维——鞘纱。

其特点为通过外包纤维与芯纱的结合，可以发挥各自的优点，弥补双方的不足，扬长避短优化成纱的结构和特性。

一般短纤维与长丝及其织物性能的比较见表1表1 短纤纱与长丝及其织物的性能对比由此可见，一般长丝与短纤纱相比，具有条干均匀，强度高，伸长、弹性好等优点，适宜作包芯纱的骨干，使充分发挥成纱强力高、弹性好以及特殊长丝功能等特点。

短纤是包芯纱的外包纤维，可充分发挥纤维的功能和表观效应，如新纤维的光彩美丽，纤维优良的吸水、吸湿性、耐热性、保暖性、柔软性、抗起球性等优良特长。

两者择优结合就可生产一般短纤纱和长丝无法比拟的包芯纱。

如弹力包芯纱，高强度、高模量、耐高温的缝纫包芯纱，烂花包芯纱，中空包芯纱功能性，高功能包芯纱等。

此外两种纤维的组合、包芯也常有利于可纺性和可织性，例如不锈钢导电纤维因有明火产生不能纺纱，但可用作芯纱制成包芯纱，同样能发挥导电和屏蔽电磁波功能。

包芯纱可织性一般优于长丝。

包芯纱配置两种纤维合适的混纺比例，也可以节省原料成本和纺纱成本。

2. 包芯纱分类2.1 按产品用途分类可分为缝纫用包芯纱、烂花布用包芯纱、弹力织物（包括针织物、机织物）包芯纱、花式包芯纱（如中空包芯纱、彩色包芯纱、赛洛菲尔包芯纱、竹节包芯纱等）、功能性、高性能织物包芯纱等。

2.2 按芯纱长丝分类一般可分为刚性包芯纱和弹性包芯纱两大类，前者有涤纶、腈纶、维纶（包括水溶性维纶）、锦纶等，后者有氨纶、PTT纤维、PBT纤维、DOW XLA弹性纤维等。

以氨纶使用最广泛。

2.3 按鞘纱纤维分类通常棉、毛、丝、麻（包括苎麻、亚麻、大麻等）、彩棉等天然纤维；粘纤、MODAL、TENCEL、大豆纤维、牛奶纤维、竹浆纤维、涤纶纤维、腈纶纤维以及各种有色化纤均可用于包芯纱的包覆纤维。

2.4 按纺纱设备分类目前环锭纺、转杯纺、摩擦纺、喷气纺等都可加装包芯纱纺纱装置，生产各类包芯纱。

纺纱装置基本类同。

2.5 按长丝（芯纱）含量分类长丝在包芯纱中含量是包芯纱主要指标，它对成纱性能和成本有很大的影响。

一般长丝含量在10%以下称低比例包芯纱；10%~40%称中比例包芯纱；40%以上称高比例包芯纱。

弹力包芯纱含量一般小于10%，在3%~5%，比例愈高，成本愈大。

纯涤纶缝纫用包芯纱，芯纱比例达50~60%。

烂花织物用芯纱的含量为40~60%，一般刚性包芯纱含量在20~40%。

芯纱含量不能太高，是受制约的。

理论上外包纤维的包覆宽度应大于芯纱表面的周长，否则会产生“露丝”的疵点。

2.5 按纺纱线密度分类与传统纱线分类相同，包芯纱将32tex及以上划为粗特包芯纱，21~30tex称中特包芯纱，11~20tex称细特包芯纱。

常纺包芯纱为16~70tex。

3包芯纱装置两种包芯纱装置包芯纱装置按喂入机构的不同，一般有两种形式图1 为长丝管状卷装消极喂入型。

其特点是长丝直接从卷装径向或者头端引出。

结构简单，不需要设置传动机构，适用涤纶等刚性长丝。

但要防止退绕时张力波动。

为此需加装张力控制器。

图2为圆柱形卷装积极喂入型，如图2长丝由一对喂入辊摩擦传动筒纱喂入，适用氨纶等弹性长丝的喂入和圆柱形长丝的喂入。

喂入辊与前罗拉间施加一定的牵伸倍数。

包芯纱装置安装、传动、张力和芯纱的定位包芯纱装置一般加装在纺纱机架上，安装时注意操作方便，防止与原粗纱相碰。

一般喂入卷装重3~5kg，一台机器的负荷要增加1.5t 以上，要控制纱架受力均衡，防止变形，必要时要加纱架支撑连杆。

积极喂入型喂入辊应采用重量轻，与长丝摩擦较大而耐磨的材料如铝合金等制成，以减少传动滑溜，并将表面涂色，与长丝形成反差较强的色差，便于识别“断丝”。

喂入辊一般由前罗拉经链轮、链条或齿形带传动，考虑两者牵伸倍数的变化，需加装传动带张力调整装置。

新型包芯纱装置喂入辊采用变频电动机附减速箱直接驱动，无级变速，不用链条和齿形带，喂入牵伸可直观显示。

一般包芯纱喂入粗纱喇叭头固定（不横动），也有设计须条与芯纱能同步移动的横动装置，以改善胶辊的线状磨损。

喂入长丝需确保加捻长丝成纱时置于须条的中心，为此需加装长丝导纱器，一般装在前罗拉上方。

Sucssen公司设计特殊的陶瓷长丝导纱器，由前胶辊传动，可正确调整长丝进入前罗拉的定位，如图3。

推荐采用图4的国产陶瓷张力控制器。

4.包芯纱纺制关键4.1 芯纱定位要正确芯纱长丝必须置放在前罗拉输出须条中间；由于加捻捻矩的作用，纺Z捻包芯纱时长丝位置应在中心偏左，纺S捻时应在中心偏右。

4.2 合适控制芯纱张力及预牵伸倍数刚性长丝喂入型应设置导纱张力控制器，长丝喂入张力略大于须条的牵伸张力。

Sucssen公司推荐纺一般纱张力为20cN。

紧密纺纱为50cN。

弹性长丝喂入型的预牵伸倍数一般为2.5~4倍，需根据芯纱密度、产品强力和弹性需求设定。

一般芯纱线密度愈大，长丝含量愈高、成纱强力愈佳，芯纱预牵伸应愈大，但预牵伸过大容易产生断丝。

实际预牵伸对不同材料长丝、不同线密度长丝、长丝卷装的大小会产生变异；变异过大会产生包芯纱缩率和弹性的差异，形成疵品。

实际预牵伸稳定直接影响成纱质量和线密度的稳定。

表2所示预牵伸的选用，可供参考。

表2 弹力包芯纱预牵伸的选用4.3 优选捻系数一般刚性包芯纱捻系数比普通纱大10%左右，常用捻系数范围350~400，弹力包芯纱捻系数比普通纱大10~20%，一般范围为350~400。

棉型中空包芯纱如捻系数偏低，则鞘纱与芯纱结合松弛，强力偏低易产生露白纱。

捻度过高容易产生缺芯纱，并形成熔丝困难。

过高的捻度在织造时易产生纬缩小疵点以及纺织品纬斜。

4.4 防止出硬头纺制包芯纱时，芯纱的引纱张力增加了前罗拉的引导力，因此如果前罗拉握持力不足，容易产生“出硬头”，鉴此必须调整纺纱工艺，采用加大前罗拉压力，增大钳口隔距，适当放大前中罗拉隔距等措施，减少牵伸力，防止前胶辊后向滑溜造成出硬头。

4.5优选钢丝圈纺制包芯纱时钢丝圈的优选十分重要，一般长丝热熔性差，熔点较低，在钢丝圈的运行中易形成热损坏而断丝或磨损。

造成疵纱及后加工断头。

选型时应选择通道较宽畅，防止其通道与磨损处形成交叉而损伤长丝。

钢丝圈调换周期可适当减短。

刚性包芯纱推荐采用扁平形或半圆形截面钢丝圈，弹性包芯纱采用半圆形截面钢丝圈。

前者型号可比传统细纱加重1~2号，后者宜比传统纱线减轻1~2号。

4.6包芯纱的定捻定捻的目的是稳定成纱的捻度和弹性，防止织造生产过程中产生扭结及张力不匀，纬缩等。

定型温度一般为85~90°。

弹力包芯纱可偏低掌握，过高的温度会影响包芯纱的强度和弹性。

定型时间与真空度及温度有关，可酌定。

5包芯纱疵点及其防治对策（表3）表3 包芯纱疵点及其防治对策6包芯纱产品开发常见包芯纱产品见表4表4 包芯纱产品一览由此可见包芯纱产品十分广泛，各种原料天然纤维、传统化纤、新型纤维、功能性纤维高性能纤维等都可应用。

产品有关服装、家饰产业诸领域，涉及民用、军工各方面，并在不断发展中，前景看好。

7结语随着人类文明进步和物质文化水平提高。

纺织品需求日益旺盛。

纺织品呈个性化、多元化、功能化的发展趋势。

具有短纤维和长丝复合功能，优势互补的包芯纱能满足这方面的要求。

专家预测：兼具长丝、短纤优势的面料将是未来大行其道的产品。

包芯纱属中、高端产品，是棉、毛、丝、麻等各种纤维纺的边缘产品，具备较高的技术含量和较高的附加值，值得研究开发并不断创新。

本文汇集包芯纱现状，分析发展趋势；综合实践体会，论述产品特点和纺纱关键；旨在为已涉及包芯纱的同仁，提供发展信息，扩大视野，开拓未来。

对未研发包芯纱的同仁提供现状，展望未来，期待共同发展，不断创新。

如有不当，敬请指正。

图1仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。

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