毛半精纺的半紧密纺技术

毛半精纺的半紧密纺技术

半精纺线是用粗纺原材料织成的细特线。它充分利用了中国丰富的天然动物纤维，可以降低原料成本。半精纺纱线比精毛纺纱线更加膨松,手感柔软且绒面感佳,比粗纺纱线细,条干更均匀且表面光洁度好。目前,半精纺生产采用毛纺设备和棉纺设备组合,但生产出的纱线质量不太稳定,纱线条干均匀度、粗节、细节、毛粒、起毛起球等指标有待提高。因此,针对半精纺原料的特殊性以及织物的性能要求,克服传统纺纱设备固有的缺陷,进一步完善优化生产工艺和对纺纱设备作个性化改造,成为当前半精纺生产面临的重要研究课题。本文研究了利用半紧密纺设备纺制毛纺半精纺纱线的工艺,经生产实践证明,使用该工艺能有效提高半精纺产品的外观品质及其物理机械性能。1半紧密纺加捻技术实践证明传统环锭纺及其成纱结构最适宜毛纺产品,传统环锭纱的结构有助于体现羊毛的天然特性,纱线和织物膨松,手感柔软,有助于毛织物的起绒和缩绒。本课题通过深入研究并对比多种形式的纺纱装置后发现,半紧密纺技术的加捻机理和成纱结构比较适合毛半精纺产品的性能要求,有利于实现产业化。半紧密纺加捻机理与传统环锭纺和气动紧密纺的区别在于加捻三角区的形态,气动紧密纺力争消除三角区,传统环锭纺为三维形态,而半紧密纺则为二维形态。1.1圈向毛羽的抗起毛起球机理传统环锭纺中的加捻三角区通常被认为是扁平的,并将毛羽产生原因归结为边缘纤维,环锭纺实质上是三维加捻三角区形态,毛羽分类中的圈向毛羽与第三维加捻区域有关。有分析认为,传统环锭成纱结构中部分纤维之间产生内外转移,相互缠绕联结,起到提高强力和抗起毛起球性能的作用,但这类纤维量仅占纤维总量的半数左右,其余部分的纤维或以圆柱螺旋排列或以圈向毛羽、浮游毛羽存在。以上两类毛羽,极易在摩擦力的作用下起毛起球,进而掉毛。因此传统环锭纱的成纱结构并不完全理想,有待进一步改善。1.2纱线捻度对抗起毛起球等级的影响气动紧密纺利用负压气动力基本消除加捻三角区,为一维加捻区,加捻前的纤维集合体为接近纱条的圆柱状态,这种实捻纱体结构内的大部分纤维呈圆柱螺旋形排列,各纤维之间较少产生内外转移,纱体空隙率小,等半径分层纤维排列,捻度可以退尽。如果纱线捻度较低,纱体的表面纤维易被拔起脱落,有更多的纤维从纱线体内露出,从而使织物的抗起毛起球等级受到严重影响,甚至有所下降。本研究通过对气动紧密纺羊毛、羊绒纱线结构分析得知,单纱体上的圈向毛羽较多,经来回摩擦后,会产生较多较大的毛粒。分析其原因,可能与吸风结构有关,部分纤维头端被吸入网格内,而另一端又搭在成纱纱条上,搭桥纤维加捻成纱后,包缠在纱条外表,形成圈向毛羽,导致起毛起球等级下降。另一缺陷是部分纤维被完全吸走,制成率低,尤其是羊绒纤维,其原料损失造成的成本增加尤应注意。1.3胶辊中心区域调整半紧密纺的加捻机理特征是,通过改变传统纺加捻三角区的形态,机构上采取罗拉包围弧转变成胶辊包围弧的技术措施,保留平面加捻区域,消除第三维加捻区,成为二维纯扁平加捻三角区。所纺纱线中的纤维排列得到合理的调整,增加了产生内外转移的纤维总量,有效减少了圈向毛羽和浮游毛羽产生,达到提高成纱质量和抗起毛起球的目的。2纱线机构组成半紧密纺纺纱系统由自调平行牵伸加压胶辊机构、皮圈式牵伸引纱罗拉机构、磁性弹性平底集合器机构、引纱罗拉钳口定量加压机构及安装机构等组成。加装在原机车面上,原机不需要更换任何机件,不增加电耗,生产操作不受影响(见图1)。2.1自调平行胶辊由于摇架制造精度和两圆柱体接触结构原因,传统细纱机前、中、后3对胶辊罗拉轴线平行度存在误差,交叉成一个角度。胶辊对罗拉不平行会影响罗拉钳口的正确位置,不平行度过大将严重影响牵伸后纱条条干均匀度。半紧密纺设备的自调平行胶辊结构由两个小直径胶辊及加压架子组成,代替原前胶辊。摇架加压时,两小胶辊自动调整,同时作用在罗拉表面,由于结构具有自调平行功能,无论下罗拉转速高低或者跳动,两胶辊的轴线始终与下罗拉轴线保持平行。这样就使胶辊表面的弹性变量保持均匀一致,从而使纤维上的握持力均匀一致,可大大减少锭的差异,同时也可保证牵伸区长度的一致性。由于采用小直径胶辊,有利于进一步缩短牵伸区长度,提高牵伸区内的均匀性。本机构申请了发明专利,申请号200910047763.0。2.2牵伸钳口与前胶辊环锭纺中的前罗拉钳口的后区和前区,又为牵伸区和弱捻区,根据纺纱工艺要求,牵伸区和弱捻区长度都应尽可能缩小,然而当前胶辊前冲或是后移时,前后两区不能同时满足两区的工艺要求。本研究通过在原机上加装一对引纱罗拉胶辊成功地化解了以上矛盾,即将原前胶辊单独用作牵伸钳口,分开成两对罗拉钳口。生产实践证明,加大罗拉直径可减少纤维缠绕罗拉现象,采用皮圈式牵伸和引纱罗拉机构,相当于无限加大罗拉直径,可以把罗拉看成是一个平面罗拉,可大大减小甚至消除纤维缠绕罗拉的缺陷,在减少飞花、原料损失和改善锭差等方面起到积极有效的作用。本机构申请了发明专利,申请号200810208076.8。2.3集合器的安装在传统纺纱设备中,当牵伸须条离开加压钳口线后,部分纤维头端可能被胶辊或被罗拉毛刺(或静电作用)黏起,形成飞花或是纱条中的粗细节。而半紧密纺设备在靠近引纱罗拉钳口处加装集合器,皮圈上方为平底渐缩集合器,皮圈下方为平板磁性铁。通过磁性力将集合器紧贴皮圈,牵伸须条经集合后,须条宽度并不大幅减小,仅仅是将散失在边缘的纤维集聚到主体纤维束上,达到减少毛羽的作用。因保持了合适的加捻三角区宽度,从而可保持卷捻成纱结构。采用弹性平底集合器可大大提高集合器的作用效果,同时集合器加工制造成本较低,使用可靠性、稳定性好。本机构申请了发明专利,申请号2008100341829。2.4加压力分析技术环锭纺中的引纱罗拉钳口加压压力均匀性最为关键。生产中为了满足最大纺纱张力,通常超值增大胶辊加压力,压力过小易造成断头,压力过大损耗电能。加压力大小难以控制,在实际应用中会产生很多锭差问题。本半紧密纺技术的引纱胶辊加压采用定量加压方式,各锭胶辊加压力大小可用电子秤精确称量,逐锭调整到工艺要求,并可保持锭与锭之间加压力相同,较好地解决了胶辊加压锭差异技术难题。本机构申请了实用新型专利,申请号200820158091.1。3纺织机半紧密性能的结果表明3.1纺织机械所纺B2048y-B09128品种半精纺羊绒纱采用100%山羊绒,成纱细度为12.1tex。3.2纺织机械纺纱规模为200锭中试。3.3纺织机械和毛→梳毛→并条(3道)→粗纱→细纱(加装半紧密纺装置)3.4结果：棉纱纺3.4.1菲比的性能试验采用传统纺纱和半紧密纺纱两种纺纱方式进行对比试验,其中,半紧密纺采用两种方案,试验数据见表1。3.4.2比较线条的外观形状传统环锭纺与半紧密纺纱线外观对比见图2。3.4.3起球试验执行《FZ/T71008—2008》产品标准(半精纺针织纱线),按《GB/T4802.3纺织品织物起球试验,起球箱法(2h)》进行试验。试验结果为传统纱织片起球2.5～3级,半紧密纺纱织片3～3.5级。4全棉成纱结构经中试证明,半紧密纺毛半精纺纱线条干均匀度、粗节、细节、毛粒等相比传统环锭纱均有不同程度的提高。其中条干CV下降0.93%～2.10%;-50%细节减少44.12%～80.88%;+50%粗节减少30.56%～44.44%;+200%毛粒减少17.6%～53.6%。半紧密纺纱的成纱结构与传统环锭纱相似,