竹节纱产品设计与开发.doc

纺织服装概论论 文 院 系： 班 级： 姓 名： 学 号： 授课教师：竹节纱产品设计与开发【摘要】： 根据产品用途不同，对竹节纱织物的风格要求也不同，要准确把握其风格才能设计出符合客户要求的产品规格。如装饰窗帘布用竹节纱，要求有较密集而细长的竹节，具有水纹样的飘逸感，要求布面有立体悬垂的效果，常采用疏松组织，面料表面具有似露非露和隐隐约约的透视效果，体现家居软装饰的现代化个性。无论哪种竹节织物都要求竹节在布面上分布均匀美观。【关键词】： 竹节纱； 纺纱工艺； 原理； 设计与开发； 产品特征引言 竹节纱特征是具有粗细分布不均匀的外观，是花式纱中种类最多的一种，有粗细节状竹节纱、疙瘩状竹节纱、短纤维竹节纱、长丝竹节纱等。竹节纱可用于轻薄的夏季织物和厚重的冬季织物。可用于衣着织物，也可用于装饰织物，花型突出，风格别致，立体感强。 近年来，随着纺织品市场的不断变化，特别是服装和装饰等纺织材料的不断更新，竹节纱以其独特的结构、丰富的色彩在市场上具有很强的竞争能力和开发价值。目前，竹节纱在各类面料的生产中应用非常广泛，符合当前的流行趋势而广为流行，竹节纱品种多，适用范围广。一般来说，按竹节纱纺纱形式分：有气流纺竹节和环锭纺竹节；按竹节长度分：有长竹、中竹、短竹；按竹节倍数分：有粗竹、中竹、细竹；等等。1 竹节纱纺纱原理 竹节纱的产生，无非两种途径；一是细纱机前罗拉停顿，二是细纱机中后罗拉加速。图1 竹节纱机构设计原理1.1 短竹节（7cm以下）纺纱原理 短竹节纺纱原理就是利用电磁离合器传动前罗拉，正常纺纱时离合器吸合需要产生竹节时则脱离，从而使细纱机前罗拉瞬间停顿而中后罗拉继续运转，也就是使主牵伸区瞬间牵伸倍数为零从而产生一个竹节。前罗拉按转一停一转不断循环下去，就会产生一个一个的竹节，形成带有许多竹节的纱停顿时间越长，竹节长度越长，竹节粗度越粗，时间越短 ，则竹节短、细。在车速为150rmp（前罗拉转速），牵伸倍数为25倍左右时，前罗拉停顿时间不得超过1.2秒 ，否则断头就会大幅增加，无法正常进行纺纱。因此，前罗拉停顿的方法只能进行短竹节纱的纺制。 1.2 长竹节（10cm以上）纺纱原理 长竹节纺纱原理，则是利用一套加速机构，通过电磁离合器接通或断开动力源，使细纱机中后罗拉加速的方法产生竹节。在正常纺纱中，电磁离合器需要产生竹节时，电磁离合器吸合，使中后罗拉加速也就是使主牵伸区牵伸倍数瞬间降低，从而产生竹节。中后罗拉加速的方法可分别控制竹节的长度和粗细度，这是前罗拉停顿的方法所不能及的。中后罗拉加速时问越长，则竹节长度越长，加速时间短，则竹节长度亦短。中后罗拉加速越快，则竹节越粗；反之，则竹节越细。但是利用这种方法却不能产生竹节间隔很小的竹节纱，原因是因为电磁离合器在剩磁的影响下，在一个很小的时间问隔内，无法顺利脱离，常常产生连成一个要求长度两倍以上的竹节。同时也无法产生10厘米以下长度的竹节。 由于中后罗拉加速时，所需的扭矩很大，而细纱机机头内空间有限，不可能选择尺寸更大的电磁离合器（电磁离合器扭矩越大，其外形尺寸越大）。同时电磁离合器本身具有最小吸合时间限制，在最大扭矩与最小扭矩之间，其输出扭矩与通电时间之间的关系为y=x。因此,加速时间太短，则可能不产生竹节。 图2 竹节纱纺纱原理2 竹节纱的加工工艺2.1 竹节纱的工艺流程 竹节纱粗节长一般为45mm；每米竹节个数为粗支纱58个，细支纱36个。竹节纱的工艺流程与常规纱基本相同，为：清花梳棉并条粗纱细纱筒子，一般不摇纱，因为竹节纱捻度低，特别是粗节部分，绞纱退绕易使纱线缠绕，退纱时粗节发毛。2.2 竹节纱的纺纱工艺技术特点和措施纺部工序要合理选择工艺参数，保持各部件的机械处于良好状态，加强管理，严格执行操作法，车间要保持合适稳定的温湿度，搞好清洁工作，生产中出现的问题要及时解决。2.2.1 原料竹节纱的原料要求纤维整齐度好，特别是兰麻，落麻纤维长度差异率大，超长倍长多，一般不用来生产竹节纱，通常用精干麻切断成452mm长，杜绝超长纤维，否则易产生橡皮纱，腈、涤等能在棉纺设备上纺纱的纤维均可纺竹节纱。2.2.2 清花、梳棉、并条工序该三工序工艺与常规品种相同。 2.2.3 粗纱工序工艺主要是定量与捻度要适当，捻度偏小控制，特别是腈纶纤维。这是因为：细纱牵伸区中，由于前罗拉瞬时停顿，前牵伸区牵伸倍数局部为1，中皮辊对该段须条控制力强，要使前罗拉运转时该段纱能从中皮辊抽出，必须保证握持力大于牵伸力，故需尽量降低粗纱捻度以减小牵伸力。粗支竹节纱定量偏小掌握，以保证产品质量，因为纱支越粗，细纱牵伸效率越低，如c3.5ne竹节纱通常牵伸效率为70%80%，与粗节大小及竹节间距有关，如细纱理论牵伸倍数为12倍，实际只有9倍。 粗纱工序要合理选择工艺参数，工艺设计要以减小牵伸力为主，粗纱总牵伸倍数适当偏大掌握，粗纱捻度适当偏大控制，粗纱定量适中控制，在实际生产中要减少粗纱退绕时产生意外伸长，合理控制纺张力，工艺采用强控制、中速度、中隔距、大捻度、小张力”的工艺原则 ，为避免细纱工序牵伸不开，同时采用中定量的工艺配置，并合理控制车间温湿度，以降低粗纱断头率，改善条干不匀，提高粗纱内在质量。3 细纱工序的工艺特点和技术关键 细纱工序是竹节纱生产的关键，因为竹节纱的生产主要是 通过细纱机进行局部技术改造进行的，采取措施如下：3.1 降低细纱捻度 竹节纱中粗节部分局部无捻或捻度分布少、常规纱段捻度分布多，只需保证常规纱段捻度即能保证整段纱条强力要求。通常其捻度值为同支常规纱的70%90%，如：c3.5ne竹节纱捻系数为250，c3.5ne普通纱捻系数约为340；腈纶7ne竹节纱捻系数为240，腈纶7ne普通纱捻系数为300。3.2 采用大钢领 , fa503型细纱机配套钢领最大为45mm，由于竹节纱粗节部分直径是常规纱部分的3倍左右，细纱卷绕时空隙多、密度小，特别是粗支纱卷绕密度更小，为尽量提高生产效率而采用最大的钢领。3.3 偏重掌握钢丝圈 虽然同支竹节纱较常规纱细，但由于粗节部分直径大，为保证纱线不发毛，应选用通道较大的钢丝圈，如a3.5ne竹节纱采用g40号钢丝圈，c5ne竹节纱采用g25号钢丝圈3.4 严格控制前罗拉速度 由于竹节纱强力低，并使用了较大的钢丝圈，故需降低钢丝圈速度，以减少断头，同时也受电磁离合器结构的影响。离合器速度太快易出现故障，前罗拉频率必须控制在160r/min以内，高支竹节纱更低，在80r/min左右。3.5 加大级升距及轴向间距 由于卷绕密度小，为避免烂纱，宜加大级升距及轴向间距以保证成形良好。3.6 加大前区隔距 棉及棉型化纤纯纺或混纺细纱前区隔距为1824mm，而竹节纱由于瞬时在前区出现停顿，要保证纱条能顺利牵伸，采取增大前区隔距的办法，一般为2535mm，同时将上销后移2mm，致使隔距加大后停顿的纱条不仅不会倒歪，而且总是往上凸起，从而输出时表面光滑。3.7 细纱成形凸轮反装 由于竹节纱速度低，纺纱张力低，纱线卷绕密度小，筒子退绕时易出现脱圈现象。成形凸轮反装后使管纱原来的束缚层变成了绕纱层，绕纱层成了束缚层，减少了脱圈现象。3.8 络筒纱线通过筒子工序后，主要出现发毛现象，并产生意外伸长，竹节纱则更明显。放大清纱板隔距或取消清纱板可增大纱线通道，从而减少纱线发毛现象。同时相应降低络筒速度，但由于速度降低后张力小，筒子易出现珠网现象，故应增大张力片重量。注意事项a. 细纱控制器离合器需专人维护，定期保养。离合片部分每两小时用汽油冲洗一次（开车中进行，不影响生产），否则竹节大小不一，甚至无竹节，每月将离合器彻底保养一次b. 细纱前罗拉安装应严格保持水平，传动齿不能歪斜，否则罗拉产生轴间滑移，既影响传动齿寿命，更重要的是轴向滑移量超过5mm时，纱条便出现压不烂现象，严重影响成纱质量。c. 控制器每台可同时控制多台细纱机生产同一品种，但尽量采用单台控制，否则会降低生产效率。4 竹节纱产品设计与开发4.1 竹节纱产品工艺设计4.1.1 纱号设计 在确定竹节纱的百米定量时，应根据竹节长度、节距的大小和竹节段粗细，换算成百米定量。但由于竹节部分和节距部分 有一粗细过渡态，特别是转杯纺竹节纱，过渡态较长，因此计算重量和实际重量问会有一定的差异，实际生产中应根据大面积定量进行微调。4.1.2 竹节粗度 在竹节纱纺纱过程中，粗度是较难掌握的参数。我们用切断称重法来检定竹节的粗度，即取相同长度的竹节部分和节距部分，分别称重，竹节重量与节距重量之比即为粗度。粗度一般由试纺确定，经用户认可后投入批量生产。4.1.3 竹节长度 （）环锭竹节纱的竹节长度 在前罗拉变速情况下，取决于前罗拉的速度（/s）和瞬时降速的时间（s）的乘积，在后罗拉变速情况下，取决于前罗拉的速度（s）和后罗拉升速的时间（s）的乘积，一般误差较小。（）转杯 竹节纱 的竹节 长度 在改变喂给罗拉速度的情况下分为两种情况 ： 设为喂给罗拉高速情况下引纱罗拉输出的纱线长度，为转杯的直径，为竹节长度。 当d即在喂给罗拉升速的时间内引纱罗拉输出的纱线长度大于纺杯的周长时，竹节长度+a（a一），为纺杯周长的两倍以上。（见图3）图3当d即在喂给罗拉升速的时间内引纱罗拉输出的纱线长度小于纺杯的周长时，竹节的长度=d+b（），介于纺杯周长与两倍纺杯周长之间。（见图4）图44.2 竹节纱产品开发4.2.1 弹力竹节纱 生产弹力竹节纱的方法是将纺氨纶包芯纱装置与纺竹节纱装置安装在同一台细纱机上，细纱机前罗拉传动氨纶包芯纱装置，后罗拉运动由竹节纱装置控制。当竹节纱装置工作时，罗拉作瞬时超喂运动，就在氨纶包芯纱上产生一个粗节从而形成弹力竹节纱。4.2.2 包芯竹节纱 生产包芯竹节纱要将纺包芯纱技术与纺竹节纱技术两者结合起来。芯纱采用的原料可以是涤纶长丝、锦纶长丝等。外包覆纱原料采用棉、纤化纯纺或混纺。生产包芯竹节纱的方法，种是利用粗纱机生产包芯纱技术，先生产出包芯粗纱，然后将其再喂人配置有竹节纱装置的细纱机，纺成包芯竹节纱。另一种方法与生产弹力竹节纱方法类似，就是将包芯纱装置与竹节纱装置结合起来使用，芯纱筒子换成涤纶或锦纶长丝等。调整芯纱滚筒输速度前罗拉速度一致。当竹节纱装置工时，细纱机前罗拉产生瞬时停顿（或后罗拉瞬时超喂）即可纺出包芯竹节纱。 4.2.3 ab竹节纱 竹节纱是利用纱的结构，在配有竹节纱装置的细纱机上生产。将两根不同原料的粗纱同时平行喂人细纱机后罗拉，经过牵伸区又平行进入前钳口。当竹节纱装置工作时，前罗拉产生瞬时停顿，纺出竹节纱。竹节纱染色后由于两种原料存在染色差异性，就形成两种色彩交替的“麻花”状结构。竹节纱的基纱部分出现两种色彩的“小麻花”，竹节部分呈现两种色彩的“大麻花”。设计纱两种原料不同配比可产生各种色彩效果。4.2.4 彩点竹节纱 生产彩点竹节纱的方法是将细纱机前罗拉与中罗拉组成一个牵伸齿轮传动系统，由主机传动，后罗拉与主机断开而由竹节纱装置控制其运动。将两根不同原料的粗纱，一根作为基纱从中罗拉喂人，一根作为饰纱从后罗拉喂入。当竹节纱装置工作时，后罗拉作间歇超喂运动，就在基纱上叠加一块粗节。通过印染加工，两种原料因着色差异而呈现出彩点竹节纱的效果。5 竹节纱产品的种类与特征5.1 捻度捻度的大小对竹节纱的质量和外观有一定的影响。捻度过小竹节容易松散，合股纱线不容易牢固的抱合，纱线的强度也会下降。（见表1表3）表1 样品1的捻度表2 样品2的捻度表3 样品3的捻度在测饰纱对芯纱的捻度时发现，竹节两端捻度也相反，一端是捻，一端是捻，相邻两竹节捻度也相反，现为一端的捻度。因饰纱在竹节处喂入倍数高，捻度小，这样竹节效果明显；而无竹节处捻度大，竹节间距处纱线紧密。5.2 张力 在成纱的过程中控制前后罗拉的张力是关键，芯纱位于竹节纱的中心并构成竹节纱的基干，喂入速度较慢，张力较大，饰纱绕在芯纱的外面起装饰作用，速度较快，张力较小。应根据具体情况加以控制。5.3 超喂 三个样品的超喂倍数见表4。表4 各样品的超喂倍数超喂倍数前罗拉速度/后罗拉速度饰线长度/芯线长度。样品的饰纱超喂倍数最大，样品1最小。由上面竹节长度和密度的数据分析可知，在竹节密度相同时，超喂倍数越大，竹节平均长度越大。如样品和样品2，两者密度相同都是10/m，样品的超喂倍数大，竹节平均长度也比样品2竹大。5.4 其他 原料的选择较为关键，一般芯纱选择强力较好的锦纶、 涤纶。饰纱选其他如棉、毛等，配以各种色彩，固纱可选择 长丝。纤度的选择应根据织物的用途、风格特征而定，夏季 选纤度较小的纱线，而冬天用的相对粗些。6 结语 通过在细纱机上加装竹节纱装置来纺制竹节纱经济合算，品具有较高的附加值。生产中应根据装置的纺纱原理和产品用途合理配置竹节纱工艺参数，以保证纺纱生产顺利，充分体现竹节纱织物风格。在产品开发方面应注意竹节纱的多样化，使竹节纱织物丰富多彩。 7 参考文献1刘常威，张运球.竹节纱的开发与应用.纺纱文摘.1994.4.第27卷第2期.2赵博.变支变捻羊毛竹节纱产品的开发及工艺研究.北京：纺织工业出版社，1980.3邵利韬.竹节纱的设计生产及来样织物分析.纺织导报.2008 ,no.94陶海滨.