纺织行业争竞日益激烈,开发高新精尖产品,适应市场需求,提高产品档次,是企业走出困境、增加效益的途径。我公司试纺的黄麻/棉混纺纱,将通常用来制作麻袋和包装用布的原麻变为高附加值的服用纤维,开辟了一条新的农副产品深加工的途径,为棉纺织行业增添了一种新原料。
1 原料特征
1.1 黄麻(见表1)
黄麻纤维粗度大、柔软性差,具有良好的导热性、抗菌性,有抗静电、防紫外线功能,不易虫蛀,回潮较高,不经处理的原麻适纺性差。随着麻纤维前处理技术的发展,黄麻收割后,经过剥皮、脱胶柔软等初步加工,制成纤维长度和细度均符合纺纱要求的适纺性能较好的工艺纤维。黄麻纤维的物理机械性能见表1.
表1黄麻纤维物理性能
单纤维长度(mm)
|
单纤维细度(tex )
|
束纤维长度(cm)
|
束纤维细度(tex)
|
强 度
(cN/tex)
|
伸 长
(%)
|
杨氏模量
(cN/tex)
|
2~6
|
15~25
|
80~150
|
2.8~3.8
|
5.62
|
2.7
|
10.78
|
由上表可以看出不经处理的黄麻纤维是无法进行纺纱的,必须进行预处理。
预处理包括下列工序:
化学脱胶→机械软麻→切段→预开松→给湿加油→堆仓。
把化学脱胶后的精干麻切段经切段机按所预定的切段长度进行切断后,再经开松机进行预开松,得到的黄麻纤维性能如下:
表2 预处理后的黄麻纤维物理性能
项目
|
纤维细度/dtex
|
纤维长度
/ mm
|
平均长度
/ mm
|
强力不匀/%
|
断裂强度/cN/tex
|
伸长
/%
|
伸长不匀/%
|
指标
|
11.1
|
70
|
55.76
|
24.8
|
3.5
|
5.9
|
20.6
|
1.2 原棉:锯齿棉329,成熟度系数1.5,细度5700公支。
1.3 原棉选配时考虑的问题:原棉的选配是否合理,对纺纱过程成纱质量有直接的影响,由于黄麻纤维相对棉纤维而言,比较粗、硬,而且有不少超长纤维的存在。在纺纱工艺中往往采用较强分梳,重加压等工艺来拉断超长纤维。因此,在原棉的选配中,选择成熟度高的棉纤维,因为棉纤维的成熟度越高,其纤维特数就越高,强度也就越大,能经受住工艺中的强处理,尤其是在纤混工艺中,一般成熟度系数选在1.5以上。 由于黄麻纤维长度不匀率大,短绒率高,为了改善其可纺性,选择长度不匀率小,短绒少的原料,视成纱质量的要求,选择更好的原棉,对成纱质量的保证有利。
2 试纺工艺流程
黄麻纤维预处理:QD87—300切断机→KS87—500开松机
黄麻
+C:A002A开棉机→A006B混棉机→A034B→A036B→A092A双棉箱给棉机→A076C单打手成卷机→FA201梳棉机→A272F并条机(两道)→A454G粗纱机→A512细纱机→1332M络筒机
注: JU为麻纤维的英文代号。
3试纺中各工序主要工艺参数及采取的技术措施
3.1清花工序
3.1.1采取QD87— 300切断机将黄麻纤维束切断,切断长度控制在70mm,切好的纤维束喂入KS87—500型多功能开松机中,经两道锡林进行开松,使其分解成单纤维状态,尽量清除并减少并丝,经过开松后的纤维,由输棉帘输出,放入A002A园盘抓棉机中,经A006B棉箱吸入 A092棉箱给棉机中,与棉纤维混合制成棉卷。
3.1.2因原棉含杂高,短绒含量高,在开清棉采用“多松适打、先松后打、早落少碎、均匀混合”的工艺原则;抓棉机及混棉箱运动效率控制在80%以上。
3.1.3为便于梳棉成网,适当加重麻棉混纺卷的定量,为避免水分和由油剂的挥发,制成的棉卷用塑料包布包覆。
3.2 梳棉工序
在梳棉工艺配置方面遵循“大隔距、强分梳、低速度”的工艺原则。由于黄麻纤维柔软度差,纤维间的抱合力差,在生产中将锡林速度降为215r/min,为原机速度的60%,刺辊979 r/min,道夫16r/min,适当放大锡林至盖板隔距,以减少纤维损伤,尽可能降低短绒增加率。在梳棉机上加装皮圈导棉装置,解决棉网烂边、断网的问题,保证顺利成条,机后预备棉卷边用边去包皮,以减少水分散失,保证产品质量,车间相对湿度控制在70~75%。
3.2.1 后部工艺的选择
3.2.1.1 给棉板与刺辊
给棉板的分梳工艺长度以及给棉板与刺辊间的隔距对刺辊分梳的效果均有很大的影响。当分梳工艺长度过短时,刺辊对纤维的分梳效果好,但损伤纤维也多;当分梳工艺长度过长时,分梳效果差,未梳开纤维多,但对纤维的损伤小。因此,在加工中应该兼顾分梳质量和纤维损伤这一对矛盾,在选择分梳工艺长度时,使其接近于所加工纤维的主体长度。在纺麻棉混和原料时,由于黄麻纤维为束纤维,长度不匀率太大,且含有超长纤维,为了减少短绒,可将刺辊与给棉板隔距适当放大。
3.2.1.2 小漏底和除尘刀
由于麻棉混和原料中的含杂小且少,所以除尘刀可以不用,除尘刀的安装角应适当增大,加强纤维的回收。FA201梳棉机的小漏底是分梳板,因此可加强对纤维的梳理效果。
3.2.2 分梳工艺的选择
3.2.2.1 刺辊的速度:刺辊的速度对分梳有直接影响,刺辊速度快,分梳效果好,但过快易增加纤维的损伤,落纤增加。
3.2.2.2 锡林速度:锡林速度对分梳起主导作用。锡林转速快,可提高纤维的梳理度,并使锡林上纤维的离心力增大,纤维从锡林转向道夫、盖板的能力增加,锡林针面负荷和自由纤维量显著减少。
3.2.2.3 锡林与刺辊速比的选择:两者表面线速比过小时,纤维靠刺辊高速回转所产生的离心力抛向锡林,对纤维的伸直、平行不利,且转移不够顺利易使刺辊产生返花。
锡林与刺辊不同速比下的落麻和短绒情况如表2所示。
表2 锡林与刺辊不同速比下的落麻和短绒情况
项 目
|
方案1
|
方案2
|
方案3
|
工
艺
参
数
|
锡林速度(r/min)
|
322
|
322
|
215
|
刺辊速度(r/min)
|
902
|
841
|
800
|
锡林与刺辊的表面线速比
|
1.84
|
1.97
|
1.38
|
试
验
结
果
|
后车肚落麻率(%)
|
4.85
|
4.4
|
2.35
|
生条短绒率(%)
|
28.51
|
26.5
|
20.65
|
从上表2可以看出,方案3的效果最佳,落麻低,短绒含量低,锡林与刺辊的速比定为1.38左右较为合适。
3.2.2.4 盖板速度的选择:盖板速度对分梳和除尘均有一定的影响。盖板速度提高时,盖板经工作区的时间短,每块盖板的盖板花量减少,分梳负荷轻而有较好的梳理条件,自由纤维量减少。在纺麻棉混纺时,由于麻纤维粗硬,为了减少盖板充塞,盖板速度应加快。
3.2.2.5 道夫速度及生条定量的选择:道夫速度与产量、生条定量和道夫转移率等有关,道夫速度快,成条定量轻,棉网薄,对剥棉不利,且易产生破网,挂花等问题;由于麻纤维抱合力差易破网,因此道夫速度不宜过高。
3.2.2.6 隔距:锡林和盖板间的隔距对梳理质量有很大的影响。此距应稍大于纺纯棉的,隔距过大,纤维易在两针面间搓转成结,分梳质量差,隔距过小,纤维易充塞,绕针布,我们选择此隔距为14,12,12,12,14(1″/1000)。
3.2.3 输出成条部分
黄麻纤维由于抱合力差,成网时易产生破网、破边,要求成条定量重一些,以便顺利剥取,同时,还在大压辊和轧辊间加装棉网托板,减少破网。张力牵伸过小,棉网易下坠,张力过大,条干恶化,棉网破裂。故在加工麻棉混和纤维时,在保证棉网不下坠的前提下,张力偏小掌握,另外还利用皮圈导棉装置,使道夫上剥下麻棉纤维后立即成条,以减少破网、堕网等现象。
3.3并条工序
3.3.1 牵伸倍数与分配
在并条工序采用两道并条顺牵伸工艺,以改善条子的重量不匀;采用重加压以防止罗拉打滑,保证牵伸稳定,为使纤维充分混合,增加条子的伸直平行度,采用大后牵伸,末并采用小后区牵伸集中前区牵伸的工艺。
纤维的伸直度、平行度和分离度是保证成纱条干均匀度和强力的基础,关于并条牵伸工艺配置,一般多以条子均匀度(条干不匀率)作为配置头、末并牵伸工艺的依据,与此同时,既要考虑各道并条机总牵伸的配置,又要重视各牵伸区局部牵伸的分配,在主牵伸区中,由于摩擦力界布置比较合理,所以能承担较大的牵伸倍数,在8根条子并合喂入时,牵伸倍数为5倍~6倍,后牵伸区由于喂入条子的纤维量多,纤维的伸直平行度差,所以牵伸倍数不宜过大。牵伸倍数过大,条干质量恶化;过小,会使牵伸力增加,而造成牵伸不开,一般在1.4倍~1.8倍左右。
3.3.2 罗拉加压
由于黄麻纤维中有超长纤维存在,为了确保牵伸的顺利进行,同时拉断超长纤维,罗拉加压应比纯纺棉时要大。
3.3.3 其他措施
由于麻纤维粗硬脆、无卷曲、抱合力差,条子松烂滑脱,加大紧压罗拉压力,缩小喇叭口直径,可使纱条更紧密、光洁,不易断头,头道喇叭口直径采用4.5 mm,末并喇叭直径为4mm ,充分发挥压力棒的作用,压力环采用14mm,以更好地控制浮游纤维,同时要适当降低前罗拉速度。车间相对湿度控制在70~75%。
综上所述,在并条工序中,为达到“断长保短”的效果,采用“重加压,大隔距,顺牵伸”的工艺原则,有利于使黄麻纤维得到有效地控制。
3.4 粗纱工序
采用低速度,小后区牵伸,较小的钳口隔距,重加压工艺。充分发挥主牵伸区作用,有利于控制浮游纤维,加大对纤维的握持力,提高条干均匀度;因黄麻纤维粗 、硬,纤维间抱合力小,为增加粗纱条干的紧密度,在不影响细纱正常牵伸的情况下,尽可能采用较大的粗纱捻系数。用好粗纱防细节装置,保证各牵伸部件、运转部件回转灵活,以改善条干均匀度,减少意外。采用木质筒管以增加纱条与筒管间的抱合力,使粗纱卷绕成形正常。
3.5 细纱工序
麻棉混纺纱在细纱工序最大的问题是断头多的问题。因黄麻纤维粗,成纱截面中纤维根数少而引起的。在生产中应采用低速度,较大的捻系数450,后区牵伸1.316倍;罗拉隔距为18×32(mm);因黄麻纤维粗硬,为减扫减少断头,应加大吸棉笛管的吸风量,并保持吸棉笛管的内部光洁,无毛刺挂花。采用PGL4254钢领,6903 5#钢丝圈,可减少毛羽,降低断头率,提高成纱光洁。由于麻纤维粗、硬、脆,通过试验用83皮辊可减少绕皮辊现象,从而减少纱疵的产生,对提高纺纱质量较为有利,车间相对湿度控制在70~75%。
3.6 络筒工序
络筒时采用空气捻接,纱线接头质量较好,强力基本上能达到原纱强力的80%,为减少络筒断头,适当减少络筒张力。
4 产品质量完成情况
产品质量完成情况见表3。
表3 产品质量完成情况见表3.
检验项目
|
实测值
|
单纱强力(CN)
|
458
|
强力(CV%)
|
16
|
捻系数
|
450
|
条干(CV%)
|
31.2
|
细节(个/千米)
|
1890
|
粗节(个/千米)
|
2142
|
棉结(个/千米)
|
2287
|
百米重量变异系数(CV%)
|
3.5
|
百米重量偏差(%)
|
+1.2
|
5 存在的问题
因黄麻是韧皮纤维,其纤维粗、硬、脆,柔软度、抱合力差,纤维本身强力较低,在清花工序难以混合均匀,不宜成卷;在梳棉工序成网成条困难;在并条工序不宜出条和卷绕成形差;在细纱工序断头较多,毛羽较长等问题。随着今后正式生产及产量的扩大,在纺纱过程中,将黄麻纤维加油闷放以增加麻纤维的柔软性和可纺性,尽量减少后道工序加工过程中对麻纤维的损伤,充分挖掘现有现有棉纺设备的生产潜力,在现有的设备上进行质量技术攻关,优化并调整工艺参数,合理选择纺专器材,掌握成熟的生产工艺,纺制出质量更好的黄麻/棉混纺纱线。