改善噴氣渦流紡粘膠紗條干水平的工藝優(yōu)化

吳俊年 龔正暉 沈 絨 孫曉雯

(蘇州普路通紡織科技有限公司，江蘇蘇州，215200)

噴氣渦流紡技術(shù)因集粗紗、細(xì)紗、絡(luò)筒和卷繞為一體，具有工藝流程短、高速、高度自動(dòng)化特征，是棉紡行業(yè)最具市場(chǎng)前景的紡紗技術(shù)之一[1]。從21世紀(jì)初引進(jìn)以來(lái)，噴氣渦流紡在我國(guó)得到了迅猛發(fā)展。但隨著噴氣渦流紡企業(yè)的增多和規(guī)模的擴(kuò)大，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，普通的噴氣渦流紡紗已不能讓企業(yè)具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，提高噴氣渦流紗品質(zhì)是企業(yè)勢(shì)在必行的發(fā)展戰(zhàn)略。

1 噴氣渦流紡簡(jiǎn)介

1.1 成紗原理

噴氣渦流紡紗原理如圖1所示。纖維條經(jīng)牽伸后從前羅拉鉗口輸出，在噴嘴的螺旋引導(dǎo)面作用下進(jìn)入渦流室，纖維束前端經(jīng)引導(dǎo)針引導(dǎo)進(jìn)入空心管(空心錠子)內(nèi)，由于離心力和氣流的作用，纖維尾端產(chǎn)生膨脹，形成尾端呈自由狀態(tài)的纖維(可稱為尾端自由端纖維)，在切向噴射孔噴出氣流形成的渦流作用下尾端自由端纖維發(fā)生旋轉(zhuǎn)，加捻成紗，由空心管引出，卷繞成筒子紗[2]。

圖1 噴氣渦流紡成紗原理示意圖

1-引導(dǎo)體；2-后端罩殼；3-前端罩殼；4-引紗管；5-錐面體；6-渦流管

1.2 噴氣渦流紡特性

與傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗技術(shù)相比，噴氣渦流紡紗技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)[3-6]。

一是噴氣渦流紡成紗速度快。最高成紗速度能達(dá)到500 m/min。而傳統(tǒng)環(huán)錠紡速度甚至不能達(dá)到噴氣渦流紡速度的1/20。

二是噴氣渦流紡的工藝流程短，運(yùn)行成本降低。相較于傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗而言，噴氣渦流紡紗機(jī)將粗紗、細(xì)紗、絡(luò)筒合為一體，大大減少了人力、電力、物力維修等資源。

三是噴氣渦流紡的成紗質(zhì)量相對(duì)來(lái)說(shuō)較高。雖然噴氣渦流紡成紗強(qiáng)力平均比傳統(tǒng)環(huán)錠紡要低20%左右，條干均勻度也較傳統(tǒng)環(huán)錠紡稍差一些，但是強(qiáng)力不勻率卻優(yōu)于傳統(tǒng)環(huán)錠紡，且粗細(xì)節(jié)、毛羽指數(shù)明顯好于傳統(tǒng)環(huán)錠紡。噴氣渦流紡紗線外觀呈包覆結(jié)構(gòu)[7]，紗線表面的纖維不規(guī)則地相互纏繞，紗與紗之間極易抱合，耐磨性較傳統(tǒng)環(huán)錠紡優(yōu)異。

針對(duì)目前噴氣渦流紡紗線的條干均勻度低于傳統(tǒng)環(huán)錠紡的問(wèn)題，本文通過(guò)噴氣渦流紡紗工藝的探討，改善噴氣渦流紡紗線的條干均勻度，提升噴氣渦流紡紗線的品質(zhì)，從而提升下游端產(chǎn)品的品質(zhì)，擴(kuò)大噴氣渦流紡紗線的應(yīng)用范圍。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 原料優(yōu)選

噴氣渦流紡紗是利用N1噴嘴高速噴射的氣流對(duì)外層纖維進(jìn)行加捻包纏而成紗的，原料纖維的細(xì)度決定了紗線單位截面內(nèi)纖維的根數(shù)，原料纖維越細(xì)，單位截面內(nèi)纖維的根數(shù)越多。本試驗(yàn)通過(guò)選擇1.11 dtex(長(zhǎng)度38 mm，單纖強(qiáng)度2.43 cN/dtex)和1.33 dtex(長(zhǎng)度38 mm，單纖強(qiáng)度2.55 cN/dtex)兩種規(guī)格的粘膠短纖維來(lái)紡制 14.8 tex噴氣渦流紗，探討原料細(xì)度對(duì)噴氣渦流紗條干均勻度的影響。

2.2 前紡工藝

前紡包括清梳聯(lián)(開清棉與梳棉)以及并條工序，從開松、除雜、提高纖維取向度、伸直度，最終成條。為探討熟條定量對(duì)紗線條干均勻度的影響，本試驗(yàn)在前紡工藝中，對(duì)兩種線密度規(guī)格的粘膠纖維分別進(jìn)行成條。經(jīng)過(guò)參數(shù)調(diào)整，兩種纖維原料分別紡制成18 g/5 m、20 g/5 m、22 g/5 m共3種熟條定量。

2.3 噴氣渦流紡工藝

在噴氣渦流紡紗工藝中，影響紗線條干水平的因素有很多，主要有熟條定量、紡紗速度、噴嘴氣壓、牽伸分配等。本試驗(yàn)主要探討牽伸分配對(duì)紗線條干均勻度的影響。將前紡工藝得到的不同定量、不同原料細(xì)度的熟條，在不同主牽伸倍數(shù)的牽伸下紡制成R 14.8 tex噴氣渦流紗，主牽伸的調(diào)整范圍為30倍～40倍，其他紡紗工藝參數(shù)保持常規(guī)紡R 14.8 tex噴氣渦流紗的最佳設(shè)定恒定不變。紡紗速度設(shè)定為390 m/min，噴嘴氣壓設(shè)定為5.0 MPa。將以上紡制的R 14.8 tex噴氣渦流紗進(jìn)行條干水平測(cè)試，結(jié)果見表1。

表1不同參數(shù)配置的噴氣渦流紗條干水平

紗樣種類原料細(xì)度/dtex熟條定量/g·(5 m)-1主牽伸/倍條干不勻率/%紗樣1紗樣2紗樣3紗樣4紗樣5紗樣6紗樣7紗樣8紗樣9紗樣10紗樣11紗樣12紗樣13紗樣14紗樣15紗樣16紗樣17紗樣181.111.111.111.111.111.111.111.111.111.331.331.331.331.331.331.331.331.3318181820202022222218181820202022222230354030354030354030354030354030354013.1513.8114.3213.4313.8815.5614.0814.5515.2613.6414.2714.4713.8914.6216.1414.3815.1616.38

3 結(jié)果與分析

根據(jù)表1，采用單因素法，分別分析纖維原料細(xì)度、熟條定量以及噴氣渦流紡主牽伸倍數(shù)對(duì)R 14.8 tex噴氣渦流紗條干水平的影響。原料細(xì)度和主牽伸倍數(shù)(35倍)一定時(shí)，熟條定量與紗線條干不勻率的關(guān)系如圖2所示。原料細(xì)度和熟條定量(20 g/5 m)一定時(shí)，主牽伸倍數(shù)與紗線條干不勻率的關(guān)系如圖3所示。

根據(jù)表1和圖2可以看出，在原料細(xì)度和主牽伸倍數(shù)一定時(shí)，隨著熟條定量的增加，條干不勻率隨之增加。說(shuō)明熟條定量越小，熟條中纖維的伸直度越好，在包纏成紗過(guò)程中，外層纖維更有序地隨著氣流包纏到芯纖維上，紗線的條干水平越好。然而，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，熟條定量過(guò)小，前紡產(chǎn)量太低，會(huì)影響后道噴氣渦流紡的供應(yīng)，從而影響產(chǎn)能。因此，在保證前紡和后紡供應(yīng)連貫正常的情況下，盡量選擇定量小的熟條。在本次試驗(yàn)中，熟條定量為18 g/5 m和20 g/5 m所對(duì)應(yīng)的紗線條干不勻率相差較少，且都小于15%，滿足FZ/T 12039—2013《噴氣渦流紡粘纖純紡及滌粘混紡本色紗》優(yōu)等品指標(biāo)。因此，熟條定量最佳設(shè)定為20 g/5 m。

圖2 熟條定量對(duì)條干不勻率的影響

圖3 主牽伸倍數(shù)對(duì)條干不勻率的影響

根據(jù)表1和圖3可以看出，在原料細(xì)度和熟條定量一定的情況下，紗線的條干不勻率隨著主牽伸倍數(shù)的增加而增加。過(guò)度的牽伸，會(huì)對(duì)熟條中纖維的運(yùn)動(dòng)控制不勻稱，從而導(dǎo)致條干不勻率增加。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，主牽伸倍數(shù)過(guò)小，易產(chǎn)生由膠圈引起的報(bào)警。因此，主牽伸最佳設(shè)定為35倍。

根據(jù)圖2和圖3可以看出，在熟條定量和主牽伸倍數(shù)一定的情況下，原料細(xì)度越小，紗線的條干不勻率越小。說(shuō)明原料細(xì)度越細(xì)，單位截面內(nèi)的纖維根數(shù)越多，紗線的條干水平越好。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，原料纖維細(xì)度越細(xì)，前紡梳棉的速度需放慢，最終影響噴氣渦流紡的生產(chǎn)效率，也會(huì)使成紗棉結(jié)增多。本試驗(yàn)在保證噴氣渦流紡生產(chǎn)效率的前提下，優(yōu)選細(xì)度為1.11 dtex的粘膠纖維。

4 結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)紡制R 14.8 tex噴氣渦流紗過(guò)程中，通過(guò)采用不同原料細(xì)度的粘膠短纖，設(shè)定不同的熟條定量以及調(diào)整不同的主牽伸倍數(shù)，發(fā)現(xiàn)原料纖維越細(xì)、熟條定量越小以及噴氣渦流紡主牽伸倍數(shù)越小，可使所紡制的渦流紡紗線的條干水平越好。但原料細(xì)度過(guò)細(xì)以及熟條定量過(guò)小，都會(huì)使前紡工序產(chǎn)能降低，影響最終產(chǎn)能，而主牽伸倍數(shù)過(guò)小也會(huì)導(dǎo)致噴氣渦流紡生產(chǎn)效率降低。因此在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，需經(jīng)過(guò)多次生產(chǎn)實(shí)踐，來(lái)優(yōu)化工藝參數(shù)。此外，噴氣渦流紡過(guò)程中的膠輥硬度也會(huì)影響紗線的條干水平，膠輥越硬，條干水平越差，需定期做維護(hù)。本文通過(guò)影響紗線條干水平的探討，希望對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中紗線品質(zhì)的提升具有一定的參考價(jià)值。