緊密紡技術(shù)在苧麻紡紗中的應(yīng)用探討

張成偉，楊建平，郁崇文

（東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海 201620）

1 前言

苧麻是我國特有的一種韌皮纖維作物，苧麻纖維潔白有光澤，單纖強(qiáng)力高，是紡織工業(yè)的重要原料。但苧麻單纖維支數(shù)低，長度不勻率高，纖維粗硬且之間抱合力很差，因而苧麻紗線和織物中的毛羽相當(dāng)顯著，刺癢感強(qiáng)。對于如何減少毛羽，提高紗線品質(zhì)等一直是苧麻紡織行業(yè)頗為關(guān)心的問題。

隨著緊密紡技術(shù)在棉紡行業(yè)的成熟運(yùn)用，對于苧麻紡紗能否運(yùn)用緊密紡技術(shù)減少毛羽這一課題，上海市紡織機(jī)械研究所進(jìn)行了攻關(guān)試驗(yàn)[1，2]。他們根據(jù)苧麻纖維的特性，對緊密紡裝置中的零件和紡紗工藝進(jìn)行了改進(jìn)并做了紡紗試驗(yàn)研究，達(dá)到了預(yù)想目的。

本文以4.39g/10m精梳純苧麻粗紗為原料，采用氣流式集聚紡紗方式，在TB01B型毛紡細(xì)紗機(jī)上加裝氣流集聚裝置，此氣流集聚裝置為安徽銅陵松寶機(jī)械公司專為苧麻集聚紡紗而研制的，以毛羽、斷裂強(qiáng)度、條干CV及捻度等作為紗線考察指標(biāo)，對比在同等條件下紡制的36Nm環(huán)錠紡苧麻紗和緊密紡苧麻紗，驗(yàn)證緊密紡苧麻紗品質(zhì)是否得到改善。

2 試驗(yàn)方案

2.1 參數(shù)的選擇

影響緊密紡紗的因素主要有：異型管口風(fēng)壓、細(xì)紗捻系數(shù)、錠速、后區(qū)牽伸倍數(shù)、集聚區(qū)牽伸倍數(shù)、異型管口傾角、網(wǎng)格圈和鋼絲圈等，但由于試驗(yàn)條件限制，后四種因素對紗線品質(zhì)的影響暫不探討，僅探究異型管口風(fēng)壓、細(xì)紗捻系數(shù)、錠速和后區(qū)牽伸倍數(shù)對紗線品質(zhì)的影響。

2.2 試驗(yàn)條件及測試條件

試驗(yàn)條件：

實(shí)驗(yàn)原料：4.39g/10m精梳純苧麻粗紗，紡制成36Nm、捻向?yàn)閆捻的苧麻細(xì)紗；

機(jī)器型號(hào)：EJM128K毛紡細(xì)紗機(jī)（裝配自制緊密紡紡紗裝置），上海二紡機(jī)廠；

膠輥直徑（mm）：31×52×47×50（集聚羅拉-前羅拉-中羅拉-后羅拉）；

羅拉直徑（mm）：35×35×35；異型管斜槽傾角：6°；

細(xì)紗機(jī)牽伸倍數(shù)：15.65；錠距（mm）：82.5；鉗口隔距（mm）：2。

測試條件：

（1）YG063全自動(dòng)單紗強(qiáng)力儀：每個(gè)試樣測20次，紗線夾持長度500mm，拉伸速度500mm/min，預(yù)加張力（0.50±0.10）cN/tex。

（2）YG172A紗線毛羽測試儀：每試樣測10次，紗線片段長度10m，測試速度30m/min。

（3）YG135G條干儀：測試速度200m/min，測試時(shí)間1min。

（4）YG331型紗線捻度試驗(yàn)儀：隔距 500mm，預(yù)加張力為（0.50±0.10）cN/tex。

（5）YG086型縷紗測長儀：每試樣測10次，紗線片段長度10m。

（6）測試環(huán)境：恒溫恒濕室（溫度（20±2）℃，相對濕度（65±5）%），測試前所紡制苧麻細(xì)紗在該條件下平衡24h以上。

2.3 試驗(yàn)方案、試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.3.1 集聚區(qū)負(fù)壓的選擇

負(fù)壓大小直接影響紗條的集聚效果。集聚區(qū)風(fēng)壓由風(fēng)機(jī)提供，風(fēng)壓大小由變頻器調(diào)解。吸風(fēng)負(fù)壓取值范圍為200 mmH2O～450 mmH2O。其他設(shè)置：捻度為540 T/m；后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.10；錠速為6500r/min。

表1 不同風(fēng)壓成紗質(zhì)量試驗(yàn)結(jié)果Table 1 The influence ofdifferent underpressures on yarn quality

圖1 苧麻紗考核指標(biāo)與吸風(fēng)負(fù)壓的關(guān)系Fig.1 The relationship ofassessment indices oframie yarn and underpressure

試驗(yàn)結(jié)果表明：在紡紗試驗(yàn)中，由于風(fēng)壓的不穩(wěn)定，紗線性能的波動(dòng)性較大，在250mm H2O～300mmH2O內(nèi)取值較合適，故本試驗(yàn)集聚紡風(fēng)壓選取值為270mmH2O。

2.3.2 細(xì)紗機(jī)錠速的選擇

錠速的變化對成紗斷頭的影響比較大。在其他工藝不變的情況下，錠速取值范圍為5000 r/min～7500 r/min。其他設(shè)置：風(fēng)壓為270mm H2O；捻度為540 T/m；后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.10；前羅拉轉(zhuǎn)速為200r/min。

表2 不同錠速成紗質(zhì)量試驗(yàn)結(jié)果Table 2 The influence ofdifferent spindle speed on yarn quality

圖2 苧麻紗考核指標(biāo)與錠速的關(guān)系Fig.2 The relationship ofassessment indices oframie yarn and spindle speed

紡紗試驗(yàn)結(jié)果表明：錠速在6000 r/min～7000 r/min之間時(shí)，紗線的考察指標(biāo)比較好，故取錠速值6500 r/min，在相同條件下，與環(huán)錠紡純苧麻紗做對比。

2.3.3 細(xì)紗捻系數(shù)的選擇

加捻作用是影響紗線結(jié)構(gòu)的最重要的因素。隨著捻度的增大，紗線產(chǎn)量降低而成本增加，紗線內(nèi)部結(jié)構(gòu)中纖維之間的摩擦力增強(qiáng)，斷裂強(qiáng)度隨著逐漸增大。集聚紡紗中，由于負(fù)壓的集聚作用產(chǎn)生附加捻度，在相同參數(shù)條件下，集聚紡紗線捻度大于傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗線捻度。對集聚紗來講，達(dá)到相同的紗線強(qiáng)度捻度可降低0%-20%。

在其他工藝不變的情況下，實(shí)驗(yàn)所取捻系數(shù)范圍為80～105。其他設(shè)置：風(fēng)壓為270mmH2O；錠速為6500 r/min；后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.10。

表3 不同捻系數(shù)成紗質(zhì)量試驗(yàn)結(jié)果Table 3 The influence ofdifferent twist factors on yarn quality

圖3 苧麻紗考核指標(biāo)與捻系數(shù)的關(guān)系Fig.3 The relationship ofassessment indices oframie yarn and twist factors

試驗(yàn)結(jié)果表明：紗線捻系數(shù)取值范圍為95～100時(shí)，紗線綜合考察指標(biāo)比較好，故取捻系數(shù)值為95時(shí)，在同等條件下紡36Nm環(huán)錠紡苧麻紗。

2.3.4 后區(qū)牽伸倍數(shù)的選擇

適當(dāng)?shù)暮髤^(qū)牽伸倍數(shù)，可加強(qiáng)對纖維的聚合作用，降低后區(qū)纖維的擴(kuò)散程度，并可提高進(jìn)入前牽伸區(qū)的須條緊密度，使紗線條干均勻度好，有利于減少成紗毛羽，質(zhì)量相對穩(wěn)定。在其他工藝不變的情況下，牽伸數(shù)據(jù)取值范圍為1.01～1.25，其他設(shè)置：風(fēng)壓270mm H2O；捻度為540；錠速為6500 r/min。

表4 不同后區(qū)牽伸倍數(shù)成紗質(zhì)量試驗(yàn)結(jié)果Table 4 The influence ofdifferent draft multiple on yarn quality

圖4 苧麻紗考核指標(biāo)與牽伸倍數(shù)的關(guān)系Fig.4 The relationship ofassessment indices oframie yarn and draft multiple

試驗(yàn)結(jié)果表明：紗線牽伸倍數(shù)取值范圍在1.1左右時(shí)，紗線綜合指標(biāo)比較好。

2.4 優(yōu)化試驗(yàn)

綜合以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)，取細(xì)紗機(jī)錠速值為6500 r/min，捻系數(shù)為95，后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.10時(shí)，在同等條件下，紡36Nm緊密紡苧麻紗和36Nm環(huán)錠紡苧麻紗，根據(jù)紗線考察指標(biāo)比較兩種紗線。

表5 紡36Nm苧麻紗試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 5 The experimental datumof36Nmramie yarn

由表5看出，苧麻集聚紗3-9mm毛羽數(shù)下降了23%，條干CV值降低了12.2%，細(xì)節(jié)、粗節(jié)及千米麻粒分別下降了25%、42.9%、38.2%，斷裂強(qiáng)度增加了13%，斷裂強(qiáng)度CV值增加了7.7%。根據(jù)設(shè)計(jì)捻度570捻/m，緊密紡細(xì)紗捻度增加了67，環(huán)錠紡細(xì)紗捻度稍微低于設(shè)計(jì)捻度。

3 結(jié)語

3.1 本試驗(yàn)由于試驗(yàn)條件限制，通過在TB01B型毛紡細(xì)紗機(jī)上加裝安徽銅陵松寶機(jī)械公司專為苧麻集聚紡紗研制的氣流集聚裝置進(jìn)行的紡紗試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，緊密紡苧麻紗要比環(huán)錠紡苧麻紗有優(yōu)勢，緊密紡苧麻紗結(jié)構(gòu)改善，粗細(xì)節(jié)及麻粒顯著減少，單紗強(qiáng)力可提高5%-15%，毛羽減少25%左右，條干CV值下降12%。

3.2 本試驗(yàn)對緊密紡苧麻紗和環(huán)錠紡苧麻紗做了捻度對比，驗(yàn)證了附加捻度確實(shí)存在，且理論值與實(shí)測值大體相當(dāng)。以表5數(shù)據(jù)為例，設(shè)計(jì)捻度為570捻/m，實(shí)測捻度為637捻/m，集聚紗附加捻度為67捻/m，根據(jù)集聚區(qū)附加捻度公式[3]計(jì)算得附加捻度68.7捻/m。

3.3 本試驗(yàn)所紡緊密紗毛羽數(shù)較環(huán)錠紗相比，減少率在25%左右，與棉紡緊密紗毛羽數(shù)減少率在60%～80%相比，緊密紡紗毛羽改善效果不是很顯著。一方面是苧麻纖維與棉纖維的平均長度不同，苧麻纖維本身特性不如棉纖維，苧麻纖維粗硬、柔軟性差、彈性恢復(fù)性能差等，故苧麻紗長毛羽多。另一方面，苧麻緊密紡設(shè)備不配套，國內(nèi)多以改裝為主。且在紡紗試驗(yàn)中，改裝的緊密紡紗機(jī)在紡紗中會(huì)出現(xiàn)一些無法預(yù)測的問題，影響苧麻紗順利生產(chǎn)。如：出現(xiàn)毛紡細(xì)紗機(jī)后羅拉不轉(zhuǎn)動(dòng)，集聚羅拉長時(shí)間運(yùn)作下加壓不緊，無法實(shí)現(xiàn)集聚牽伸等狀況，以上問題的出現(xiàn)也對毛羽數(shù)量有很大影響。

[1] 薛少林，王紹斌，張瑾.緊密紡集聚裝置的研究及成紗質(zhì)量分析[J].上海紡織科技，2006，34（4）：38-40.

[2] 聶春玲.緊密紡紗技術(shù)在苧麻生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].中國麻業(yè)科學(xué)，2009，31（3）：198-200.

[3] 楊興，汪軍，楊建平.集聚紡集聚區(qū)須條的運(yùn)動(dòng)分析[J].東華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2003，29（5）：15-18.