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浆纱技术对毛羽的影响

来源:秦贞俊 发布时间:2011年07月14日

一、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、浆前预加湿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。


二、毛羽对织机效率的影响:国内外对经纱在线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,其严重程度尤其是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。


三、浆纱技术对毛羽的影响:浆纱生产技术的好坏直接影响纱线毛羽的多少,如上所述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线毛羽增多。对于浆纱工序如何减少毛羽的问题,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。
  影响经纱毛羽的浆纱技术有湿分绞、双浆槽、烘干及烘干方法、高压上浆、浆纱前预加湿技术、浆料及浆纱品质等。如果浆后的经纱毛羽比浆前的经纱毛羽数减少了70-75% 说明浆纱技术是成功的。因此浆纱技术是减少经纱毛羽的关键。
  1、湿分绞:浆纱机上配备轻度冷却的湿分绞棒
  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。长期实践积累的资料表明:由于上浆应用湿分绞技术使经纱减少毛羽原因产生的纬向停台减少了25—30%,经停也有下降,每10万纬纱停台约0.5次。
  2双浆槽技术-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。
  ⑴、纱线的间距
  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。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。
  ⑵、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。
  ⑶、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)
  3、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、HS40及TTS205系列浆纱机,是将浆好的纱垂直引入烘燥区,这样,纱的在线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。纱的表面毛羽也少。
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,日本一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。
  4、高压上浆技术使纱线增强高,毛羽少、耐磨好
  ⑴、“两高一低
”是指高压上浆,浆料要做到高浓、低粘,需有高压浆槽设备及高浓、低粘,浆料,要实现成熟的高浓低粘的工艺技术。
  80年代后期浆纱设备压浆力为20KN以下,现在我国一些纺机厂厂生产的浆纱机压浆力已达到40KN。
  ⑵、例如一纺织厂在高压、高浓、低粘新工艺条件下实行高压上浆,压出回潮率从114.3%下降到83.9%,浆纱机车速由40米/分提高到60米/分,浆后经纱可织性好,织机效率从90%提高到95%,纱线增强高,毛羽少、耐磨好。
  ⑶、压浆辊速度与压力之间呈对应关系,压浆辊低速(5米/分)时压浆力=10KN,高速(100米/分)压浆力=40KN,不同速度对应不同的压浆力,这些都是设计压浆辊时的重要因素。
  推广应用高压上浆必须与高浓低粘浆料相配合,形成“二高一低”新的浆纱工艺技术。


四、浆料与浆纱品质
  1、经纱的上浆率及上浆质量则是浆纱工程的重要考核内容,直接影响上浆后经纱的毛羽多少。目前国内外在浆料配比上大都以变性淀粉,PVA浆料及丙烯酸三大浆料为主,但由于PVA污染环境已被列入淘汰的浆料。发展高、中、低粘度和浓度的变性淀粉配以一定数量的丙烯酸取代PVA,一方面取消和降低PVA用量,另一方面因变性淀粉配用量的增加而降低成本,我国近年来历届全国浆料会议上明确提出不用或少用PVA浆料。浆料与上浆率是减少毛羽提高织机效率及织物质量的关键,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。细支高密的品种,国内以往以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。
  2、目前我国丙烯酸浆料发展迅速,粘附力、伸长率大吸湿多等缺点已为改进,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,新研制开发了许多多元丙烯酸脂聚合浆料,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上浆质量及织造效率均显著提高。我国在少用或不用PVA浆料的问题上已开创了许多新的途径,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。好的浆纱上浆可使浆后的经纱毛羽显著减少,强力提高及耐磨度提高。
  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、浆纱前预加湿技术的设计:
  ⑴、1999年巴黎展览会上美国西点公司、德国祖克、卡尔。玛耶尔、米勒、哈科巴公司、贝宁格公司等分别展出了新型浆纱机,这种新型浆纱机采用经纱进入浆槽前进行予加湿处理技术,显示出了许多优点如经纱增强、耐磨、毛羽少,最显著的优点是比传统浆纱机节约浆料1/3,引起与会者重视。2007年幕尼黑ITMA参展公司大都是带有预加湿技术的新型浆纱机。(见图7)
  预加湿技术的新型浆纱机是经纱在进入浆 槽前要经过有一定温度的热水槽〔水温90°左右〕进行浸泡轧压,洗涤,去除经纱的短绒、灰尘、杂质、棉蜡等,提高经纱对浆液的亲附能力和吸收效果
  图7


  A、经纱喂入部分:经纱在进入预加湿槽之前先经过喂入部分被回转的喂入罗拉握持并以一定的速度喂入到预加湿槽中。
  B、经纱预加湿槽部分:经纱进入预加湿槽中受到一定温度的热水浸渍洗涤,最后经过较高压力的轧辊罗拉轧压,压出大部分水,轧后会有一定水份的经纱进入浆槽,达到节约上浆的目的。
  C、经纱在上浆槽部分:经纱在浆槽中上浆并受到设定的较高压力的轧压,轧去多余的浆料并使经纱有一定的上浆率。
  D、经过预加湿上浆的经纱引出。

浆液浓度及预加湿自动监控系统(如图8),同时还要对热水槽中的水量及温度进行自动监控,实现了浆槽浓度与水槽温度、水量监控的完美结合,从而控制浆槽中含固量稳定一致,浆槽浆液浓度稳定一致及预加湿量稳定一致。
  浆前预加湿技术具有以下优点:
  由于预加湿技术使经纱上浆率明显降低,给企业带来明显的经济效益。
  ⑵、浆前预加湿技术的效果
  ①、美国西点公司在813型预加湿技术的浆纱机上经过各种对比试验发现不论经加预加湿后吸水多少都会使经纱上浆率减少(减少1/3)、织机效率提高,可使上浆率减少、织机效率提高,可使上浆率不仅节约生产费用并能提高织造性能。②、经纱强力提高15-20%;③、经纱毛羽减少50%;④、提高经纱抗摩擦性能60%;⑤、降低经纬纱断头;⑥、增加经轴的经纱长度;⑦、不需要对经纱再加湿;⑧、减少浆纱排出物的处理费用;⑨、改进经纱对浆料的附着力。
  这些优点的核心是在上浆率降低1/3的前提下提高了浆后经纱性能、织机效率及产品质量。
  图8为浆液浓度及加湿量的自动监控系统〔为浆液浓度监控器〕〔图中为双浆槽式浆纱机〕
  ⑶、浆液浓度的自动控制:
  由于经纱在预加湿槽中吸收的水份经轧压后仍带着一定的水份时入浆槽,因此使浆槽中浆液浓度逐步稀释降低。在新开车时经纱1000~2000米进入浆槽时浆液浓

度不会降到设定浓度以下,因为起始上浆时浆槽浓度高〔如图9所示〕:浆液浓度对上浆率十分相关,而上浆率的高低与经纱毛羽有关,因此很好的控制浆液浓度是减少上浆后经纱毛羽的重要因素。

从浆前预加湿的浆槽中浆液浓度的控制曲线上可看出为保证浆液浓度稳定不出现低于设定浓度的情况,在浆槽中设置了浆液浓度传感器,自动控制浆液浓度,当浆液浓度接近设计浓度最低值时,传感器经过电子计算机通知贮浆桶自动向浆槽补充浓度较高的浆液,如此循环控制使浆液浓度基本稳定不会出现低浓现象。见图9浆前预加湿技术的浆槽中浆液浓度的控制曲线。

图中:
  曲线①、浆纱机新开车时浆槽中浆料浓度变化曲线;
  曲线②、正常运转中浆槽内浆料浓度自动控制曲线;
  曲线③、设定的浆槽最低浓度线。
  浆液浓度开始时为16.5%,但超过2000米后浆液浓度可能会低于设定浓度。为保证浆液浓度稳定不出现低于设定浓度的情况,在浆槽中设置了浆液浓度传感器自动控制浆液浓度,当浆液浓度接近设计浓度最低值时,传感器经过电子计算机通知贮浆桶自动向浆槽补充浓度较高的浆液,如此循环控制使浆液浓度基本稳定不会出现低浓现象。
  图3为浆液浓度控制曲线,曲线③为设立的最低浆液浓度值,低于这个曲线的浆液浓度会影响上浆率。曲线②为正常生产中受传感器控制,浆液浓度则于不断自动补充较浓的浆料,使浆槽中浆液浓度不会出现低于设定的浓度最低值。曲线①为新开车时由于浆槽中浆液浓度较高,预加湿后的经纱经过1000~2000米后浆液浓度会接近设定的最低值,传感器开始工作,通过知贮浆桶自动补充浓浆液过程即进入曲线②的自动控制浆液浓度的状态。
  浆液浓度的正确控制是浆前预加湿能否正确应用的关键。也是通过浆前预加湿加工后的经纱上的毛羽能否减少的关键,因此浆液浓度的在线检测技术及浆液浓度传感器很重要。
  ⑷、德国邓肯道夫纺织工艺研究所会同织造厂、浆料厂及纺

织院校进行了许多有成效的研究,认为:预加湿技术应根据产品品种、浆料、浆液浓度、粘度、压轧力、浆液温度及浆纱速度进行合理选配与调节;必须及时检测浆液浓度,以免被带水的经纱稀释;预加湿的目的不仅是为了减少用浆量,更重要的是提高经纱质量,减少毛羽、增加强力、提高织机效率。


六、浆纱机开慢车对经纱毛羽的影响: 为了使纱形成完好的浆膜,减少经纱毛羽,提高织造效率,浆纱机应尽量少开慢车。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左右、0.7根就比较高了,生产牛仔布过的分条整经机的百根万米断头已可达到0.1根左右.整经机断头高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


七、日本津田驹生产的TTS205系列浆纱机
  日本津田驹生产的TTS205系列浆纱机是HS40浆纱机的进一步的发展,车速可达150米/分,最大压浆力50KN,最小设定单位为每0.01%的伸长控制。应用 AC向量多电动机传动可节电。也有预湿上浆装置与HS40浆纱机一样将浆好的经纱垂直引入烘燥区,有浸渍、双压浆及轧点、双压浆两种垂

直引入烘燥区的形式(图5),使纱在线的浆液沿着纱的轴线均匀分布在纱线周围,形成的浆膜及上浆量比水平引进烘房的方式更为圆滑及均匀,毛羽减少。在2007幕尼黑ITMA及2010年上海SITME8+CITME 展会上已有TTS205系列浆纱机展出.参展的浆纱机都配有浆前预加湿技术。
  日本津田驹生产的最新TTS205系列浆纱机是在HS40浆纱机的浆纱技术的基好础上进一步研制开发的最新型的浆纱机。也保持了经纱垂直引入烘燥区的特点,经纱垂直引入烘燥区减少了经纱与锡林的接触。对减少经纱毛羽有利。新型TTS205系列浆纱机及HS40浆纱机受到展会的好评与肯定(图10)


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