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3种纺纱方法在花式纱开发中的应用分析

时间:2022-10-18 09:00来源:未知 作者:mac 点击:
摘 要: 探讨环锭纺、转杯纺、喷气涡流纺在花式纱产品开发中的应用。分别阐述了环锭纺、转杯纺与喷气涡流纺的花式纱生产技术,分析了3种纺纱方法生产的花式纱产品的特点。指出:由于3种纺纱方法在牵伸、加捻方面的原理不同,造成花式纱质量、性能与结构上存
  
  摘    要:探讨环锭纺、转杯纺、喷气涡流纺在花式纱产品开发中的应用。分别阐述了环锭纺、转杯纺与喷气涡流纺的花式纱生产技术,分析了3种纺纱方法生产的花式纱产品的特点。指出:由于3种纺纱方法在牵伸、加捻方面的原理不同,造成花式纱质量、性能与结构上存在较大差异。认为:相比较其他两种纺纱方法,环锭纺在花式纱的产品开发上品种多样、技术成熟、质量可靠,具有较大的技术优势。
 
  关键词:环锭纺;转杯纺;喷气涡流纺;花式纱;竹节纱;包芯纱;段彩纱;
 
  近年来,随着我国经济水平的提高与人文素质的变化,纺织产品面临着消费升级。由于普通纱线因具有均匀、稳定的结构而缺少变化与装饰性,花式纱线在色彩与结构上富于变化创新,通过新颖的结构、缤纷的色彩形成极具个性化的外观效果,越来越受到消费市场的青睐[1]。
 
  花式纱线历史悠久、应用广泛,特别是近年来由于纺纱技术的进步,花式纱线的品种也越来越丰富,深受消费者的喜爱。花式纱线的种类和生产方法有很多,关于花式纱线的定义没有统一规定,一般来说,花式纱线按色彩与结构分主要有两种,一种是采用色纺技术生产的、具有色彩变化的纱线,另一种是通过纱线结构变化形成的纱线。如果按纺纱工艺分也主要有两种,一种是采用花式捻线机等特殊设备生产的花式线,另一种是采用普通纺纱机进行技术改造生产的花式纱。花式纱线还可以通过多种技术复合与创新,形成更多的花式纱线新品种[2,3]。
 
  目前,花式纱线的产品开发在棉纺企业中非常广泛,技术也较为成熟。实际上,在棉纺企业每个纺纱工序都可进行花式纱线的产品开发,所生产的花式纱线风格与性能各异,也有采用多个工序进行技术复合,生产具有多重效果的新型花式纱线。根据棉纺工艺流程,花式纱线的生产方式可以分为3种。第一种是通过前纺各工序生产的花式纱线,即利用前纺各工序的纤维混和纺制花式半制品,在普通纺纱机(环锭纺纱机、转杯纺纱机、喷气涡流纺纱机)上生产花式纱线[4];第二种是对后纺设备进行技术改造生产花式纱线,如环锭纺纱机、转杯纺纱机、喷气涡流纺纱机的包芯纱改造等;第三种是采用多重技术结合的花式纱线开发,如利用前、后纺或者前纺多个工序进行技术叠加,生产复合结构花式纱线产品[5]。
 
  本研究主要是对环锭纺、转杯纺与喷气涡流纺3种纺纱方法在花式纱开发中的应用进行了研究分析,供大家参考。
 
  1 环锭纺
 
  1.1 技术特点
 
  环锭纺是一种采用罗拉牵伸、环锭加捻的非自由端纺纱技术。由于环锭纺纱机加捻卷绕一体化的局限,导致生产效率无法得到大幅提升,生产流程长、速度低、自动化程度不高,影响了环锭纺纱技术的进一步发展[6]。环锭纺纱机采用对粗纱进行罗拉牵伸,纤维品种的适应性强,牵伸倍数不高(相对喷气涡流纺的罗拉牵伸而言),纤维运动轨迹稳定,对牵伸区中不同纤维须条的细度、长度、位置可实现精确控制。环锭纺纱机通过钢丝圈围绕锭子高速旋转实现加捻卷绕,形成的纱线中纤维在轴向呈螺旋状排列、在径向存在内外转移,纱线的外观清晰、结构紧密,可基本保证加捻前后各纤维在纱线轴向与径向的位置一致,纤维的重分布现象不显著,而且这种加捻机制对纤维的适应性强。基于环锭纺纱机牵伸、加捻的特点,环锭纺纱机可以满足半制品中不同纤维形态的变化,当半制品中纤维长度、细度等性能差异较大,或者混入棉结、断丝、断纱等均可正常纺纱,而且纱线的可设计性强,为花式纱线的开发提供了非常有利的条件。并且,在常规纱线的检测中有很多质量控制项目,如毛羽、条干、棉结、捻度等,均可成为花式纱线设计的创新点。
 
  因此,在近年来的花式纱线开发中,环锭纺展现出非常独特的优势,在面对转杯纺、喷气涡流纺等新型纺纱方法的竞争中,重新焕发出强大的生命力。我国环锭纺规模庞大,面临用工多、速度低、生产效率低下的问题,利用环锭纺花式纱线的生产优势进行产品转型升级,可以有效缓解当前不利的局面。
 
  1.2 花式纱纺纱技术
 
  1.2.1 竹节纱
 
  竹节纱是在纱线外观结构上呈现粗细不匀的变化,类似于竹节状,故称为竹节纱。在环锭纺纱机上生产竹节纱的方式有多种,其原理都是通过对罗拉转速(主要包括输出速度和喂入速度)进行变速控制,从而改变牵伸倍数以实现纱线粗细的变化。改变输出速度是通过前罗拉降速实现的,改变喂入速度是通过中后罗拉加速实现的,这两种方法各有优点[7]。目前,市场上销售的竹节纱装置,基本都是采用中后罗拉加速改变喂入速度产生竹节的方法,这种竹节纱生产方法断头少、速度稳定、产量高,可以满足大部分竹节纱的质量要求。
 
  1.2.2 赛络纺纱
 
  由于赛络纺采用两根粗纱纺纱,通过两根须条的并合加捻,所以赛络纱具有不同于一根粗纱纺制的单纱结构,在其纱线表面具有两根须条股线似结构,而两根须条自身存在较小的捻度。因此,赛络纺纱在纱线强伸性能、条干均匀度和毛羽指标等方面优于普通环锭纺单纱[8]。由于赛络纺采用两根粗纱喂入进行纺纱,为纱线产品开发提供了条件,当两根粗纱采用不同原料或不同颜色,通过赛络纺纱类似股线的结构,就会形成同时具有两种性能或者两种颜色的花式纱线,纱线风格独特。
 
  1.2.3 赛络菲尔纺与包芯纱
 
  基于赛络纺技术,采用一根长丝替代一根粗纱纺制长丝与短纤复合结构的纱线,形成了赛络菲尔纺与包芯纱两种纺纱技术,其中长丝从前罗拉处喂入,不经过牵伸机构的牵伸。赛络菲尔纺是长丝与短纤须条保持一定的距离,在前罗拉钳口处汇合并加捻成纱,虽然短纤须条自身存在一定的捻度,但是较为松散,所以形成非常显著的以短纤须条为主的缠绕结构。赛络菲尔纺纱的这种结构,即有效控制了短纤纱的毛羽,又使短纤纱具有长丝的丝滑触感,制成的面料兼具短纤与长丝两种织物的风格[9]。
 
  包芯纱是短纤包覆在长丝表面的一种复合结构纱线。在纺纱过程中,短纤经过牵伸后进入前罗拉钳口,长丝通过专用的退绕机构进入前罗拉钳口,长丝处于短纤须条的中间以保证在加捻过程中短纤均匀包覆在长丝表面。实际上,由于扭矩的作用,为了提高短纤对长丝包覆效果,避免露芯丝现象,长丝喂入位置并不是处在须条中间,而是存在一定的偏移。根据纱线不同的加捻方向,纺Z捻纱时芯丝位置处于中心偏左,纺S捻纱时芯纱位置处于中心偏右,以保证包覆效果。对于芯丝而言,当选择具有弹性的长丝时,一般要对芯丝设置一定的牵伸倍数,当选择非弹性长丝时,只要控制好张力即可。
 
  1.2.4 多通道环锭纺
 
  多通道环锭纺是在传统环锭纺纱机上进行适当的技术改造,利用数字化、智能化的控制技术对多个牵伸单元进行独立控制,使每个牵伸单元的须条汇合在一起,通过加捻形成一根纱线的生产技术。由于多通道环锭纺采用多根粗纱喂入,分别经过相互独立的牵伸控制单元,从而可以控制混和的比例与形态,再结合不同粗纱之间原料性能与色彩差别,因而形成具有丰富的外观结构和缤纷色彩变化的纱线[10]。
 
  在棉纺细纱机上,有双通道、三通道甚至四通道等多种纺纱技术类型,由于棉纺细纱机加捻单元锭距小、数量多,每个牵伸机构尺寸狭窄,只有双通道纺纱技术较为成熟,被棉纺企业广泛应用,其他尚处于试验阶段。目前,双通道纺纱技术主要有以下3种形式。
 
  1.2.4.1 后罗拉法
 
  后罗拉法双通道纺纱是基于细纱机的牵伸机构,采用独立的传动装置控制后罗拉,使后罗拉的传动独立于前罗拉与中罗拉,主纱从中罗拉胶圈处连续喂入,辅纱从后罗拉处间断喂入,主纱和辅纱分别经过牵伸后在前罗拉处并合形成一根须条,经过加捻形成一根主纱间断附着辅纱的段彩纱。为了保证主纱与辅纱的汇聚、并合效果良好,防止间断喂入的辅纱在前罗拉钳口处被吸棉管吸走导致段彩缺失,一般都需要对纺纱机进行集聚纺改造。集聚纺改造的目的是利用集聚槽的集聚作用把主纱、辅纱集聚在一起,经过输出罗拉输出,再加捻形成段彩纱,保证主纱与辅纱能够集聚形成一根纱,避免被断头吸风管吸走。所以,集聚纺应用在后罗拉法双通道纺纱中,使主纱与辅纱的并合、加捻一体化转变为“先并合,后加捻”,从而解决了段彩缺失的问题[11]。
 
  1.2.4.2 前后胶圈法
 
  前后胶圈法双通道纺纱是在细纱机三罗拉牵伸的基础上,中、后罗拉分别采用独立电机传动,在中罗拉上下胶圈位置设计了前、后两组狭窄的胶圈,前胶圈仍然采用中罗拉传动,后胶圈通过上下销与后罗拉连接在一起,形成中罗拉控制前胶圈、后罗拉控制后胶圈的两个独立牵伸区,为了避免中罗拉对后胶圈的干扰,小铁辊采用阶梯设计。两根粗纱分别从后罗拉、中罗拉处喂入,经过两个独立的牵伸区牵伸后,在前罗拉钳口处汇合、加捻形成一根纱。由于前、后胶圈是两个独立的牵伸区,两根粗纱的运动规律可以进行独立设计,这为纱线产品设计提供了较大的空间,即可以生产两种粗纱须条前后相接的渐变段彩纱,也可以通过组合设计生产多种新型纱线。
 
  1.2.4.3 辅助罗拉法
 
  辅助罗拉法双通道纺纱是在传统细纱机三罗拉基础上添加一根辅助后罗拉,辅助后罗拉与后罗拉的转动分别独立控制,辅助后罗拉传动安装在后罗拉上的活套装置,后罗拉的上胶辊分割成两段,活套装置和后罗拉分别与两段后胶辊对应,两根粗纱分别喂入。同一个锭位上,辅助后罗拉通过活套装置控制一根粗纱的运动;而后罗拉控制另一根粗纱的运动,两根粗纱运动规律可独立设置。两根粗纱分别喂入两段后罗拉,经过中罗拉、前罗拉两个牵伸区后,在前罗拉钳口处并合、加捻形成一根纱[12,13]。
 
  这种纺纱方法与前后胶圈法相比,在传动机构上需要添加一根辅助罗拉,对细纱机的传动机构、罗拉座进行较大的改造,而且后罗拉需要进行特殊设计以便安装滑套罗拉,牵伸区结构基本不变;相对于前后胶圈法,辅助罗拉法在牵伸区上变化较小。从纱线产品设计上,两种方法的纱线组合与设计空间差异不大,由于两种方法的牵伸区数量存在不同,导致两种方法生产的纱线风格存在较大的差异。
 
  1.2.5 集聚纺
 
  集聚纺是指在环锭纺纱机的前罗拉加捻区安装一套集聚装置,利用气流或机械的集聚原理,把分散的须条集聚成一体,由于集聚纺采用先集聚后加捻的工艺理念,加强了对纤维的控制,减少或者消除了加捻三角区,因此减少了纱线毛羽,提高了纱线强度,纱线质量改善明显。集聚纺对纤维须条具有良好的集聚作用,对花式纱产品开发具有重要意义,特别是有效解决了段彩纱的段彩丢失、段纱衔接问题,对于彩点类、断丝类纱线中彩点、断丝脱落问题也有较大的改善。基于集聚纺与赛络纺、赛络菲尔纺、竹节纱、多通道纺纱等纺纱技术的结合,也拓宽了集聚纺技术的应用范围。
 
  1.2.6 嵌入纺
 
  嵌入纺是基于赛络纺、赛络菲尔纺等纺纱技术发展起来一种纺纱方法,是我国具有自主知识产权的纺纱技术。嵌入纺采用两根粗纱喂入,经过牵伸装置的牵伸后从前罗拉输出,采用两根长丝分别通过导丝装置从前罗拉处喂入,两根长丝在两侧、两根粗纱在中间,长丝与粗纱、粗纱与粗纱之间保持一定的间距,4种组分在前罗拉钳口处并合、加捻形成一根复合结构纱。由于在加捻三角区中,捻度分别沿着两根粗纱须条向上传递,导致两根粗纱因为扭矩的作用,分别与两根长丝产生了弱捻,因此,嵌入纺复合纱可以形象地理解为两个赛络菲尔纺的结合[14]。由于嵌入纺采用两根粗纱、两根长丝的组合进行纺纱,为花式纱的开发提供了创新空间。通过产品设计与构思,在充分利用嵌入式复合纺工艺特点的基础上,在纱线结构上改变长丝、短纤的材质以及在纱线中存在的形式,在纱线色彩上改变色彩元素以及色彩搭配等方法,可以使嵌入纺复合结构纱呈现出特殊的外观与色彩等视觉效果,可以开发出形式多样的花式纱新品种[15]。
 
  1.2.7 多种纺纱技术集成
 
  针对上述6种主要纺纱技术,结合柔洁纺、斜位纺、扭妥纺等其他纺纱技术,利用环锭纺纤维须条在细度、长度、位置上精准可控,以及纱线中纤维整体呈螺旋结构的特点,结合环锭纺纤维适应性广泛、对半制品质量要求不高的特点,通过多种纺纱技术的技术集成,利用半制品的多样化,为花式纱产品开发提供无限广阔的空间。因此,环锭纺在花式纱线产品的创新设计方面,具有其他纺纱技术无法比拟的优势,弥补了其在生产效率与自动化水平等方面的不足,成为提高环锭纺纱技术竞争力的重要途径。
 
  2 转杯纺
 
  转杯纺是一种自由端纺纱技术。由于转杯的梳理作用,破坏了须条原有的分布与结构状态,导致纤维形态与分布无法像罗拉牵伸那样可以精准控制。在转杯的凝聚过程中,须条中纤维的平行度、伸直度也发生了变化,形成了转杯中纤维的重分布现象,而纤维在转杯中的重分布影响了纱线的可设计性。转杯纺纱线由芯层纤维和外层纤维两部分组成,处于内部的纱芯与环锭纺纱线结构相似,比较紧密,但是外层纤维包卷缠绕在芯纱上,结构较为松散。环锭纺纱线中纤维主要呈圆锥形、圆柱形螺旋线排列,规律性很强,转杯纺纱线一方面存在内外双层结构,同时纱线中纤维状态差异较大,没有显著的规律性。因此,转杯纺花式纱的设计与开发,与环锭纺相比存在较大的差异,而且对于在前纺过程中添加棉结、断丝、断纱等花色半制品,存在较大的局限。
 
  2.1 转杯纺竹节纱
 
  目前,转杯纺竹节纱的纺制方法主要有以下几种方式。
 
  2.1.1 在转杯滑移面开沟槽的方法
 
  这种方法生产的竹节纱,与环锭纺竹节纱的风格类似,竹节的间距、长度都较短,竹节饱满,竹节纱的粗节与基纱之间过渡段较短。但是,这种方法会损坏转杯,破坏转杯的动平衡,影响转杯轴的使用寿命;在竹节处存在明显的弱捻与强捻区,造成纱线的强力差异较大;由于转杯壁厚的限制,所以沟槽的深度不可能加工太深,限制了竹节的粗细程度;由于转杯滑移面开沟槽不具有重复性,沟槽数量与转杯直径也有限制,导致竹节纱竹节工艺的范围与可调节性差[16]。
 
  2.1.2 在转杯凝聚槽内设置阻尼物的方法
 
  通过在转杯凝聚槽周长的范围内调节阻尼物的大小、形状、数量、间隔,可以控制竹节的长度、粗度和间距,改变竹节参数。这种方法生产的竹节纱风格,也与环锭纺竹节纱类似。但是,这种通过阻尼点改变纤维在凝聚槽的分布以产生竹节纱的方法,在每一个粗节的后面必定要产生细节,导致纱线强力不匀与捻度不匀较大,竹节部分也不光滑,并且阻尼物容易积灰使竹节纱的竹节粗度不稳定。由于转杯中添加了阻尼物,既损坏了转杯,也破坏了转杯的动平衡,而转杯的损坏无法修复,造成设备消耗较大。受制于转杯规格与阻尼物的设置,这种方法的竹节工艺可调性差[17]。
 
  2.1.3 改变转杯纺纱机喂棉速度
 
  转杯纺纱机采用棉条喂入,牵伸倍数较大,虽然引纱罗拉的速度可高达200 m/min~300 m/min,但是喂入罗拉的速度很低,属于低速部件,在进行速度切换时机械惯性小,设备磨损小,能较快达到设定速度形成粗节。但是,转杯纺纱机纺纱过程中,牵伸倍数较大,需要经过一个转杯周长的加速周期,才能形成至少两个转杯周长的竹节。因此,采用这种方法纺制的竹节纱的竹节长度较长,长度均匀,捻不匀较小,纱线强力高,竹节和基纱的过渡缓和,具有云纹效果和麻织物的风格[18,19,20]。
 
  2.1.4 改变转杯纺纱机引纱速度
 
  转杯纺纱机引纱速度较高,最高可达300 m/min以上。设备负荷与机械惯性较大,采用改变引纱速度的方法生产竹节纱,引纱、卷绕系统频繁进行速度切换势必会造成较大的机械冲击与磨损,严重影响设备运行的稳定性与使用期限。由于引纱速度变化大且切换时间短,引纱、卷绕系统存在较大的运动惯性,引纱、卷绕系统无法达到预定速度就再次切换,导致竹节的长度、细度与工艺设计存在较大差异;在纺纱过程中转杯速度保持不变,引纱速度变化大造成纱线捻度差异极大,纺纱断头大幅增加,严重影响生产的稳定性。同时,随着引纱速度的频繁变化,导致实际平均引纱速度较低,纱线产量下降,造成生产效率较低。因此,改变转杯纺纱机引纱速度生产竹节纱的方法基本被淘汰。
 
  2.1.5 同时改变转杯纺纱机喂入与引纱速度
 
  同时改变喂入和引纱速度的方法,在一定范围内可以适当减小输出速度变化的幅度,也可以降低速度切换时的惯性冲击,但是这种较小的惯性仍然对设备产生较为严重的冲击,造成部件的快速磨损,缩短了设备使用寿命。当然也会导致实际引纱速度下降,断头率上升,影响生产效率。
 
  此外,还有一种采用高压气流法纺制转杯纺竹节纱的方案,在转杯纺纱器的纤维输送通道上设置一个喷嘴,通过喷嘴周期性喷出高压气流,影响分梳辊上纤维的转移来纺制竹节纱。这种方法形成的竹节纱,竹节长度较短,竹节的长度和粗度稳定性较差。
 
  2.2 转杯纺包芯纱
 
  转杯纺生产包芯纱,一方面需要增加长丝喂入装置,同时还需要对转杯轴中心开孔以便长丝进入转杯。长丝经过喂入装置后,在转杯高速回转产生的负压作用下,长丝经过安装在转杯轴中心孔的引纱管被吸入转杯内;通过分梳辊梳理后的短纤,在气流作用下经输送管进入转杯,被凝聚在转杯凝聚槽内形成须条;须条随着转杯的高速回转,与进入转杯的长丝并合、加捻形成包芯纱,再经过引纱罗拉引出后,由卷绕罗拉形成筒纱[21]。
 
  在转杯纺包芯纱的生产过程中,长丝由喂入罗拉喂入,经过引纱罗拉引出,中间没有自由端,因此在转杯纺包芯纱中芯丝是没有加捻的。在转杯内,纤维须条从剥离点到阻捻盘这一段,随着转杯高速旋转而旋转形成真捻。所以,在转杯纺包芯纱形成过程中,长丝被高速旋转的纤维须条缠绕,而不是长丝被纤维须条包覆后加捻,且长丝本身没有随转杯旋转而加捻,形成的转杯纺包芯纱并不是真正的包芯纱,而是与赛络菲儿纺类似结构的纱。由于纤维须条结构蓬松,长丝部分嵌入纱体内,部分缠绕在纱体表面,导致存在芯丝外露的现象。另外,为了提高长丝与纤维须条的结合牢度,需要增加长丝的纺纱张力。转杯纺包芯纱这一结构特点,在纱线的强力拉伸试验中也有所体现,包覆纤维与芯丝剥离现象严重、断裂差异较大,断裂伸长率也较环锭纺包芯纱大[22,23]。
 
  2.3 多通道转杯纺
 
  多通道转杯纺有两种形式,一种是在转杯纺纱机的给棉罗拉上进行改造,设置2个~3个独立控制的给棉罗拉,分别采用2根~3根纤维须条同步或者异步喂入,经过分梳辊梳理后进入转杯,在分梳辊、转杯处完成混和,最后由转杯加捻成纱,再通过卷绕罗拉卷绕成筒子纱;另一种是设计了两套给棉罗拉、分梳辊、输棉管装置,采用两根纤维须条喂入,分别经过分梳辊的梳理后通过输棉管进入转杯,在转杯内完成汇合、加捻,形成纱线。
 
  第一种多通道转杯纺纺纱方法采用多根纤维须条喂入,给棉罗拉的运动根据工艺设计的需求进行独立控制。在采用多根棉条同时喂入时,经过分梳辊的分梳、混和形成混和纤维气流,在转杯处再一次进行凝聚混和,经过多次混和后均匀程度较高。因此,这种方法生产的段彩纱主要存在混色段、非混色段两种纱段,这种混色段与环锭纺段彩纱的混色段完全不同,环锭纺混色段呈AB纱风格[24,25,26]。
 
  第二种多通道转杯纺纺纱方法采用两套给棉罗拉、分梳辊、输棉管装置在转杯凝聚槽处汇合,由于两种纤维须条在转杯内壁滑移的运动轨迹不同,在凝聚槽的凝聚过程中形成类似AB纱的结构,混和的均匀性较差,与环锭纺段彩纱存在相似性。由于转杯纺纱独特的双层结构,形成与第一种方法生产的段彩纱风格存在较大差异[27]。
 
  3 喷气涡流纺
 
  目前,喷气涡流纺纱机主要有日本村田公司的喷气涡流纺纱机(MVS)和瑞士立达公司的J系列喷气纺纱机两种。这两种纺纱机均采用纤维须条喂入,经过四罗拉双短胶圈超大牵伸装置,进入涡流喷嘴加捻纺纱器完成加捻成纱[28]。由于对纤维的长度、细度、整齐度以及平行伸直度等指标要求较高,因此,喷气涡流纺一般采用化纤或者化纤与精梳棉混纺作为原料,在半制品生产过程中采用三道并条进行牵伸、并合,以提高棉条内纤维具有较好的平行伸直度。喷气涡流纺是靠气流完成对纤维的分离、凝聚、旋转、加捻等作用,也是对棉条原有的结构进行破坏、重构,与环锭纺加捻过程中基本保持棉条原有结构存在较大不同。因此,根据喷气涡流纺的纺纱原理与纱线结构特点,在花式纱线生产过程中,对前纺半制品花式变化存在较大的选择性,原料差异较大、结构复杂的半制品不能满足喷气涡流纺的要求。喷气涡流纺的优势在于流程短、速度高与自动化,喷气涡流纺技术应用于花式纱线的开发,目前仅有利用村田公司的喷气涡流纺纱机(MVS)进行包芯纱开发的案例,主要有两种方式。
 
  3.1 利用现有喷气涡流纺纱机进行产品开发
 
  这种喷气涡流纺包芯纱的生产方法对纺纱器没有进行改造,主要是设计、制作筒丝架,将长丝从机后的筒丝架上引出,经过张力装置与导丝轮后,从前罗拉处喂入,与纤维须条一起从前罗拉钳口输出,被纺纱器喷嘴吸入螺旋状输棉通道,顺着螺旋状输棉通道旋转进入涡流腔,长丝与纤维头端绕着引导针棒,在引导针棒的引导下与空心锭中的纱尾搭接形成芯纱,纤维尾端则被旋转气流吹散,顺气流旋转倒在空心锭顶端锥面,形成一个伞形状态的自由端,在旋转气流作用下包缠芯纱与长丝形成外层,完成加捻形成包芯纱。在喷气涡流纺包芯纱的纺纱过程中,长丝经过纺纱器没有形成自由端,因此,喷气涡流纺包芯纱的长丝没有与外包纤维同步加捻,导致外包纤维与芯丝结合不牢,容易剥离。另一方面,长丝经过输棉通道、引导针棒直接进入空心锭子,对于纤维尾端形成自由端加捻造成干扰,导致芯丝外露,所以芯丝的喂入比(即张力)与长丝的包覆状况存在较大的关联,通过喂入比的调整可以改善芯丝外露的情况[29]。
 
  3.2 对纺纱器进行改造
 
  这种喷气涡流纺包芯纱即要增加长丝喂入装置,又要对纺纱器进行改造,主要是在纺纱器的中心位置开芯丝引导孔以便芯丝喂入,芯丝引导孔贯穿引导体、引导针棒,与空心锭的芯孔保持同心。芯丝从前罗拉出来,通过芯丝引导孔进入纺纱器的芯丝引导孔,穿过引导针棒进入涡流室,与来自喷嘴处螺旋通道的纤维头端搭接汇合,进入空心锭子的芯孔形成芯层,纤维的尾端则被旋转气流吹散,顺气流旋转倒在空心锭顶端锥面,形成一个伞形状态的自由端,在旋转气流作用下包缠芯层形成外层,完成加捻形成包芯纱[30]。
 
  采用这种方法制得的包芯纱具备与喷气涡流纺纱类似的结构,芯部由平行无捻的芯纤维和芯丝组成,外包部分由呈一定螺旋角的包缠纤维组成,芯丝基本位于包芯纱的内部,被平行芯纤维与螺旋外包纤维包覆,而且芯丝也没有被加捻。采用这种方法生产的喷气涡流纺包芯纱实际上由3部分结构组成,从内到外依次为芯丝、平行无捻芯纤维、包缠纤维,所以这种包芯纱的芯丝基本处于纱线的中心位置,包覆效果好,没有芯丝外露问题[31]。但是采用这种方法生产的包芯纱,其芯丝没有与外包纤维同步加捻,与外包纤维也存在结合牢度不高,如果芯丝与外包纤维性能存在较大差异,也会出现与前面包芯纱类似问题。
 
  4 结语
 
  (1)环锭纺在保持加捻方法不变的情况下,产生了竹节纱、赛络纺、集聚纺、包芯纱、段彩纱等多种纺纱新技术,而且技术成熟,得到了企业的广泛应用。特别是环锭纺采用罗拉牵伸,对纤维的适应性,以及对纤维在轴向、径向分布的可控性,为花式纱的设计提供了技术保障。
 
  (2)转杯纺花式纱主要有段彩纱、竹节纱、包芯纱共3种形式,其中只有竹节纱技术得到企业应用,段彩纱、包芯纱基本处于试验室阶段;由于转杯纺纺纱原理的特点,对纤维原料的适应性、纤维在纱线中的可设计性以及纱线结构特点,限制了转杯纺技术在花式纱产品开发的应用。
 
  (3)喷气涡流纺的花式纱开发,目前只有采用村田公司的喷气涡流纺纱机(MVS)进行包芯纱生产的相关研究,主要有两种生产方法,第一种方法不需要对纺纱器进行改造,但是生产的包芯纱存在较多的不足;第二种方法需要对纺纱器进行改造,在包覆质量上有所改善。这两种方法中,第一种方法在企业中有应用,范围有限,第二种方法还处于试验阶段。而且,喷气涡流纺对纤维原料及加工的要求较高,纤维在纱线结构中可设计性不足,限制了喷气涡流纺在花式纱产品开发的应用。
 
  综上所述,在以上3种纺纱方法中,环锭纺具有生产品种多样、技术成熟、产品可设计性强的优点,环锭纺花式纱产品得到市场认可、应用广泛;转杯纺、喷气涡流纺在花式纱产品开发中存在较大局限,技术也不够成熟,应用范围有限。同时,从生产效率与经济性的角度上看,转杯纺、喷气涡流纺生产流程短、速度高、产量高,设备自动化程度高,如果通过降低效率生产花式纱有点得不偿失;而环锭纺流程长、速度低、产量低,在生产效率上无法与转杯纺、喷气涡流纺竞争,但是环锭纺在花式纱产品开发上具有得天独厚的优势。因此,花式纱产品开发的未来应该聚焦环锭纺技术,扬长避短,延续环锭纺纱技术的生命力。
 
  参考文献
 
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