拉毛带子复合花式纱线的开发

2017-07-19任学勤

纺织科学与工程学报 2017年3期

关键词：拉毛带子针筒

杨恒，任学勤

(西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048)

拉毛带子复合花式纱线的开发

杨恒，任学勤

(西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048)

开发一种新型的拉毛带子纱，通过探究钩针的高低位置、罗拉的速度、小针筒的速度等参数对纺纱质量的影响，确定最优工艺，最终成功纺制出新型的高质量拉毛带子纱，并对成纱效果进行分析。

花式纱线小针筒拉毛带子纱

带子纱，是花式纱线的一种，外观呈现出带子形状的一种纱线[1]。带子纱的分类有很多种，常见的是按机器的类型分为钩编机带子纱和小针筒带子纱[2]。钩编机生产的带子纱，两边两组经纱中间由纬纱相连，有宽有窄的带子纱；另一种是小针筒织带机生产的，这种带子纱与钩编机生产的带子纱不同，小针筒织带机和织袜机相似，实际上属于纬编，它只是由一组纬纱制成的[3]。

通过小针筒织带机将拉毛纱织成带子纱，即为拉毛带子纱。拉毛带子纱没有芯纱，属于空心带子纱，是一种新型的复合花式纱线。将本身就为花式纱线的拉毛纱加工成另一种花式纱线，这样不但保留了其原有的保暖性、恢复性等性能，又赋予它另一种花式纱线的外观效果和性能，并且增加了花式纱线产品的多样性，迎合了市场开发花式纱线新产品的需求。

1 实验准备

1.1 实验原料

图1 拉毛纱

在实验过程中，不同的针号对应不一样的原料，原纱的特克斯不宜太大，且要有一定的强力。实验前，对原纱进行了断裂强力和断裂伸长率的测试，如表1所示：

表1 拉毛纱的测试

测得五组拉毛纱的断裂强力，求平均值为1019cN，约等于10N，由以上数据可知拉毛纱的断裂强力较大。

1.2 实验设备

此次试验生产设备是小针筒织带机。小针筒织带机由上到下主要是由纱架、张力装置、倒纱钩、针筒、龙带、卷曲罗拉、卷绕装置等部分组成。小针筒织带机属于纬编机类型，其作用原理和织袜机相似，只用一根纬纱形成套圈，织成很小的圆筒，压扁后和带子一样，故称带子线。其针筒很小[4]，而且整个针筒只有12个针槽。小针筒分内转式和外转式两种，本次实验是在内转式小针筒上完成的，见图2：

图2 内转针筒

2 拉毛带子纱的工艺参数

2.1 上机调试

纺制带子纱时，副电机频率与主电机频率都调节到最佳值时，才能顺利纺纱。通过反复的尝试数据，得到上机的最优参数，见表2：

表2 6组实验上机的主要数据

其中变频器2控制针筒转速，步进电机3控制输出罗拉转速。筒子转速和输出罗拉速度均为其上机数值的十分之一，即当针数为1时，控制器上输入变频器的数值为420，步进电机3的数值为335，即锭子转速为420 r/min，输出罗拉的转速为33.5 r/min。由以上数据可以看出，当针数增加时，筒子的转速在减小，输出罗拉的转速也在减小。

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2.2 张力

小针筒织带机从上到下有两道张力器，从纱线退绕到带子卷绕成形的过程中维持一定张力，而且在输出罗拉和压辊处对织成的带子纱也产生一定张力。一般的机器上只通过一道张力装置，但为了纱线生产的稳定，通过对小针筒织带机的改进，使其具有两个张力装置。另外，由于拉毛纱的毛羽较长，而且强力较小，所以在试验中尽管将张力调到很小，拉毛纱经过两个张力装置后，毛羽减少现象严重，而且容易断纱。最后拆掉了一个张力装置，但是拉毛纱不稳定，在导纱杆上来回移动仍会影响到毛羽的完好。最后在导纱杆上安装了一个导纱钩，拉毛纱左右移动的现象就消除了。

2.3 捻度

针筒每回转一周使织成的带子产生一个捻度，而成形的带子由针筒下面出来经过输出罗拉和压辊直接又通过槽筒卷绕到筒子上，槽筒的速度小于针筒的转速，所以加在带子上的捻度无法退去。基于这一原因，在使用时需先进行退捻才可上机织造。捻度有S捻和Z捻之分，针筒逆时针转动所纺拉毛带子纱为Z捻，针筒顺时针回转所纺带子纱为S捻。例如控制器上6针带子纱罗拉转速为针筒逆时针转动的速度，为33.5r/min，锭子转速为针筒顺时针回转速度，为39.5r/min。后者大于前者，所以纺出的带子纱有一定的S捻。经过测量，织出的带子纱捻度是223捻/m，S捻。因此需要在退捻机上进一步退捻。

2.4 针的位置

小针筒织带机上装是12G的舌针。该针对于原纱的细度有一定的要求，纱支不宜过低。在纱支一定的情况下，影响成圈的最大因素就是针的位置。经过反复的试验后分析得出，当纱线受到一定张力时，舌针也会受到同样大小的张力，舌针过高，就会产生较长的力矩(功=力×力矩)[5]，所以在相同的张力下，舌针的位置越高，力矩越大，产生的功也就越大，舌针就越易断裂。另外，在装针时应达到下列要求：

(1)当针位于最高位置时，针舌下部与针筒口的距离保持在1.7mm～2.1mm的范围内；

(2)当针下降到最低位置时，针钩的顶部距针筒口向下1.6mm～2mm的范围。

2.5 针的数量

本次试验共纺出六组拉毛带子纱,每组拉毛带子纱的针数不同。第一次试验采用了12根针，由于拉毛纱的细度大，舌针与舌针之间的距离较小，拉毛纱在舌针之间上下移动困难，所以实验以失败告终。由于不能确定针数为多少时可以纺出带子纱，但是可以确定针数越小，可纺的可能性就越大，所以实验以1根舌针开始。舌针为1根时，很顺利纺出第一根纱。舌针数为2时，没有改变其他参数，实验过程中拉毛纱很容易断裂，而且纺出的带子纱没有很好的卷绕到筒子上。将筒子的速度相应减小，输出罗拉的速度也相应的减小，发现修改参数后，纱线不易断裂了。当舌针数为3时，考虑到2根针实验出现的状况，在实验前先将筒子和罗拉的速度相应减小，可是并没有达到预期的效果。又反复改变参数，最终确定其最优的参数。当针数为4时，只是调节参数的变化已经满足不了实验的继续进行，又改变舌针的高度，多次修改后顺利纺出4针拉毛带子纱。当舌针为5时，由于小针筒最多只能放下12根舌针，所以5根针在小针筒上无法均匀分布，最后选用每隔一个针槽放置一根舌针，最后一根舌针与第一根舌针隔两个针槽的方案。当针数为6时，尽管调节针的位置，还是筒子的速度，总会出现断纱的现象。当舌针数为7时，由于12不是7的倍数，所以舌针的位置为三根针连续排列，其余每隔一个针槽放一根针。这次试验不管调节任何工艺参数，拉毛纱断裂现象很严重，实验无法正常进行。所以最终确定本次试验最多只能选用六根舌针。

3 结果与分析

3.1 成纱效果

纺制的六组拉毛带子纱的效果图见图3～图8

图3 1针纺出的带子纱

图5 3针纺出的带子纱

图6 4针纺出的带子纱

图7 5针纺出的带子纱

3.2 效果分析

3.2.1 外观

从实验结果可以看出，1根针和2根针纺出的带子纱大体相似，但是仔细看还是有很大差别。这两根带子纱都有明显的弯曲，但是1根针纺出的带子纱比2根针纺出的带子纱的弯曲更明显，而且2根针纺出的带子纱比1根针纺出的带子纱密实。严格的说，1根针纺出的纱，不叫带子纱，应该叫链子纱，因为其内部不是空心的。3根针到6根针之间纺出的带子纱弯曲不明显。直径一直增大，而且密实程度依次增大，柔软性依次变差，网眼也依次变小。针的位置不同也影响到了带子纱的外观，由于小针筒最多只能放置12根舌针，当所放的针数均匀放置时，纺出的带子纱外观匀称，而像5根针纺出的带子纱，外观不均匀，一面密实一面稀松。

3.2.2 网眼

带子纱是否符合要求，网眼也是一个考核指标，主要是针数的多少和纱线的细度决定了网眼的大小。本次试验纱线的细度确定，影响网眼大小的因素主要为针数的多少。由图可以看出，1针拉毛带子纱网眼最大，6针拉毛带子纱网眼最小。分析结果可知，舌针数在小针筒上分布均匀时，一根拉毛带子纱上网眼的大小也都相同；当纱线细度一定，舌针数越多，拉毛带子纱的网眼越大。由图7 可知，舌针数在小针筒上分布不均匀时，一根拉毛带子纱上网眼的大小也不同。

3.2.3 拉伸性能

如表3为拉毛带子纱的断裂强度和断裂伸长率。

表3 拉毛带子纱测试指标

从实验结果可以看出拉毛带子纱的断裂强度比单一的拉毛纱大，而且随着针数的增多，拉毛带子纱断裂强度也随着增大，但是拉毛带子纱的断裂伸长率随着针数的增加而降低，表中可以看出，5针带子纱甚至比4针带子纱的断裂强度还小，经过不断地测试求平均值，实验数据并没有出错。其原因是由于此次六组实验除了5针拉毛带子纱针的位置不是均匀的，其余五组的针的位置都是均匀分布的，从而导致5针的拉毛带子纱网眼大小不均，导致纱线受力不均匀，当外力不断增大时，拉毛带子纱在松散的地方断裂。