趙 博 石陶然
1. 中原工學(xué)院 紡織學(xué)院(中國)2. 河南南陽紡織集團(tuán)有限公司(中國)
近幾年來,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和紡織品市場的不斷變化,尤其是紡織原料的不斷更新,花式竹節(jié)紗以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、豐富的色彩等特點(diǎn),在全球競爭激烈的市場上具有極強(qiáng)的競爭力和市場占有率及開發(fā)應(yīng)用價(jià)值。段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗為一種新型花式紗線,它具有不規(guī)則的竹節(jié)式粗細(xì)節(jié),在普通單紗的長度方向上,產(chǎn)生具有一定規(guī)律的粗節(jié),這種粗節(jié)符合一定的要求和標(biāo)準(zhǔn)范圍。粗節(jié)分布參數(shù)是紡紗工藝設(shè)計(jì)中不可缺少的,且有一個(gè)十分重要的參數(shù)。用竹節(jié)紗加工的織物具有獨(dú)特的立體花式效果[1-2],布面呈現(xiàn)出無規(guī)律竹節(jié)波紋,有明顯的凹凸立體感和醒目的顆粒狀,質(zhì)地風(fēng)格挺括且手感柔軟。彩色滌綸結(jié)子艷麗美觀,風(fēng)格獨(dú)特。竹節(jié)紗的特性使其能賦予織物迷幻多變的色彩,風(fēng)格獨(dú)特,靈活多樣,而且懸垂性佳,透氣性好,加上竹節(jié)紗長度、細(xì)度、粗度和間距不一的不規(guī)則分布,所得紗織物更加豐富多彩,倍受市場青睞,它的開發(fā)和研制具有較高的附加值。
本文結(jié)合企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況,根據(jù)纖維性能特點(diǎn)、前紡車間半制品質(zhì)量、紡紗工藝參數(shù)等,利用有色滌綸纖維、萊麻纖維、圣麻纖維和棉纖維,開發(fā)系列混紡段彩彈力竹節(jié)紗線,并測試紗線的質(zhì)量,分析影響段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗質(zhì)量的各種因素,探討生產(chǎn)有色滌綸/萊麻/圣麻/棉纖維混紡段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗所需采取的有效技術(shù)措施,以便為企業(yè)進(jìn)一步開發(fā)新產(chǎn)品提供一定的參考。
有色滌綸纖維:15種滌綸纖維,顏色有黑、咖啡、棕、綠和黃等,線密度1.50 dtex,長38 mm,平均強(qiáng)度4.34 cN/dtex,平均含油率1.3%~1.5%。
圣麻纖維:線密度1.5 dtex,長38 mm,干斷裂強(qiáng)度2.71 cN/dtex,濕斷裂強(qiáng)度1.73 cN/dtex,干斷裂伸長率25.82%,濕斷裂伸長率27.62%,超長纖維率0%,倍長纖維率0%,含油率0.15%,回潮率12.7%,質(zhì)量比電阻1.0×108Ω·g·cm-2。
氨綸絲線密度為40 D(44 dtex),斷裂強(qiáng)度0.68 cN/dtex,斷裂伸長率758%,伸長不勻率4.0%,質(zhì)量不勻率0.78%,含油率3.16%,具有線密度小、強(qiáng)度大、模量大、比重小、染色性和固色性好等優(yōu)點(diǎn),氨綸長絲受力拉伸后,具有較大的回縮力。氨綸絲線密度越大,竹節(jié)紗彈性越好;氨綸絲含量越高,竹節(jié)紗彈性越大。通常氨綸絲含量控制在5%~12%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
原棉性能:2.0級(jí),主體長度>29 mm,短絨率0.85%,線密度1.48~1.53 dtex,成熟度系數(shù)1.63,棉結(jié)23~24粒/g,均勻度1 260,單纖強(qiáng)力3.36~3.42 cN,疵點(diǎn)數(shù)40~44個(gè)/g,品質(zhì)指標(biāo)約為2 960。
萊麻纖維屬于一種功能性纖維,不僅具有手感柔軟、強(qiáng)力大、伸長率大、吸濕性和回潮率大等特點(diǎn),而且還具有抗菌、抑菌、殺菌、除臭等功能,其性能測試結(jié)果如表1。
為提高纖維的可紡性,在有色滌綸纖維上噴灑適量的水和抗靜電劑,以確保成紗具有良好的質(zhì)量。
本文開發(fā)了有色滌綸纖維、萊麻纖維、圣麻纖維和棉纖維混紡段彩彈力竹節(jié)紗:品種1(28.3 tex+4.4 tex);品種2(19.7 tex+4.4 tex)、品種3(18.5 tex+4.4tex) 和品種4(16.5 tex+4.4 tex)。
表1 纖維的主要物理性能
根據(jù)混紡段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗的加工特點(diǎn),對(duì)FA502A型細(xì)紗機(jī)進(jìn)行改造。段彩紗采用兩根粗紗(A1粗紗、B2粗紗)加工而成,A1粗紗作為基紗連續(xù)喂入,B2粗紗作為飾紗間歇喂入。有色滌綸纖維粗紗使用黑、咖啡、棕、綠和黃5種滌綸纖維,其混紡比分別制成純色與5種纖維質(zhì)量比各占20%的混紡纖維卷,在清花工序中的圓盤抓棉機(jī)上進(jìn)行混合,并加工為多種有色滌綸纖維卷。然后,經(jīng)梳棉工序、并條工序、粗紗工序加工成一種粗紗;萊麻纖維、圣麻纖維和棉纖維粗紗混紡比:品種1和2為40/30/30;品種3和4為50/25/25,在并條工序,采用條混加工方法生產(chǎn)另一種粗紗。
有色滌綸纖維:FA002A型圓盤式抓棉機(jī)×2→FA016A型自動(dòng)混棉機(jī)→FA106型豪豬式開棉機(jī)(附A045型凝棉器)→A062型電器配棉器→FA046A型振動(dòng)棉箱×2→FA141A型成棉機(jī)×2→FA201型梳棉機(jī)→FA302型并條機(jī)(二道)→FA423A型粗紗機(jī)→粗紗(2)→B2粗紗。
萊麻纖維:FA002D型圓盤式抓棉機(jī)×2→FA016A型自動(dòng)混棉機(jī)→FA106型豪豬式開棉機(jī)(附A045型凝棉器)→FA106A型梳針滾筒開棉機(jī)→A062電器配棉器→FA046A型振動(dòng)棉箱×2→FA141型成棉機(jī)×2→FA201型梳棉機(jī)→條子(1)。
圣麻纖維:FA002A型圓盤式抓棉機(jī)×2→FA022型多倉混棉機(jī)(或FA016A型自動(dòng)混棉機(jī))→FA106型豪豬式開棉機(jī)(附A045型凝棉器)→A062型電器配棉器→FA046A型振動(dòng)棉箱×2→FA141A型成棉機(jī)×2→梳棉FA201型梳棉機(jī)→條子(2)。
棉纖維:FA002A型圓盤式抓棉機(jī)×2→TF30A型重物分離器(附FA051A型凝棉器)→FA016A型自動(dòng)混棉機(jī)(或FA022型多倉混棉機(jī))→FA106型豪豬式開棉機(jī)(附A045型凝棉器)→A062型電器配棉器→FA046A型振動(dòng)棉箱×2→FA141A型成棉機(jī)×2→FA201型梳棉機(jī)→FA306型并條機(jī)(棉預(yù)并)→FA334型條卷機(jī)→FA261型精梳機(jī)→條子(3)。
條子(1)+條子(2)+條子(3):FA302型并條機(jī)(三道)→FA423A粗紗機(jī)→粗紗(1)→A1粗紗。
混合:粗紗(1)+粗紗(2)→FA502A細(xì)紗機(jī)(經(jīng)過改造)→1332M型絡(luò)筒機(jī)→成包。
彩點(diǎn)的加工設(shè)備由A186型梳棉機(jī)改裝而成,將有色滌綸纖維搓成結(jié)子,分別以2.0%、 2.5%、 3.0%、 4.0%、 5.0%的質(zhì)量比,在FA016A型自動(dòng)混棉機(jī)上喂入,然后經(jīng)過混紡后,制成混紡段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗。
加工段彩紗時(shí),采用兩根粗紗,其中A1粗紗是連續(xù)喂入的,它經(jīng)過一道牽伸作為基紗喂入,B2粗紗作為飾紗間歇喂入,經(jīng)過兩道牽伸混合紡制而成,如圖1所示。加裝一套氨綸絲積極喂入裝置和竹節(jié)紗裝置,使氨綸絲喂入前鉗口后與竹節(jié)紗匯合紡制有色滌綸/萊麻/圣麻/棉纖維混紡段彩彈力竹節(jié)紗[3-5]。
1—前羅拉; 2—中羅拉; 3—后羅拉; 4—喂入飾紗(B2粗紗); 5—喂入飾紗喇叭口; 6—喂入基紗(A1粗紗); 7—喂入基紗喇叭口; 8—導(dǎo)紗鉤; 9—鋼絲圈; 10—鋼領(lǐng); 11—芯紗導(dǎo)紗輪; 12—退繞羅拉; 13—芯紗筒子圖1 段彩紗紡紗牽伸示意圖
在搖架上方安裝一導(dǎo)絲輪,喂入氨綸絲以紡制段彩彈力包芯紗。在生產(chǎn)過程中,為了確保紗線質(zhì)量穩(wěn)定,中羅拉和后羅拉后面都需安裝口徑大小合適的喇叭口,在中后羅拉后面采用大口徑單眼喇叭口[6-9]。段彩紗紡紗過程中粗紗喂入示意圖如圖2所示。
圖2 粗紗喂入示意圖
為確保生產(chǎn)順利進(jìn)行,清花工序要采用多開松、勻混合、多回收、少落棉、薄喂入、中隔距、輕打擊、少損傷、防纏繞、小伸長和無破洞等技術(shù)措施,提高小車環(huán)轉(zhuǎn)效率,小車下降距離和刀片伸出肋條距離應(yīng)合理控制,打手與塵棒間的隔距應(yīng)適中掌握,降低各打手速度,減少纖維損傷,避免纖維糾纏,減少開松打擊力度和棉結(jié)產(chǎn)生的幾率。各單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率需配置好。合理設(shè)置自調(diào)勻整參數(shù),確保棉卷質(zhì)量穩(wěn)定;降低主要部件的速度,保護(hù)纖維,控制落棉量,降低成本。其主要工藝參數(shù):FA002D型圓盤式抓棉機(jī)的打手速度控制在535~580 r/min,刀片伸出肋條距離控制在2.1~3.8 mm,抓棉機(jī)小車速度控制在2.00~2.95 r/min, FA016A型自動(dòng)混棉機(jī)打手速度為405~486 r/min, FA106A型梳針滾筒開棉機(jī)打手速度為400~477 r/min,打手-給棉羅拉隔距控制在10~16 mm, FA141型成棉機(jī)綜合打手速度控制在800~970 r/min,棉卷干質(zhì)量約為396 g/m,棉卷伸長率控制在1.10%以下。
梳棉工序采用中定量、中速度、偏大隔距、多梳理、少打擊及快轉(zhuǎn)移等技術(shù)措施;根據(jù)纖維的特點(diǎn),采用合適的配套針布,以減少棉結(jié)和短絨數(shù)量;采用較大的錫林與刺輥表面速度比,以提高分梳效果,降低纖維損傷和產(chǎn)生短纖維的幾率,減少生條短絨率和棉結(jié)數(shù)量;蓋板與錫林之間的隔距應(yīng)偏大控制,減少纖維在兩針面之間的浮游和搓揉,以降低生條棉結(jié)數(shù)量;因纖維之間的抱合力小,生條定量應(yīng)適當(dāng)增加,安裝導(dǎo)棉裝置,解決棉網(wǎng)云斑、破洞、爛邊和破邊等問題,提高棉網(wǎng)清晰度;蓋板速度應(yīng)適當(dāng)掌握,可以減少蓋板花和車肚落白數(shù)量;棉網(wǎng)張力應(yīng)適當(dāng),不能過大或過小,以提高生條條干的均勻度。
主要工藝參數(shù):生條定量19.8~23.5 g/min, 錫林速度310~360 r/min,道夫速度20.5~25.8 r/min, 刺輥速度610~860 r/min,棉網(wǎng)牽伸倍數(shù)1.230~1.357倍,蓋板速度60~87 mm/min,給棉板-刺輥隔距0.24~0.27 mm, 刺輥-錫林隔距0.13~0.16 mm, 錫林-蓋板間隔距(mm)為0.43、0 .38、 0.35、 0.35、 0.38,小漏底隔距(mm)進(jìn)/出9.7/8.8,生條重量不勻率控制在2.5%以下,條干不勻率控制在3.15%以下。
并條工序應(yīng)遵循小張力、勻牽伸、順牽伸、不纏繞、少靜電、中定量、中速度的工藝原則,合理選擇后區(qū)牽伸工藝配置,有助于彎鉤纖維的伸直平行,改善條干水平,降低質(zhì)量不勻率;使用新型抗纏繞膠輥和抗靜電膠輥,適當(dāng)縮短膠輥和羅拉的清潔周期,并加強(qiáng)管理,定期磨礪膠輥,防止須條纏繞膠輥和羅拉等,確保熟條質(zhì)量穩(wěn)定;三道并條機(jī)采用自調(diào)勻整裝置,以降低重不勻率和改善條干均勻度水平;嚴(yán)格執(zhí)行操作工藝,加強(qiáng)運(yùn)轉(zhuǎn)和設(shè)備管理工作,做好清潔工作,定期檢查各部件的清潔情況,確保圈條斜管的光滑和干凈;羅拉隔距、加壓量和定量大小要合理配置,確保牽伸順利進(jìn)行,有利于改善熟條內(nèi)在質(zhì)量和外在質(zhì)量,降低重不勻和改善條干均勻度水平。并條工序工藝參數(shù)見表2。
表2 并條工序主要工藝參數(shù)
粗紗工序應(yīng)采用中捻度、中后區(qū)牽伸倍數(shù)、小伸長、不打滑、勻牽伸、穩(wěn)卷繞。采用較大的軸向和徑向的卷饒密度,可保持粗紗的均勻度和外在質(zhì)量,加強(qiáng)對(duì)粗紗條光潔度的管理;嚴(yán)格控制粗紗張力伸長,確保小、中、大紗筒的粗紗及前后排粗紗張力一致,減少意外牽伸和粗、細(xì)節(jié)的形成;粗紗定量偏小掌握,這樣在細(xì)紗機(jī)上牽伸時(shí),牽伸倍數(shù)較小,可加強(qiáng)摩擦力界對(duì)纖維的有效控制,減少移距偏差,提高細(xì)紗的條干均勻度,降低質(zhì)量不勻率;粗紗捻度應(yīng)適中,以增加纖維之間的摩擦力、抱合力和緊密度,確保成紗質(zhì)量穩(wěn)定。粗紗工序主要工藝參數(shù)分別見表3。
表3 粗紗工序主要工藝參數(shù)
2.5.1 段彩紗裝置及原理
段彩紗由基紗和飾紗組成,它們是由不同性能、顏色的纖維混合而成,飾紗有規(guī)律或無規(guī)律地分布在基紗上。FA502A型細(xì)紗機(jī)屬于三羅拉牽伸機(jī)構(gòu),通過安裝段彩紗HZ-DC2A裝置,使后羅拉間歇性轉(zhuǎn)動(dòng),即將從后羅拉喂入的飾紗(有色滌綸)間歇性喂入,并與中羅拉喂入的基紗(萊麻/圣麻/棉纖維)混合以達(dá)到段彩效果。在搖架上方安裝導(dǎo)絲輪,喂入氨綸絲以紡制段彩彈力紗[10-11]。
2.5.2 竹節(jié)紗裝置及原理
通過技術(shù)改造,將氨綸包芯紗裝置與MLF型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)竹節(jié)紗裝置同時(shí)安裝在FA502A型細(xì)紗機(jī)上,同時(shí)加裝氨綸長絲喂入裝置和預(yù)牽伸裝置,使長絲經(jīng)過喂入裝置后,經(jīng)過導(dǎo)紗喇叭口進(jìn)入前鉗口,與通過牽伸裝置的粗紗條相遇,然后從前羅拉握持鉗口處輸出,最后經(jīng)過導(dǎo)紗鉤、鋼絲圈和鋼領(lǐng)加捻與卷饒等,形成色彩豐富、形態(tài)變化多樣的段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗。改造后的設(shè)備既能生產(chǎn)包芯紗,又能生產(chǎn)竹節(jié)紗和彈力竹節(jié)紗。
段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗的生產(chǎn)原理是將紡段彩紗、彩點(diǎn)紗、包芯紗和竹節(jié)紗的原理結(jié)合起來,在改造過的細(xì)紗機(jī)上加工紗線。氨綸絲經(jīng)退繞機(jī)構(gòu)后,經(jīng)一定的預(yù)牽伸,再通過導(dǎo)絲輪,從前中羅拉后面的位置積極喂入,與從牽伸區(qū)中輸出的兩種粗紗須條相遇后匯合為一體,最后經(jīng)過導(dǎo)紗鉤、鋼領(lǐng)和鋼絲圈等加捻后,形成段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗。
2.5.3 設(shè)計(jì)方法、要求和風(fēng)格特征
設(shè)計(jì)段彩紗時(shí),一方面需根據(jù)紗線的特點(diǎn)及面料的風(fēng)格特征等合理選擇節(jié)型,節(jié)型取值范圍為1.0~20.0,節(jié)型越小,其坡度越緩和;另一方面需考慮節(jié)粗的大小和要求。
——加工普通段彩紗: 節(jié)粗通常為0.6~1.0,主體紗(基紗)和輔助紗(飾紗或彩紗)的粗紗定量可以有差異,但不能太大。一般情況下,可以采用常規(guī)方式和智能方式進(jìn)行紗線加工。
——加工等密度段彩紗: 節(jié)粗通常為0.5~0.6,主體紗(基紗)和輔助紗(飾紗或彩紗)的粗紗定量需一致,不能有差異。一般情況下,可以采用常規(guī)方式和智能方式進(jìn)行紗線加工,并確保獲得等密度的紗線。
——加工段彩竹節(jié)紗: 節(jié)粗通常大于1.0,主體紗(基紗)和輔助紗(飾紗或彩紗)的粗紗定量可以有差異,但不能太大。一般情況下,可以采用常規(guī)方式和智能方式進(jìn)行紗線加工。
——加工單竹節(jié)段彩紗: 竹節(jié)的節(jié)粗通常要求大于1.0,段粗為0.6~1.0,主體紗(基紗)和輔助紗(飾紗或彩紗)的粗紗定量可以有差異,但不能太大。只能采用常規(guī)方式進(jìn)行紗線加工。
2.5.4 工藝參數(shù)
在加工段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗時(shí),首先需對(duì)FA502A型細(xì)紗機(jī)進(jìn)行改造,采用CCZ型段彩竹節(jié)紗組織,并安裝氨綸包芯紗裝置。由于輔助粗紗定量小,有利于輔助粗紗斷裂干凈,設(shè)計(jì)主體紗和輔助紗的定量時(shí),兩者有差異,但不應(yīng)過大,避免影響段彩紗的風(fēng)格特征。輔助粗紗的捻系數(shù)、定量適中,后區(qū)羅拉隔距不能過小,以加強(qiáng)對(duì)纖維的有效控制,使輔助粗紗的斷口纖維整齊,纖維之間的抱合力不減弱,斷口纖維數(shù)量少,斷裂充分和完整,有助于輔助粗紗被主體紗全部帶入主牽伸區(qū),減少段彩紗的毛亂、粘帶、散失、拖尾、疵點(diǎn)和色差等不良現(xiàn)象。后區(qū)羅拉隔距大小應(yīng)適當(dāng),輔助粗紗喂入喇叭口口徑大小應(yīng)適中,以使后羅拉停止喂入的穩(wěn)定性得到提高,使輔助粗紗斷裂后在細(xì)紗后區(qū)處于伸直狀態(tài),并被主體紗全部順利地帶入主牽伸區(qū),避免輔助粗紗在喂入喇叭口處發(fā)生彎曲堵塞等不良現(xiàn)象。
后區(qū)牽伸倍數(shù)對(duì)有色滌綸/萊麻/圣麻/棉纖維混紡段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗的影響很大,為了減少成紗細(xì)節(jié)數(shù)量,后區(qū)牽伸倍數(shù)應(yīng)控制在1.02~1.17倍,從而提高細(xì)紗的整體質(zhì)量。由于粗紗捻度偏大,所以細(xì)紗機(jī)后區(qū)羅拉隔距應(yīng)偏大,以減小牽伸力。捻度應(yīng)適當(dāng)偏大,原則是不產(chǎn)生斷頭和硬頭,防止外包纖維松脫,增加纖維之間的抱合力。氨綸絲預(yù)牽伸影響紗的強(qiáng)力和伸長,兩者之間呈反比例關(guān)系。通常,牽伸倍數(shù)選擇3~4,確保氨綸絲不斷裂。采用軟彈中硬度膠輥,使用鍍氟或鍍鉻鋼絲圈,確保與錠速合理搭配,并適當(dāng)縮短鋼絲圈的調(diào)換周期;鋼絲圈上不允許有毛刺和溝槽,否則容易產(chǎn)生缺芯等不良現(xiàn)象,生產(chǎn)中要防止無外包覆纖維、無芯和跑偏等不良現(xiàn)象;采用適度偏小的錠速和車速,保持通道光潔無毛刺;細(xì)紗車間保持適當(dāng)而穩(wěn)定的溫濕度,減小紡紗張力及張力波動(dòng),有利于減少斷頭率[12-13]。培養(yǎng)擋車工的質(zhì)量意識(shí),一旦發(fā)現(xiàn)無節(jié)紗、疵品紗、“大肚”竹節(jié)紗等不合格的紗線,立刻通知車間有關(guān)人員及時(shí)采取措施。還應(yīng)提高擋車工操作水平,加強(qiáng)巡回檢查工作,定時(shí)對(duì)粗紗喂入部分進(jìn)行檢查,避免輔助紗(飾紗或彩紗)不能有效地喂入主牽伸區(qū);做好清潔工作,減少紗疵。細(xì)紗工序主要工藝參數(shù)見表4所示。
表4 細(xì)紗工序主要工藝參數(shù)
通過反復(fù)試驗(yàn)和分析,采用前文的工藝技術(shù)措施后,順利地紡出有色滌綸/萊麻/圣麻/棉纖維混紡段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗。不同混紡比段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗的主要質(zhì)量指標(biāo)如表5所示。
表5 段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗的質(zhì)量情況
通過對(duì)FA502A型細(xì)紗機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造,將紡段彩紗、彩點(diǎn)紗、包芯紗和竹節(jié)紗的原理方法結(jié)合,順利紡制出有色滌綸/萊麻/圣麻/棉纖維混紡段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗。段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗屬于一種新型花式紗線,該產(chǎn)品將有色滌綸、萊麻纖維、圣麻纖維和棉纖維這4種不同性能的纖維混合在一起,取長補(bǔ)短,充分發(fā)揮出有色滌綸、萊麻纖維、圣麻纖維和棉纖維獨(dú)特的優(yōu)良性能。該竹節(jié)紗產(chǎn)品可廣泛用于加工高檔服裝面料。