精梳涤纶18.5 tex 针织纱的开发
2020-12-24吉宜军苏旭中高思晴乐荣庆
陈 可 吉宜军 苏旭中 高思晴 乐荣庆
(1.江南大学,江苏无锡,214122;2.南通双弘纺织有限公司,江苏南通,226661)
针织物具有良好的伸缩性、柔软性、吸湿性和透气性,穿着时合身随体,舒适方便,能较好满足人体运动时伸展、弯曲等要求。如果采用精梳工艺,可在一定程度上提高纤维的伸直度、平行度以及分离度,减少须条纱疵,且有利于减少在后序加工过程中产生的棉结,使得所纺制精梳针织纱线的性能更能满足人们的需求。随着化纤精梳机的出现,涤纶针织纱采用精梳工艺有利于纺制出更高品质的针织纱,同时在一定程度上减少了原料成本,使得低档化纤原料产品的发展实现由中低端向高端的转变。
1 原料的选用和工艺流程
1.1 原料的选用
涤纶的主要质量指标:平均长度37.36 mm,细度1.34 dtex,回潮率0.47%;倍长纤维含量0.2 mg/100 g,超长率 0.14%,断裂强度5.85 cN/dtex。
由于增加了精梳工序,为了节约成本,可使用部分吸风花和粗纱头。涤纶/吸风花/粗纱混用比例97.2/1.4/1.4。
1.2 工艺流程
FA002 型圆盘式抓棉机→SFA035E 型混开棉机→A036 型开棉机→SFA161 型振动给棉机→FA201B 型梳棉机→FA306 型并条机→HC183H 型条并卷联合机→HC380 型精梳机→FA306A 型 并 条 机→RSB ⁃D24 型 并 条 机→TJFA458A 型粗纱机→EJM128K 型细纱机→SAVIO ESPERO⁃M 型络筒机
2 主要工艺技术措施
2.1 清梳联工序
清棉工序主要对纤维进行有效开松除杂。依据涤纶较蓬松、杂质少的性能特点,开棉机打手速度采用740 r/min,同时在开松过程中要勤抓、少抓,即要求抓棉机打手刀片每齿的抓棉量偏小控制,有利于后续精梳梳理。具体工艺设定:刀片伸出距离4 mm,打手间歇下降距离3.27 mm。
由于涤纶的杂质较少,应加大SFA035E 型混开棉机尘棒与尘棒入口处的隔距,具体设定为5 mm。而A036 型开棉机尘棒与尘棒的隔距应逐步减小,使得出口处的落棉变少,具体设定为13 mm×8 mm×5.5 mm。随着纤维的开松,体积逐渐增大,A036 型开棉机打手与尘棒之间的隔距自入口至出口应逐渐增大,具体设定为12 mm×16.5 mm。
在梳棉工序,由于化纤性能特点,各个机械部件的速度应偏高掌握,但不能过高,以免引起纤维损伤。各个机械部件之间隔距也应偏大掌握,以适应涤纶长度长、棉结少的特点[1],同时减少纤维的损伤。主要工艺参数:道夫速度34 r/min,锡林速度330 r/min,刺辊速度800 r/min,锡林与刺辊线速比宜在2.0 以上。刺辊至给棉板隔距0.29 mm,刺辊至除尘刀隔距0.26 mm,锡林至盖板隔距0.25 mm、0.23 mm、0.20 mm、0.20 mm、0.23 mm,刺辊至锡林隔距0.16 mm,锡林至道夫隔距0.13 mm。
2.2 精梳工序
2.2.1 精梳准备工序
精梳准备工序包括预并条和条并卷。在实际生产中,以防止涤纶条过早出现不匀以及避免涤纶条黏卷为重点。出条速度不宜过高,否则容易产生静电而缠绕胶辊和罗拉。综合考虑,预并条的出条速度选择300 m/min,条并卷的成卷罗拉速度选择105 m/min,以控制棉结增长[2]。同时还需要重视预并条定量和小卷定量的设计,当产品质量要求较高的时候,一般会选择轻定量,有利于改善锡林的梳理效果,但是过轻也会造成梳理质量差等问题,最终导致精梳条条干差,因此预并条干定量设定为22.248 g/5 m,小卷干定量设为63.73 g/m。另外,预并条的喇叭口径应与条子定量相适应,过小容易造成断头堵塞,过大对预并条挤压不够,依据实际情况应选择3.8 mm 的喇叭口径。其他主要工艺参数:预并条并合数5 根,条并卷并合数24 根,预并条后区牵伸1.119 倍,条并卷的主牵伸设定为4.208 倍。
但在纺制过程中也出现了一系列的问题:一是经过预并的涤纶条后弯钩变前弯钩,纤维卷曲性大;二是在条并卷工序中,多根涤纶条经过牵伸区伸直后,纤维之间的抱合力降低;三是在成卷过程中棉卷压力存在内紧外松的现象,造成棉卷的内外层伸长率不一致。针对以上问题做了相应调整:改进条并卷联合机的自动换卷动作与程序;改变条并卷联合机前后牵伸传动比,缩短棉层从后牵伸到喂入机构的路程;通过条并卷联合机在线压力控制系统,建立小卷压力的数学模型及在线控制系统(装置);通过优化预并条和条并卷工艺参数以及选择合适的纺纱器材,提高了小卷均匀度。
2.2.2 精梳工序
精梳工序是精梳纺纱系统中的关键工序[3],也是精梳涤纶品种的关键工序。化学纤维与棉纤维在原料性能、功能方面存在很大的差异,化纤含杂较少、长度整齐度较好、回弹性好、易产生静电等,使其在纺纱进程中会有较大的局限性,对精梳设备的要求与棉精梳差异很大。所以采用HC380 型化纤精梳机,以突破使用化纤纺制高端化产品的局限性。化纤精梳机更侧重于将前道工序中大量的弯钩纤维伸直,由于后退给棉影响落棉率,导致生产效率降低,所以在给棉方式上我们选择了前进给棉。给棉长度的设定同样也很重要,给棉长度过大易导致作用在单纤维上的针齿数减少,过小容易出现棉网过薄,出现破洞,所以将给棉长度设定为5.2 mm。落棉隔距刻度与落棉率相关,其值越大,落棉率越高,秉着节约原料的理念,落棉隔距取7 mm。经测试,精梳条主要质量指标:重量不匀率0.57%,条干CV 3.2%。
对于精梳涤纶18.5 tex 针织纱,在精梳工序后各道工序的工艺设计基本与普通涤纶18.5 tex针织纱相同。
2.3 其他工序
并条工序采用两道并条。依据涤纶长度长且长度整齐度高的特点,首先选择较大的罗拉隔距,有利于纤维的牵伸,罗拉中心距:头并49 mm×53 mm,二并48 mm×55 mm。其次在头并工序中选择较大的压力棒加压,如果压力不足,当遇到原料或温度变化时,就有可能产生突发性条干不匀纱疵;但加压也不能过重,否则会增加动力消耗。最后,压力棒调节环的选择也很重要,压力棒调节环越大,压力棒位置越高,对纤维的控制力越弱,反之则越强。依据实际情况,头道并条的压力棒调节环直径设定为14 mm,二道并条的压力棒调节环直径选择13 mm。
粗纱工序的工艺设计宜遵循“大隔距,重加压,小捻系数”的原则,同时定量和牵伸倍数不宜过大。若牵伸力过大,须条易出现块状,牵伸不开,基于以上考虑,粗纱干定量设定为5.1 g/10 m。由于纺制的是高品质针织纱,涤纶捻系数应偏小掌握,所以粗纱捻系数设定为63。粗纱工艺其他参数:前罗拉速度331.81 r/min,锭速810 r/min,罗拉加压120 N×200 N×150 N×150 N,钳口隔距6.1 mm,后区牵伸1.28 倍,前区集合器口径(宽×高)6 mm×4 mm,后区集合器口径(宽×高)7 mm×4 mm;喂入集合器口径(宽×高)8 mm×5 mm。
细纱工序应采用较大的罗拉隔距以及较重的胶辊加压,并选择合适的捻系数。主要工艺参数:捻系数333.8,罗拉中心距45 mm×63 mm,罗拉加压170 N×120 N×160 N。
3 成纱质量指标
经过以上工艺调整和专件优选,生产出的精梳涤纶18.5 tex 针织纱质量指标达到了用户的要求,与常规普梳涤纶18.5 tex 针织纱的质量指标对比情况见表1。
表1 精梳涤纶纱与普梳涤纶纱的质量指标对比
4 结束语
综上所述,采用HC380 型化纤精梳机可以突破使用化纤纺制高端化产品的局限性。化纤精梳的目的主要是去除化纤中的并丝,提高纤维的伸直度,同时提高制成率,以期开发出更多高品质的纱线。通过采取一系列技术措施,如优选清梳联工序工艺参数,达到预期开松和梳理的效果;精梳准备工序优化了速度、定量等,并针对性地解决了纺制过程中出现的一系列问题;精梳工序重点优选了给棉方式、给棉长度和落棉隔距等,最终成功纺制出精梳涤纶18.5 tex 针织纱,其质量指标明显优于普梳涤纶18.5 tex 针织纱,可以满足高品质针织用纱的质量要求。