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技术交流
R923转杯纺纱机生产19.7tex粘胶针织纱的实践
添加时间:2012-08-18 14:26:39      浏览次数:3759
田光祥 季学喜
(杭州吉利宝纺织有限公司)
 
摘要:介绍了采用抽气式转杯纺纱机开发生产中、细支粘胶针织纱的工艺流程、设备选型、设备性能及工艺技术措施,生产中纺纱器材的选用要针对不同原料,不同支数合理配置纺纱元件;保证纱线中合理的纤维根数是稳定产品质量的关键;保持车间温湿的稳定对纺纱生产的顺利进行起着决定性作用;接头操作时要规范,换条时要重新生头,不能包卷,防止产生接头纱疵。
 
转杯纺纱技术是目前新型纺纱技术发展最成熟的一种纺纱技术,特别是纯棉中、粗支纱的生产在我国已大部分被转杯纺所替代,开发的产品从初期的粗布、鞋面布、台布等,发展到今天的牛仔布、灯芯绒、细布、府绸以及针织品等,各种非棉产品也在积极地开发中。由于转杯纱具有成纱均匀、接头少、结杂少、纱身光洁、弹性伸长大、耐磨性能好等特点,使之也非常适用于开发针织品。尽管转杯纺产品的开发领域不断拓展,但我国主要还局限于粗支纱的加工。我国转杯纺的平均纺纱支数在12~16支,其中16支以下的纱约占80%,而国际上转杯纺的平均纱支达21~32支,21支以下的纱支比例不足50%,一些发达国家中、细支转杯纺针织纱的比例已占到40%,近年来随着抽气式转杯纺纱机的进一步发展,我国转杯纺纺纱支数在不断提高,中、细支转杯纱用于针织品的比例也在不断增加。我公司2007年根据市场行情,引进了瑞士立达3600头R923抽气式转杯纺纱机开发生产中、细支粘胶针织纱,经过半年多的运行,生产比较稳定,现就我公司生产情况向各位专家和同仁介绍一下,有不当之处望批评指正。
 
1 设备选型和工艺流程设计
我公司转杯纺设计的产品是化纤纱线,前纺设备选用的是郑纺机纺化纤的清钢联流程,一机两线供应12台梳棉机;并条工序采用两道并条工艺,头道并条机选用的是沈阳纺机FA306A自动换筒并条机,二道并条机选用的是瑞士立达公司RSB D401自调匀整单眼并条机;转杯纺纱机选用的是瑞士立达R923抽气式半自动接头纺纱机。具体工艺流程如下:
 
FA006D-230往复抓棉机→TF27桥式吸铁→AMP3000火星、金属、重杂三合一探除器→TF26高架→FA051A
凝棉器→TF2212两路电气配棉器→FA028C-120-6多仓混棉机→FA111A-120清棉机→TF26高架→FA051A凝棉器→TV425风机→FA177B喂棉箱→FA221D梳棉机→FA306A头道并条机→RSB D401二道并条机→R923转杯纺纱机
 
2 R923转杯纺纱机性能特点
锭距230mm,能够摆放450mm条筒,条筒高度最高可达1070mm,挡车工换筒工作量减少,换筒次数的减少也降低了纱线的接头数,有利于提高纱线质量。
 
纺杯最高速度可达11万转,出纱速度达200米/分,机器头数最多能达360头,从而使产量最大化。最高纺纱支数可达40英支。
 
C120支纺纱箱的组装和拆卸不需要工具和夹具就可完成,维护操作简单。
 
配有中央吸风系统来控制工艺风,工艺风道的尺寸和横截面使整个机器的纺纱负压保持一致。
 
AUTOvac系统能自动调节纺纱负压,使实际负压与设定负压随时保持一致,从而保证纱线质量稳定。
 
AMIspin半自动电子接头系统,结合Qtop使纱线接头质量的一致性和稳定性以及机器的快速启动得到保证。
 
AMIspin确切地定义了什么时候开始喂棉,以及什么时候引纱罗拉开始引纱。确定了这两个位置的接头保证了接头参数能够确切地遵循接头设置。Qtop功能是在开松区气动地移走棉条上的损伤纤维,在特定的时间内,这些损伤纤维被移出开松区,这样接头就只能由那些新喂入的无损伤纤维形成,接头直径减少到最小,可以确保完美的纱线外观。
气圈负压补偿器在开始纺纱后的筒管加速阶段,能暂时吸收引出的多余纱线,避免纱线成圈或损坏,从而保证接头时纺纱顺利进行。
 
配备IQplus新一代光电式电子清纱器,设置了1个棉结通道,4个短粗节通道,3个长粗节通道,3个长细节通道,1个周期性纱疵通道,1个棉条号数偏差通道,1个纱线号数偏差通道和1个接头质量通道,能够全面准确地对纱线质量进行监控。
 
机器两边独立的筒纱输送可以大大减少挡车工的工作量,还可以作为临时存储库,使得挡车工能够灵活地安排他们的工作。
 
工艺参数的设置、纺纱单元监控数据集中在一个触摸屏上控制和显示,操作简单方便,质量数据、故障显示、润滑时间报警等一目了然。
 
3 原料选用
转杯纺因为纱线结构与环锭纺纱线不同,其单纱断裂强力比环锭纺要低20%~30%,从而影响到纺纱支数的提高,选用强力好的原料以及增加纱线截面纤维根数,可以提高条干均匀度,减少细节,提高纱线强力。纺同号纱转杯纺原料要求比环锭纺要高,故中、细支转杯纺针织纱原料的选用要选质量好、细度细的原料。我公司通过对不同化纤厂的原料进行试纺后,决定选用唐山三友、吉林吉化、富丽达三家厂家作为我公司转杯纺原料供应商,纤维细度的选择影响到纺纱原料成本,我公司从纺纱质量与纺纱原料成本两方面考虑,确保纱线纤维根数达到130根,采用1.67dtex×38mm占60%,1.33dtex×38mm占40%这样的原料配比来进行纺纱。
 
不同纤维细度纺纱质量对比见表1。

 
不同厂家原料性能见表2。

 
4 工艺技术措施
4.1 清花工序
针对粘胶化纤杂质少,纤维长,整齐度好等特点,清花选用短流程工艺,采用“一抓、一混、一清”三台主机组合,对原料进行开松、混和。化纤厂粘胶包重量重,棉包压得比较紧密,FA006D抓棉机打手每次下降量不能太大,抓取棉花不能太多,在满足前方机台供应正常的情况下,尽量设置小一些,以提高抓棉机的运转率,实现轻抓、少抓,保证棉流畅通。打手速度设定适中,太大容易损伤纤维,太小开松不够,打手容易堵塞。FA028C多仓混棉机风机频率的设定要结合风道棉花输送所需风量以及换仓压力综合考虑,设备一旦调试正常,风机频率和换仓压力无需经常调整。FA111A单辊筒清棉机对初步开松和混和的棉束进行精细开松,工艺参数主要是打手速度和打手与除尘刀、分梳板的隔距的选择,速度高、隔距小固然有利于提高分梳效果,但同时也对纤维容易造成损伤,参数的确定要经过多次专题试验,通过对比分析,选择最合理的工艺参数进行上机生产。各机具体工艺参数如下:
 
FA006D抓棉机:打手速度1200r/min,打手每次下降量1.5mm,小车行走速度11m/min,风机速度2100r/min。
 
FA028C多仓混棉机:打手速度768r/min ,风机速度2250 r/min。
 
FA111A清棉机:打手速度1000 r/min,打手与除尘刀隔距2.2 mm,打手与分梳板隔距1.5mm。
 
4.2 梳棉工序
清钢联生产效率高,适应高速高产,喂棉箱棉层每米重量比传统成卷机高1倍左右,梳棉工艺也必须做相应调整,否则纤维损伤严重,短绒增长多,影响成纱质量。梳棉工序生条的质量控制关键在于合理解决单纤维分离度、棉网清晰度、短绒增长率、重量不匀率、棉结之间的矛盾。采用紧隔距、强分梳有利于提高单纤维分离度、棉网清晰度、除低棉结,但短绒增长多,成纱条干差,强力低,不利于节约用棉。针对转杯纺纺化纤的特点,我公司梳棉工序采用“较大梳理隔距、较快梳理速度、重定量、中速度”的工艺,以达到优质高产的目的。具体工艺参数如下:
 
生条干定量:27g/5m;锡林速度354r/min;刺辊速度810r/min;盖板速度130mm/min;出条速度150m/min
 
主要隔距:
给棉罗拉~刺辊 1mm
刺辊~除尘刀①②③ 0.889mm×1.016mm×1.27mm
刺辊~预分梳板①② 0.711mm×0.635mm
刺辊~锡林 0.203mm
锡林~后固定盖板①②③④ 0.635mm×0.533mm×0.457mm×0.406mm
锡林~活动盖板①②③④ 0.356mm×0.305mm×0.279mm×0.254mm
锡林~前固定盖板①②③④ 0.305mm×0.279mm×0.254mm×0.229mm
锡林~道夫 0.127mm
 
生条质量指标:条干CV值4.4%,重量不匀率1.0%
 
4.3 并条工序
并条工序工艺参数的设置要解决棉条条干均匀度和重量不匀率。改善条干均匀度根据系统棉纺工艺学理论,头道后区牵伸倍数大,有利于改善后弯钩纤维,防止弯钩纤维扭结产生棉结,二道后区牵伸小,集中前区牵伸有利于提高条干均匀度。改善重量不匀率关键是自调匀整功能要用好,RSB D401并条机自调匀整装置是立达公司自行研发的,具有非常精确的匀整功能,并条缺根、多根、慢速都能很准确地匀整到重量要求控制范围,先进的设备如果设置不当,往往适得其反,造成人为原因影响重量不匀。
 
温湿度对重量的影响也很大,粘胶回潮大,纤维吸湿放湿快,外部环境早上、下午、中班、夜班温湿度相差很大,影响着车间棉条的回潮变化,我公司为了降低温湿度对棉条重量的影响,试验室规定每班烘三次回潮,尽量保持试验数据的客观性和准确性。
 
并条工序单并与双并工艺的对比:随着各种自调匀整并条机的发展,自调匀整的功能和匀整精度日趋成熟,并条重量不匀率得到了很大改善,很多厂家转杯纺选用单并工艺在生产。我公司中、细支转杯纺针织纱生产采用两并工艺,主要有两点考虑:一是清钢联自调匀整还存在不足,从试验室指标看,生条重量不匀率平均在1.0%左右,这是在正常速度下的测试数据,应该非常理想了,但梳棉机在自动换筒的过程中,由快速变慢速,慢速再到快速的过程中,自调匀整不仅没有起到匀整作用,相反会起反作用,造成棉条重量相差很大,重的每5米重量达41.3克,轻的只有24克,轻重相差17.3克。这样的重量差异并条采用单并工艺,再理想的自调匀整装置,并条重量都可能会产生一定波动。二是两并工艺条干均匀度要好于单并,我公司通过对比试验证实,两并的条干均匀要好于单比工艺,对比数据如下:
 
具体工艺参数如下:
 
末并质量指标:条干CV2.82%,重量不匀率0.4%
 
4.4 转杯纺工序
R923转杯纺纱机工艺参数的调整非常方便:只需将纺出号数、喂入棉条号数、纺杯速度、捻度、工艺负压、电清参数输入屏幕,系统会自动按输入的参数进行生产,工艺参数调节非常方便。
 
捻度的设计:转杯纺粘胶针织纱捻度的设计在保证纱线强力和生活好做的情况下,宜偏低设计,一方面转杯纱因为纱线结构的不同手感比环锭纱要硬,采用低捻度可以改善纱线手感,满足针织生产和面料手感的要求,另一方面在满足客户要求的前提下,采用低捻度可以提高转杯纺纱机产量,提高企业经济效益。转杯纺纱机加捻效率比较低,实测捻度只有设计捻度的50%左右,这与气流纺纱的缠绕现象有关,纤维横向缠绕在纱线扭转层面上,这使得测试纱线捻度时,纱线不能被退捻,纺杯速度越高,纤维度越长,缠绕的数量就越多,缠绕的长度就越长,缠绕的紧密度就越牢固。对于胶粘纤维,即使实测捻度比设计捻度要少70%,纱线的力学性能如强力、断裂伸长率仍然没有多少变化。
纺杯型号的选择:19.7tex纱线相对于转杯纺来说是高支纱了,纺纱支数的高低必须选用不同直径的纺杯。纱线细,纺杯内纤维量少,纤维要快速转移,宜选用直径小的纺杯,适宜高速生产;纱线粗,纺杯内纤维量多,必须选用直径大的纺杯,以便纤维转移顺利。我公司采用立达公司推荐的33mm直径的纺杯,纺杯沟槽角度45°,纺杯表面经过金刚喷涂处理,光滑耐磨,延长使用寿命。
 
分梳辊针布型号和速度的选择:分梳辊针布型号与所纺原料有关,化纤纤维长,整齐度好,宜选用齿密小,前角小的针布;棉纤维短,棉结杂质多,短绒多宜选用齿密大,前角大的针布。分梳辊速度高,排杂效果好,针布上纤维转移快,分梳效果好,但纤维的柔顺度差,不同品种要根据实际生产情况进行调整。
阻捻头和引纱管型号的选择:阻捻头是纺纱生产的一个非常重要的器材,对纱纱的稳定性和千锭时断头率影响很大。阻捻头的选择要根据所纺品种的用途、原料、质量、特性等因素综合考虑来选择。我公司选用立达C R7RS型陶瓷阻捻头,表面有螺旋,散热性好,纺纱稳定性高,适合生产低捻度纱。引纱管选用表面有3个横向肋条的定捻器,有利于加强加捻效果,提高纺纱稳定性。
 
工艺负压的设定:R923抽气式转杯纺纱机转杯无排气孔,转杯轻、薄,负荷小,适宜于高速,此外还具有排杂效率高、杯内尘杂积聚少、负压稳定且易控制等优点。该机自身带有一只工艺负压变频风机,风管内有压力传感器进行测压,根据设定的工艺负压,风机自动调整频率,使工艺负压随时保持稳定,有利于纱线质量稳定。负压设定的大小要根据品种、纱线支数确定,原则是纱支粗,负压大;负压大,成纱质量相对要好。
 
半自动接头参数的设定:接头质量对纱线质量影响很大,特别针织用纱对纱疵的要求高,如果接头时产生短粗节或短细节,在针织布面上反映就比较明显。R923接头参数在触摸屏上统一设定,生产之前,必须对接头强力、接头质量进行检验,参数一经确定,不能随便更改。接头参数包括接头时间、喂棉时间、纤维进入纺杯时间、纱线进入纺杯时间四个参数。
 
电清参数的设定:大圆机针织纱对纱疵、条干要求高,纱线必须使用电清才能满足客户要求。R923转杯纺纱机配备的是光电式电子清纱器,设置了1个棉节通道,4个短粗节通道,3个长粗节通道,3个长细节通道,1个周期性纱疵通道,1个棉条号数偏差通道,1个纱线号数偏差通道和1个接头质量通道,能够全面准确地对纱线质量进行监控。根据客户要求和纱线质量情况对清纱通道进行合理设定是纺好中、细支针织纱的必备条件。
挡车工操作:R923是半自动转杯纺纱机,接头工作要靠人工操作来完成,挡车工接头时操作规范程度对纱线质量影响很大,主要有两个因素:一是引纱长度过长或过短影响接头质量;二是接头时纺杯未清扫干净,纺杯内残余纤维在接头处会形成10cm左右长的粗节(纺杯周长长度)。换条操作时严禁包卷,棉条人工包卷容易产生长粗或长细节,同样影响纱线质量。
 
温湿度控制:转杯纺喂入的粘胶条经过分梳辊开松成单纤维,然后进入高速旋转的纺杯进行加捻,纤维与阻捻头的高速磨擦,容易产生静电,如果车间温湿度控制不好,静电就不容易转移和消除,纺纱过程在阻捻头处就会中断,影响生产效率的提高,所以转杯纺纺粘胶纱对温湿度的要求比环锭纺更高,合理控制好车间温湿度对生产的顺利进行起着决定性作用。我公司通过实际生产,认为转杯纺车间温度控制在22℃以上,相对湿度控制在62%~68%左右为佳,而且车间加温要均匀。
 
具体工艺参数:纺杯速度100000r/min;分梳辊速度8500 r/min;捻度820捻/m;工艺负压6.8KPa。
成纱质量指标:百米重量CV 1.0%;条干CV15.57%;-50%千米细节49个;+50%千米粗节95个;+200%千米棉结114个;单纱断裂强度11.0cN/tex;单纱强力CV9.5%;捻度380捻/m;捻度CV10.41%;千锭时断头率184;生产效率99.1%。
 
5 结束语
采用R923抽气式半自动转杯纺纱机,开发生产中、细支转杯纺针织纱线,设备自动化程度高,工艺负压稳定,生头、落纱操作方便,接头质量稳定,生产效率高,而价格只有全自动转杯纺纱机的一半左右,性价比高,是提高转杯纺纺纱支数比较理想的机型,经济适用,符合我国国情。生产中纺纱器材的选用要针对不同原料,不同支数合理配置纺纱元件;粘胶纤维纺纱过程中容易产生静电,纺纱难度大,保持车间温湿度的稳定对纺纱生产的顺利进行起着决定性作用;接头操作时要规范,换条时要重新生头,不能包卷,防止产生接头纱疵。
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