劉光彬 陳紹芳 宋雅路 聶國(guó)龍 范德彬

(成都紡織高等專(zhuān)科學(xué)校，四川成都，611731)

無(wú)捻紗作為高端柔軟棉紗廣泛用于高檔毛巾以及嬰幼兒用品。其生產(chǎn)工藝是用純棉紗與水溶性維綸纖維所紡紗并合后，在捻線機(jī)上以與純棉單紗相反的捻向，加上合適的捻度，實(shí)現(xiàn)反向加捻，再溶去水溶性維綸纖維后完成。該工藝為生產(chǎn)無(wú)捻紗的成熟工藝和常規(guī)工藝，但這種生產(chǎn)方法也存在兩個(gè)方面的難題。首先，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，因需要兩種不同的單紗(純棉紗、水溶性維綸紗)并合成股線，采用與單紗反向的捻度退去純棉紗捻度而成；其次，只能生產(chǎn)粗號(hào)(27.8 tex以上)紗，因?yàn)槊藜喬?hào)數(shù)較低時(shí)，因其具有較高的捻度，當(dāng)對(duì)其進(jìn)行反向加捻時(shí)，不但不能退捻成無(wú)捻紗，反而會(huì)成為與單紗捻向相反的股線。紗線在后道工序(織造)使用時(shí)，需要具有合適的強(qiáng)力、較好的耐磨、均勻的條干等。對(duì)于無(wú)捻紗而言，對(duì)其條干先不作討論，我們重點(diǎn)關(guān)注在細(xì)紗機(jī)上是否能夠一次性紡出捻度低且又可供后道工序使用的兼具強(qiáng)力和耐磨性的無(wú)捻紗。

在細(xì)紗機(jī)上紡制包芯紗(Z捻紗)時(shí)，為了使芯紗更好地被包覆在紗的中心而不露白，一般需將長(zhǎng)絲(彈力紗)放在前羅拉喂入處棉纖維須條中間偏左的一側(cè)，以保證纖維能完整地包覆好芯紗[1-2]。如果將水溶性維綸長(zhǎng)絲放在棉纖維須條的右側(cè)，由其包纏棉纖維，以長(zhǎng)絲的強(qiáng)力和包纏來(lái)實(shí)現(xiàn)所紡無(wú)捻棉紗的強(qiáng)力和耐磨性，可實(shí)現(xiàn)在細(xì)紗機(jī)上一次性紡制無(wú)捻紗。

1 試紡條件

1.1 捻度的確定

通過(guò)對(duì)所紡細(xì)紗進(jìn)行受力測(cè)試，當(dāng)細(xì)紗捻系數(shù)低到200時(shí)，單紗有纖維滑脫斷裂和纖維斷裂同時(shí)呈現(xiàn)(由于捻度不勻)。當(dāng)細(xì)紗捻系數(shù)低到170時(shí)，單紗斷裂時(shí)基本呈現(xiàn)纖維滑脫而無(wú)纖維斷裂。當(dāng)細(xì)紗捻系數(shù)低到140時(shí)，在細(xì)紗機(jī)上無(wú)法紡紗，即不能接頭。為此，當(dāng)所紡純棉紗捻系數(shù)為130、捻向?yàn)閆捻時(shí)，所紡棉紗基本上就可以稱(chēng)為無(wú)捻紗了。

1.2 紡紗參數(shù)的選擇

1.2.1設(shè)備與材料

設(shè)備：配有包芯紗裝置的FA506型細(xì)紗機(jī)、WSF618A型精密絡(luò)筒機(jī)、GG2088-12G型電腦橫機(jī)。

1.2.2試驗(yàn)參數(shù)的選用

為了找出較好的包纏棉纖維的方法，紡制出可使用的無(wú)捻紗，確定下列幾個(gè)方面紡紗參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析。根據(jù)所確定的參數(shù)，按照L9(34)正交試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)安排。

紡紗號(hào)數(shù)：C 10 tex、C 18.3 tex、C 27.8 tex。

R 12 tex長(zhǎng)絲捻向及捻度：S捻(30捻/10 cm)、無(wú)捻、Z捻(20捻/10 cm)。

R 12 tex長(zhǎng)絲在前羅拉喂入處棉須條右側(cè)的隔距L：0 mm、2 mm、5 mm，如圖1所示。

圖1 R 12 tex長(zhǎng)絲和棉紗須條在前羅拉喂入處的隔距圖

1-水溶性維綸長(zhǎng)絲；2-成紗；3-棉紗須條;4-前羅拉

2 試紡中出現(xiàn)的問(wèn)題及工藝優(yōu)化

2.1 細(xì)紗工序

2.1.1紡紗中出現(xiàn)的問(wèn)題

當(dāng)上機(jī)紡紗時(shí)，出現(xiàn)了兩種特殊情況。首先，當(dāng)R 12 tex長(zhǎng)絲以S捻向喂入時(shí)，無(wú)論R 12 tex長(zhǎng)絲在棉須條左、中、右的任何位置，如圖2所示，長(zhǎng)絲與棉須條都不能捻合在一起，表現(xiàn)為棉須條進(jìn)入吸棉笛管，R 12 tex長(zhǎng)絲通過(guò)導(dǎo)紗鉤卷繞到筒管上。其次，當(dāng)R 12 tex長(zhǎng)絲與棉須條之間有距離時(shí)，棉須條跑纖嚴(yán)重，如圖3所示，即大量棉纖維被吸入笛管，只有部分可以與R 12 tex長(zhǎng)絲捻合在一起，通過(guò)導(dǎo)紗鉤卷繞到筒管上，還經(jīng)常出現(xiàn)棉紗斷頭。

這兩個(gè)問(wèn)題的出現(xiàn)，使得紡制三種號(hào)數(shù)棉紗時(shí)，只有在棉須條與R 12 tex長(zhǎng)絲隔距為0 mm時(shí)，且與無(wú)捻、Z捻兩種R 12 tex長(zhǎng)絲時(shí)合捻而成6種樣紗。這已經(jīng)不是按正交試驗(yàn)所紡制的樣紗，使得計(jì)劃按正交試驗(yàn)方法分析所討論的方法已不能實(shí)行，只能對(duì)所能紡制的樣紗進(jìn)行相關(guān)參數(shù)對(duì)比。

首先，要多主體參與教學(xué)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者、管理者、企業(yè)、教師多角度、多方面進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，對(duì)評(píng)價(jià)信息及時(shí)反饋，實(shí)行教學(xué)改進(jìn)，引導(dǎo)教學(xué)貼近大眾多樣化需求；

圖2 S捻R 12 tex長(zhǎng)絲與棉須條不能捻合示意圖

圖3 R 12 tex長(zhǎng)絲與棉須條有隔距時(shí)跑纖圖

2.1.2紗線接頭問(wèn)題

當(dāng)出現(xiàn)棉纖維不在成紗中時(shí)，即棉纖維進(jìn)入吸棉笛管，而R 12 tex長(zhǎng)絲沒(méi)有斷裂，此時(shí)只需撥動(dòng)R 12 tex長(zhǎng)絲，使其與棉纖維接觸，自然達(dá)到正常紡紗需求。而當(dāng)R 12 tex長(zhǎng)絲也出現(xiàn)斷裂時(shí)，因所紡棉紗捻度很低，單根棉紗是不能成紗的。此時(shí)不能按現(xiàn)有細(xì)紗機(jī)紡包芯紗時(shí)的斷頭接頭方法接頭，需將細(xì)紗機(jī)常用D3203C型錠子更換為捻線機(jī)用可剎車(chē)D3203E型錠子紡紗，并采用捻線機(jī)的斷頭接頭方法，即先把R 12 tex長(zhǎng)絲接好放入細(xì)紗機(jī)前羅拉鉗口內(nèi)與棉纖維重合，再重新紡紗，完成R 12 tex長(zhǎng)絲斷裂后的接頭。

2.1.3細(xì)紗工藝的優(yōu)化

由于紡紗捻度較低，如果按正常錠速紡紗，那么前羅拉的轉(zhuǎn)速將會(huì)很高，如紡紗錠速為15 000 r/min、紡紗捻度為24.1捻/10 cm時(shí)，前羅拉轉(zhuǎn)速則會(huì)達(dá)到793 r/min。因此，紡紗錠速應(yīng)根據(jù)所用細(xì)紗機(jī)的設(shè)備狀況確定一個(gè)合適的參數(shù)。我們選用PG1 4254型鋼領(lǐng)，D3203E型錠子，錠子速度5 000 r/min進(jìn)行試紡。細(xì)紗機(jī)主要的紡紗工藝參數(shù)：羅拉隔距18 mm×25 mm，后區(qū)牽伸1.20倍，R 12 tex長(zhǎng)絲在前羅拉處張力牽伸1.05倍，設(shè)計(jì)捻系數(shù)130，總牽伸倍數(shù)和紡紗捻度根據(jù)紡紗品種確定，具體見(jiàn)表1。

表1 紡制不同品種時(shí)的實(shí)際紡紗捻度和總牽伸倍數(shù)(按純棉紗的特?cái)?shù)計(jì)算)

品種實(shí)際紡紗捻度/捻·(10 cm)-1實(shí)際捻系數(shù)總牽伸/倍C 10 tex+R 12 tex長(zhǎng)絲(無(wú)捻)C 10 tex+R 12 tex長(zhǎng)絲(Z捻)C 18.3 tex+R 12 tex長(zhǎng)絲(無(wú)捻)C 18.3 tex+R 12 tex長(zhǎng)絲(Z捻)C 27.8 tex+R 12 tex長(zhǎng)絲(無(wú)捻)C 27.8 tex+R 12tex長(zhǎng)絲(Z捻)39.539.529.629.624.124.1124.9124.9126.6126.6127.1127.155.0055.0030.0530.0519.7819.78

注：由于工藝齒輪原因，實(shí)紡紗捻系數(shù)與設(shè)計(jì)值略有偏差，但不影響比較

2.2 絡(luò)筒工序

2.2.1絡(luò)筒出現(xiàn)的問(wèn)題

由于所紡紗基本是沒(méi)有捻度的，因而自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)(空捻器)是無(wú)法使用的。絡(luò)紗接頭時(shí)，管紗的頭、尾段必須去掉2 m以上的頭尾紗，以防其有退捻紗進(jìn)入后工序，造成在結(jié)頭點(diǎn)出現(xiàn)棉纖維滑纖現(xiàn)象，影響后工序正常生產(chǎn)。

2.2.2絡(luò)筒工藝的優(yōu)化

因所紡紗捻度很低(無(wú)捻紗)，無(wú)法用空氣捻結(jié)器接頭，因此選用WSF618A型精密絡(luò)筒機(jī)，采用人工接頭法接頭，同時(shí)盡量減少對(duì)單紗的摩擦。經(jīng)過(guò)工藝優(yōu)化，絡(luò)紗速度100 m/min，絡(luò)紗張力采用無(wú)外加張力，接頭形式為織布結(jié)。

3 數(shù)據(jù)結(jié)果分析

3.1 試樣紗的強(qiáng)力分析

R 12 tex長(zhǎng)絲Z捻(20捻/10 cm)與無(wú)捻紗兩種，以及表1所試紡6種無(wú)捻紗樣紗的強(qiáng)力測(cè)試值見(jiàn)表2。

表2 R 12 tex長(zhǎng)絲和試紡的6種樣紗強(qiáng)力及相關(guān)值

試樣斷裂強(qiáng)力/cN斷裂伸長(zhǎng)/mm斷裂伸長(zhǎng)率/%斷裂時(shí)間/sR 12 tex長(zhǎng)絲(無(wú)捻) R 12 tex長(zhǎng)絲(Z捻)C 10 tex+R 12 tex長(zhǎng)絲(無(wú)捻)C 10 tex+R 12 tex長(zhǎng)絲(Z捻)C 18.3 tex+R 12 tex長(zhǎng)絲(無(wú)捻)C 18.3 tex+R 12 tex長(zhǎng)絲(Z捻)C 27.8 tex+R 12 tex長(zhǎng)絲(無(wú)捻)C 27.8 tex+R 12 tex長(zhǎng)絲(Z捻)330.72383.90503.10513.12587.82595.45597.25607.9289.8180.0287.1288.9088.5187.2487.8184.3817.9616.0017.4217.7817.7017.4417.5616.8710.779.5910.4510.6610.6210.4710.5310.12

從表2可以看出，R 12 tex長(zhǎng)絲是紗線強(qiáng)力的主要來(lái)源，而棉纖維在所紡紗中也承擔(dān)一定的強(qiáng)力作用；紡紗強(qiáng)力可滿(mǎn)足后道工序所需要強(qiáng)力的使用要求。從表2還可以看出，當(dāng)紡?fù)惶?hào)數(shù)棉紗時(shí)，無(wú)論所用R 12 tex長(zhǎng)絲是否有捻度，其所紡紗強(qiáng)力相差不大，因此所用R 12 tex長(zhǎng)絲按原料現(xiàn)狀使用即可，沒(méi)有必要作特殊要求，當(dāng)然使用無(wú)捻長(zhǎng)絲可以減少成本，可作優(yōu)選。

3.2 紗線上機(jī)實(shí)踐

由于缺少專(zhuān)業(yè)的紗線耐磨性相關(guān)對(duì)比參數(shù)，因而使用上機(jī)實(shí)踐的方法進(jìn)行驗(yàn)證。

在GG2088-12G型電腦橫機(jī)上進(jìn)行上機(jī)試驗(yàn)，采用羅紋組織，橫機(jī)壓針三角密度250度目。

上機(jī)結(jié)果：將6種樣紗分別織制成面料，且布面平整，生產(chǎn)也比較正常。說(shuō)明所紡各種不同號(hào)數(shù)無(wú)捻紗在后道織造過(guò)程中，其耐磨性達(dá)到使用要求；將該類(lèi)紗應(yīng)用到電腦雙面提花毛巾大圓機(jī)上作為毛圈紗，織成提花毛巾織物，所得織物在溶去水溶性維綸長(zhǎng)絲后，即為無(wú)捻紗毛巾織物。

在生產(chǎn)過(guò)程中，有個(gè)別結(jié)頭處出現(xiàn)了棉纖維滑纖現(xiàn)象，如圖4所示。其原因?yàn)椋涸诮j(luò)筒接頭時(shí)，管紗頭、尾處的退捻紗沒(méi)有完全清理。

圖4 棉纖維滑纖圖

4 結(jié)論

通過(guò)改變包芯紗生產(chǎn)中芯紗與棉須條放置位置的方法，在細(xì)紗機(jī)上可直接紡制C 10 tex、C 18.3 tex、C 27.8 tex等不同號(hào)數(shù)的純棉無(wú)捻紗。這種方法比常規(guī)(退捻法)的無(wú)捻紗紡制方法簡(jiǎn)單；采用該方法紡制無(wú)捻紗(Z捻紗)時(shí)，在前羅拉喂入口處，必須保證R 12 tex長(zhǎng)絲放置在棉須條的右側(cè)，并與棉須條靠在一起，且最好是使用沒(méi)有加捻的R 12 tex長(zhǎng)絲；細(xì)紗機(jī)用錠子需更換為捻線機(jī)用可剎車(chē)錠子，采用捻線機(jī)接頭方式解決R 12 tex長(zhǎng)絲斷頭時(shí)出現(xiàn)的接頭問(wèn)題，并以前羅拉合適的速度來(lái)調(diào)整紡紗車(chē)速以防車(chē)速過(guò)快；絡(luò)筒接頭時(shí)需用織布結(jié)，同時(shí)必須清除掉管紗頭、尾段紗，以保證最終成紗不出現(xiàn)退捻現(xiàn)象。