半精梳纺纱是基于传统毛(棉)纺纺纱加工系统的一种加工方式,有别于毛纺的粗梳毛纺与精梳毛纺加工系统,也有别于棉纺的普梳与精梳加工系统。在传统的毛纺加工系统中,半精梳纺纱是基于传统精梳毛纺制条加工系统与传统精梳毛纺纺纱加工系统,不经过精梳机加工,并缩短针梳机工艺道数形成的一套纺纱系统m.在传统的棉纺加工系统中,有人将传统棉纺的普梳条与精梳条混并加工,或将精梳散条纤维按普梳加工工艺进一步加工等称为半精梳纺纱。本文涉及将绒-22-(羊级、绵羊绒、兔线、驼绒、牦牛绒)、毛(短羊毛、拉断毛条、剪断毛条)、丝(将桑绵球剪断)、短麻等天然纤维纯纺,以及与棉,棉型、中长化纤等纤维的双组分、多组分纤维混纺,首先经过原料的预处理(含原料的搭配、开松、混合、加入助剂及水分,有些要经过染色等加工),然后通过传统棉纺普梳设备的合理配置和改造形成的半精梳系统加工中的关键技术,重点是绒毛原料纯纺、高比例混纺产品。加工系统主要包括:和毛加油盖板梳理并条(2~4道)粗纱―细纱->络筒―并线―捻线。
1原料的选配原料的选配目的包括:保证产品质量和生产稳定、合理使用原料、增加花色以及节约原料降低成本21.半精梳纺纱突出的特点是期望该加工系统适应的原料范围广,小批量、多品种。目前已经开发了各种的半精梳纱线以适应针织产品、机织产品等需求。但在开发绒原料纯纺、高比例混纺以及双组分、多组分产品方面在原料的选配研究上进展较慢。特别是在开发绒原料纯纺、高比例混纺产品上采用该系统存在掉绒以及起球问题,多数企业在选用羊绒原料的长度上感觉无从下手;羊绒纯纺产品开发高支纱存在细纱断头率高,制成率低等难点。其主要原因是由于绒原料因批次性能指标差异较大,并且因价格较高,库存较少,所以羊绒原料的合理使用上亟待规范。绒原料需长度细分、多批次选配以稳定生产,保证产品质量。在功能性纤维、差别化纤维的应用上如何发挥纤维特点的研究以及多组分纤维合理利用的科学配比,更较少有报道。半精梳纺纱系统原料品种多样,花色繁多,在原料的选配原则上有必要粗梳毛纺配毛的经验,但要注意半精梳系统与粗梳毛纺系统的设备配置差异以及纱线品质的差异。
2原料的预处理预处理工序主要任务包括:纤维的开松、混合、除杂以及加油给湿。预处理工序的设备主要有:毛纺和毛机、棉纺梳针打手清棉机以及三滚筒开棉机等。其中,和毛机配套使用的较多。和毛机产量较高,配有和毛加油装置,能够完成全部预处理任务,一般习惯配套选用。但和毛机针齿较粗,密度较少,其开松程度远远不能够满足半精梳纺纱系统的需要,特别是当梳理机采用自动喂毛机喂人的形式时,由于开松程度较差,开松后的纤维块平均重量较重,喂人不匀较大,不能够保证生条条干均匀,影响纱线条干CF值指标。特别是绒产品梳理机出条定量较轻,即便采用称重式喂人装置,由于每斗重量较少,纤维块较大将严重影响喂入的不匀。对某企业采用梳针打手清棉机以及三滚筒开棉机开松试纺,开松程度明显改善。不仅改善梳绒机喂人均匀性,而且对减少绒粒,减少纤维损伤都有改善。在采用三滚筒开棉机开松混合加油时,三滚筒如果按梳针滚筒1、2和粗锯齿3的配置代替原按梳针滚筒1、粗锯齿2和细锯齿3的配置可以保证充分开松又减少损伤的目的,滚筒速度根据原料不同,适当调整。其中,羊绒及兔绒纯纺以及高比例产品适宜较低速度。
预处理助剂的筛选与工艺的优化在半精梳纺纱中尤为重要,由于其加工的纤维品种较多,产品原料的多元化,产品的小批量,使用的油剂、抗静电剂、抱合剂、蓬松剂以及加入适量水分等需要根据纤维性能进行筛选和工艺优化,*终,使纤维减少静电、降低动摩擦因数以有利于牵伸,增加静摩擦因数有利于增加纤维的抱合,减少飞毛等。助剂的筛选、加人量的大小、加人工艺要根据产品的原料种类、纤维性能以及纤维表面的助剂性能、含量来合理确定。工艺优化的程度,直接影响纤维的梳理加工和牵伸效果,影响纱线的条干、毛羽、毛粒。如对于毛粒以及绢丝产品绕锡林以及丝粒的问题,通过优化和毛工艺可以得到很好的解决。根据多年经验,本着尽可能减少待选助剂品种的原则,筛选了和毛油和抗静电剂。通过试纺,绒毛纤维的适用和毛油为2001A、2001N;抗静电剂为T-18.加入量、助剂配比以及水稀释量等具体工艺需根据原料不同进行调整。其中,绒毛纤维的上机含油率为1~ 1.2%;抗静电剂为0.4%~0.6%;绢丝加人T-18抗静电剂0.8%~1.2%,在纺纱生产加工中都取得了较好的效果。预处理助剂的筛选与工艺的优化也可以大大降低对纺纱湿度、温度等条件的依赖,以改善工作环境。
目前的和毛加油装置严重影响半精梳纺纱的进一步发展,建议开发开松度适宜,纤维损伤少、适宜小批多变,易做清洁的开松和毛设备,目前的加油装置也远远不能适应小批量多品种的半精梳产品的需要。根据有些企业的改进方案有待开发配套。
3梳理梳理机的主要任务是完成将预处理后的小束、小块状纤维通过开松和梳理加工成单纤维,去掉部分杂质、短绒毛,并且加工成具有一定重量,条干均匀的纤维条。本文涉及的是出条轻定量的盖板梳理机。盖板梳理机梳理效果好,具有一定的去杂和去短作用,但盖板梳理机对纤维的损伤问题必须解决好。特别是绒毛纯纺和高比例混纺产品,由于绒毛纤维细度较细,长度相对较长,特别是其长度离散较大,为了提高纤维的分离度和满足纤维损伤少的要求,在设备上必须进行适当的改造,工艺上合理配置。主要包括:适当降低车速、加大5点隔距、降低牵伸倍数以及加长给棉板分割工艺长度等'同时,为了加强纤维的混合、减少纤维损伤,建议在现有盖板梳理机基础上改造喂人装置以及增加带有罗拉梳理的预锡林处理装置,再通过工艺的合理配置,既可以充分梳理、混合,又可以减少损伤。
梳理机的条干均匀程度是保证纱线条干均匀的基础,而影响其的主要因素是梳理机的喂入均匀控制。梳理机的喂入方式包括卷喂人和自动喂毛机散纤维喂人二种方式。对批量较大产品,建议采用清梳联或短流程开清棉成卷工艺。其短流程开清棉成卷工艺采用自动毛箱喂毛机梳针打手开棉机―双棉箱给棉―成卷机的短流程配置。
其关键技术包括保证成卷层次清晰,拔杠容易以保证喂入均。对绒毛产品,综合打手要适当降低速度,并去除刀片以利于减少纤维损伤,成卷采用小卷装以及分层效果较好的隔离技术。成卷轴杠需套PVC套管,该措施是解决绒毛纤维以及腈纶纤维拔杠难的简单易行的有效方法。通过轻定量绒卷等工艺调整和综合打手摘除刀片等设备上合理配置,即减少了纤维损伤,又保证了喂人均匀的要求。该系统经过多家改造使用,效果良好。清梳联技术应用到半精梳的关键是各单机台喂人均匀以及实现该系统适应批量小、多品种的需要。
自动喂毛机散纤维喂人方式包括称重式喂毛机、震动容积毛箱喂毛机以及称重式喂毛结合震动容积毛箱喂人方式。称重式喂毛结合震动容积毛箱喂人方式是目前被认为较好的一种方式,但把称重式喂毛机使用在半精梳梳理机上,由于其出条重量远远低于毛纺梳毛机,每分喂入量g较轻,必须设计好喂毛周期r,每斗喂入量g,调紧角钉帘与拨毛耙之间的隔距,角钉帘的快、慢速度,喂毛帘的速度以及产量c,必要时,需要改造角钉斜帘角钉的长度、密度,以适应喂人量轻和均匀的要求。而且要调整好震动容积毛箱喂人装置的上下开口,保证顺利、均匀喂人,以确保喂人重量不匀率控制在小于1.5%的指标以内。机电结合称重式喂毛机调整方便,但其与毛纺梳毛机纯机械称重式喂毛机当喂毛周期每斗喂人量g调整后对在喂毛帘上毛网的均影响上有一定差异,毛纺梳毛机纯机械称重式喂毛机当调整喂毛周期后,喂毛帘速度随周期的增大而降低,而每斗重量加重,在喂入帘上纤维层厚度加厚,重叠性好,喂人均,而机电结合式喂毛机中喂毛帘的速度根据产量、梳理效能确定后调整喂毛周期以及每斗重量,当喂毛周期加大以及每斗重量加大时,可能出现喂毛帘上毛网层不连续,当喂毛周期减小以及每斗重量减少时,使喂毛斗喂人不匀指标难于实现,因此,根据原料合理设计和调整是影响喂入均匀的关键。
另外,根据原料的不同,合理配置针布以及工艺参数调整是影响梳理效果以及正常运转生产的前提条件。
总之,通过改造和调整,可以使半精梳用盖板梳理机实现开松充分,损伤少,提篼去短、除杂作用以及保证条干均匀的加工要求。建议采用匀整技术以进一步提高纤维条干均度。
4并条机在梳理机加工后,为了提高纤维的平行顺直度和混合均匀程度,需要多次牵伸和并合设备的加工。牵伸、并合设备主要有针梳机和并条机2种类型。由于针梳机罗拉直径较粗、前隔距较大等结构特点,适宜喂人负荷大,纤维长度长的纤维,FD系列针梳机在半精梳系统中取得较好效果,但在纤维控制、毛粒以及产量等方面尚需要完善。本文研究采用A272、FA306或者FA317等并条机。
采用并条机牵伸应注意:①采用控制型双区牵伸,其优点是紧隔距,无控制区小,对牵伸过程中的纤维运动控制严密,牵伸后的纱条均匀度好。但绒毛纤维长度差异大,隔距较大时会造成条干不匀,隔距较紧时,部分纤维被拉断,产品容易起毛起球,造成掉毛掉绒现象,因此,根据纤维长度情况,合理筛选双区隔距非常重要。合理拉断部分长度较长的纤维,避免16mm以下短绒率增加是该工艺的关键,特别如纯绢丝或高比例绢丝产品,由于等长度剪断,可以得到较好的效果;②如纯绒或者高比例绒毛产品,需对现有并条机进行调整改造,将控制型牵伸改为滑溜型弹性控制,并相应调整牵伸隔距。经过调整改造,在保证纱条条干均匀的前提下,使纤维长度不受损伤,严格控制短纤维的比例,从而减少产品的掉绒现象以及提高产品的抗起球性能。如某批纯羊绒16.7texx 2纱线通过三道并条机加工时,采用5mm x9mm隔距的滑溜弹性控制纤维长度变化,如表1所示。
表1纤维长度变化工序交叉长度/平均长度/小于20mm的纤维比例/%头并二并三并注:染色绒原料平均长度34.72mm,梳绒下机条平均长度35.33mm,小于20mm的纤维比例26.67%.从表1可以看出,滑溜弹性控制牵伸形式的纤维长度得以保持。通过原料的合理搭配、梳理工艺的优化以及采用并条机滑溜牵伸形式,有效的使绒毛产品的掉绒以及起球问题得到较好解决,使该套纺纱系统对原料品种、长度等性能的适应性更加广泛。
5粗纱机、细纱机的改造和工艺为了*终加工出高品质的纱线,必须合理的选配粗纱机和细纱机。由于毛纺粗纱机和细纱机是根据羊毛纤维长度较长设计的,罗拉直径和隔距较大。半精梳绒毛原料在毛型设备上加工的主要问题是因为纤维长度较短,需要将设备由滑溜牵伸改造为双区牵伸以加强纤维控制而得到条干均匀纱线,另外,由于罗拉直径较粗,前隔距较大等影响浮游纤维数量,影响条干均匀,因此,选用棉型粗纱机和细纱机为基础进行适当改造。
采用有捻翼锭粗纱机有利于条干均匀,因此,在现有FA421或FA485A设备上实施,在绒毛产品加工时,采用较低的锭翼速度、较小的前张力牵伸以及较大的捻系数较为合适。绒毛产品下机,粗纱在回潮室内进行一定时间的存放使粗纱进行吸湿平衡,是减少细纱毛羽,降低细纱断头,提高成纱质量的基本条件。为减少细纱断头率,选择钢领直径较小的棉型设备较为合理,对绒纤维纯纺和高比例混纺产品,FA506细纱机锭速应适当降低,捻系数适当增大,有利于减少断头,但必须满足产品的需要。
根据原料特点,并条机工艺,以及熟条纤维长度,粗纱机、细纱机可以选择双区积极牵伸工艺或者滑溜牵伸工艺。双区积极牵伸工艺的关键是优化双区牵伸倍数的分配以及隔距大小。对绒毛纤维纯纺或者高比例混纺产品,并条机采用滑溜牵伸工艺时,粗纱机和细纱机的牵伸部分须进行改造,一般皮圈罗拉采用凹槽罗拉(粗纱机罗拉凹槽深度为0.8~1.2mm;细纱机凹槽罗拉深度为0.6~0.8mm.胶辊罗拉较金属罗拉可以增加0.1~0.2mm),该措施的使用对浮游纤维能够进行较完善的控制,又能够允许正常纤维在附加摩擦力界控制下进行滑溜牵伸,以减少纤维损伤。经过改造,牵伸部分的摩擦力界分布力争达到理想状态,使附加摩擦力界的强度适宜、稳定,附加摩擦力界装置的速度应该等于或者接近后罗拉表面速度,以控制浮游纤维,引导浮游纤维向前运动且稳定的变速,使纤维变速点分布向前钳口靠近等。细纱机建议采用V型牵伸形式,以保证条干均,减少纤维损伤,另外,采用紧密纺纱技术以减少毛羽,减少起毛,提高抗起球效果。
6后纺设备的选择为了满足大卷装,少接头,疵点少的要求,对强度较低的纯羊(兔)绒产品以及单纱强力低于80cN的纱线建议采用自动落筒和并、捻联合机设备,速度适当降低,张力调节到较低范围。其他产品也可采用自动络筒并线机倍捻机工艺。
7结语通过设备的选配、改造以及工艺参数的优化调整,实现了半精梳纺高支绒毛等天然纤维纯纺、高比例混纺和绒毛丝与其他纤维双组分、多组分混纺产品的开发,使该套系统真正成为流程短,原料、纱支适应性广的典型加工系统。