粗纺羊绒纱线的开发与品控

2020-09-27倪晓伟陈继华罗钰莹王欣怡奚培忠黄立新

纺织科技进展 2020年9期

倪晓伟,陈继华,罗钰莹,王欣怡,奚培忠,黄立新

(嘉兴学院,浙江嘉兴314001)

羊绒素有“软黄金”的美誉,属高端稀缺的天然纺织原料。羊绒强伸长度、吸湿性优于绵羊毛,纤维强力适中,富有弹性。使用细密、丰厚的羊绒纤维加工的羊绒衫具有很强的保暖性,集纤细、轻薄、柔软于一身。

在羊绒制品的消费市场中,粗纺羊绒的风格更易被消费者接受,市场占有率很高。

为提升粗纺羊绒纱的产品附加值,开发生产粗纺细特羊绒纱逐渐成为羊绒产品高端化的必然要求。杭嘉湖地区作为重要的羊绒产业集群,近年来所采用的纺纱设备性能有了巨大提升,借助先进的毛纺设备,优化粗纺生产工艺,结合高效的纺织生产技术开发生产质量稳定的粗纺100%纯山羊绒纱,提高了粗纺羊绒纱线的产品附加值。

1 原料选配

表1 羊绒纤维原料主要性能指标

在初始的原料选配上,粗纺工艺的高支纱对纤维原料指标要求较严格,毛纺厂考虑生产效率一般选用经上色处理过的羊毛散纤维,上色处理工艺过程应尽量减少纱线损伤,在混毛过程中应尽量使散纤维颜色混合均匀,使得混色效果好,有利于后道工序纺出的高支纱线颜色均匀。实际生产中所需羊绒纤维的主要性能指标见表1。

2 工艺优化

结合工厂现有设备的实际情况和产品的指标要求,确定了粗纺纺纱生产流程:原料选配→开松→和毛加油(胶南纺机BC262型和毛机)→梳毛(OCTIR 梳毛机)→细纱(YZJ-1型全伺服龙带走架细纱机)→络筒(意大利Savio-Polar Evolution自动络筒机)→并线→倍捻(日发纺机)。

工厂车间相对温度控制在26 ℃,相对湿度控制在70%,车间纺纱需保持恒温恒湿条件。

2.1 和毛开松

和毛工序主要进行称原料→测回潮→和毛→铺层→开松→加油水等几个步骤,主要是将染好色的散纤维原料均匀混合。

和毛工序的质量指标为回潮率及均匀度,均匀度包括混毛均匀、色泽均匀及加油均匀。和毛工序中和毛油的加入非常重要,会影响到后道工序的进行[1]。高支纱线由于细度较低,极易受摩擦作用影响拉伸断裂,加油水的步骤极为关键,相较于一般低支粗纱,高支粗纱更需要润滑,需严格控制混料加油水量的均匀度。在实际生产中,和毛加油水的工序需打3遍,通过这一工序能有效减少纤维损伤,降低摩擦力。和毛油的过程要确保纤维对机件的高速动摩擦因数小,这样能使羊绒纤维润滑性好不易拉断而且易梳理。让纤维间静摩擦因数稍增大些,确保纤维集束抱合性能[2]。通过往油水里添加合适比例的助剂如增强剂、抗静电剂等能有效提高纤维抱合力、强力,并增强纤维的可纺性,使羊毛纤维在受力时不易被拉断,不易产生静电,给油加湿环节是粗纺高支羊绒纱能否纺成的有效一环。同时,在不影响后道工序的正常进行和保证产品质量的情况下,应尽可能少量加入油水,一般加油量控制在1.5%～4%。

在实际生产中至少需要在储毛仓闷毛12 h以上,使和毛油水均匀分布渗透到已混合的原料中,有助于提高后道纺纱质量。

2.2 梳毛工序

粗梳毛纺由于加工工艺流程短,梳毛机输出的粗纱直接喂入细纱机,并不经过精梳流程,也无针梳机的反复并合牵伸,梳毛机生产的粗纱质量直接影响后道细纱的质量,关键在于降低毛条的线性密度达到可直接喂入细纱机的程度,在这一环节需要对质量进行严格把控。采用“重加压、大隔距、小张力牵伸、较大捻系数”的基本工艺原则[3],根据实际状况适当调整工艺参数,保证机械的正常运行,尽量减少纱线意外牵伸。

挡车工喂入原料时要考虑毛斗每次喂毛量和喂毛周期。实际生产中采用的电脑数控喂毛斗能够使喂毛量保持一定量的定值,主要控制喂毛斗的极差和喂毛不匀率2个指标,若出现喂毛量偏差情况可及时发现并纠正。喂入罗拉转速控制为54 r/min。

梳理机中影响分梳的工艺因素主要有回转部件的隔距、速比等。锡林速度不能过高,易造成纤维损伤及增加机件磨损和隔距变化。粗梳毛条的下机回潮率以16%～18%为宜。

原料必须在梳毛机上混合充分。粗纺梳毛机喂入的是已经染好色的散纤维,对散纤维原料和颜色的混合要求都很高。不仅考虑纵向混合,还要考虑横向混合。依靠一节过桥装置,将道夫输出的毛网前后折叠混合后,再左右折叠混合,制成一定厚度毛层喂入下一节梳理机。折叠层数会影响毛层厚薄均匀及混合效果,通过铺叠来增加横向混合。

粗纺对成条要求很高,成条机将最后道夫输出的毛网分割成数根小毛网,搓捻后卷绕。这个步骤需要注意出条速度和出条重量,尤其是重量差异要小,不匀率小于1%。

2.3 细纱工序

生产粗纺高支羊绒纱一般采用走架细纱机,虽然生产效率较环锭细纱机慢,但是受周期性实施纱条牵伸、加捻和卷绕3个作用的影响,加工出的细纱质量相对较好,先加捻后牵伸使得纱线均匀度好,纱线断头较少,成纱质量较高。由于高支纱的纱线强力较低,走架车速的选择低于常规低支纱。而且出车距离短有利于减少高支纱断头,相应减少意外牵伸,减少细节的产生,从而增加纱线的强力[4]。

工厂采用YZJ-1型全伺服龙带走架细纱机,采用SIMOTION D 控制设备稳定高效,龙带传动捻度分布均匀,强力好,分段牵伸,纱线条干分布均匀,支数隔差小。细纱设计捻度参数700 T/M,牵伸倍数1.3倍,所纺单纱经电子单纱强力机测试,数据见表2。(拉伸速度500 mm/min,夹距500 mm,起拉力值10.0 c N,预加张力10.0 c N)

表2 电子单纱强力机测试数据

2.4 后纺工序

后纺工序主要有络筒、并线和倍捻,在生产过程中主要起到检测纱疵、并和加捻的作用。后纺工序的优化主要从机器的车速和张力等参数上进行调整,均低于常规纱,这样有利于高支纱线的生产[5]。络筒张力应尽量减小,锭子速度也应调小,有利于提高纱线质量,轻纱与重纱混和并纱,提高纱线的使用率,节约成本,自络筒机器车速设定为500 m/min。并线过程需考虑并线长度、并线速度、张力等因素,并线速度控制在580 m/min较适宜,不需附加张力。倍捻过程形成的合股纱线捻度需尽量控制在340～360 T/M,锭速控制在5 000 r/min。经YG133B/M 条干均匀度测试仪对100%纯羊绒的筒纱、管纱进行测试(速度200 m/min,温度20 ℃,湿度65%),得出表3数据。

表3 筒纱与管纱条干不匀率测试

由表3可得,经合理后纺工序制得的管纱与筒纱条干不匀率有效减少,细节粗节变少,毛粒数量有效减少,纱线质量显著提升。

2.5 成纱测试

通过最终成纱物理指标试验,纱线重量不匀率为1.8%,捻度测试的纱线实测平均捻度683.8 T/m,捻度偏差率为2.4%(标准±8%),捻度变异系数为6.25%(优等品标准≤10%)。纱线强伸性测试测得平均强力为103.4 c N,断裂伸长CV 值为6.59%,伸长率23.62%。最终纺制的粗纺羊绒纱线符合FZ/T 73009-2009标准。