技术 | 仿棉聚酯纤维喷气涡流纺纱线的开发实践
仿棉聚酯纤维是我国拥有自主知识产权的一种新型纤维,用化学、物理方法增加纤维柔性基团和亲水基团,并可应用功能母粒结合异型截面使纤维具有柔软、易染、抗起毛起球、导湿、保暖等性能。仿棉聚酯纤维综合了天然纤维的柔软、亲肤等优良的服用性能,同时保留了涤纶良好的悬垂性,可用阳离子活性染料进行染色,染色和后整理所需要的温度远低于普通涤纶。
喷气涡流纺是当前国际新型的纺纱技术之一,我公司于2012年引进该技术,进行了多种新型纤维喷气涡流纺系列产品的开发和研究。本文以仿棉聚酯纤维喷气涡流纺18.5tex针织纱为例对纺纱过程进行介绍。
一、喷气涡流纺纺纱原理
MVS喷气涡流纺属于半自由端纺纱,可纺纱支可达到60支。同等纱支情况下纺纱速度为环锭纺的16-20倍。其纺纱原理是将熟条直接喂给牵伸装置,纤维经牵伸后通过喷嘴和空心管,在凝聚腔体内受高速旋转的压缩空气涡流场作用,纤维的自由尾端被加捻成纱,其纱线结构不同于环锭纱、赛络纺和转杯纱,它具有周期性包缠纤维,毛羽少,外观蓬松,手感滑爽。
二、原料选用
仿棉聚酯纤维原料规格为1.33dtex×38mm,具有20±3%的高中空异型结构,增强了纤维的柔软性,具有更好的保暖性、膨松感和透气性,纤维具体指标见表1:
三、纺纱工艺流程
FA002C型圆盘抓棉机→FA035B型混棉机→FA106A型开棉机→FA161型给棉机→AO76E型成卷机→FA201B型梳棉机→JWF1310型并条机→JWF1310型并条机→RSB-D35C型自调匀整并条机→NO861型喷气涡流纺机。
四、各工序主要工艺措施
4.1清棉工序
仿棉聚酯纤维纤维疵点少、强力低、整齐度好、手感柔软、刚性小,采取“精细抓取、多梳少打、渐进开松、低速度、防粘连”的工艺原则。使用梳针打手和鼻形打手进行柔性开松梳理,减少纤维损伤,避免纤维揉搓成棉结。
FA002C型抓包机打手伸出肋条距离2.5mm,加快小车运转速度,做到精细抓取。FA035B型混开棉机只使用两只平行打手,将豪猪打手间道跳过。FA106A型开棉机采用梳针打手,给棉罗拉与打手隔距放大,适当降低打手速度,以对纤维柔和打击、开松。FA161型振动给棉机要加大中棉箱存棉量,保证棉层输出均匀,改善棉卷不匀。A076E综合打手针尖至天平罗拉距离适当放大,以减少纤维损伤,适当提高风扇速度,以保证输棉畅通,凝棉、剥棉均匀,合理调节自调匀整参数,适当缩短成卷定长,提高成卷质量,为减少落棉率,缩小尘棒与尘棒间的隔距,增大打手与尘棒间的隔距。
清棉主要工艺参数及质量控制要求:FA002C抓棉机打手速度740r/min,FA035混棉机第一平行打手速度530r/min,第二平行打手速度730r/min,FA106A开棉机梳针打手速度500r/min,A076F综合打手速度850r/min,风扇速度1450r/min,成卷定长30.6m,成卷干定量390g/m,棉卷罗拉转速11r/min,成卷不匀率1.1%。
4.2 梳棉工序
由于仿棉聚酯纤维强力低,且具有静电现象,棉网易飘头、断网,生条定量稍偏重掌握,棉网张力牵伸倍数适当减小,以改善生条条干水平。采用“低速度,柔性梳理,良好转移”的工艺原则。选用较高密度、小前角、穿透能力强的新型针布,做好“四快一准”,防止棉网破洞、烂边及云斑,提高棉网清晰度。放大给棉板与刺辊间的隔距及锡林与回转盖板间的隔距,实现柔和梳理,确保纤维梳理充分,防止纤维过度损伤。
除尘刀采用高刀大角度,前上罩板采用小隔距,以减少落棉。梳棉工序相对湿度偏大控制,减少棉网绕轧辊、条子堵喇叭口现象,条子定长偏小控制。梳棉主要工艺参数及质量控制要求:生条定量20g/5m,刺辊速度800r/min,锡林转速330r/min,道夫速度20 r/min,锡林-盖板隔距为O.25、0.23、0.20、0.20、0.25 mm,锡林-道夫隔距0.13mm,回转盖板速度90.5 mm/min,条干CV3.8%,生条重量不匀率2.5%。
4.3 并条工序
喷气涡流纺运转速度快,对熟条纤维伸直度、平行度要求较高,因此采用三道并条,掌握“轻定量、重加压、大隔距、低速度”的工艺原则,配置顺牵伸工艺,混一后区牵伸倍数在1.7-1.8左右,二并、三并后区牵伸倍数逐渐收小,以减少弯钩纤维,改善纤维伸直平行度,提高条干均匀度。
前压辊输出速度降低到300-350m/min,保持棉条通道光洁,对胶辊进行抗静电处理,并适当减小落筒定长,同时车间相对湿度保持在60-70%的范围内,以降低偶发性纱疵和棉结的形成。并条工序主要工艺参数及质量控制要求见表2。
4.4喷气涡流纺工序
喷气涡流纺工艺中,牵伸分配、纺纱速度、集棉器、喷嘴及其喷嘴压力、喷嘴-前罗拉距离等因素对成纱质量有较大影响,需要慎重选择。
(1)牵伸分配的选择
中间牵伸比是决定牵伸分配最重要的因素。仿棉聚酯纤维一般纤维长度较长、整齐度较高,可采用较高的主牵伸,降低中间牵伸倍数。我们选择主牵伸为25倍,中间牵伸为2.5倍。
(2)纺纱速度的选择
喷气涡流纺喷嘴内纤维的滞留时间不同,纤维包缠效果也就不同,从而影响纱线结构特性。喷气涡流纺速度越高,纤维包缠越松,纱越软。仿棉聚酯纤维强力低,纺18.5tex纱线时,选用车速为340m/min,可保证效率达90%。
(3)集棉器的选择
仿棉聚酯纤维比较蓬松,因此要在不影响纤维在牵伸区内正常运行的前提下,尽可能选用宽度较窄的集棉器。集棉器过小,会增大纤维运行阻力,集棉器过大会影响集棉效果。经优选试验,我们纺18.5tex仿棉聚酯纤维纱选用了4mm的集棉器。
(4)喷嘴及其喷嘴压力的选择
喷嘴压力增高,能耗增加,对纤维形成的负荷也增大,纱变硬。反之,喷嘴压力越低纱就越软。由于纤维中油剂的存在,很容易积聚在锭子尖部,造成弱捻纱。为此我们选用了气流强度大的star喷嘴,气压设定为0.5MPa。
(5)纺锭
纺锭内径越小越适合于细号纱.对于同一号数的纱线,内径越小,可实现纺纱速度的上升及低喷嘴压力时纺纱的稳定性,而且还可减少毛羽,提高成纱强力,但有时会导致纱变硬,棉结增加,成纱条干恶化。直径大的纺锭可增加纱的容积,手感蓬松柔软。由于仿棉聚酯纤维比较蓬松,选用1.1mm的纺锭纱线质量比较稳定。
(6)喷嘴-前罗拉距离
喷嘴-前罗拉距离对涡流纱的结构有很大影响,此距离偏小时,纤维两端被束缚,不易形成开端状态,包缠纤维少,成纱捻度低,容易产生弱捻纱。经优选试验,喷嘴-前罗拉距离我们设定为20mm。
(7)张力扭力的调整
由于仿棉聚酯纤维的强力低,若张力扭力调节太大容易造成纱断裂,且成纱卷装密度太大,对设备损伤也大,因此张力扭力调节100cN较为合适;横动角度选择为15,以防止产生后网纱。
(8)喂入比
经优选试验,仿棉聚酯纤维品种喂入比设定为0.97效果较好。
4.5成纱质量
通过采取以上技术措施,我们成功纺制出仿棉聚酯纤维喷气涡流纺18.5tex针织纱,我们还应用普通环锭纺生产了该规格纱线,并进行了成纱质量比较,结果见表3。
从成纱质量数据可知,仿棉聚酯纤维喷气涡流纺纱条干均匀度、粗细节要高于环锭纺,但棉结、毛羽少于环锭纺,纱线强力及伸长率比环锭纱略低。
五、结语
喷气涡流纺生产对车间环境有较高要求,生产车间温度要控制在26-32℃,相对湿度控制在50-60%之间,有条件的企业最好采用空调自动控制系统控制车间温湿度波动。要做好员工培训工作,提高员工质量意识与技术素质,强化生产现场管理各项工作,实现产品质量与效率最大化。
作者:乐荣庆 江苏南通双弘纺织有限公司