天丝有机棉微毛羽喷气涡流纺纱的开发

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1、天丝/有机棉微毛羽喷气涡流纺纱的开发雒书华 张兰峰 牛建伟 倪友博（德州华源生态科技有限公司）摘 要：本文阐述了天丝、有机棉的纤维性能和涡流纺纱技术的原理特性，对开发天丝 /有机棉涡流纺纱生产过程中的工艺技术、问题及采取的措施进行了说明和论证。关键词：天丝；有机棉；喷气涡流纺；开发；毛羽0 前言在纺织品市场竞争日趋激烈的今天，用户对纱线的质量要求也越来越高，除了要求纱线 要有均匀的条干、好的强力和少的棉结杂质之外，毛羽的危害已经成为人们关注的焦点：毛 羽不仅影响布面的风格，还会造成织造效率低，更为严重的是使织物出现起毛起球现象，直 接影响人们的衣着效果。为了减少毛羽，人们在以往的环锭细纱机上从

2、原料、环境温湿度、 纺纱速度、导纱钩状态、钢领钢丝圈的配合、集合器的使用等角度采取措施外，还开发了赛 络纺技术和紧密纺技术以及喷气涡流纺，以减少毛羽。国际国内的研究表明，目前喷气涡流 纺技术在解决毛羽方面效果更为突出。公司始终倡导绿色环保的宗旨，不断加大环保纤维的应用量，天丝、有机棉、玉米纤维、天 竹等环保纤维已成为公司的主导产品。喷气涡流纺纱机是我公司2007 年的重大引进项目之 一，实现喷气涡流纺和我公司一贯坚持的新型纤维应用的有机结合，是公司新产品研发的重 点工作。下面就天丝/有机棉微毛羽喷气涡流纺纱的开发做一简介。1 原料简介1.1 天丝纤维天丝纤维是由奥地利兰精（Lenzing ）公

3、司开发生产的一种纤维素再生纤维。天丝纤维 的原料全部为天然材料，对人体无害，而且该纤维可以自然分解，对环境无害、无污染。因 此具有优良的环保性能和开发潜力。天丝纤维的面料集柔软、顺滑和丝质感于一体， 色牢 度好，富有亮丽的色彩。天丝纤维的主要物理指标见表1表1天丝纤维的主要物理指标纤度(dtex)干强(cN/tex)湿强（cN/tex）干伸（%）湿伸（%）湿模量(5%Ext)回潮率（%）吸水性（%）1.4438 4226 3212 1610 1427011651.2 有机棉有机棉是在农业生产中，以有机肥、生物防治病虫害、自然耕作管理为主，不许使用化 学制品，从种子到农产品全天然无污染生产的棉花

4、。并以各国或WTO/FAO颁布的农产品 安全质量标准为衡量尺度，棉花中农药、重金属、硝酸盐、有害生物（包括微生物、寄生 虫卵等）等有毒有害物质含量控制在标准规定限量范围内，并获得认证的商品棉花。有机棉的生产方面，不仅需要栽培棉花的光、热、水、土等必要条件，还对耕地土壤环境、灌溉水 质、空气环境等的洁净程度有特定的要求。因此，有机棉花生产是可持续性农业的一个重要 组成部分。它对保护生态环境、促进人类健康发展以及满足人们对绿色环保生态服装的消费 需求具有重要意义。2 喷气涡流纺机理简介在喷气涡流纺纱（简称：MVS）中，将完成并条的熟条直接供给牵伸装置，纤维须条 经过牵伸，由高速喷嘴涡流腔内的旋转负

5、压场将纤维吸入，未端仍被牵伸钳口握持的纤维头 端通过旋转入口切向引导针，在引导针的引导下，纤维头端进入空心锭的纱芯，随着握持钳 口的对纤维尾端的释放，后部纤维被高速旋转气流带动甩向空心锭外缘，随涡流气体高速旋 转，形成纱体的外捻纤维，由此内部纤维平行外部包覆的光洁紧捻纱线。纺成的纱线再经清 纱器，将纱线疵点去除后，被卷绕到筒子上。从前罗拉的钳口点到锭子前端的距离，是决定MVS纱线的物性的重要因素。该距离增 大，则缠绕纤维的比率増多，形成柔软的实捻纱的纱线。但是，如果过大，则落棉率也会増 加。现通常，将该距离的棉条，设定的比供给棉条的平均纤维长度稍短。普通环锭纺纱的加捻三角区是客观存在的，在三角

6、区内，须条径向纤维的应力应变不同， 使纤维发生内外层转移，形成了环锭纺特有的纱线结构，不同性能（长度、细度、初始模量 等）的纤维，发生转移的情况是不一样的，利用纤维在纱条径向的分布规律，可采用适当的 原料选配获得理想的服用性能。喷气涡流纺纱的成纱机理为，当前罗拉的须条进入喷嘴后，沿喷嘴内入口的螺旋表面高 速旋转，并且由于针的摩擦，使捻度无法传递到前钳口的须条上，因此须条中的纤维头端以 高速进入空心管，而尾端则倾倒在空心管的锥面上，并随着纱条的输出，受涡流作用加捻成 纱（见图 1）。锁子(b)I图1喷气涡流纺加捻原理图喷气涡流纺纱的成纱速度一般在300-450m/min,气压在0.4-0.6Mp

7、a，纺纱速度高，则成 纱强力低，手感软；气压高则成纱强力偏高，手感爽。3 喷气涡流纺的特点 喷气涡流纺纱装置可以像流行的紧密纺一样，纺出紧密、光滑、毛羽少、手感好的纱线 以外，具有以下显著特点：a. 毛羽少。喷气涡流纺纱是以毛羽为中心加捻，完全清除3mm以上的毛羽。为此，使 上浆中的上浆量减少了25%至 50%。为脱浆的节能做出了贡献；b. 密度高。利用空气的精梳效果，喷气涡流纺设备通过压缩空气吹走12 mm以下的 短纤维，只将必要的纤维纺入纱线中，提高纤维密度，增强纱线的强度和均匀度；c. 双重结构。利用空气的旋转使长纤维向纱线的中心集聚，短线维分散包覆在外层。这 种独特的生产方法不仅可以生

8、产包芯纱，而且可以利用不同的纤维长度，收缩度等生产双重 结构的纱，能纺出丰富多彩的特出纱；d. 爽感性好。喷气涡流纺纱具有优良的抗起毛起球和耐磨损效果；e. 耐洗涤性好。喷气涡流纺纱不易变形，具有良好的耐洗涤优良性；f. 保湿性和膨松性好。喷气涡流纺纱具有宽松的空间，内含空气，包含在内部的空气可 以保暖。4 工艺流程FA002D抓棉机SFA035C混开棉机FA106B开棉机FA161B振动棉箱给棉机 f A076F成卷机FA231A梳棉机FA311F并条机（头道、混并）-FA311F并条机（二道） -FA322并条机（末道）一MVS.NO861型喷气涡流纺纱机5 前纺工艺要点及技术措施51 原

9、料的预处理由于天丝纤维表面较滑，在生产过程中静电现象严重。为提高天丝纤维的可纺性，生产 前须对原料进行必要的给湿处理，首先原料需提前进入生产车间开包，在生产环境中放置足 够的时间（一般不少于24 小时）；各工序应保证相对较大的相对湿度，抓包机圆盘进行给湿。 52 工艺配置新型纤维喷气涡流纺30支纱前纺各工序主要工艺配置（见表2所示）。表2前纺各工序主要工艺参数清花棉卷长度定量成卷罗拉转速综合打手速度FA106B开棉机30.6m400 g/m10 r/min810r/min480 r/min梳棉生条定量锡林转速刺辊转速盖板转速（线速）道夫转速锡林盖板之间四点 隔距/mm18.5克/ 5米360转

10、/分760转/分81毫米/分28转/分0.25、0.20、0.20、0.25并条定量（克/ 5米）并合数牵伸倍数罗拉隔距（毫米）车速（米/分）18.588.1312X8X202006 喷气涡流纺工序工艺要点及技术措施61 罗拉中心距的优选NO.861 型喷气涡流纺纱机的牵伸形式为四罗拉双短皮圈型，其牵伸原理及牵伸模拟见 图2所示。(a)前皮辊下罗拉(e)前罗拉其他牵伸摇架(b)上皮圈(f)上皮圈(j)手柄(c)中上罗拉(g)中罗拉(k)集储器(d)后皮圈(h)后罗拉下肖棒上罗拉图 2 喷气涡流纺纱机的牵伸形式模拟图牵伸力的控制对成纱质量影响较大，牵伸力与罗拉隔距、牵伸比的关系见图3 所示。图

11、3 牵伸力与牵伸比、罗拉间距关系隔距优化试验见表3 所示。表3 天丝/精梳有机棉60/40 30SMVS纱罗拉中心距优选测试指标试验方案罗拉中心距(其他工艺参数不动)前-中-后条干CV%-50%/Km+50%/Km+200%/Km毛羽指数/3mm单强cN/tex139X4112.2435110.2715.9343X4512.4416130.2516.413.17712170.1216.4从表 3 的试验数据可以看出，方案2 较为理想。6.2 清纱工艺设定见表 4表4清纱工艺项目设置项目设置棉结220LLem100S%80T%25Scm2.5Tem15L%25TT%18Lem15TTem100L

12、L%156.3 皮辊绕花喷气涡流纺皮辊的使用方法对纱线的质量也有很大影响，在我们公司现有两种皮辊（：1） 按厂家要求通过光照设备处理的皮辊简称光照此辊；（2）另外一种是我们公司技术人员自己 研究开发自己处理的皮辊简称人工皮辊。例如：在纺竹纤维/精棉混纺纱时，我们用处理好 好的光照皮辊，结果皮辊带花，断头严重，指标：条干CV%： 15.7%、细节36、粗节210、 棉结 20。改用我们 公司自发研制的皮辊， AB 组涂料比例是1： 16、 1： 8、 1： 6、 1： 3中 间通过用特殊的方法进行处理，通过实验1： 6的较好，条干CV%： 13%、细节7、粗节 14、棉结 4，而且带花问题得到了

13、解决，生产效率达到了 99%。6.4 环境控制 在纺纱过程中，我们发现对机台机械效率影响的另外一个关键因素，在生产时每天早班和中班的 4 1 0点生产效率高，但到中、夜班1 0 1 2点不好纺，效率低。通过实验发现，昼 夜温差太大，造成这一问题，也就是说，温湿度对纺纱质量的好坏有很大影响，最终在集体 研究下，通过实验找出了合理的环境，湿度：25C28C；湿度：60%65%。这样也可减少 断头，提高产量。6.5 提高效率 喷气涡流纺最大的优势在于纺纱速度高，且质量稳定，但是，开始使用时，我们的效率一直在 80%多徘徊，这样一来，我们的高产优势就体现不出来了，后来经过不断的调整， 包括工艺和设备各

14、方面都做了大量的工作，在设备上，公司对保全的业务知识和能力进行技 术培训，在此基础上，公司在短期内对喷气涡流纺实施了两项改造：（1 ）小机梭库改造；（2）传送带清洁装置的添加等技改。 在以上措施的应用，使机台效率达到平均98以上，领先其它厂家93%5个百分点。挡车工由原来看1 台车改为看2台车，节约了人力。全面来看喷气涡流纺节省了粗纱、后纺 两道工序，比其它普通效率高，用人相对较少，节约用电给公司带来很好的经济效益。最终我们在400m/min纺纱速度的基础上，常规效率保持在了 95%以上，并且经常会突 破99%，目前我们的最高效率记录以达到99.1%。并且各项指标都达到了一个稳定的水平。7 产品质量水平 采取了上述一系列措施后，我公司生产的天丝喷气涡流纺纱各项指标达到国内领先国际 先进水平（表 5 所示和图 4）。表5天丝/有机棉30支喷气涡流纺纱与紧密纺纱及环锭纺纱的测试对比表项 目质量指标紧密纺环锭纺喷气涡流纺MVS条干CV / %11.7711.6512.29细节（-50%） /个km-l003粗节（+50%） /个km-l13106棉结 （+200%）/个km-l222010断裂强力/ cN381.2357.3313.52最大断裂强力/ cN484.7429.5407.50最低断裂强力/ cN287