1 MJS噴氣紡技術特征和Lyocell纖維理化性能
1.1 MJS噴氣紡紗技術的特征
噴氣紡紗技術是當前新型紡紗方法之一,它利用高速回轉氣流雙噴嘴,對牽伸后纖維束進行凝聚伸直和假捻、退捻,再進行包纏加捻,使紗條的一部分表層纖維,以一定的捻角和壓力,包纏在另一部分基本平行的紗芯纖維束表面,從而構成特種的雙重結構紗。
與環錠紡相比,噴氣紡具有以下特點:流程短,省略了粗紗和絡筒工序,直接由棉條紡制成筒紗;高速,最高紡速可達300m/min以上,單產是環錠紡的15倍,轉杯紡的3倍;高支,紡紗支數滌/棉可達Ne 60 純滌綸可達Ne80以上;全自動化,采用自動打結,接頭、自動絡筒,自動清潔吹拭等,為萬錠用工10人以下創造了條件。在品種方面,它除了可以生產MJS特種紗外,還可生產多種混紡包芯紗和花式紗。在紗線質量方面,由于機臺實行了智能化質量管理,由電腦對機上每個錠位進行往復自動監測、控制,加上它五線雙區牽伸和雙噴嘴包纏加捻的獨特紡紗方法,從而獲得了優良、穩定的紗線品質。
噴氣紡紗的質量優點是:
1)紗線條干均勻度好,粗、細節少,特別是布面小粗節顯著減少,織物表面挺平勻整,粒紋清晰;
2)抗起球;
3)抗緯斜,因紗線扭力矩小,在紡滌/棉和純滌紗時,不需蒸紗處理;
4)耐洗滌性,耐磨損性好;
5)織物收縮性小,制成服裝尺寸穩定,不變形;
6)吸濕性及通氣性好,織物穿著透氣,挺爽,舒適;
7)紗線長,毛羽少,多是<0.5mm的短毛羽,并具方向性;
8)紗線拉伸強度及織物撕裂強度低于環錠紡紗10%~15%,但強力CV值低,最低強力值高,條干均勻,因此彌補了單強略低的不足 在后部漿紗和織造工序生產時斷頭率均低 生產效率提高1%~3%。
噴氣紡紗的不足點是:
1)紗線手感偏硬 挺括平整有余而柔軟彈性不足;
2)802H型MJS機不能紡純棉品種;
3)機臺用電高;
4)設備引進費用高;
5)一部分部件(如噴嘴,下皮圈、打結部件等)國產化還不完全過關,仍需引進,增加了生產成本;
6)對生產管理提出了較高要求 如對環境溫濕度變動較敏感 對配棉品級及質量指標的銜接要求較嚴等。
1.2 Lyocell纖維的理化性能
Lyocell纖維是采用有機溶紡工藝生產的木漿纖維素纖維.它是一種“綠色纖維”,即在短時期內能進行完全生物降解,不對環境造成污染。它與粘膠纖維同屬纖維素纖維,但卻比粘膠纖維有許多突出優點:1)具有高干強、高濕強和高濕模量,其干 濕強比在85% 以上 克服了粘膠纖維濕強低的缺陷;2)它既有天然纖維的吸濕透氣性,又有合成纖維的強伸性,其強度和拉伸模量接近滌綸,是粘膠纖維和棉纖維的兩倍;3)紗線外形光滑亮麗,具有真絲的光澤與手感,織物柔滑飄逸、華貴、懸垂性好,透氣涼爽,絲質感強;4)織物縮水率低,制成服裝尺寸穩定,洗可穿性好,滿足現代人對形體美的追求;5)可以應用直接染料、活性染料、硫化染料和偶氮染料等多種染料染色,并具有相同的上染率;6)其后處理方法比粘膠纖維更廣,可得到各種不同風格和手感的織物,因此適用范圍廣,幾乎可以涵蓋紡織品的各個使用領域。
由于Lyocell纖維的上述優良性能,因此,它是一種高檔纖維,價格也較高,現主要應用于生產高附加值的機織、針織服裝、高級牛仔服、高級男女時裝、女式內衣及休閑服面料,并應用于生產新潮裝飾家紡織物和一些新的產業用織物 如工業濾布、醫用材料基布和簾子線等 它也常與羊絨、澳毛、高支細毛等高檔纖維原料摻用,以替代并降低一部分生產成本。
目前,Lyocell的生產規格有棉型和毛型兩種,大多為有光短纖,也有無光短纖。棉型有1.0D×38mm、1.0×51mm、1.25D×38 mm、1.5 D×38mm、1.5D×51mm;毛型有2.2D×70mm、3.3D×70mm等。生產廠家和商品名稱,有英國Acordis公司的商品名稱“Tencel”、奧地利lenzing(蘭精)公司的商品名稱“Lenzing Lyocell”、現在韓國HANIL公司也已開始生產.其商品名稱為“HLF Lyocell”。
2 Lyocell純紡的紡紗工藝及技術措施
公司先后紡制的Lyocell纖維有兩種:一種是TencelA100 另一種是HLF Lyocell。前者可紡性好,品質整齊紡紗生產正常;后者品質較差,加上在海運、倉儲過程中棉包散濕及失油較嚴重,生產中出現很多問題.經努力最終也實現了正常生產。
2.1 Tencel A100
Tencel纖維截面為圓形,外形潔白有光,線密度1.5dtex,平均長度38.5 mm,干強3.9 cN,tex,斷裂伸長率6.5%,卷曲度5個,2.5cm.超長纖維0.1%倍長纖維.0.4 mg,100g回潮率11%含油率0.11%比電阻1.54.×108Ωcm。纖維特點是強力好,長度整齊,手感柔滑,含雜少,含水、含油正常,但纖維蓬松、光滑、抱合力小。
2.1.1 工藝流程
A002C型自動抓棉機→A035B型混開棉機→A036型豪豬式開棉機(附A045B凝棉器)→A092A型雙棉箱給棉機(附A045B)→A076C型單打手成卷機→A186D型梳棉機→FA302頭并→FA302二并→FA302三并→802H型噴氣紡紗機。
2.1.2 各工序采取的技術措施
2.1.2.1 開清棉
由于Tencel纖維細長潔凈、強度高、整齊度好、含雜少,為了減少對纖維的打擊、揉搓,降低棉結、短絨率,提高棉卷均勻度,采取了“細抓、少打、輕梳、少落、薄層、快喂”的工藝原則。
1)A002C型抓棉機,打手伸出肋條高度2.5 cm,做到精細抓取,混合均勻。
2)減少打擊點,并降低~系列打手速度。A036梳針打手500 r/min,A076綜合打手<800r/min。
3)各單機采取全補風,同時縮小塵棒間隔距,放大打手一塵棒間隔距。
4)適當降低棉卷羅拉轉速(10 r/min),棉卷掌握重定量、短定長。
2.1.2.2 梳棉
采取“輕定量、低速度、小隔距、強分梳、多梳少落”的工藝原則,使纖維得到充分梳理和及時轉移,以提高棉網清晰度,減少棉結,降低條干不勻率。
1)生條重量:15 g/5m。
2)降低一系列速度:錫林300 r/min,蓋板97mm/min,道夫15r/min.刺輥570 r/min,以減少纖維損傷。
3))縮小各部件間距:錫林一蓋板5點隔距為0.35、0.35、0.30、0.30、0.35mm,錫林一道夫0.18mm,錫林一刺輥0.23 mm,刺輥一給棉板0.38mm。
4)采用化纖專用金屬針布,并保持針布平整、鋒利、光潔。
2.1.2.3 并條
針對生條纖維伸直度低,采取“多并合、大隔距、重加壓、慢速度”工藝原則,提高纖維平行伸直度,減少后彎鉤,降低棉結及條干不勻率。
1)牽伸分配:總牽伸頭并偏小,二并較大,三并再加大,后區牽伸則逐道減小。
2)適當加大搖架加壓,放大羅拉隔距。
3)采取偏輕定量(頭并干重16.8 g/5mm,二并14.5 g/5 m,三并11g/5m),偏慢速度(輸出速度<1 330r/min)。
4)車間濕度掌握在相對濕度(RH)>55%~60%,并保持棉條在車間存放時間在24 h以上。
2.1.2.4 噴氣紡
根據噴氣紡紗機五線雙區牽伸、牽伸倍數大(125~180倍)和強氣流雙噴嘴包纏加捻、紡速高等特性,采取“適當降低總牽伸和主牽伸倍數、放大隔距、加大加壓、調慢車速、加強控制”的工藝路線。
1)紡紗速度:210m/min。
2)總牽伸165倍,主牽伸35.8倍。
3)放大羅拉中心距為44、41.5、44mm,皮輥中心距為48.5、39、42mm,前羅拉一第1噴嘴39mm。
4)加重上皮輥加壓為20、22、22、22 kg。
5)選用噴嘴壓力(Nl/N2)2.5/4.0kg,喂入比0.98,卷繞比0.99,集合器2 mm。
通過上述工藝流程及各工序工藝設計及技術設施,Tencel成紗質量良好,各項指標如表1。
2.2 HLF Lyocell
HLF Lyocdl雖與Tencel同屬Lyocell纖維,但性能有許多不同。HLF Lyocell指標差異大,原纖化程度高,特別因其包裝不嚴密,在長期海運和倒庫過程中,棉包失水嚴重,含油率低,在生產中出現了一系列問題,表現為:清花花卷長短片段不勻率高,粘卷嚴重;梳棉錫林掛花,靜電大,棉網破碎下垂,難以成條入筒;并條皮輥及天盤處纏繞吸附嚴重,過不了3道并條;噴氣紡斷頭率高,不能正常開車,也不能保證紗線正常質量。
2.2.1 HLF Lyocell纖維的紡紗工藝及重點技術措施針對HLF Lyocell纖維特性和試紡中的問題,我們積極探索,采取了以下重點措施。
1)清花進行預加濕。加大儲棉間及清花車間環境濕度,在抓包機前,加裝預加濕裝置,對棉堆進行補濕,采取區域隔斷,并根據棉包含油情況,必要時補油,同時,加長棉包和花卷的存放時間,在48 h以上,使棉卷回潮均勻。
2)加大A045凝棉器風扇速度,增強對棉層的吸附,并使分布均勻,力爭“薄層、快喂”,以解決噎車,提高正卷率。
3)在A760型成卷機上,采取防粘措施,在棉卷兩邊,增加粗紗或棉條,分隔棉層,減少粘連。
4)梳棉機選用新型化纖針布和刺輥鋸條。刺輥采用大鋸齒工作角鋸條,錫林針布選用2525#,齒密在700~750個/25.4 mm;蓋板用702化纖專用針布,齒密在400~450齒/25.4inm;道夫采用JT一66型針布,加大齒隙容量合理齒高,以加強纖維的分流和轉移,解決掛花纏繞。另一方面,加強針布和刺輥的磨礪保養,確保針布的平整、鋒利、光潔,提高棉網清晰度,減少棉結。
5)棉網剝離裝置由原三輥式改單輥式,并減輕上下壓輥壓力,適當放大隔距和加大壓輥一龍頭的張力牽伸,在道夫前加裝導棉裝置,以增加對棉網的托持和牽引,解決棉網下垂問題,使棉網更好成條入筒。
6)提高并條車間的環境濕度,RH>55%~60%,并確保生條存放時間在24 h以上,盡量使棉條吸濕均衡。同時加強紗條通路部件(如皮輥、喇叭口、集合器、天盤等)的清潔、拋光,改進膠輥質量,減少纖維的吸附纏繞。
7)堅持過3道并條。我們試驗過二并與過三并,對成紗質量影響如表2所示。
8)調整噴氣紡工藝:紡紗速度降至180m/min(后來恢復到210m/min),總牽伸163倍,主牽伸35.8倍,第1、2噴嘴壓力N1/N2為2.5/4.0 kg (表3),卷繞角10°左右時卷繞能力為單強的l0%。
9)提高噴紡車間的環境濕度,保持RH>58%。
10)縮短MJS機膠輥調換周期,不超過1星期,并提高膠輥質量.確保膠輥圓整度和光潔度。
通過上述各項技術措施,韓國HLF Lyocell纖維14tex純紡紗的生產逐步穩定,斷頭率降低,生產效率提高,半成品及成紗質量水平日益上升,各項質量指標趨于正常。
2.2.2 筒紗質量指標(表4)
3 結語
噴氣紡通過五線雙區牽伸和高速回轉氣流雙噴嘴,對纖維束進行牽伸凝聚和假捻退捻,再包纏加捻,構成特種的雙重結構紗。Lyocell纖維作為一種優質天然纖維素纖維,具有高干強、高濕強和高濕模量等特性,既有纖維素纖維的吸濕透氣性,又有合成纖維的強伸性。用噴氣紡紗機紡制Lyocell MJS紗,是一種先進紡紗方法與優質纖維原料的“優一優”結合,其成紗強度高,強力CV值低,條干均勻,粗細節少,棉結少,織物挺爽勻整,粒紋清晰,手感柔滑飄逸,懸垂性好,絲質感強,適宜制作多種高附加值的針織和機織服裝、高級男女時裝、牛仔服、休閑服等,深受市場歡迎。
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(天津天鼎紡織集團有限公司 孫朝華 張淑琴 惲興華)