原文刊自：2019年10月

第47卷（總第576期）

摘 要

探討低扭矩紡紗技術(shù)在實際應(yīng)用過程中遇到的問題及解決方法。分析了低扭矩成紗機理,介紹 了低扭矩紗的特點,針對低扭矩紗強力低和毛羽多的問題提出了改進方案,對低扭矩紗捻度測試方法進行了優(yōu) 化。認為:通過一系列技術(shù)措施,可使低扭矩紡紗技術(shù)在安裝、工藝設(shè)計、提高成紗質(zhì)量、測試等方面更加完善。

關(guān)鍵詞

低扭矩;假捻盤;集合器;斷裂強力;毛羽指數(shù)

隨著人們生活水平的提高,對穿著舒適的要求越來越高,面料常常采用純棉低捻紗織造。如果采用正常配棉做傳統(tǒng)環(huán)錠紡低捻紗,則紡紗時斷頭太多,紡紗困難,紡紗質(zhì)量也無法滿足下游用戶的要求。一般會選擇很低的紡紗速度或加入部分長絨棉提高強力來減少斷頭,但這樣會使成本上升、產(chǎn)能下降;還有一種方法就是采用可溶性維 綸進行伴紡,但這個方法紡紗流程長、成本高、環(huán)保壓力大。而隨著低扭矩紡紗技術(shù)的成熟與完善,能夠解決低捻紗斷頭多、紡紗困難這一難題。

1 低扭矩紡紗技術(shù)

通常我們所說的低扭矩紡紗,又稱扭妥紡,其關(guān)鍵技術(shù)是通過假捻盤在紡紗段加上一定數(shù)量的假捻來提高成紗強力,減少紡紗時的斷頭,同時這些假捻在準備或織造過程中可以相互抵消,基本消除了成紗殘余扭矩。它也可以和纜型紡、嵌入紡、賽絡(luò)紡、集聚紡等紡紗形式進行組合。在紡紗段加上假捻的形式主要有機械中心旋轉(zhuǎn)式、噴氣中心旋轉(zhuǎn)式、單輪盤摩擦式、龍帶直線表面摩擦式、皮帶搓捻式、輪盤搓捻式等6種,而最常見的是單輪盤摩擦式加捻和龍帶直線表面摩擦式加捻兩種。圖1為單輪盤摩擦式加捻低扭矩紡紗實物圖;圖2為龍帶直線表面摩擦式加捻低扭矩紡 紗實物圖。下面就以單輪盤摩擦式加捻為例來探討低扭矩紡紗技術(shù)的應(yīng)用。

如何提升低扭矩紡紗質(zhì)量？

2 低扭矩紗的特點

2.1 低扭矩紗及其織物特點

低扭矩紗的特點是外松內(nèi)緊,纖維呈非同軸 不規(guī)則異形結(jié)構(gòu)螺旋線排列,纖維的轉(zhuǎn)移幅度大, 較同捻系數(shù)同配棉同號數(shù)紗毛羽少、強力高。由于此紡紗形式一般比傳統(tǒng)環(huán)錠紗捻度低15% ~30%,所以能避免針織紗緯斜,其織物風格柔軟 豐滿,有羊絨般的手感,且織物光澤平滑亮麗。傳統(tǒng)環(huán)錠針織紗毛巾,其色澤呆滯,手感硬挺。低扭 矩紗毛巾,色澤亮麗柔順,手感柔軟豐滿。

2.2 低扭矩紡紗的優(yōu)點

(1)低扭矩紡紗產(chǎn)能大,較傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗提高15%~30%。對于低扭矩紡紗而言,由于捻度低, 同樣細紗錠速時前羅拉輸出線速度相對較快,紡 紗斷頭又少,因此其產(chǎn)量較高。(2)紡紗過程斷頭少。由于在紡紗段加上了幾倍于環(huán)錠紡的假捻,提高了紡紗段的強力,減小了加捻三角區(qū);另外假捻盤阻止了氣圈張力上傳, 使紡紗段張力較小,斷頭明顯減少。(3)節(jié)約用棉。從理論上講,單從紡紗斷頭方面考慮,紡?fù)枖?shù)紗時,低扭矩紡可以降低配棉等級,節(jié)約用棉。但由于低扭矩紡紗主要用于高檔針織用品,如巾被類、衛(wèi)衣類等,要求既要柔軟舒適,還要保證不掉毛,反而常常需要提高配棉等級 來彌補低捻對纖維控制差而掉毛的缺點。牛仔布使用低扭矩紗時柔軟舒適,光滑平整,附加值也相對較高。(4)提高勞動生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。由于在同等錠速時的低扭矩紡產(chǎn)能高,則紡?fù)瑯赢a(chǎn)量所用的設(shè)備臺數(shù)較少,可節(jié)約用電、用工。

3 捻度工藝設(shè)計原則與紡紗原理

3.1 捻度工藝設(shè)計原則

低扭矩紗主要是針織用紗,設(shè)計捻系數(shù)一般在230~330,其假捻捻系數(shù)一般在600~860。假捻捻系數(shù)與真捻捻系數(shù)的比值一般掌握在2.9~ 3.6,這樣更有利于假捻殘余扭矩的消除。單輪盤摩擦式加捻低扭矩紡紗,其工藝設(shè)計一般要求假捻盤轉(zhuǎn)速與前羅拉轉(zhuǎn)速相當。紡粗號紗時,其假捻盤轉(zhuǎn)速適當偏大掌握。這主要是因為紗線越粗,抗扭剛度越大,加捻越不易,滑動加捻效率越低;另外紗號越粗,直徑越大,而假捻盤直徑不變,則傳動比減小,這也是造成粗號紗假捻捻系數(shù)低的原因。因此,粗號紗假捻盤轉(zhuǎn)速較前羅拉轉(zhuǎn)速要偏高掌握,這樣才能保證假捻與真捻的捻系數(shù)之比。

3.2 單輪盤摩擦式加捻低扭矩紡紗原理

單輪盤摩擦式加捻低扭矩紡紗如圖1所示, 須條位于假捻盤的左側(cè),假捻盤逆時針旋轉(zhuǎn),以假 捻盤為界點,則在紡紗段加上 Z 向假捻,氣圈段 加上S向假捻。由于紡紗段原來就是Z捻,這樣紡紗段捻度明顯增加,使得捻回向加捻三角區(qū)傳遞、匯集,加捻三角區(qū)減小,纖維內(nèi)外轉(zhuǎn)移幅度大, 進而提高了紡紗段強力,紡紗段不易斷頭;而氣圈段原來為Z捻,現(xiàn)在加上幾倍于真捻的S捻,兩種捻向相互抵消一部分,剩余捻度仍然比原來大1倍左右,只是與原來捻向不同而已,所以也不會增加斷頭。

假設(shè)前羅拉轉(zhuǎn)速為 NF(r/min),假捻盤轉(zhuǎn)速N與其相同,根據(jù)捻度定義,紗線所加的假捻為 (N×η×假捻盤直徑/紗線直徑)/(NF×3.14×前羅拉直徑/1000),單位為捻/m。其中,η為假捻盤與紗線摩擦傳動效率,按70%計算,假捻盤直徑36mm,前羅拉直徑25mm。純棉紗線直徑d(mm),紗 線 號 數(shù) Nt,則根據(jù)經(jīng)驗公式d=0.0395×Nt 。以JC14.6tex紗為例,根據(jù)直徑公式計算為0.15mm,通過假捻計算公式,得出在紡紗段上加上了相當于2140捻/m的捻回。這個假捻捻度遠遠大于真捻捻度 (700 捻/m)。 因此,這種低扭矩紡的紡紗段和氣圈段都不會因為捻度小而斷頭。

4 質(zhì)量指標

低扭矩紗捻度比傳統(tǒng)環(huán)錠針織紗小很多,由于假捻盤的作用,成紗結(jié)構(gòu)不盡相同,再加上鉗口工藝的差異性,兩種成紗指標也存在一定的差異。 以JC14.6tex和JC18.2tex為例,將低扭矩紗與傳統(tǒng)環(huán)錠針織紗進行比較,試驗數(shù)據(jù)見表1。 由表1可以看出,低扭矩紗雖然比同捻度傳統(tǒng)環(huán)錠紗強力高5%~7%,但較傳統(tǒng)環(huán)錠針織紗的強力低6%左右;低扭矩紗雖然比同捻度環(huán)錠紗毛羽H值低6%,但較傳統(tǒng)環(huán)錠針織紗的毛羽H值還要高8%~10%;其條干CV及常發(fā)性紗疵與傳統(tǒng)環(huán)錠針織紗也有一定的差異。

如何提升低扭矩紡紗質(zhì)量？

另外在對成紗捻度測試時,由于低扭矩紗易伸長,按正常方法測試會造成捻度偏大的現(xiàn)象,所 以在測試低扭矩紗時選擇在減少張力重錘重量20%條件下測試,才與真實捻度接近。

5 質(zhì)量改進措施

由于低扭矩成紗捻度比較低,直接影響成紗的斷裂強力和毛羽,所以主要從是斷裂強力、毛羽兩方面進行改善。 在原料和環(huán)境一定的情況下,我們主要從細紗專件入手,在細紗前區(qū)加裝集合器來改善成紗毛羽和斷裂強力。目的就是在須條加捻之前將其收窄,使伸出須條主體的纖維或頭端附入主體,減少纖維在前羅拉吸棉笛管處的損失量,通過加捻使盡可能多的纖維抱合在一起,增加強力,并改善毛羽和紗線的光澤。 由于低扭矩紗現(xiàn)階段多為中細號紗,所以我們在紡 C27.8tex低扭矩紗品種上進行了試驗。方案1為3.5 mm普通隔距塊+開口規(guī)格為1.8mm的集合器;方案2為 3.5mm普通隔距塊;方案3為3.5mm 異形壓力棒隔距塊,其他工藝相同,對比數(shù)據(jù)見表2。

如何提升低扭矩紡紗質(zhì)量？

由表2可以看出,方案1與方案2條干水平接近,方案1的棉結(jié)、斷裂強力、毛羽水平較好,即加裝集合器時,成紗棉結(jié)改善25%,斷裂強力提 高8.9%,毛羽 H 值改善7.9%。方案3的條干水平明顯優(yōu)于方案1和方案2,棉結(jié)與方案1相 當。從毛羽H值來看,方案1最優(yōu),較其他兩個方案改善8%左右。從斷裂強力來看,方案1斷裂強力高,較其他兩個方案平均值強力提高了7%左右。因此可以說明,在低扭矩紡紗過程中, 集合器對其成紗斷裂強力和毛羽的改善效果都比較明顯,但條干較方案3略差。 由于低扭矩紗主要用途為衛(wèi)衣、巾被類或牛仔布,對條干要求相對較低;另外低扭矩紗較適宜 紡中粗號紗,而中粗號紗在細紗牽伸過程中需要從鉗口中抽取的纖維根數(shù)較細號紗多,使用異形 壓力棒隔距塊易造成牽伸不良吐須條現(xiàn)象,同時壓力棒隔距塊實現(xiàn)對浮游區(qū)強控制時,會使須條寬度變寬,再加上低扭矩紡紗捻回少,毛羽會增加。所以結(jié)合上面幾組數(shù)據(jù)分析結(jié)論,低扭矩紡紗不宜使用異形壓力棒隔距塊,建議選用普通隔 距塊+集合器配置的形式紡紗。

6 注意事項

(1)安裝假捻盤組件(代替原葉子板)要平整, 不能左右歪斜,向上有3°~5°的仰角,否則傳動假 捻盤的皮帶易掉。三同心要準確,以減少成紗斷頭和毛羽。 (2)采用V形槽導(dǎo)向瓷嘴代替導(dǎo)紗鉤,在始紡位置時,陶瓷導(dǎo)紗槽底部與管紗頂部的距離保持在20mm~25mm。 (3)落紗后開車啟動時,不要向上搖起或少搖鋼領(lǐng)板,否則紗線易脫離鋼絲圈造成斷頭,可在小 紗位直接開車。選擇速度為變頻控制的細紗機可降低此紡紗段的速度,進而減少紡紗斷頭。 (4)在車頭與車尾加裝葉子板定位銷,落紗時一定要同時插好。落紗時抬起葉子板,使其不下 翻到紡紗位置,否則葉子板易扭曲。使用智能落 紗機時更要注意,否則會損壞落紗機或假捻盤。(5)要正確安裝集合器。常見錯誤包括前后面反裝;粗紗未過集合器(集合器在導(dǎo)紗運程之外);集合器未放到底,架在膠輥與上銷間,懸空在 前羅拉上;上銷位置靠前造成集合器蹭膠輥等。(6)如果隔紗板位置不正,當紡到大紗位置 時,易造成碰觸假捻盤組合件或摩擦假捻盤傳動龍帶。(7)采用 V 形槽導(dǎo)向瓷嘴代替導(dǎo)紗鉤后,當出現(xiàn)導(dǎo)紗絲因碰撞被撥出凹槽,此時導(dǎo)紗間隙消失,會造成接頭時在導(dǎo)紗槽處卡斷拎頭紗,無法接 頭。(8)經(jīng)常遇到測試捻度比設(shè)計捻度還大的問題。主要是低扭矩紗捻度非常小,測試時伸長較大所致。一般將預(yù)加張力較常規(guī)張力減小20%為宜,或?qū)⑸扉L定位刻度由4變?yōu)?。

7 結(jié)束語

(1)低扭矩紡紗就是在紡紗段加上一定數(shù)量假捻的紡紗形式。低扭矩紗結(jié)構(gòu)外松內(nèi)緊,呈不規(guī)則螺旋線結(jié)構(gòu),具有強力高、毛羽少、高產(chǎn)低耗等優(yōu)點。假捻捻系數(shù)與真捻捻系數(shù)的比值一般掌握在2.9~3.6之間。 (2)低扭矩紗主要用途為衛(wèi)衣、巾被類或牛仔布,主要突出其柔軟舒適、羊絨般的手感,光滑平整、色澤亮麗的外觀特征,還要保證使用時經(jīng)久耐用、不掉毛,所以配棉往往比正常品種級別偏高掌握。(3)低扭矩紡的鉗口配置建議采用普通隔距 塊+前區(qū)集合器,以此替代壓力棒隔距塊,強力可 提高6%以上,毛羽H值可減少8%左右。 (4)低扭矩紗需要在生產(chǎn)過程中不斷完善改 進措施,比如集合器的正確使用,捻度測試要調(diào)整預(yù)加張力(較常規(guī)張力減小20%為宜),或?qū)⑸扉L定位刻度由4調(diào)整到0等。

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