（纺织工程专业论文）苎麻牵切纺纱技术的研究.pdf

附件一： 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文， 是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确 注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写 过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并 完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：旁令1 司 日期：巧1 年月歹日 ，t 附件二： 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被 查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编 本学位论文。 保密回，在弓年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密口。 学位论文作者签名：矽两司 日期：，7 年月j 日 指导教师签名：弓农硼 日期：口佴，月r 日 苎麻牵切纺纱技术的研究 摘要 苎麻牵切纺纱是一项新兴发展的技术，可以减少超长、倍长纤 维的存在，提高苎麻纤维整齐度，降低麻粒和短纤维数量，从而提 高了麻条的质量和制成率。由于苎麻牵切纺纱属新工艺，尚无专用 设备，只有通过反复调整试验设备的工艺参数，才能使牵切技术能 够成功应用到苎麻纺纱中。在调整工艺参数过程中，有效减少牵切 精干麻条中的硬条是本课题的研究重点。现己顺利实现将精干麻牵 切后进行直接制条，并通过牵切麻条进行试纺，已经证明苎麻牵切 纺纱的可行性。 本文最终的结论有： 1 、理想的情况下，皮辊的加压量应保证喂入纤维束完全被牵 切，而皮辊的加压量与牵切隔距有直接关系。通过测定不同握持距 离的纤维束断裂强力，推导得握持压力与隔距的关系式。经验证， 此关系式合理正确，在以后的牵切纺纱过程中可以根据此关系式来 确定各皮辊加压的大小。 2 、精干麻j w 顷, n 连续牵切成条的条件：选择纤维整齐度好、松 散、柔软有韧性、残胶率低的原料；输出纤维麻条干定量6 - 9 9 m 较 为适宜；喂入时把与把之间应保持适宜的搭接长度。 3 、通过隔距、牵伸倍数与硬条率的单因子试验表明，牵切麻 条的硬条率随着总牵伸倍数的增大而减小，说明总牵伸倍数对硬条 率的影响比较大，预牵切隔距的变化对最终牵切效果的影响有限。 4 、通过牵切隔距、预牵切区牵伸倍数及牵切区牵伸倍数的正 交试验，表明影响苎麻纤维长度不匀的主要因素是牵切隔距，牵切 i 区、预牵切区的牵伸倍数对其影响较小；对硬条率有显著影响的因 素是牵切隔距和牵切区牵伸倍数；三者对麻粒的影响均为显著，其 中以牵切区牵伸倍数的影响最大。 5 、经过牵切工序，纤维变细，强度增加，伸长率下降幅度在 5 以内，纤维的强力不匀下降2 ，伸长率不匀上升4 。总体来 讲，牵切对纤维的损伤不大。 6 、经牵切后，常规精干麻、带状精干麻均产生少量麻粒，但 带状精干麻的硬条率略高，达2 3 8 ；麻饼经牵切后的硬条率略微 下降，麻粒数增加。相对于带状精干麻和麻饼，常规精干麻采用牵 切工艺纺纱要更具有优势。 7 、为降低精干麻牵切麻条的硬条数量，采取两道牵切方法效 果并不明显，但经过两道预牵切后再进行牵切的工艺可以使硬条率 由3 4 下降到1 8 ，效果显著，同时平均长度减少2 r a m ，长度不 匀由1 9 5 降为1 6 4 ，短纤维率增加3 。 8 、对比牵切麻条与常规精梳麻条，尽管试验的牵切麻条纤维 的平均长度短，硬条率比常规精梳麻条要高，但由于短纤维、麻粒 数量要少。用牵切麻条在工厂进行纺纱，与常规生产纱质量比较， 牵切纱强力、强力不匀、伸长不匀要好于常规细纱。 关键词：牵切，加压，隔距，牵伸倍数，硬条率，苎麻纺纱 a b s t r a c t s t u d yo ft h es t r e t c h b r e a k i n g o nt h er a m i es p 删i n g a bs t r a c t s t r e t c h b r e a k i n gi nr a m i es p i n n i n g i san e wt e c h n o l o g y ，i tc a n l e s s e nt h ee x i s t e n c eo fo v e r - l e n g t ha n do v e r - c u tf i b e r s ，i m p r o v et h e l e n g t hu n i f o r m i t y ，r e d u c et h eq u a n t i t yo fn e p sa n d s h o r tf i b e r s ，t h e r e b y i m p r o v et h er a m i es l i v e rq u a l i t ya n dr a t eo fy i e l d i n g a st h e r ei s n o s p e c i a le q u i p m e n t s s u i t a b l ef o rt h en e wc r a f t a p p l y i n g t h e s t r e t c h b r e a k i n gt e c h n o l o g yo n t h er a m i es p i n n i n gp r o c e s s ，w ec a no n l y m a k ei ts u c c e s s f u l l yb ya d j u s t i n gt h es a m p l ee q u i p m e n tp a r a m e t e r s r e p e a t e d l y t h ek e yp o i n to ft h i sr e s e a r c hi sh o w t or e d u c et h es t r i n g r a t ee f f e c t i v e l yi nt h ec o u r s eo fa d j u s t i n gt h ep r o c e s sp a r a m e t e r t h e f e a s i b i l i t yo fs t r e t c h b r e a k i n ga p p l i e d o nr a m i es p i n n i n gh a sb e e n p r o v e db yb o t ht h ep r o c e s sf r o mt h ed e g u m m e dr a m i et ot h er e s u l t a n t s l i v e r ，a n dt h es u c c e s s f u lp i l o ts p i n n i n go f s t r e t c h b r o k e ns l i v e r t h ec o n c l u s i o no ft h i sp a p e ri n c l u d e s ： 1 u n d e rt h ei d e a lc o n d i t i o n ，t h er o l l e rp r e s s u r es h o u l dg u a r a n t e e t h a tt h ef e e d i n gf i b e rt o wa r es t r e t c h b r o k e ne n t i r e l y ，a n dt h e r ei s a d i r e c tr e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h er o l l e rp r e s s u r ea n dt h es t r e t c h b r e a k i n g g a u g el e n g t h b a s e do nt h em e a s u r e m e n to fb r e a k i n gs t r e n g t ho f f i b e r t o ww i t hd i f f e r e n tg r i pl e n g t h ，t h ec o n n e c t i o ne q u a t i o nb e t w e e nt h eg r i p p r e s s u r ea n dt h eg a u g el e n g t hc a nb ea c q u i r e d t h ee q u a t i o nh a s b e e n p r o v e dr e a s o n a b l ea n dt h er o l l e rp r e s s u r e c a nb ef i x e db yi ti nt h e c o u r s ed u r i n gt h es t r e t c h b r e a k i n g a b s t r a c t 2 t h ei d e a lc o n d i t i o nf o r d e g u m m e d r a m i e c o n t i n u a l l y s t r e t c h b r o k e ni n t os l i v e ri s ：c h o o s et h ef i b e rw i t hg o o du n i f o r m i t y 、 l o o s e 、f l e x i b i l i t y 、l o wr e s i d u a l ；t h el i n e a rd e n s i t yo fd e l i v e r yr a m i e s i l v e ra m o n g6 - 9 9 mi ss u i t a b l e ；k e e pe n o u g hl a p p i n gl e n g t ha m o n g t h e t o w sw h e nf e e d i n g i ti ss u i t a b l ew h e nt h el a p p i n gl e n g t hi s1 3o f f e e d i n gb u n d l e sl e n g t h 3 b a s e do nt h es i n g l ef a c t o re x p e r i m e n t so fg a u g el e n g t h 、d r a f t m u l t i p l ea n ds t r i n gr a t e ，t h es t r i n g r a t eo fs t r e t c h b r e a k i n gr a m i e d i m i n i s h e sw i t ht h ea u g m e n t a t i o no fg e n e r a ld r a f tm u l t i p l e ，i ts h o w s t h a tt h eg e n e r a ld r a rm u l t i p l ea f f e c t st h es t r i n gr a t es t r i k i n g l ya n dt h e v a r i a t i o no fp r e - s t r e t c h - b r e a k i n g g a u g eh a s al i t t l ee f f e c to nt h e r e s u l t a n tt h es t r i n gr a t e 4 b a s e do nt h eo r t h o g o n a le x p e r i m e n t sa m o n gg a u g el e n g t ho f s t r e t c h b r e a k i n gz o n e 、d r a f tm u l t i p l eo fp r e s t r e t c h b r e a k i n gz o n e 、d r a f t m u l t i p l eo fs t r e t c h b r e a k i n gz o n e ，t h ee v e n n e s so fr a m i el e n g t h i s m o s t l ya f f e c t e db yg a u g el e n g t ho fs t r e t c h - b r e a k i n gz o n e ，l e s sa f f e c t e d b y d r a f tm u l t i p l eo fp r e - s t r e t c h b r e a k i n gz o n e 、d r a f tm u l t i p l eo f s t r e t c h - b r e a k i n gz o n e t h ef a c t o r sa f f e c t i n gs t r i n gr a t er e m a r k a b l e l ya r e g a u g el e n g t h o f s t r e t c h b r e a k i n g z o n e 、d r a f t m u l t i p l e o f s t r e t c h b r e a k i n gz o n e ；t h et h r e ef a c t o r sa l la f f e c tr a m i en e p ss t r i k i n g l y ， e s p e c i a l l yt h ed r a f tm u l t i p l eo fs t r e t c h b r e a k i n g z o n e 5 a f t e rs t r e t c h b r e a k i n gp r o c e s s ，t h ef i n e n e s s 、a n dt e n a c i t yh a v e i m p r o v e d ，t h ee l o n g m i o nd e c r e a s e5 ，t h ee v e n n e s so f f i b e r ss t r e n g t h d i m i n i s h e sb y2 ，a n de v e n n e s so fe x t e n s i o nr a t ea s c e n db y4 t o s u m u p ，t h ef i b e r sp h y s i c a la n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e sd o n tc h a n g et o o m u c h ，a n dt h e r ei sl i t t l ed a m a g et ot h ef i b e rf r o ms t r e t c h b r e a k i n g 6 b o t ho f u s e dd e g g u m m e dr a m i ea n dr i b b o nd e g g u m m e dr a m i e a f t e rs t r e t c h b r e a k i n gg e n e r a t el e s sn e p s ，b u tt h es t r i n gr a t eo fr i b b o n a b s t r a c t d e g g u m m e dr a m i ei sh i g h e r ，i tr e a c h e s2 3 8 ；t h es t r i n gr a t eo ft h e o p e n e dl a po f r a m i ed e s c e n d sa p p r e c i a b l y ；b u tt h en e p si n c r e a s eg r e a t l y c o m p a r e dw i t ht h ed e g g u m m e dr a m i ea n do p e n e dl a po fr a m i e ，i ti s m o r ep r o p e rh a st h ea d v a n t a g et oa p p l yt h es t r e t c h b r e a k i n gt e c h n o l o g y o nt h eu s u a lr a m i es p i n n i n gp r o c e s s 7 i no r d e rt or e d u c et h es t r i n gq u a n t i t yo fd e g u m m e dr a m i eb y s t r e t c h b r e a k i n g ，t h e t w i c es t r e t c h - b r e a k i n gi st a k e n ，t h eu n o b v i o u s r e s u l ti sg a i n e d ，t h es t r i n gr a t ea f t e rt w i c es t r e t c h b r e a k i n gc a nb e d r o p p e df r o m3 4 t o1 8 m e a n t i m et h ea v e r a g el e n g t hr e d u c e sb y 2 m m ，u n e v e n n e s so fl e n g t hd r o p sf r o m19 5 t o16 4 ，t h er a t eo f s h o r tf i b e rc o n t e n ti n c r e a s eb y3 8 c o m p a r e dt ot h eg e n e r a lr a m i es i l v e r ，t h o u g hs t r e t c h - b r o k e n r a m i es i l v e rh a sl i t t l es h o r t e ra v e r a g el e n g t h ，a n dt h eh i g h e rs t r i n gr a t e ， b e c a u s et h eq u a n t i t yo fs h o r tf i b e r sc o n t e n ta n dn e p sa r ef e w e rt h a nt h a t i nu s u a lr a m i es i l v e r t h es t r e n g t h ，u n e v e n n e s so fs t r e n g t h ，u n e v e n n e s s o fe x t e n s i o no ft h ey a mm a d eb ys t r e t c h b r o k e na r eb e t t e rt h a nt h a to f t h ey a mm a d eb yu s u a l w a n gq u a n g u o ( t e x t i l ee n g i n e e r i n g ) s u p e r v i s e db y p r o f e s s o rz h a n gy u a n - m i n g & y u c h o n g w e n k e yw o r d s ：s t r e t c h b r e a k i n g ，r a m i es p i n n i n g ，t h er o l l e rp r e s s u r e ， g a u g el e n g t h ，d r a f tm u l t i p l e ，s t r i n gr a t e v 目录 目录 第一章前言1 1 1 概述1 1 2 国内外的研究现状一2 1 3 苎麻牵切新工艺的特点5 1 4 本章小结9 第二章苎麻牵切机结构及其特点1 0 2 1 苎麻牵切机原理1 0 2 2 苎麻牵切机的结构1 2 2 3 衡量苎麻牵切条质量指标的讨论1 5 2 4 本章小结1 8 第三章苎麻牵切隔距与皮辊加压的关系分析1 9 3 1 苎麻纤维束拉伸试验1 9 3 2 牵切隔距与皮辊加压关系分析2 0 3 3 本章小结2 6 第四章苎麻牵切纺纱工艺探讨2 8 4 1 原料的喂入2 8 4 2 皮辊加压的确定31 4 3 牵伸倍数与牵切隔距的正交试验3 2 4 4 牵切前后苎麻纤维物理机械性能的变化4 0 4 5 精干麻、带状精干麻及麻饼牵切效果比较4 1 4 6 本章小结4 3 第五章降低牵切麻条中硬条的研究4 5 5 1 精干麻牵切连续成条的难点及其解决办法4 5 5 2 精干麻牵切减少硬条的试验4 6 5 3 精干麻牵切对设备的要求5 0 目 录 5 4 本章小结5 1 第六章牵切纺纱的性能测试及结果分析5 2 6 1 牵切苎麻条与常规精梳麻条对比分析5 2 6 2 牵切苎麻纱与常规纱性能对比分析5 3 6 3 本章小结5 5 第七章总结与展望5 6 7 1 总结。5 6 7 2 展望5 7 参考文献5 8 攻读学位期间发表的学术论文6 1 致谢6 2 第一章前言 第一章前言 1 1 概述 苎麻是我国特有的纺织原料，我国苎麻纤维原料占世界总产量9 0 以上l l j 。 产品素享世誉，在全国和区域经济发展中曾起着举足轻重的作用1 2 j 。苎麻纤维 由于其具有强度高、吸放湿快等特性，其织物透气性强和硬挺，是高档的服装 面料。但同时，苎麻纤维又有着纤维粗、硬，纤维长度长，且长度不匀大等缺 陷【3 】。因此，在纺纱中，引起许多加工等方面的问题，导致其成纱的质量不高， 从而严重制约了其作为高档产品的应用。苎麻纤维中超长、倍长纤维的大量存 在给苎麻纺纱带来了很大难度，苎麻纤维长度参差不齐，不匀率很大( 一般在 8 0 左右) 【4 】，给纺纱过程造成了诸多困难，严重影响纱线的成纱质量。特别是 长度超过1 5 0 m m 以上的超长纤维的大量存在给纺纱质量带来的危害更大。 1 9 7 5 年前，我国的苎麻纺纱大都采用绢纺式工艺，现在基本上改为精梳毛 纺工艺。绢纺式工艺流程：精干麻一软麻一养生一扯把一大切一圆梳- - - d , 切一 排麻一延展- - - - n 条一针梳( 4 道) 一粗纱一细纱，其特点是手工操作较多，劳 动强度较大，生产效率较低，容易发生工伤事故，而且短纤维束较集中，成纱 中的大小节疵点较多，因此大部分已被毛纺式工艺取代。毛纺工艺流程：精干 麻一堆仓一扯麻、开松一梳麻一预并理条( 一、二) 一精梳一针梳( 4 道) 一 粗纱一细纱。此工艺虽然提高了生产效率，降低了劳动强度，但目前的新工艺 对苎麻来说，也不尽合理，它为了将苎麻纤维控制在一定的长度，并分离成单 纤维状，采用了开松和梳麻工序，经这两工序后，原本比较伸直的纤维反而被 打乱，梳麻产生了大量麻粒，梳麻中条内苎麻纤维长度离散度仍很大，超长纤 维数量多，超出平均长度一倍以上的纤维占5 左右。有试验表明，梳理中产 生的麻粒有2 0 是由较长纤维形成的，且长度过长的纤维在精梳的梳理过程中 还会产生后弯钩，使麻网破洞而影响精梳条干【5 1 。由于超长、倍长纤维的大量 存在，在粗、细纱的牵伸过程中，若罗拉隔距太小，由于牵伸力过大和长度大 于隔距的长纤维较多，易造成牵伸不开而出“硬头”，并且许多国外毛型细纱 机的隔距较小，牵伸摇架的隔距最大仅2 2 0 m m ，不能直接加工苎麻纱；若隔距 过大，会造成许多超长、倍长纤维在牵伸中无法被拉断，且浮游纤维数量增加 切设备及工艺作进一步的研究和探讨，希望能够为牵切新工艺在苎麻纺纱行业 中得到应用并日臻完善作些贡献。 1 2 国内外的研究现状 牵切工艺最早是应用在化纤生产上，目前设备发展比较先进，尤以日本 o m 公司、西德的s e y d e l 一6 8 2 、意大利的c o n g n e t e x 的牵切设备以其先进 的自动控制加压循环系统和高质量聚氨酯皮辊，并能一机多用而享誉世界。现 在由于市场全球化，牵切成条技术在纺织品生产领域的应用日益广泛和普及 【7 1 。近年来国内有棉纺厂在生产毛棉混纺产品时也采用毛条牵切成条技术，牵 切后的毛条中毛纤维长度整齐度好且与棉纤维的长度非常接近，可以在棉纺织 设备上纺出附加值高、产品档次高的毛棉( 或棉型化纤) 混纺产品。但由于化纤、 羊毛等纤维弹性大，其牵切机构中一般还有热定型等装置，机构复杂，而麻纤 维具有粗、硬、断裂伸长小的特性，因此麻条的牵切设备不能直接照搬。麻纺 行业内目前还尚无一套适应苎麻纺纱特点的牵切成条技术。 1 2 1 牵切技术在化纤领域的应用【8 】 牵切技术最早应用于化纤生产。牵切的起源要追溯至u 1 9 3 0 年的一项美国专 2 第一章前 言 利【9 】。以这一专利为基础在5 0 年代至6 0 年代成功地开发出著名的“土波式( 丝束) 直接成条机”。化纤长丝束由于弹性大，其生产中应用的牵切成条机后面一般 常跟随一个联合式并条机，是直接成条机和联合式并条机结合在一起的机组设 备，并带有热定型等装置，机构复杂【l o l 。将化纤长丝变短并直接成条目前有切 断法和拉断法( 即牵切法) 两种加工工艺，其中切断法直接制条工艺是通过机器 上特制的螺旋状刀辊与砧板罗拉的作用，将长丝按工艺要求切割成等长或不等 长的短纤维，然后经过针梳机或其它牵伸并合装置进行并合与牵伸，制成短纤 维条。切断法由于是化学纤维等长切断，因此在与羊毛混纺时会产生牵伸不匀， 使纺纱质量下降。因此，切断制条工艺己呈现被淘汰的趋势。 拉断法直接制条又称为牵切制条，是一项逐渐完善、合理的制条工掣1 0 】， 是于1 9 3 4 年在德国f a r b e n 工业协会的建议下，由德i n s e y d e l 公司引入市场的。 6 0 年代，牵切成条技术流行于欧洲和美引1 1 】，不久即传到了世界上很多纺织工 业国，现在由于市场全球化，牵切成条技术在纺织品生产领域的应用日益广泛 和普及【1 2 】。 1 2 2 牵切技术在羊毛领域的应用 牵切技术除了早期在化纤生产上的广泛应用之外，近年来在羊毛条、兔毛 条生产上的应用也日渐增多【1 3 】。 8 0 年代初期，以精梳落毛为原料，在棉纺设备上纺制的毛棉混纺纱因毛纤 维整齐度差且与棉纤维的长度差异大，以致生产难度大，成纱质量差，生产效 率低，产品档次低。近几年，不少外商需求高档毛棉混纺产品，要求成纱纱支 细、条干好、强力高、毛羽少，织物不仅挺爽、滑糯，而且轻薄细腻、悬垂、 柔软、富有弹性【1 4 】。为此，国内一些生产厂家以高品质的精梳细支澳毛条为原 料，尝试采用毛条牵切工艺。生产实践证明，牵切后的毛纤维整齐度好且与棉 纤维的长度非常接近，从而能在棉纺织设备上纺制出附加值高、产品档次高的 毛棉( 或棉型化纤) 混纺产品【1 5 】。毛条牵切工艺的创新，解决了在棉纺设备上混 纺时毛纤维同其它纤维长度差异大的矛盾，为纺优质毛棉( 或棉型化纤) 纱，织 制高档毛棉织物打下了基础【1 6 1 。 1 2 3 牵切技术在绢丝领域的应用 近年来，随着生活方式和消费者趣向的变化，丝织物用于传统服装的倾向 在下降。其中，将蚕丝织成西服面料而上市的各种丝制品，已能满足形象高雅、 第一章前言 穿着优美、感觉舒适的要求。众所周知，以前从蚕茧中制出的丝纤维，其使用 方法可分两种：一种是通过缫丝制成的长丝( 生丝) ；另一种是通过纺织方法制 成的绢丝( 绢纺丝) 。目前这两种方法都是采用处理工序和激烈的加工方法进行 的，致使蚕丝本身受到严重的损伤，所以，牵切技术的优势在绢丝领域也可大 有作为。由于丝纤维的分纤性和并列度都很好，没有“抽丝 、“松弛 、“弯 曲”、“扭曲”等疵病。通过防静电效果好的油剂进行均匀而充分的上油，就 能制得作分纤丝束的束丝。再对牵切速度、牵伸比、辊压和作业环境( 温湿度) 条件加以控制、管理，以完全适合丝束要求的条件下，用牵切机牵切丝束，合 理制造出束丝纺织丝( 绢纺丝) 。牵切丝的生产可充分利用差原料茧，并可省去 传统绢丝生产中脱胶、除杂、梳绵等工序，出绵率高。制成的绢丝无绵结，机 械损伤少，均齐度好，质量高【1 7 1 。 1 2 4 目前较先进的牵切机型 通常所说的牵切纺是指将线密度为数十万旦到一百多万旦之间的长纤维 束经牵切后制成短纤形式的条子，供纺纱后加工应用。 由杜邦公司最新开发的u n i p l e x 牵切纺纱机，是在每一个独立锭位上完成 单根长丝纱的牵切，并经空气喷咀假捻包缠而制成可供后加工应用的短纤维 纱。也就是过去所说的牵切纺是指由丝束牵切成条，而u n i p l e x 贝j 是将长丝纱 经牵切并包缠成为可直接供后加工应用的短纤纱【l8 1 。 篓嚣理 牵切区再牵切区牵f 申纺纱 喷咀 图1 - 1 u n i p l e x 牵切纺纱机工作原理 目前国际上处于领先地位的牵切制条机是德国s e y d e l 公司的8 8 0 型牵切 成条机。s e y d e l 公司的牵切直接成条机在6 0 多年的发展过程中一直致力于提 高牵切机喂入丝束定量、生产能力、质量可靠性等多方面发展要求。8 8 0 型牵 切成条机的基本要求是更高的喂入丝束定量、生产效率以及尺寸紧密性。每台 机较高的产量节省了劳动力、维护时间和场地；简便的操作减少了停机时间； 良好的丝束加工运行特性提高了生产效率。8 8 0 机型的核心部件是一个单独的 4 第一章前言 齿轮箱，替代了之前8 7 0 机型上的五个齿轮箱。这也就是该种机型被称作“单 箱”的原因。 日本o m 公司的丝束牵切法直接成条机，是一种用于腈纶、涤纶等多种丝 束直接牵切成条设备，该设备采用先进的自动控制加压循环系统和高质量聚氨 酯皮辊，并能一机多用，其主要特点是生产能力高、质量稳定、操作容易、维 护保养简单，可大量生产高质量纱条，满足用户多样化要求【1 9 1 。该机配备了德 国c s r 连续纱条松弛机，操作容易，卷曲稳定，质量保证，是目前公认的生产 腈纶纱条性能最佳机种之一，与德国的s e y d e l 、意大禾1 c o n g n e t e x 齐名。 1 3 苎麻牵切新工艺的特点 1 3 1 原工艺中开松和梳理工序存在的问题 当前苎麻纺纱工序中，存在问题的主要环节在开松和梳理工序。 开松工序：在没有诸如切断等预处理工序的情况下，精干麻进入喂入机构 的铁托板和锡林的作用区，即受到锡林梳针的猛烈梳理，使精干麻受到扯断、 梳理、开松。这种处理方式的不可控因素很多，会使得在纺纱的过程中苎麻纤 维的长度不匀率比较大。人工将精干麻喂入开松机后，本来纤维排列相对比较 整齐的精干麻被打乱。开松环节的存在，增加了纤维被机械损伤的几率，也降 低了纺纱过程的效率，并且在梳理制纤过程中，存在劳动强度大、劳动条件差、 生产效率低等问题。 梳理工序：由于罗拉梳理机的工作特点，在梳理环节中的纤维断裂、两针 齿面间的转移不良及在两个针齿间的揉搓等诸多原因，加上梳理之前的开松， 强烈的作用力使纤维受到较大的损伤，使短纤维和麻粒增加。 精干麻在前纺过程中经过两道这样的环节，产生了麻条中纤维长度不匀很 大和麻粒数量大量增加的弊端。 1 3 2 牵切技术的概述 开松和梳理工序是苎麻前纺阶段的薄弱环节，牵切技术的出现为取代苎麻 的开松和梳理工序提供了可能性。苎麻纤维的牵切纺纱，从工艺过程上讲，是 将纺纱性能较好的适纺纤维( 如带状精干麻) 在不经过开松和梳理的情况下直接 制成麻条，将原来工艺中对纤维的针齿梳理由新工艺中对纤维进行牵切所替代， 实现由原始纤维到输出条子之间的直接制条。根据由长纤维转化为短纤维条子 第一章前言 时纤维断裂方法的不同，长纤维制条系统可分为拉断法与切断法两大系统【2 0 1 。 其中拉断法与切断法各有其优缺点，分述如下： ( 1 ) 切断法：长纤维是通过刀切的方法制成短纤维的，切后纤维的性能 变化不大，粗细没有变化，对纤维的抗张强度或伸长也无影响。但切后切割端 呈扁平状，这对牵伸不利；另外，刀辊极易磨损变钝，这将产生切屑与集束纤 维，也对牵伸不利，因此必须对刀辊进行严格的保养。 ( 2 ) 拉断法：拉断法是一种不断发展、逐渐完善的工艺。拉断设备上由 若干对牵伸罗拉组成，喂入的纤维束，经受预拉伸及主拉伸作用。当拉伸罗拉 对纤维束的拉伸力超过纤维断裂伸长限度时，将在各根纤维的强力弱环处发生 断裂。纤维束中长纤维拉断长度可根据工艺要求在一定范围内呈现随机分布状 态，其长度分布接近于天然羊毛纤维的拜式分布，因而克服了用切断法所得到 的等长纤维而导致的牵伸中的周期不匀现象。这种拉断后短纤维直接在拉断机 上制成纤维条，既没有麻粒又极少有杂质，对纺纱极为有利。另外拉断法产量 很高，比切断法高几倍。 1 3 3 牵切工序的工艺参数 牵切工序的工艺参数如下： ( 1 ) 麻束喂入量 定量过重，易牵切不开，或分层打滑，造成牵切效果差且麻条不匀。定量 过轻，平滑性较好，故纤维间抱合力极差【2 0 1 ，容易使条子与皮辊的粘附力大于 麻条内纤维间的抱合力，而产生绕罗拉现象，并使机器产量降低。新的牵切纺 纱工艺能否用于实际生产，出条产量非常重要。如果产量过小，则没有什么实 用价值，在条件允许的情况下，应尽可能地增加设备的制条产量。 ( 2 ) 牵伸皮辊硬度和压力 皮辊硬度是皮辊的一项重要指标，它取决于材料的弹性模量，国内外都以 邵氏硬度作为皮辊的特性指标来评定【2 l 】。邵氏硬度越大，皮辊的硬度越高。在 相同的压力下，不同硬度的皮辊其握持孤长是不同的，皮辊硬度越小，握持弧 长就越大，反之，握持弧长就小。同硬度的皮辊在不同的加压下，随着加压的 增加，握持弧长也在加大。在保证一定的握持弧长的前提下，握持弧长的稳定 ( 即不使罗拉握持点前后移动) 是提高成条质量的一个重要因素【2 2 1 。牵伸区的 皮辊硬度较低，皮辊弹性变形较大，使牵伸区内浮游区缩短，并有利于提高罗 6 拉握持力，使运动中 成纱的附加不匀，从 会产生较强的抵抗力 条中的纤维彼此间发 的质量变小到规定的 纤维根数和快速纤维 当罗拉的握持力小于 在满足工艺要求的情 小，牵切后纤维长度 大小除影响牵伸和牵 合考虑这两个因素。控制好牵伸辊压力，既不会使牵伸打滑的现象出现，也不 会盲目地增加额外的压力，是个非常重要的工艺过程。 ( 3 ) 罗拉隔距 罗拉之间的隔距可视纤维的长度( 主体或平均) 进行调节。牵切工艺中一个 最重要的过程就是长纤维的断裂，纤维能否断裂，不仅取决于罗拉压力及纤维 喂入量，还同时取决于罗拉隔距【2 4 1 。因为纤维在长度方向上各处的强力是不同 的，其中存在着薄弱环节，断裂总是发生在最薄弱处，握持距离越长，可能出 现最薄弱环节的机会也就越多口5 1 。试验表明，在保持其余参数不变的情况下， 加大罗拉隔距有利于纤维的断裂【2 6 1 ，当纤维束断裂伸长和拉伸比不变时，拉断 纤维的长度与罗拉隔距的关系成正比。因此，设计牵切区罗拉隔距是牵切纺纱 的重要环节。 ( 4 ) 牵伸倍数 在牵切过程中的罗拉牵伸，不仅肩负着将纤维束拉制成条的任务，而且包 含着拉断纤维的过程。那么牵伸效果就与牵伸倍数有着非常紧密的联系，为了 使纤维束被充分牵切，就应该把牵伸倍数也作为一个重要的因素来考虑1 2 7 。另 外由于在拉断法直接制条的工艺中多采用多区牵伸，因此在确定牵伸倍数的同 时，不仅要确定总牵伸倍数，而且还要注意在各牵伸区的牵伸分配问题。 1 3 4 苎麻牵切工艺的优势 目前，虽然对牵切技术在苎麻上的应用的研究较少，但正是先前做的工作 为以后的研究垫定了基础，积累了宝贵的经验。 7 第一章前言 赵晋军等人【2 7 】通过对以前工艺的缺点进行分析，就苎麻的牵切工艺在总体 概括的层次上进行了一定深度的研究。 郁崇文、刘辉等人 2 8 , 2 9 通过对苎麻纤维长度及其分布，超长、倍长纤维对 苎麻纺纱的不利影响的分析，提出了采用牵切提高苎麻纤维长度整齐度，减少 超长、倍长纤维的加工技术。 根据他们的理论分析和大量的试验验证，不难得出牵切纺纱与传统技术相 比具有明显优势： ( 1 ) 提高纤维的整齐度：由于此工艺中苎麻的超长纤维是在牵切装置中 被切断或被拉断，断裂长度主要由主牵伸区内前后握持罗拉之间的隔距来决 定，可控性强。而在原来工艺中长纤维的断裂主要是由开松机中锡林与铁托板 对它的打击与扯断作用来实现的，这样会使形成的纤维长度具有很大的不确定 性，新的牵切纺纱工艺从原理上消除了这种不确定性，将超长的纤维拉断成合 适的纤维长度，同时保护了较短纤维，纤维的长度整齐度较好，有利于以后纺 纱过程中牵伸的顺利进行，有利于提高成纱强力和条干均匀度3 0 1 。从而会使苎 麻纤维经过牵切处理后有较为均匀的纤维长度，这为纺出高质量的纱线提供有 利条件。 ( 2 ) 降低短纤率：由于苎麻纤维长度的相对集中，短纤维的数量少，很 大程度上减少了由于短纤维在麻网中的失控分散而引起的将来产生在麻条中 的小节。梳麻麻条的质量要求一般为麻条中纤维平均长度在6 0 6 5 m m 之间，长 度不匀小于7 5 ，麻条中的短纤率控制在3 5 以下，麻粒的数量控制在5 0 个鹰 左右。精干麻牵切后平均长度在6 3 t u r n 左右，长度不匀在6 7 左右，麻条中的 短纤率在3 4 ，麻粒数在1 2 个g 左右【3 1 。不难看出，精干麻牵切后的各项指标 均符合甚至优于精干麻梳理后的梳麻条。 ( 3 ) 减少麻粒和“u ”形纤维的产生：无论是对苎麻进行开松还是后来的梳 理等诸多工序的处理，其目的都是为了能使纤维充分松散，相互间平行伸直， 以便最终能够得到条干均匀、杂质少、便于后道纺纱的麻条。然而在纤维的梳 理和开松过程中，针齿对纤维的作用必然十分强烈，对纤维的损伤不可避免， 梳理过程中会产生相当数量的麻粒和c u ，形纤维【2 7 1 。同时，设备损坏也较严重。 而由于牵切工艺良好的原料品质及合理的工艺思路，已不再需要开松等工序对 纤维的加工环节。去掉开松环节梳针对纤维的猛烈梳理过程，就可避免产生采 8 同时，生产环节的减少，也在定程度上减少了生产过程中的原料损耗，所以 还起到了节约原料的作用。 1 4 本章小结 由于苎麻弹性小，且纤维粗硬、强力高而难以拉断，而毛纺中采用的牵切 设备主要是针对弹性较大的化纤而设置的，牵伸拉力较小，并专门设有防止化 纤拉伸后回弹的定型机构，故其不能直接用于苎麻的牵切加工中。尤其是如何 有效减少苎麻精干麻牵切中的硬条，使苎麻纤维在牵切过程中得到良好地分离 和断裂，是苎麻牵切加工中的难点。因此，必须根据苎麻纤维的特性来专门设 计适当的牵切加工设备和工艺技术，并且根据苎麻纤维的特点及试验结果对苎 麻牵切机技术指标及工艺参数进行优化与调整。 苎麻纺纱工艺一直采用绢纺和精梳毛纺生产工艺技术，存在有一定的缺 陷，它有着重复劳动较多、工序较繁杂、纺出纱线质量不高、对苎麻资源浪费 较严重等缺点。牵切纺纱是一项全新的技术，提高苎麻纤维长度整齐度，减少 超长、倍长纤维的存在，可以减少麻粒和短绒，从而提高了麻条的质量和制成 率。因此要加快苎麻牵切纺纱工艺技术与装备的研制，尽快形成生产规模和能 力。 9 第二章苎麻牵切机结构及其特点 第二章苎麻牵切机结构及其特点 2 1 苎麻牵切机原理 2 1 1 牵切的概述 牵切，顾名思义为牵伸切断，也就是拉断。牵伸是将须条拉长拉细的过程， 其实质是纤维延须条轴向作相对运动的结果【”1 。在此过程中，必须对须条轴向 施以外力，以克服存在于纤维之间的联系力，即抱合力和摩擦力，使纤维间产 生相对运动，纤维间亦得到伸直平行。当纤维束通过几对不同线速度的握持罗 拉时，逐步的拉伸超过了纤维所能承受的限度，致使纤维断裂，由于各对罗拉 之间的距离可以调节，从而断裂点位置得以控制，也就控制了切断纤维的长度。 用这种方法制条，纤维长度分布较好，与天然纤维的不等长分布状态比较接近， 条子成形好，尤其适于低强纤维，而依靠外力使纤维断裂，则更适于低伸长的 纤维。 牵切法直接制条与传统的梳理成条技术相比，免去了对纤维的开松梳理， 缩短了工艺流程，因此可减少投资，提高劳动生产率，节约劳动力。牵切制条 要求纤维束具有良好的平行状态、洁净、含杂少。 牵切就形式来说有单区牵切( 也称简单牵切) 和多区牵切。单区牵切就是由 两对握持罗拉形成一个牵切区的牵切，多区牵切是在单区牵