内容提要:浆纱技术对于减少经纱毛羽起重要作用,通过双浆槽、湿分绞、片纱进烘房、及正确的应用浆料等措施、优化浆纱工艺 、控制经纱张力、分绞力、浆液粘度、浓度、温度及车速等来保证经纱上浆后大幅度的减少毛羽,为提高喷气织机效率创造条件。
关键词:双浆槽、湿分绞、优化上浆工艺、经纱张力控制。
国内外对纱线上的毛羽进行了大量的研究,因为纱线的毛羽问题不仅会在织造中形成棉结,影响织物外观,更重要的是纱上的毛羽会在喷气织机织造过程中影响开口不清,从而造成织机停台,其严重程度尤其引起关注,在喷气织机织造过程中引起与经纱有关的纬向停台。
一根30英支的细纱,如果其毛羽的长度为3毫米,那么细纱的直径竞扩大了18倍。长度为 3毫米及以上的毛羽为有害毛羽,这样的细纱如果用作经纱,非旦邻纱之间相互缠结,造成开口不清,而且在纬纱飞行角内,遇到这样的毛羽的纱将会形成对喷射气流或纬纱飞行的阻力,从而造成纬向停台。国外研究表明:织机的停台有30%的原因是与毛羽有关的。许多生产厂的生产实践证实有35%的织机停台与细纱的毛羽相关。
形成细纱的毛羽的因素有许多。例如环锭细纱机上的钢领钢丝圈配套状况不好,将使细纱本身的毛羽数量增加1.2—2.5倍。
而自动络纱机上由于车速很高,在加工普通环锭纱时,纱线在退绕时使毛羽大量增加3—4倍,这是细纱在供应到织造、准备工序之前两个主要形成毛羽的工序,人们经过种种努力,试图明显降低细纱的毛羽,以期提高纺纱质量。紧密纺环锭纺纱机的纺纱技术的产生不仅大大减少了细纱毛羽,而且使动络纱机上加工的纱线毛羽大量减少。
村田公司在自动络筒机增加了Bal—Con气圈控制器,明显地减少了细纱毛羽。
喷气织机的引纬方法是采用了射流技术,纬纱在气流的推动下以大约35米/秒的初速度进入纬纱飞行区,假如布幅宽度为1700毫米,纬纱从进入织口到飞出织口的速度很快,仅要0.05秒,纬纱在飞行区中只有通道光洁无阻,方能顺利到达左侧,完成一次投纬,但经纱毛羽的存在,形成了纬纱飞行的阻力,可能造成纬停。
日本村田公司曾研制一种特殊的空气涡流喷嘴Perla,它能使毛羽被缠在纱身的周围,试验表明减少了与经纱毛羽相关的停台30%。村田公司把这项技术用于喷气纺纱上,由于毛羽减少,产量也相应的增加。
织前的准备工程中浆纱工序是减少毛羽的重要工序,浆纱生产技术的好坏直接影响纱线毛羽的多少,正确的浆纱技术可大量减少原纱上的毛羽,使受浆后的纱线呈现光滑而毛羽少的状态,不正确的浆纱技术不仅不能减少原纱上的毛羽,反而会使上浆后的纱毛羽增多。对于浆纱工序如何减少毛羽的问题,国内外均做了大量的研究及实践,大致在下述几方向取得了显著的效果,使浆后纱线毛羽大大减少,从而使喷气织机的开口清晰度进一步提高,减少了纬向停台,提高了织机效率。
一、浆纱机上配备轻度冷却的湿分绞棒
国外像欧洲、日本认为在准备工序减少毛羽的一种方法是在浆纱机上配备轻度冷却的湿分绞棒,使片纱离开浆槽后就上下分层,可使毛羽明显的降低,这些分绞棒不同于安装在浆纱机前区最后一个烘筒前的多孔的上蜡辊及干分绞棒。国外普遍将这种轻度冷却的湿分绞棒,安装在短纤维的浆纱机上,并与喷气织机织造厂相配套。长期实践积累的数据表明:由于上浆应用湿分绞技术使经纱毛羽原因产生的纬向停台减少了25—30%,经停也有下降,每10万纬纱停约0.5根。
这种湿分绞的技术要求如下:
1、湿分绞棒是由耐腐蚀的材料制造,如不锈钢或黄铜。
2、棒的直径:为38毫米以上。
3、湿分绞棒的转动速度必须在8—12转/分这间。
4、通过分绞棒的水温须有华氏60度的温度(摄氏15.5℃),流速为每根棒0.5加仑/分。
5、分绞棒不用时需有一专门的储存地点以保护涂在分绞棒的聚四氟乙烯涂层,涂层一旦有缺损,分绞棒不能使用。
二、相邻纱线间的距离和浆纱机的烘房结构
浆纱机上许多因素对纱线毛羽会起到消极的作用,美国西点公司专家认为相邻纱线间的距离和浆纱机的烘房的结构是两个主要因素。
1、纱线的间距:
纱线对浆槽的覆盖程度可以作为纱线间距的度量,覆盖的百分率由下式得出:
经纱根数×100
覆盖率(%)=
相邻纱线紧靠时每英寸纱线根数×经轴边盘间距
相邻纱线紧靠时每英寸纱线的根数是指对所加工纱线而言的。“经轴边盘间距”决定了片纱总的宽度,它也代表浆槽中总的有效工作宽度。等式上面代表实际的经纱根数,这个等式给出了片纱覆盖工作区域的百分率。
片纱在浆槽中的覆盖的推荐值的范围很大,但覆盖率不超过50—60%,短纤维纱上浆后才能进行织造。
经轴边盘间距,国外许多不同,由54英寸到72英寸各不同,发展趋势是逐步尽量加宽。
为了降低纱线在浆槽上的覆盖率,国内外许多浆纱机都采用了双浆槽或多浆槽,经纱分层后进入两个浆槽就能使纱线对浆槽的覆盖率下降50%。
采用相邻经纱间距与纱线当量直径的比值(E/D)是另一种表示浆槽中纱线的直径,E/D=1,对应的覆盖率是50%,如果相邻经纱的间距为2根纱的直径,那么E/D=2,对应覆盖率为33%,典型的E/D标准是1.1—1.5.
现在许多新式的浆槽的基本功能是能实现对纱线的均匀上浆。在生产高密织物时可以使用双浆槽,湿分绞及全幅经纱分成四片进行分层烘燥,因此在烘筒上获得了较大的间距,也可达到减少毛羽的目的。
喷气织机由于织造时张力大,开口次数频繁,经纱质量除了要适应上述织造条件而具备较好的弹性及抗磨损强度外,为了减少与经纱有关的纬向停台,浆纱后的织轴上的经纱要力求毛羽少,断头少,浆块少等,因此采用较低的上浆率和纤维吸液率对喷气织造最为有利。浆槽里的压浆力可分为高、中、低三档次,分别对应5KN、50KN及100KN的压浆力。(推荐值)
2、烘干及烘干方法的设计
浆槽后第一个烘筒温度应该调的较低,否则将发生粘烘筒现象,使浆纱表面毛羽增多,粗糙,并可能导致在浆纱机及织机上落浆增多和纬停增加,但第一烘筒温度也不能太低,否则会产生粘连现象,要根据车速,产品等条件进行选择。
采用多烘筒的方式进行逐步加温烘燥,会使浆料对纱线产生最佳的包覆,形成均匀的上浆。
国产浆纱机采用热风与烘筒混合式的设计。其目的是使纱线在烘燥中,浆料包覆性好,形成均匀光滑的浆膜,减少因粘连现象而产生毛羽的机会。
日本津田驹研制的HS20系列浆纱机,是将浆好的纱垂直引入烘燥区,这样,纱线上的浆液可以沿着纱轴线均匀的分布在纱的四周围表面,形成的浆膜和上浆量,要比水平引纱更为圆润及均匀。
进入烘房的纱为保持纱线间的间距与经纱覆盖宽度的比值,适于喷气织机的最佳值应提高到67—80%。保持恰当的间距是减少毛羽的重要手段。
浆纱机上的分绞力随着纱线间距的增加而明显下降 ,分绞力越低,产生毛羽的机会越小。反之分绞力越大,分绞所产生的毛羽要越严重。但大幅度的降低分绞力会影响织机效率,因此要权衡毛羽的减少与因柔软材料增加后降低浆纱耐磨度之间的矛盾,采用合适的纱线之间的纯正间距,浆膜的强度将更高,由此使织机效率达到较高的水平。
此外,日本河本公司制造的浆纱上装有特殊的筘,使纱从浆槽引出后在这种特殊筘的作用下,提高了毛羽的伏贴程度,从而减少了毛羽。
三、关于浆料及浆纱质量
1、正确选用浆料配比成份,可以提高经纱耐磨程度及经纱平均强力,并使纱线毛羽明显减少。其中经纱耐磨度,纱线毛羽及平均强力等对喷气织机的效率影响很大,但经纱中的最低强力并不因平均强力的提高而消除,这是浆纱工程所不能解决的问题。
细支高密的品种,国内通常以PVA为主浆料、变性淀粉及丙烯酸浆料为辅的上浆配方,PVA浆料具有强韧、耐磨,对T/C纱粘结强力好的特点;变性淀粉粘度适中,稳定性好,价格便宜;丙烯酸浆料粘着力强,渗透快、强伸适中,三者结合在一起,基本上可满足细支高密织物对上浆后经纱的要求。但PVA用量大的缺点是会造成干分绞时二次毛羽增加、影响织物质量及织机效率。此外,PVA生物降解性能差,回收费用大,成本高,废液直接排放会因存在COD及BOD等耗氧物质而严重污染水质。
目前我国丙烯酸浆料发展迅速,粘附力、伸长吸湿等缺点已为改进,具有成膜性好,增加浆膜强度及弹性等优点。西欧等国早已停止使用PVA浆料,而以丙烯酸浆料与马铃薯变性淀粉浆料配伍,用于各种性质及细度的经纱上浆。我国在少用或不用PVA浆料上作了许多有益的研究,上海新一棉与复旦大学合作,共同研制开发出新的丙烯酸脂T—45浆料,它是多元丙烯酸脂聚合而成,具有强粘着力,高浓低粘,低吸湿、强力适中,与淀粉一体性好的优点,对环境无污染,这种多元聚合的丙烯酸浆料与变性淀粉配伍在T70/C30 45×110×76织物作试验,上浆质量及织造效率均显著提高。其配方如下:
变性淀粉:40KG,多元聚丙烯酸下45—55公斤,乳化油:2公斤,浆液含固量体积为0.7。
上例表明,我国在少用或不用PVA浆料的问题上已开创了新的途径,新的多元丙烯酸浆料与变性淀粉配伍,减少了纱线毛羽,提高了纱线耐磨度和强力,为提高喷气织机效率提供了好的半制品条件。
2、在浆纱工程中抓好上浆合格率、上浆回潮率、伸长率及好轴率等是提高浆纱质量的重要环节。
①上浆率公差范围控制在±1%以内,上浆合格率控制在90%以上,上浆率的大小取决于浆液浓度、粘度、温度、浸浆长度和时间、压浆辊压力,包覆材料等因素,新型浆纱机对上述各项指标都进行了自动控制,上浆合格率很高。
②上浆回潮率取决于纤维的种类,纱线号数,上浆率的大小与浆料性能相关。适当的回潮率使经纱坚韧,耐磨性提高,回潮率过大使浆膜发粘,开口不清,回潮率过小,浆膜发脆,断头增加,回潮率及上浆率等还要求达到纵横向均匀,一般控制在±0.5%左右。
③伸长率也是浆纱工序的重要质量指标,它的大小直接影响浆纱后经纱弹性及布机断头,伸长率过大,主要是由于意外牵伸的浆纱湿伸长过大造成,一般伸长率应控制在1%-2% 范围内。目前国内外多单元传动的浆纱机的全机伸长率可控制1%左右。
④织轴好轴率:90%以上。
浆纱织轴好轴率主要考核斜拉头、多头、倒断头、拨头、松头、边不良、浆斑、挑头、并头、无墨印、错支、了机不良、毛轴等疵点。
上述一些疵点在高科技的高速整经及浆纱机上加工的轴几乎并不存在。
自动结经机会产生错结的情况,因此,使用自动结经机时要做三结二穿,每经过一段结经后要经过人工穿综筘工的整理。这个问题对于采用快速更换品种技术的织机并不存在。
好的织轴的卷绕密度为0.5—0.6克/立方厘米3,织轴的肖氏硬度要达到55—60%;浆纱增强率25—35%;浆纱减伸率低于30%;浆膜完整率大于80%;
四、为了使纱形成完好的浆膜,减少经纱毛羽,提高织造效率,浆纱机最好不要开慢车。即以爬行速度运行,所谓慢车爬行速度指引出速度为5-6米/分以下,正常车速一般开到50米/分—70米/分之间,爬行速度使被浆的纱在烘筒上经受高温时间较长的烘燥,不但破坏了浆膜,而且还损坏了纤维的强力及伸长,从而使纱的毛羽增加,引起浆纱机及织机的断头增加,大约增加1倍至几倍!10万纬停台由0.32次上升以2.8次。
造成开慢车的因素很多,整经机的盘头质量是造成浆少断头的一重要因素,一般国外控制整经机百根万米断头在0.3根左右(先进水平),一般水平也控制在0。5、0.7根左右,过多的整经机断头说明经轴盘头质量下降,也说明经纱质量存在一定的问题,从而造成浆纱机断头增加,为了处理停台开慢车,又反过来引起织轴盘头恶化,使浆纱,织造断头相应增加。
总之,以爬行速度运行的浆纱机会导致断裂负荷、伸长、韧性、耐磨牢度,毛羽等纱线性能的劣化,严重影响织机效率,因此,在浆纱运行中,要力求少开慢车。
正确的上浆工艺还应包括各部的张力,分绞力,浆液的粘度,浓度,浆槽的温度、车速等,都应根据不同的品种来优选最佳工艺。
五、纱线毛羽的测定
关于纱线毛羽的特性及其对喷气织机效率和织物外观的影响,国内外早已进行了许多研究,对毛羽数量的测定也相应地研制出各式仪器,国际乌斯特89年公报上对毛羽做了明确的规定,应用乌斯特条干仪—3、4、5型毛羽测试仪进行测试。
德国蔡尔伟格(zweigle)G565型G566型毛羽测试仪是测定纱线毛羽长度及分布状况的最新式仪器。有人对棉、粘胶短纤的普梳及精梳纱进行了测试,认为细纱毛羽长度的分布呈指数规律分布,棉纱约有75%的毛羽及毛圈长度低于1毫米,而仅有1%的毛羽长度超过3毫米。3毫米长及以上的毛羽为有害毛羽。
国外纱线毛羽测定的仪器除了德国的G565外,瑞士Zellwger-uster3-4型也具有检测纱线毛羽的功能还有英国锡莱研究所的毛羽测试仪,日本,日本的DT201等。国产毛羽测定有YG171型及BT—2型在线毛羽测试仪,都是苏州太仓光电仪器厂出品。
YG171B型毛羽仪是在YG171A型基础上进步发展起来的第三代毛羽测试仪。YG171A型仪器与日本DT201及锡莱毛羽仪等原理基本相似,而YG171B型则与G565相似,是目前国内最为理想的毛羽测试仪。可连续则试1—50次,任意选定;毛羽长度一次同时测定1、2、3、4、5、7、10、12毫米,另外有数据自动显示及打印记录,可报告平均值,不匀率CV%及毛羽直方图等。此外,我国长岭纺织电子仪器厂也生产了检测毛羽的仪器供应纺织厂。
它是利用光电转换原理,把毛羽遮光引起的光变化转变为电信号,经放大整形处理而形成毛羽计数脉冲。
在毛羽问题日益突出的今天,尤其喷气织机逐步扩大的时代里,纱线的毛羽状况更为重要。因此纺织厂应必备毛羽测试仪,并进行常规及专项的试验,随时报告毛羽的分布波动状况,籍此采取措施降低毛羽数量,提高产品质量。
此外国产的BT—2型在线毛羽测试仪主要用于浆纱机、整经机上在线检测上浆前后毛羽的变化情况,是改进浆料配方、浆纱工艺,提高浆纱质量,降低经纱断头,减少喷气织机与经纱有关的纬向停台及提高布面质量的毛羽测试仪。该仪器采用了单片电脑,可充电池供电,液晶显示,并能报告均方差、平均值及不匀率等。仪器由于轻小,因此便于在线测试。最高测试纱速为1000米/分,毛羽设定长度为1、2、3、5毫米四种测试头。也是现代化喷气织机生产时的必备仪器。
结语:如果浆纱后的毛羽可比原纱的毛羽减少70—75%,证明浆纱工艺正确,才能为喷气织机的有效开口创造条件,保证开口清晰,开口高度理想的要求,从而减少了因毛羽而造成的纬向停台,提高了织机效率。