細特滌綸纖維混紡段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗產(chǎn)品的開發(fā)

趙 博,石陶然

(1.中原工學(xué)院 紡織學(xué)院,鄭州 450007;2.南陽紡織集團有限公司,河南 南陽 473000)

0 引言

段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗是一種新型花式紗線,它不僅色彩豐富、配色新穎,本色和彩色相輔相成、具有較強立體感,由其制成的織物色澤柔和、豐滿、層次感強、手感柔軟、光滑,且透氣性和穿著舒適性好,適用于制作服裝和各種裝飾用品[1-2]。

為了滿足消費者對服飾多種功能性的需求,我們在改造的FA506型細紗機上研發(fā)極具個性色彩的有色粘膠纖維、草珊瑚纖維、麻賽爾纖維與細特滌綸纖維混紡的段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗,探討紡紗各工序的生產(chǎn)技術(shù)要點和關(guān)鍵技術(shù),合理選擇主要的工藝參數(shù)以解決影響紗線質(zhì)量的不利因素,為下一步開發(fā)新產(chǎn)品提供一些有益的參考依據(jù)。

1 纖維性能、紗線規(guī)格及工藝流程

1.1 原料性能

有色粘膠纖維分黑、藍、灰、紫、紅和黃等14種顏色粘膠纖維,線密度為1.56 dtex～1.67 dtex,長度為38 mm,強度為2.41 c N/dtex～2.58 c N/dtex,含油率為0.4%～0.7%。氨綸絲的規(guī)格為44 dtex,斷裂強度為0.67 c N/dtex,斷裂伸長率為746%,伸長不勻率為3.8%,質(zhì)(重)量不勻率為0.82%,含油率為4.56%。

草珊瑚纖維是采用天然草珊瑚植物萃取物為主要原料,并與粘膠纖維紡絲液共混,采用新型的紡絲工藝和關(guān)鍵技術(shù)制成的新型功能性纖維。該纖維不僅具有除臭功效、藥理效果、消炎、祛風(fēng)除濕、抗菌抑菌等特點,而且還具有強力大、濕模量大、斷裂伸長率大、吸濕性好、柔軟性好、滑爽性好、絲質(zhì)感強等優(yōu)點。

麻賽爾纖維屬于一種新型生態(tài)功能性纖維,其截面具有規(guī)則空隙結(jié)構(gòu),強力大,伸長率大,抗菌抑菌性好,吸濕性好,回潮率高。細特滌綸纖維的強度大、耐磨性好、鉤接強度大、初始模量大,其性能測試結(jié)果如表1。

表1 纖維的主要物理性能

1.2 紗線品種和規(guī)格

有色粘膠纖維、草珊瑚纖維、麻賽爾纖維和細特滌綸纖維混紡段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗品種主要有:品種①為32.4 tex＋44 dtex;品種②為27.8 tex＋44 dtex;品種③為18.3 tex＋44 dtex;品種④為14.7 tex＋44 dtex。其中,草珊瑚纖維、麻賽爾纖維和細特滌綸纖維混紡比為:品種①為50∶25∶25;品種②為60∶20∶20;品種③為40∶45∶15;品種④為30∶35∶35。這4種的梳棉生條在并條機上采用并條混合方法,然后再將混合后的熟條經(jīng)粗紗機加工成為另一種粗紗(主體粗紗),以作為主干芯紗(基紗)。

段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗的彩點采用有色粘膠短纖維制成彩色點子或粒子,共有黑、紫、紅和黃等14種粘膠纖維,其混紡比分別為:每一種有色粘膠短纖維100%或任何4種有色粘膠短纖維搭配使用,其混紡比為25∶25∶25∶25,然后混在紗線中加工出一種帶有彩點的有色粘膠纖維粗紗作為輔紗(飾紗),其織物表面會出現(xiàn)色彩絢麗的彩點。在改造后的FA506型細紗機上,采用2根粗紗和1根氨綸長絲加工段彩彈力彩點包芯紗,在加裝有段彩紗裝置的細紗機上能夠?qū)崿F(xiàn)將第1種粗紗作為主體粗紗連續(xù)喂入,第2種粗紗為輔紗(飾紗)間斷喂入,然后將1根氨綸長絲從前羅拉后積極連續(xù)喂入,最后形成具有段彩效果的彈力彩點包芯復(fù)合紗。

1.3 紡紗工藝流程

有色粘膠纖維:FA006型往復(fù)式抓棉機 →A006型自動混棉機→FA102型單軸流開棉機→A062型電器配棉器→FA161型振動棉箱(或A092A型雙棉箱給棉機)×2→FA142型成棉機×2→FA221B型梳棉機→FA303型并條機(二道)→FA421A型粗紗機→粗紗1。

根據(jù)麻賽爾纖維和草珊瑚纖維的性能特點,清花和梳棉工序采用相同的新工藝,其工藝流程如下。

麻賽爾纖維或草珊瑚纖維:FA002D型圓盤式抓棉機×2→FA016A型自動混棉機→FA106型豪豬式開棉機(附A045型凝棉器)→FA106A型鋼針滾筒開棉機→A062型電器配棉器→FA046A型振動棉箱×2→FA142型成棉機×2→FA201型梳棉機→條子①或條子②。

細特滌綸纖維:A002D型圓盤式抓棉機×2→A035型混開棉機(或SFA035型混開棉機)→FA103型雙軸流開棉機→A062型電器配棉器→FA161型振動給棉機→FA142型成棉機×2→FA221B型梳棉機→條子③。

條子①＋條子②＋條子③→FA303型并條機(三道)→FA421A型粗紗機→粗紗2。

復(fù)合加工:粗紗1＋粗紗2→FA506型棉紡環(huán)錠細紗機(安裝段彩紗/包芯紗裝置,并經(jīng)過改造)→國產(chǎn)GA013型絡(luò)筒機→成包。

在生產(chǎn)過程中應(yīng)根據(jù)有色粘膠纖維和細特滌綸纖維的性能特點和實際情況,采用原前紡工藝即可;但是,麻賽爾纖維和草珊瑚纖維屬于近年來出現(xiàn)的一組新型功能性纖維,在清梳工序加工時應(yīng)根據(jù)2種纖維的性能特點設(shè)計新的工藝參數(shù),采用相同的新工藝,還應(yīng)根據(jù)具體情況及時調(diào)整,確保半制品質(zhì)量的穩(wěn)定,為下一步順利生產(chǎn)創(chuàng)造條件。

彩點加工由改裝的A186型梳棉機完成,把有色粘膠纖維(分黑、紫、紅和黃等14種顏色粘膠纖維)搓成結(jié)子,分別以2%,2.5%,3%,4%,5%等的比例在FA016A型自動混棉機(FA161型振動棉箱或A092A型雙棉箱給棉機)喂入,再經(jīng)過混紡采用段彩紗的方法加工成混紡段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗。

1.4 段彩紗生產(chǎn)原理

圖1 段彩紗紡紗牽伸示意

段彩紗的粗紗是由主干芯紗和輔紗組成,其中A1粗紗連續(xù)從中羅拉喂入經(jīng)一道牽伸作為主干芯紗(基紗),B2粗紗是作為飾紗(輔紗),它從后羅拉后的喇叭口間歇喂入,經(jīng)過中區(qū)和前區(qū)的牽伸后,就紡制加工而成[3-5],如圖1所示。在FA506型棉紡環(huán)錠細紗機上紡制段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗時,A1粗紗(草珊瑚纖維/麻賽爾纖維/細特滌綸纖維)為主干芯紗,從中羅拉后喂入,輔紗(有色粘膠)從后羅拉后喂入,通過裝置控制輔紗進行間歇喂入,主干芯紗(草珊瑚纖維/麻賽爾纖維/細特滌綸纖維)與輔紗在中羅拉鉗口處集合,從而產(chǎn)生段彩的效果。

在棉紡環(huán)錠細紗機上進行改造時,后羅拉和后上膠輥改造為雙通道喂入機構(gòu);中羅拉后的入口處安裝大口徑單眼集棉喇叭口,以確保連續(xù)喂入,并要增大主干芯紗和輔紗接觸面積,使輔紗順利進入牽伸區(qū),以加強對浮游纖維的有效控制、減少段彩紗疵點。A1粗紗作為基紗粗紗連續(xù)從中羅拉入口處集棉喇叭口喂入,經(jīng)過一道牽伸作為主干芯紗(基紗)。

在紡紗時后羅拉斷續(xù)打頓運動,中羅拉有快慢變化、始終保持連續(xù)運動,B2粗紗從后羅拉間歇喂入經(jīng)過中區(qū)和后區(qū)的牽伸后,在前牽伸區(qū)與A1粗紗匯合、混合、牽伸后就形成了段彩紗;最后在搖架上方安裝一導(dǎo)絲輪,使氨綸絲喂入以紡制段彩彈力包芯紗。段彩紗紡紗過程中粗紗喂入如圖2所示。

圖2 A1和B2粗紗喂入

2 紡紗主要工藝參數(shù)設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)措施

2.1 加工帶有彩點的有色粘膠纖維

針對該紗的特點和彩點均勻分布的要求,在選擇基紗原料時應(yīng)綜合考慮、兼顧各種纖維性能特點。

在生產(chǎn)帶有彩點的有色粘膠生條時,在清花工序應(yīng)將加工后的彩點在FA016A型自動混棉機上喂入、采用鋼針打手和打手塵棒封閉等措施,避免彩點損壞或落入車肚等問題的發(fā)生,確保有色粘膠彩點在卷子中分布均勻,為加工帶有彩點的有色粘膠生條創(chuàng)造有利條件。在梳棉機上,各梳理部件的速度應(yīng)偏小控制,特別是回轉(zhuǎn)蓋板的速度宜偏低以避免蓋板花中的彩點被浪費掉,發(fā)現(xiàn)問題要及時解決。因為彩點混合在棉網(wǎng)之中,所以生條的定量應(yīng)偏大以增加棉網(wǎng)對彩點的依附性、黏連性、摩擦力和抱合力而提高成網(wǎng)質(zhì)量;嚴格控制車間溫濕度,避免爛邊、破洞、破網(wǎng)、棉網(wǎng)下垂和落網(wǎng)問題,發(fā)現(xiàn)問題立即采取措施,不應(yīng)給后道工序制造麻煩、帶來問題。由于棉層中混有一定數(shù)量的彩點,梳棉機的各梳理隔距宜偏大控制,不僅要梳理好有色粘膠纖維,而且要盡量減少對彩點的梳理、避免破壞彩點的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、外觀和數(shù)量等。合理選用小漏底的弦長、形式和規(guī)格等,最大限度地不落彩點;發(fā)現(xiàn)落下的彩點較多,要及時采取技術(shù)措施以回用,避免造成不必要的浪費,從而降低紡紗成本。

在并條工序,將帶有彩點的有色粘膠生條喂入并條機經(jīng)過兩道牽伸后彩點會均勻地分布在條子之中;彩點有色粘膠粗紗作為輔紗使用時,輔紗從后羅拉后喂入,為確保質(zhì)量穩(wěn)定則應(yīng)適當偏小掌握定量、粗紗捻度偏大控制,以便使彩點被緊密地包在須條中,嚴格控制粗紗的大、中、小紗的張力伸長率,為細紗穩(wěn)定牽伸創(chuàng)造條件。

2.2 清花工藝

考慮到麻賽爾纖維、草珊瑚纖維的性能特點,采用相同的開清棉新工藝。在分別加工這2種纖維卷時,清花工序遵循“短流程、多分梳、少打擊、混合均勻、多松少返、輕定量、低速度、薄喂入、抗靜電”的工藝原則,降低主要部件的速度以保護纖維、控制落棉量、降低生產(chǎn)成本[6-9];其主要工藝參數(shù)見表2。

表2 清花工藝參數(shù)

2.3 梳棉工藝

根據(jù)麻賽爾纖維、草珊瑚纖維性能特點,采用相同梳棉新工藝。為確保纖維順利轉(zhuǎn)移,錫林、刺輥速度要適中,并保持錫林與刺輥較大的線速比;采用工作角α較小的新型化纖專紡金屬針布,合理控制給棉板與刺輥、錫林與蓋板、錫林與道夫間的隔距,加強纖維的順利轉(zhuǎn)移,減少纖維損傷;適當控制道夫轉(zhuǎn)移率,防止返花問題,改善棉網(wǎng)質(zhì)量;梳棉機的各個梳理滾筒速度要協(xié)調(diào),以最大限度地減少纖維損傷;生條定量和棉網(wǎng)的張力牽伸倍數(shù)要適中,避免破洞、爛網(wǎng)和爛邊問題的發(fā)生;其主要工藝參數(shù)見表3。

表3 梳棉工藝參數(shù)

2.4 并條工藝

并條工序采用草珊瑚纖維、麻賽爾纖維、細特滌綸纖維混合,為了獲得質(zhì)量較好的熟條,應(yīng)加大頭并的后區(qū)牽伸倍數(shù)、減小二并的后區(qū)牽伸倍數(shù)、集中前區(qū)的牽伸;為避免纏繞羅拉問題,應(yīng)合理配置羅拉加壓量大小、羅拉隔距、羅拉速度、牽伸倍數(shù)的工藝參數(shù),優(yōu)化工藝參數(shù)以提高纖維的伸直平行度;并條喇叭口徑宜偏大以防止堵塞而產(chǎn)生斷頭;其主要工藝參數(shù)見表4。

2.5 粗紗工藝

主體粗紗A1(草珊瑚纖維/麻賽爾纖維/細特滌綸纖維)在環(huán)錠細紗機上從中羅拉后連續(xù)喂入、不經(jīng)過后區(qū)牽伸,因此粗紗捻度宜偏小以加強對牽伸區(qū)中纖維的有效控制、避免出硬頭問題,從而確保細紗的正常牽伸;其主要工藝參數(shù)見表5。

表4 并條工藝參數(shù)

表5 粗紗工藝參數(shù)

2.6 細紗工序的裝置原理及工藝

有色粘膠纖維/草珊瑚纖維/麻賽爾纖維/細特滌綸纖維混紡段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗在細紗工序的裝置原理及工藝參數(shù)如下。

2.6.1 段彩紗裝置及原理

段彩紗是由基紗和飾紗組成,是由不同性能、顏色的纖維混合而成,飾紗分布在基紗上可以是有規(guī)律或無規(guī)律的。FA506型棉紡環(huán)錠細紗機采用三羅拉牽伸機構(gòu),通過安裝HZ-DC2A型段彩紗裝置,從而使后羅拉間歇轉(zhuǎn)動,即從后羅拉后的喇叭口間歇喂入飾紗(有色粘膠纖維),與從中羅拉后的大口徑單眼集棉喇叭口喂入的基紗(草珊瑚纖維/麻賽爾纖維/細特滌綸纖維)混合以達到段彩效果,然后在搖架上方安裝一導(dǎo)絲輪,使氨綸絲喂入以紡制成段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗[10-11]。

2.6.2 彈力包芯紗裝置及原理

在FA506型棉紡環(huán)錠細紗機上,通過技術(shù)改造把氨綸包芯紗裝置安裝其上,并加裝一套氨綸絲積極喂入裝置,就能生產(chǎn)包芯紗。

段彩彈力包芯紗的生產(chǎn)原理:首先把紡段彩紗和紡包芯紗的原理結(jié)合起來,即氨綸絲先經(jīng)過退繞機構(gòu)后有一定的預(yù)牽伸,然后氨綸絲再通過導(dǎo)絲輪從中羅拉后喂入,與從牽伸區(qū)中輸出的2種粗紗須條相遇后匯合形成一體,最后經(jīng)過導(dǎo)紗鉤、鋼絲圈和錠子加捻而形成色彩豐富和形態(tài)變化多樣的段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗。

2.6.3 工 藝

段彩紗包括主體紗和輔助紗。主體紗從中羅拉后的喇叭口喂入,中羅拉是連續(xù)運轉(zhuǎn)但有快慢變化;輔助粗紗從后羅拉喂入,后羅拉是間歇性運轉(zhuǎn);進入中羅拉或后羅拉的粗紗各錠的排列位置要一致,例如A紗排列在左側(cè),B紗在右側(cè),則在所有的錠子上均要求A紗在左側(cè)而不允許在右側(cè),以免形成色差。為提高段彩效果,應(yīng)把明顯的有色粗紗排列在左側(cè),它能使輔色蓋住主色,這也不容易發(fā)生色差問題,減少捻度差異、降低捻度不勻率,避免出現(xiàn)色差問題。合理優(yōu)化后區(qū)牽伸倍數(shù)、加壓、羅拉隔距等工藝參數(shù),以改善條干均勻度。

為生產(chǎn)段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗,先要對FA506型棉紡環(huán)錠細紗機進行改造,如:安裝氨綸包芯紗裝置;加裝段彩紗裝置,該裝置為間歇積極喂入控制系統(tǒng),實現(xiàn)以一種A1粗紗(草珊瑚纖維/麻賽爾纖維/細特滌綸纖維)為主干芯紗,即主體粗紗從中羅拉后連續(xù)喂入,另一種粗紗從后羅拉后喂入的輔紗(有色粘膠纖維),從而形成具有段彩效果的紗線。設(shè)計段彩紗時應(yīng)根據(jù)紗線的特點、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 mm～20.0 mm,節(jié)型越小,其坡度越緩和。

由于輔助粗紗間歇喂入主牽伸區(qū),中、后羅拉后的喇叭口是輔助粗紗喂入主牽伸區(qū)的入口,其位置正確才能保證段彩效果,中區(qū)喇叭口的出口位置應(yīng)靠近上、下膠圈組成的鉗口位置,保證粗紗沿著中羅拉鉗口的切線方向喂入,而且喇叭口出口位置不能接觸到上、下膠圈,從而使須條能夠順利進入主牽伸區(qū)。上、下膠圈是連續(xù)運轉(zhuǎn)的,如果中區(qū)喇叭口的出口位置接觸到上膠圈或下膠圈,當輔助粗紗(飾紗或彩紗)停止喂入時,會使長粗紗中的纖維與上、下膠圈發(fā)生摩擦,導(dǎo)致部分纖維被上、下膠圈帶入主牽伸區(qū),從而影響輔助粗紗斷裂的充分性和完整性,直接影響段彩效果。

中、后羅拉后面應(yīng)采用大口徑單眼喇叭口而不用雙眼喇叭口,這樣2根平行喂入的粗紗條緊密接觸,須條在前羅拉鉗口處輸出時是一起不分離,輔助粗紗的彩段部分的纖維就很容易地捻入紗線中,避免產(chǎn)生疵點和色差。喇叭口的出口位置應(yīng)最大限度地接近中羅拉鉗口處,并保持在同一平面上,使輔助粗紗順利喂入。

細紗后區(qū)牽伸倍數(shù)對有色粘膠纖維/草珊瑚纖維/麻賽爾纖維/細特滌綸纖維混紡段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗影響很大,細紗機后區(qū)牽伸倍數(shù)宜偏小,提高對纖維的控制能力、減少浮游纖維數(shù)量,以利于提高成紗質(zhì)量;因為粗紗捻度偏大,所以環(huán)錠細紗機后區(qū)羅拉隔距也應(yīng)偏大,以減小牽伸力。捻度適當偏大的原則是不產(chǎn)生斷頭和硬頭,加工機織物時捻系數(shù)控制為不小于378,加工針織物時捻系數(shù)控制為不小于340;氨綸絲預(yù)牽伸倍數(shù)選擇3～4以確保氨綸絲不斷,達到提高包芯紗的包覆效果、減少露芯和缺芯問題,提高斷裂強度并改善伸長。

要確保設(shè)備運轉(zhuǎn)正常和機械狀態(tài)良好,生產(chǎn)中應(yīng)經(jīng)常檢查氨綸絲的張力,保證氨綸絲從前鉗口輸出時與包覆纖維須條形成一體、不分流;應(yīng)加強生產(chǎn)管理、提高擋車工的操作水平、經(jīng)常檢查設(shè)備以確保設(shè)備狀態(tài)良好,生產(chǎn)中應(yīng)防止無芯和跑偏等問題;采用偏小的錠速和車速,保持細紗機牽伸、加捻和卷繞器材狀態(tài)正常;細紗車間保持適當穩(wěn)定的溫濕度;吸棉笛管要保持較高的真空度,以減少纏繞羅拉和膠輥問題[12-14]。因段彩紗后羅拉是間歇轉(zhuǎn)動,傳動齒輪易發(fā)生爆齒問題,應(yīng)加強設(shè)備管理、關(guān)注設(shè)備運行狀況,發(fā)現(xiàn)問題及時解決。合理選用配套鋼領(lǐng)、鋼絲圈,紗線通道大,鋼絲圈易散熱、拎頭輕,到使用周期應(yīng)及時更換。其工藝參數(shù)見表6。

表6 細紗工藝參數(shù)

3 成紗質(zhì)量情況

通過反復(fù)試紡和分析,采用以上工藝順利地紡出有色粘膠纖維/草珊瑚纖維/麻賽爾纖維/細特滌綸纖維混紡段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗;不同纖維混紡段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗的主要質(zhì)量指標具體見表7。

表7 不同混紡段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗質(zhì)量

4 結(jié)語

生產(chǎn)該品種紗時應(yīng)重點研究彩點、段彩和基紗色彩的合理設(shè)計和完美搭配,以及彩點大小、段彩紗長度變化和氨綸彈力,不僅要保證色彩的鮮艷性、合理性和新穎性,而且還要考慮用該紗加工織物的圖案效果;同時,還要考慮原料的適應(yīng)性、設(shè)備的改造費用、產(chǎn)品的用途、生產(chǎn)技術(shù)、加工成本及成品的附加值等。以有色黏膠為輔紗,喂入粗紗(草珊瑚纖維/麻賽爾纖維/細特滌綸纖維)為主干芯紗,改造FA506環(huán)錠細紗機3羅拉牽伸機構(gòu)、加捻卷繞機構(gòu),加工的有色粘膠纖維/草珊瑚纖維/麻賽爾纖維/細特滌綸纖維混紡段彩彈力彩點包芯復(fù)合紗,其仿真效果好、風(fēng)格獨特、色彩新穎,開發(fā)的織物柔軟光滑、透氣性佳、懸垂性好、舒適性好、層次感強,且經(jīng)濟效益較好、市場開發(fā)前景廣闊。