減少芳綸1414纖維紡紗磨損的生產(chǎn)實踐

陳洲榕

（常熟協(xié)創(chuàng)紡織服裝技術(shù)有限公司，江蘇 常熟 215556）

近年來，隨著國家航空航天和國防軍工的高速發(fā)展，越來越多的高性能纖維得到極大應(yīng)用，其中芳綸1414纖維由于優(yōu)越的熱防護性能，與芳綸1313纖維或其他高性能纖維混紡或純紡，應(yīng)用前景廣闊。但由于芳綸1414纖維的一些特點，紡紗生產(chǎn)比較困難，加之對芳綸1414纖維特性認(rèn)知不足，芳綸1414纖維產(chǎn)品品質(zhì)不高，特別是纖維粉末多的難題，制約其快速發(fā)展與應(yīng)用。為了解決這一難題，根據(jù)常熟協(xié)創(chuàng)紡織服裝技術(shù)有限公司生產(chǎn)芳綸1414纖維產(chǎn)品的實際情況，結(jié)合芳綸1414纖維的特點，經(jīng)過一系列工藝調(diào)整和專件選配，很好地解決了芳綸1414纖維紡紗容易出現(xiàn)粉末的問題[1]。

1 原料性能

1.1 芳綸1414纖維性能

芳綸1414纖維是一種聚酰胺類纖維，化學(xué)名稱聚對苯二甲酰對苯二胺，是一種高性能的新型纖維，它的強度高、模量高，并能適應(yīng)高溫和酸堿的環(huán)境，具有防火阻燃性能好和尺寸熱穩(wěn)定性好等優(yōu)良特性。

1.2 芳綸1414纖維物理特性

纖維長度一般使用38～51 mm，纖維細(xì)度1.67～2.78 dtex，拉伸斷裂強度在20 cN／dtex以上，回潮率5%～8%，纖維顏色為金黃色，不耐光，必須遮光保存。

2 生產(chǎn)工藝及過程控制點

2.1 生產(chǎn)流程

園盤抓棉機→混棉機→豪豬開棉機→FA046型振動棉箱清棉機→單打手成卷機→梳棉機→FA306A并條機（三道）→FA401粗紗機→FA507細(xì)紗機→意大利自動絡(luò)筒機→FA702并線機→XY398倍捻機→高溫蒸箱。

2.2 生產(chǎn)關(guān)鍵點控制與處理

芳綸1414纖維有極好的蓬松性，且易產(chǎn)生靜電，吸濕性差，紡紗過程中，纖維之間或纖維與機件之間相互摩擦，形成電荷集聚且靜電荷很難散去，從而發(fā)生纏繞刺輥、錫林、道夫、皮輥、羅拉等問題。一方面，紡紗進程困難，另一方面，即使紡紗進行下去，會產(chǎn)生粉末粗節(jié)等疵點，成品質(zhì)量很差。其次，芳綸1414纖維原料生產(chǎn)廠家為了提高原料纖維的可紡性、降低紡紗生產(chǎn)難度，在纖維紡絲過程中加了一些化學(xué)助劑，造成纖維表面發(fā)黏，也影響紡紗進程，因此，必須對纖維預(yù)處理及工藝流程中的關(guān)鍵點進行控制。

2.2.1 芳綸1414纖維預(yù)處理

芳綸1414纖維有純紡的，但通常較多是與芳綸1313纖維混紡生產(chǎn)防護面料，混紡比例有5%、8%、23%、40%，常用是5%和8%。常熟協(xié)創(chuàng)紡織服裝技術(shù)有限公司通過多次摸索和試驗，根據(jù)所紡品種，稱出每盤上所需芳綸1414纖維的質(zhì)量，手工扯散并打入一定量的水和抗電劑混合液，通過開松機開松后打入合毛倉庫，密封存放24 h以上，讓混合液充分地滲透到纖維中，回潮率控制在13%以上，從而提高纖維的抗靜電性，改善纖維的可紡性。

2.2.2 開清棉過程控制

芳綸1414纖維屬于化學(xué)纖維，特點是纖維長度一致性好、比較整齊、纖維長度好、回彈性好，優(yōu)點是束絲、并絲、硬絲無異物等特點，采用“精細(xì)抓棉、不落、多梳輕打、完全開松”的工藝原則。

園盤抓棉機工藝調(diào)整，抓棉打手每下降1.5～2.0 mm，刀片伸出肋條-3 mm；豪豬打手改為梳針式打手，速度控制在550 r/min左右；成卷機打手750 r/min左右，增大打手與塵籠風(fēng)機轉(zhuǎn)速比；加大塵棒與打手間距，塵棒與塵棒之間隔距調(diào)到最小并用塑料布封閉，減少落物[2]。

控制好粘卷：（1）自制一加重鐵塊，加大了緊壓羅拉壓；（2）車頭改裝粗紗架裝上4～6根粗紗條，讓其均勻進入芳綸卷的內(nèi)層；（3）將棉卷定量400 g調(diào)整為380 g；（4）用生頭板加強生頭控制，落卷時芳綸卷用塑料布包住并用塑料繩子捆好，碼放棉卷臺上用塑料布蓋好，方便下道工序使用。

控制芳綸卷的均勻程度：（1）采用一供一開清棉配置，即一臺園盤抓棉機供一臺成卷機，做到精細(xì)供應(yīng)；（2）改造天平調(diào)節(jié)裝置，安裝新型棉卷自調(diào)均勻度儀，提高靈敏度；（3）調(diào)整棉箱的光電開關(guān)安裝高度，減少儲棉量，易于芳綸纖維的混合和開松。

2.2.3 梳棉過程控制

梳棉過程是紡紗生產(chǎn)過程的心臟，其工藝控制的好壞嚴(yán)重影響成紗質(zhì)量，特別是芳綸1414纖維不耐磨，造成的損傷更大。80%芳綸1414纖維粉末由該工序產(chǎn)生，減少纖維損傷和粉末，提高芳綸1414纖維梳棉棉網(wǎng)清晰度，是梳棉過程中必須保證的關(guān)鍵問題。結(jié)合以往紡紗經(jīng)驗，梳棉生產(chǎn)采用“適宜定量、中速度、較大隔距、適宜速比、快速轉(zhuǎn)移”的工藝原則。首先，針對芳綸1414纖維特性，選用好梳棉專件器材錫林、道夫、蓋板、刺輥針布。錫林針布選用針齒工作角較大、齒深淺、齒密小的針布；刺輥針布的選用考慮對纖維的穿刺和分割能力，選擇表面好光潔度的薄型刺輥針布；道夫針布的選用考慮易于快速轉(zhuǎn)移，減少返花造成芳綸1414纖維反復(fù)梳理形成粉末，選用密度小一些的針布；蓋板針布也選用針齒密謀較小的針布，最好是中間空的。為盡量減少對芳綸1414纖維的損傷，將給棉板整體墊高7 mm，放大給棉板與刺輥之間隔距，刺輥速度控制在600 r/min。錫林速度提高320 r/min左右，利于纖維從刺輥向錫林的順利轉(zhuǎn)移。

在不影響分梳效果的原則下，加大錫林與蓋板隔距，錫林與道夫隔距偏小掌握，以加快錫林上纖維順利向道夫轉(zhuǎn)移，使芳綸1414纖維不充塞錫林蓋板分梳區(qū)反復(fù)搓揉形成棉結(jié)和粉末。

2.2.4 并條過程控制

考慮并條混合均勻性，采用三道并條混和，頭道采用6根并合，二、三道采用8根并合，采取“重加壓、適宜隔距、變頻控制速度”的工藝原則。

由于芳綸1414纖維靜電較大，生產(chǎn)進程中很容易纏羅拉、繞膠輥、絨套粘花、圈條通道堵塞。為解決難題，采用防靜電涂料處理膠輥；加裝變頻器以方便調(diào)整前羅拉速度；加強班中操作管理，每班對圈條斜管通道及喇叭口用酒精擦洗兩遍，減少纖維中黏著物對通道影響，保證通道光潔；加大緊壓羅拉軸頭頸直徑和加壓環(huán)直徑，增大緊壓羅拉壓力，降低并條下筒定長并棉條筒中加墊著物等措施，控制圈條斜管堵塞現(xiàn)象，保證了芳綸條出條順利。

按照芳綸棉條定量大小選用喇叭口口徑，一般偏緊掌握；適當(dāng)放大羅拉隔距，控制為16 mm×23 mm，調(diào)整彈簧，適當(dāng)?shù)卦黾訐u架壓力，保證牽伸過程平穩(wěn)。并條過程牽伸采用順牽伸工藝路線，極大地減少了彎鉤纖維，控制好纖維的伸直平行度；頭并后區(qū)牽伸倍數(shù)控制在1.8倍，末并后區(qū)牽伸倍數(shù)控制在1.3倍左右。

2.2.5 粗紗過程控制

考慮粗紗與細(xì)紗牽伸匹配及供應(yīng)，粗紗過程采用“中定量（6.0 g/10 m）、適宜加壓、適宜捻系數(shù)、中速度（730 r/min）、較大羅拉隔距（24 mm×30 mm×40 mm）的工藝原則。其膠輥和膠圈應(yīng)用抗靜電抗纏繞免處理膠輥膠圈，減少生產(chǎn)過程纏繞皮輥皮圈。

2.2.6 細(xì)紗過程控制

細(xì)紗生產(chǎn)過程也是容易磨傷芳綸1414纖維、產(chǎn)生粉末的一個關(guān)鍵點，控制好細(xì)紗生產(chǎn)過程對紡好芳綸1414紗線，減少粉末十分重要。細(xì)紗工藝過程采用“較大加壓、大后區(qū)隔距、小后區(qū)牽伸、強控制”的工藝方案和選用細(xì)紗專件器材相配合的工藝準(zhǔn)則。

羅拉隔距30 mm×62 mm，后區(qū)牽伸1.21倍。鋼絲圈鋼領(lǐng)的適配應(yīng)用對芳綸1414纖維影響比較大，運行中高溫的鋼絲圈與芳綸1414纖維接觸后，會使纖維表皮受到傷害脫落，在鋼領(lǐng)板上會出現(xiàn)粉末，極大影響芳綸1414紗線外觀。解決這個問題需要降低鋼絲圈溫度，6903型鋼絲圈散熱較快、溫度低、紗的回轉(zhuǎn)通道比較光滑、與紗摩擦較小，很好地解決了粉末問題；同時選用較重的1—2號鋼絲圈解決了氣圈過大，撞隔紗板形成毛羽紗的問題；采用比較耐磨的鍍鉻鋼領(lǐng)與鋼絲圈配合解決了鋼領(lǐng)不耐磨產(chǎn)生粉末的問題；對紡紗通道專件導(dǎo)紗鉤進行優(yōu)化，選用小直徑高耐磨的新型導(dǎo)紗鉤，一方面減少對紡線的磨損，另一方面保證自身不被磨壞起槽損毛紗線，保持通道光滑，以壓縮氣圈直徑，降低細(xì)紗斷頭。

上下銷的選擇上重在加強浮游區(qū)纖維控制，采用紡中長化學(xué)纖維的專用下銷和上銷，縮短了浮游區(qū)長度，控制了纖維的自由運動，提高了紗線條干和強力。為解決牽伸和控制的矛盾，防止生產(chǎn)過程中出現(xiàn)牽不開出“橡皮紗”現(xiàn)象，適當(dāng)調(diào)高了搖架加壓，并換用硬度70以上的抗纏防繞膠輥，其上下皮圈也用抗纏防繞膠圈，并將膠圈鉗口隔距放大一檔。同時，根據(jù)車間溫濕度的大小適時調(diào)整粗紗捻系數(shù)的大小等工藝方法解決牽伸力與強控制問題，從而保證了細(xì)紗生產(chǎn)過程及成紗質(zhì)量水平。

2.2.7 絡(luò)筒工序

由于芳綸1414纖維靜電現(xiàn)象嚴(yán)重，采用金屬槽筒減少纏繞和紗線損傷，在保證筒子成形良好的條件下，槽筒轉(zhuǎn)速比紡棉產(chǎn)品低10%～15%，張力偏小控制，每班揩洗紗條通道，確保其光潔、順滑，大大減少了粉末的產(chǎn)生。

考慮芳綸1414纖維的特性，生產(chǎn)現(xiàn)場濕度較大，清紗裝置采用光電式清紗器，參數(shù)的設(shè)置重在清除紗上棉結(jié)、粗細(xì)節(jié)、飛花附入。接頭方式采用空氣捻接器，特別是噴水式加捻器，清紗剪刀采用陶瓷的，每班檢查捻接效果，并做好捻結(jié)器清潔，保證捻結(jié)效率和效果[3]。

2.2.8 并筒工序

采用金屬槽筒，減少紗線纏繞，并紗速度采用中速，張力偏大掌握。操作過程中輕拿輕放，保持好現(xiàn)場清潔，防止飛花與粉末附入筒子中，落下筒子放入落紗車并用布蓋好。

2.2.9 倍捻工序

采用抗纏繞槽筒，速度偏低控制，一般錠速在6 400～7 000 r/min，防止錠速過高磨損紗線形成粉末，每班做好筒紗架、通道、錠貫中筒紗表面清潔。落下筒子放入落紗車中用布蓋好。

2.2.10 蒸箱定型工序

由于芳綸1414纖維磨量大，其紗線加捻后扭曲很大，單紗和股線打扭厲害，如果不進行定型處理，全部是小辮紗，后道工序無法正常。故而采用加熱定型處理，單紗和股線分別進行。細(xì)紗機單紗下來后送入高溫蒸箱在96 ℃真空下進行1 h定型；倍捻機股線下來后，高溫蒸箱在110 ℃真空下進行1 h定型；穩(wěn)定其形態(tài)，減少打扭。

2.2.11 紡紗環(huán)境的控制

紡紗生產(chǎn)環(huán)境的控制：（1）不同品種機臺分割，減少不同顏色和性能的產(chǎn)品交叉污染；（2）生產(chǎn)現(xiàn)場溫濕度調(diào)控。芳綸1414纖維生產(chǎn)進程中對溫濕度的變化比較敏感，偏高偏低都會生產(chǎn)進程和產(chǎn)品質(zhì)量。溫濕度偏低，生產(chǎn)中靜電現(xiàn)象嚴(yán)重，芳綸1414纖維大量吸附在回轉(zhuǎn)機件及器材的表面，導(dǎo)致纖維纏棉卷羅拉、刺輥、繞錫林、道夫掛花棉網(wǎng)破網(wǎng)、轉(zhuǎn)移不暢、絨布帶花、皮輥帶花、成條蓬松堵圈條盤和粗節(jié)棉結(jié)疵點增加等問題；溫濕度偏高，芳綸1414纖維表面水分增大，開松和梳理不好，同樣造成纏繞皮輥皮圈和羅拉。

生產(chǎn)車間機臺分割控制。根據(jù)芳綸1414纖維的特點，生產(chǎn)車間建立之時，在機臺配置和生產(chǎn)流程布局時就考慮了按纖維特性進行安排機臺和生產(chǎn)流程，分為淺色、混合色、深色3套流程。各個生產(chǎn)流程之間采用硬隔斷和軟隔斷相結(jié)合，確保產(chǎn)品不串色，為了保持冬天生產(chǎn)現(xiàn)場溫度，在梳棉、并條、粗紗、細(xì)紗工序采用塑料薄膜搭棚，很好地保證了溫度。

溫濕度控制。芳綸1414纖維對溫濕度比較敏感，溫度低不好生產(chǎn)、濕度低也不好生產(chǎn)。一般較高溫高濕比較好，特別是梳棉、并條兩工序。做法是全車間噴霧加濕和局部加濕器加濕相結(jié)合，清花棉臺采用移動加濕器加濕；梳棉工序采用加壓罐噴霧空中加濕；并條采用移動加濕器加濕；粗紗采用移動加濕器加濕；細(xì)紗采用車間噴霧加濕和地面灑水相結(jié)合，生產(chǎn)現(xiàn)場溫濕度調(diào)控比較好。生產(chǎn)過程中，各工序溫濕度采用較高掌握，生產(chǎn)比較順利，纏繞現(xiàn)象很少，梳棉工序溫度20 ℃以上，相對濕度70%以上；并條工序溫度22 ℃以上，相對濕度65%以上；粗紗工序溫度22 ℃以上，相對濕度63%以上；細(xì)紗工序溫度26 ℃以上，相對濕度60%以上。芳綸1414纖維加有抗靜電油劑，較高的溫濕度還能保證油劑發(fā)揮最好的效果，各紡紗通道運行通暢，保證生產(chǎn)過程順利，極大地減少了飛花、毛羽、粉末。

3 結(jié)語

通過對芳綸1414纖維的試生產(chǎn)，加深了對芳綸1414纖維特性的認(rèn)識，并按照上面所述工藝流程及專件選配和控制，芳綸1414纖維不耐磨、容易產(chǎn)生粉末問題是可以解決的。雖然紡紗過程還有一些波動，但在生產(chǎn)進行中，只要充分認(rèn)識芳綸1414纖維的特性和特點，充分進行纖維加濕預(yù)處理；各工序環(huán)境控制及關(guān)鍵點工藝控制；優(yōu)選各工序的工藝參數(shù)，最大限度地減少纖維磨損和損傷；保持各紡紗通道的光潔和半成品轉(zhuǎn)移通暢；優(yōu)選適宜的紡紗專器件；保持較高的溫度和濕度，芳綸1414纖維容易出粉末的問題就能得到很好的解決，芳綸1414纖維就能順利紡出各項指標(biāo)均達到要求的紗線，滿足不斷擴大的安全防護領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芊雷o紗線的需求。