改善噴氣渦流紡粘膠紗條干水平的工藝優化

吳俊年 龔正暉 沈 絨 孫曉雯

(蘇州普路通紡織科技有限公司，江蘇蘇州，215200)

噴氣渦流紡技術因集粗紗、細紗、絡筒和卷繞為一體，具有工藝流程短、高速、高度自動化特征，是棉紡行業最具市場前景的紡紗技術之一[1]。從21世紀初引進以來，噴氣渦流紡在我國得到了迅猛發展。但隨著噴氣渦流紡企業的增多和規模的擴大，市場競爭加劇，普通的噴氣渦流紡紗已不能讓企業具有競爭優勢，提高噴氣渦流紗品質是企業勢在必行的發展戰略。

1 噴氣渦流紡簡介

1.1 成紗原理

噴氣渦流紡紗原理如圖1所示。纖維條經牽伸后從前羅拉鉗口輸出，在噴嘴的螺旋引導面作用下進入渦流室，纖維束前端經引導針引導進入空心管(空心錠子)內，由于離心力和氣流的作用，纖維尾端產生膨脹，形成尾端呈自由狀態的纖維(可稱為尾端自由端纖維)，在切向噴射孔噴出氣流形成的渦流作用下尾端自由端纖維發生旋轉，加捻成紗，由空心管引出，卷繞成筒子紗[2]。

圖1 噴氣渦流紡成紗原理示意圖

1-引導體；2-后端罩殼；3-前端罩殼；4-引紗管；5-錐面體；6-渦流管

1.2 噴氣渦流紡特性

與傳統環錠紡紗技術相比，噴氣渦流紡紗技術具有以下優點[3-6]。

一是噴氣渦流紡成紗速度快。最高成紗速度能達到500 m/min。而傳統環錠紡速度甚至不能達到噴氣渦流紡速度的1/20。

二是噴氣渦流紡的工藝流程短，運行成本降低。相較于傳統環錠紡紗而言，噴氣渦流紡紗機將粗紗、細紗、絡筒合為一體，大大減少了人力、電力、物力維修等資源。

三是噴氣渦流紡的成紗質量相對來說較高。雖然噴氣渦流紡成紗強力平均比傳統環錠紡要低20%左右，條干均勻度也較傳統環錠紡稍差一些，但是強力不勻率卻優于傳統環錠紡，且粗細節、毛羽指數明顯好于傳統環錠紡。噴氣渦流紡紗線外觀呈包覆結構[7]，紗線表面的纖維不規則地相互纏繞，紗與紗之間極易抱合，耐磨性較傳統環錠紡優異。

針對目前噴氣渦流紡紗線的條干均勻度低于傳統環錠紡的問題，本文通過噴氣渦流紡紗工藝的探討，改善噴氣渦流紡紗線的條干均勻度，提升噴氣渦流紡紗線的品質，從而提升下游端產品的品質，擴大噴氣渦流紡紗線的應用范圍。

2 試驗設計

2.1 原料優選

噴氣渦流紡紗是利用N1噴嘴高速噴射的氣流對外層纖維進行加捻包纏而成紗的，原料纖維的細度決定了紗線單位截面內纖維的根數，原料纖維越細，單位截面內纖維的根數越多。本試驗通過選擇1.11 dtex(長度38 mm，單纖強度2.43 cN/dtex)和1.33 dtex(長度38 mm，單纖強度2.55 cN/dtex)兩種規格的粘膠短纖維來紡制 14.8 tex噴氣渦流紗，探討原料細度對噴氣渦流紗條干均勻度的影響。

2.2 前紡工藝

前紡包括清梳聯(開清棉與梳棉)以及并條工序，從開松、除雜、提高纖維取向度、伸直度，最終成條。為探討熟條定量對紗線條干均勻度的影響，本試驗在前紡工藝中，對兩種線密度規格的粘膠纖維分別進行成條。經過參數調整，兩種纖維原料分別紡制成18 g/5 m、20 g/5 m、22 g/5 m共3種熟條定量。

2.3 噴氣渦流紡工藝

在噴氣渦流紡紗工藝中，影響紗線條干水平的因素有很多，主要有熟條定量、紡紗速度、噴嘴氣壓、牽伸分配等。本試驗主要探討牽伸分配對紗線條干均勻度的影響。將前紡工藝得到的不同定量、不同原料細度的熟條，在不同主牽伸倍數的牽伸下紡制成R 14.8 tex噴氣渦流紗，主牽伸的調整范圍為30倍～40倍，其他紡紗工藝參數保持常規紡R 14.8 tex噴氣渦流紗的最佳設定恒定不變。紡紗速度設定為390 m/min，噴嘴氣壓設定為5.0 MPa。將以上紡制的R 14.8 tex噴氣渦流紗進行條干水平測試，結果見表1。

表1不同參數配置的噴氣渦流紗條干水平

紗樣種類原料細度/dtex熟條定量/g·(5 m)-1主牽伸/倍條干不勻率/%紗樣1紗樣2紗樣3紗樣4紗樣5紗樣6紗樣7紗樣8紗樣9紗樣10紗樣11紗樣12紗樣13紗樣14紗樣15紗樣16紗樣17紗樣181.111.111.111.111.111.111.111.111.111.331.331.331.331.331.331.331.331.3318181820202022222218181820202022222230354030354030354030354030354030354013.1513.8114.3213.4313.8815.5614.0814.5515.2613.6414.2714.4713.8914.6216.1414.3815.1616.38

3 結果與分析

根據表1，采用單因素法，分別分析纖維原料細度、熟條定量以及噴氣渦流紡主牽伸倍數對R 14.8 tex噴氣渦流紗條干水平的影響。原料細度和主牽伸倍數(35倍)一定時，熟條定量與紗線條干不勻率的關系如圖2所示。原料細度和熟條定量(20 g/5 m)一定時，主牽伸倍數與紗線條干不勻率的關系如圖3所示。

根據表1和圖2可以看出，在原料細度和主牽伸倍數一定時，隨著熟條定量的增加，條干不勻率隨之增加。說明熟條定量越小，熟條中纖維的伸直度越好，在包纏成紗過程中，外層纖維更有序地隨著氣流包纏到芯纖維上，紗線的條干水平越好。然而，在實際生產過程中，熟條定量過小，前紡產量太低，會影響后道噴氣渦流紡的供應，從而影響產能。因此，在保證前紡和后紡供應連貫正常的情況下，盡量選擇定量小的熟條。在本次試驗中，熟條定量為18 g/5 m和20 g/5 m所對應的紗線條干不勻率相差較少，且都小于15%，滿足FZ/T 12039—2013《噴氣渦流紡粘纖純紡及滌粘混紡本色紗》優等品指標。因此，熟條定量最佳設定為20 g/5 m。

圖2 熟條定量對條干不勻率的影響

圖3 主牽伸倍數對條干不勻率的影響

根據表1和圖3可以看出，在原料細度和熟條定量一定的情況下，紗線的條干不勻率隨著主牽伸倍數的增加而增加。過度的牽伸，會對熟條中纖維的運動控制不勻稱，從而導致條干不勻率增加。但在實際生產過程中，主牽伸倍數過小，易產生由膠圈引起的報警。因此，主牽伸最佳設定為35倍。

根據圖2和圖3可以看出，在熟條定量和主牽伸倍數一定的情況下，原料細度越小，紗線的條干不勻率越小。說明原料細度越細，單位截面內的纖維根數越多，紗線的條干水平越好。但在實際生產過程中，原料纖維細度越細，前紡梳棉的速度需放慢，最終影響噴氣渦流紡的生產效率，也會使成紗棉結增多。本試驗在保證噴氣渦流紡生產效率的前提下，優選細度為1.11 dtex的粘膠纖維。

4 結束語

在實際生產試驗紡制R 14.8 tex噴氣渦流紗過程中，通過采用不同原料細度的粘膠短纖，設定不同的熟條定量以及調整不同的主牽伸倍數，發現原料纖維越細、熟條定量越小以及噴氣渦流紡主牽伸倍數越小，可使所紡制的渦流紡紗線的條干水平越好。但原料細度過細以及熟條定量過小，都會使前紡工序產能降低，影響最終產能，而主牽伸倍數過小也會導致噴氣渦流紡生產效率降低。因此在實際生產過程中，需經過多次生產實踐，來優化工藝參數。此外，噴氣渦流紡過程中的膠輥硬度也會影響紗線的條干水平，膠輥越硬，條干水平越差，需定期做維護。本文通過影響紗線條干水平的探討，希望對實際生產過程中紗線品質的提升具有一定的參考價值。