（纺织工程专业论文）粗纺高支毛绒混纺纱的开发与工艺研究.pdf

学位论文的主要创新点 删脚 y 1 8 芗石_ ：j i 。苦。 一、使用山羊绒和未经任何化学处理的11 0 5 普通澳毛，开发出了 高支粗纺毛绒混纺纱线。 通过试验制定了一套从原料到纺纱到成品的完整的质量控制 标准，并实现了高支粗纺毛绒混纺纱线规模化生产。 二、针对高支粗纺毛绒混纺纱线，确定了不同类型毛条的切断处 理方式。 毛条切断是粗梳毛纺的关键工序之一，切断长度直接影响纺纱 效率和产品质量。通过试验确定了生产高支粗纺毛绒混纺纱线 时，羊毛短条采用拉断的方式处理；羊毛长条采用5 5 r a m 切断的方 式处理，这样既能保证纺纱效率又能保证纱线品质。 摘要 本研究通过分析羊绒纤维和不同类型的羊毛纤维的特性，确定了纺制高支粗 纺毛绒混纺纱的配绒要求、所使用的羊毛类型、羊毛条的切断处理方式，并按 照最佳的混纺比安排了纺纱试验，在试验过程中分析了染色对纤维的损伤情况， 并通过试验使用羊毛保护剂有效的减少这类损伤，确保了纱线品质。在实际的纺 纱试验过程中，对各道工序的工艺进行了调整和优化，形成了一套完整的纺纱生 产工艺和质量控制要求，生产出了合格的适合大规模推广的高支粗纺毛绒混纺 纱线。在成衣生产过程中，确定了最佳的编织拉密、后整理洗缩工艺、成衣质量 控制标准，使得产品的具有接近羊绒的手感风格和良好的服用性能。本研究纺纱 的工艺过程为和毛、梳毛、细纱、络筒、并线、倍捻，是典型的粗梳毛纺生产工 艺。在工艺的调整和优化方面，重点对梳毛设备进行了调整，确定了生产高支粗 纺毛绒混纺纱梳毛机的隔距、速比和三段牵伸，使得纤维得到充分的梳理，保 证了成纱的条干均匀度。本研究从原料的选配到纱线生产的各道工序到成品质量 的控制，都制定了详细的质量控制标准，这些标准都高于相对应的国家标准或是 行业标准。这些标准都是结合试验和生产的实际制定的，既保证了产品品质的稳 定性又能与实际生产紧密结合，可操作性很强。本研究介绍了一种新型的粗纺高 支毛绒混纺产品从原料选配，到纺纱，到成品制作的一系列工艺过程及工艺中控 制的重点。这是国内纺织服装企业中比较典型的一种新产品开发方式，希望各位 同行能从中得到借鉴。 关键字：粗纺，高支，混纺，羊绒，l l o s 普通澳毛，工艺 a b s t r a c t i nt h i ss t u d yp r o g r a m , t h er e q u i r e m e n t sf o rc a s h m e r ef i b e rq u a l i t ya l l o c a t i o na r e d e t e r m i n e df o rs p i n n i n gh i g hc o u n tc a s h m e r e w o o lb l e n d e dw o o l e ny a m s , t o g e t h e r w i t ht h ea p p l i c a b l ew o o lt y p ea n dp r o c e s s i n gm e t h o df o rw o o lt o p su s e d ，b a s e do n c h a r a c t e r i s t i c sa n a l y s i so fc a s h m e r ea n dd i f f e r e n tt y p e so fw o o lf i b e r s s p i n n i n gt e s t s a r ea l s oc a r r i e do u ta c c o r d i n gt ot h eo p t i m i z e db l e n d i n gr a t i oa n dp r o c e s s d a m a g et o w o o lf i b e r sd u r i n gd y e i n gp r o c e s sa n dh o wt oe l i m i n a t es u c hd a m a g ea r ea l s o a n a l y z e dt h o u g ht h ea b o v e m e n t i o n e dt e s t st oe n s u r ey a mq u a l i t y v a r i o u sp r o c e d u r e s a n dp r o c e s s e sa r ea d j u s t e da n do p t i m i z e dd u r i n ga c t u a ls p i n n i n gt e s t s ，f o r m e daw h o l e s e to fs p i n n i n gp r o c e s sa n dq u a l i t yc o n t r o lr e q u i r e m e n t ，p r o d u c e dq u a l i f i e dh i g hc o u n t c a s h m e r e w o o lb l e n d e dw o o l e ny a r n ss u i t a b l ef o rm a s sp r o d u c t i o n t h eb e s tc o v e r f a c t o r , s c o u r i n ga n dm i ll i n gp r o c e d u r e s i n f i n i s h i n gp r o c e s sa n dq u a l i t yc o n t r o l p a r a m e t e r sf o rf i n a lp r o d u c t sa r ea l s od e t e r m i n e dt oe n s u r et h es i m i l a rh a n d - f e e l i n gt o p u r ec a s h m e r ep r o d u c t sa n dg o o dw e a r i n gp e r f o r m a n c e s p r o c e s sp r o c e d u r e si nt h i s s p i n n i n gs t u d yi n c l u d eb l e n d i n g ，c o m b i n g ，s p i n n i n g ，w i n d i n g ，d o u b l i n g ，t w i s t i n g ， w h i c hi s t y p i c a lw o o l e nw o o ls p i n n i n gp r o c e s s o nt h ea s p e c t so fa d j u s t m e n ta n d o p t i m i z a t i o nt op r o c e s s ，e m p h a s i si sp u to nt h ea d j u s t m e n tt op a r a m e t e r so fs p i n n i n g m a c h i n e s ，a n dt h ea p p r o p r i a t eg a u g e ，s p e e dr a t i oa n dt h r e ep h a s ed r a f ta r ea l s o d e t e r m i n e d ，w h i c he n s u r e ss u f f i c i e n tc o m b m gt oc a s h m e r ef i b e r sa n de v e n t u a l l y g u a r a n t e et h ey a me v e n n e s s d e t a i l e dq u a l i t yc o n t r o lp a r a m e t e r sa r ed e v e l o p e do n p r o c e d u r e sf r o mr a wm a t e r i a ls e l e c t i o nt oy a ms p i n n i n ga n d t of i n a lp r o d u c t s t h e s e p a r a m e t e r sa r es t r i c t e rt h a nt h o s es t i p u l a t e di ni n d u s t r i a lo rn a t i o n a ls t a n d a r d s t h e s e p a r a m e t e r sa r ed e v e l o p e db yc o m b i n i n gt e s tr e s u l t sa n dp r a c t i c a lp r o d u c t i o n , w h i c h p r o v i d eh i g ho p e r a b i l i t yo nt h eo n eh a n da n dg u a r a n t e ep r o d u c tq u a l i t yo nt h eo t h e r h a n d as e r i e so f s p i n n i n gp r o c e s sp r o c e d u r e sa n dk e yp o i n t si nc o n t r o l l i n gt h eq u a l i t y d u r i n gt h i sp r o c e s si sd e s c r i b e di nt h i sp a p e r t od e v e l o pan e ww o o l e nh i g hy a mc o u n t w o o l c a s h m e r eb l e n d e dp r o d u c tf r o mr a wm a t e r i a ls e l e c t i o n , y a ms p i n n i n gt op m d u c t d e v e l o p m e n t t h i si s at y p i c a ln e wp r o d u c td e v e l o p m e n ts t y l ei nd o m e s t i ct e x t i l e c l o t h i n ge n t e r p r i s ea n dh o p es u c hi n f o r m a t i o nm a y b eu s e f u lt ow o r k i n gs t a f fi nt h i s i n d u s t r i a ll i n e k e yw o r d s ：w o o l l e n , h i g hc o u n t ，b l e n d e d ，c a s h m e r e ，110 sa u s t r a l i a nw o o l , p r o c e s s 目录 第一章概述1 1 1 概念意义1 1 2 常见羊绒混纺产品1 1 3 本研究的主要内容3 第二章纺制高支粗纺毛绒混纺纱的可行性分析5 2 1 纺纱原料的要求5 2 1 1 羊绒原料的选择5 2 1 2 羊毛原料的选择6 2 1 3 原料混纺比8 2 1 4 细度与纤维可纺性能的关系9 2 2 设备要求1 0 2 2 1 梳毛机l o 2 2 2 奥克蒂尔( o c t i l ) 公司的粗纺梳毛机1 3 2 2 2 细纱机1 4 2 2 3 络筒、并线、倍捻1 4 2 3 车间温湿度要求1 5 第三章纺纱前准备试验研究1 7 3 1 最佳毛条切断长度的确定1 7 3 2 染色对纤维的损伤情况分析1 8 3 2 1 染色p h 对羊毛损伤的影响1 8 3 2 3 染色对纤维物理指标的影响1 8 3 2 3 染色中羊毛纤维的保护1 9 3 3 纺纱效率对比分析1 9 3 3 1 测试条件1 9 3 3 2 效率分析2 0 第四章纱线的设计与制备2 1 4 1 纱线设计2 1 4 1 1 纱线基本工艺参数2 l 4 1 2 纱线物理指标要求2 l 4 2 纺纱工艺2 2 4 2 1 和毛工艺分析2 2 4 2 2 梳毛工艺及生产中注意的问题2 4 4 2 3 细纱工艺及生产中解决的技术关键问题。2 7 4 2 3 1 细纱工艺2 7 4 2 3 2 分纱方法2 7 4 2 4 络筒、并线、倍捻工艺及生产中注意的问题2 7 4 2 4 1 络筒2 7 4 3 纱线试验制备工艺2 8 4 3 1 纺纱试验分析3 5 4 4 成纱品质分析3 5 第五章针织衫样品制作及服用性能分析3 7 5 1 编织拉密3 7 5 2 后整理洗缩工艺及注意事项3 8 第一章概述 1 1 概念意义 第一章概述 山羊绒以其特有的纤细、柔软、轻盈、稀缺而被世人誉为“纤维钻石”、“软 黄金”，同时，羊绒制品也以其轻薄柔软、手感滑糯、光泽柔和、绒面丰满、保 暖性极佳的特点，深受消费者青睐。目前羊绒制品发展所面临的问题有：近 年来中国政府加大了环保力度，实施退耕还林、退牧还草的“轮放”、“圈养”政 策，使得国产羊绒的产量受到了很大的限制，牧民为了追求山羊绒产量而进行的 种羊改良使得山羊绒品质有所下降，主要表现在山羊绒的细度逐年变粗。由 于羊绒纤维细度细、强力低，纺高支纱困难，从而使得羊绒制品难以向轻薄化发 展；从羊绒制品的综合穿着性能来讲，传统羊绒制品易磨损、易变形、易起球 等缺陷。因此，开发羊绒混纺织物在减少羊绒的使用量，与环保、降低成本及改 善羊绒织物的穿着性能等诸多方面有着重要意义。 使用山羊绒与其他纤维混纺能达到以下的目的： ( 1 ) 山羊绒混纺织物的开发，不仅可以降低羊绒的使用量，有利环保，且 可以降低产品的成本，使羊绒制品可以被更多的消费者接受。 ( 2 ) 山羊绒与其它纤维混纺，可以弥补羊绒的某些缺陷，如纤维短、强力 低、纺高支纱困难等，使羊绒面料向轻薄化发展。 ( 3 ) 与特定纤维混纺，可改善羊绒制品的某些穿着性能，使羊绒织物时尚 化，满足更多消费人群的需求。 ( 4 ) 在羊绒织物中加入具有特殊功能的纤维，如抗菌纤维、保健纤维等， 使得混纺后的羊绒织物具有特殊功能，提高羊绒织物的档次及附加值。 1 2 常见羊绒混纺产品 目前市场上主要有两类山羊绒混纺产品。第一类是山羊绒与新型纤维混纺产 品，如：山羊绒天丝、山羊绒m o d a l 、山羊绒p t t 、山羊绒牛奶蛋白纤维、山 羊绒莱卡等。第二类是山羊绒和天然纤维混纺产品，如：丝绒、棉绒、毛 绒、丝棉绒等。在内销市场上，第一类和第二类产品均比较常见，在外销市场 上主要为第二类产品。比较典型的有舒丝莱卡与羊绒混纺产品、牛奶丝与羊绒混 纺产品、t e n c e l 纤维与山羊绒混纺产品、大豆蛋白纤维与山羊绒混纺产品、甲壳 素纤维与山羊绒混纺产品、o p t i m 纤维与羊绒混纺产品、棉纤维与山羊绒的混纺 天津工业大学硕士学位论文 产品等。 ( 1 ) 舒丝莱卡与羊绒混纺产品 舒丝莱卡是美国杜邦公司的顶尖之作，其弹力是普通弹性纤维的2 - - - 3 倍，有 极佳的拉伸回复力和优良的透气性，又称“人造弹性纤维”。舒丝莱卡与羊绒混 纺后，其优异的贴身性、延伸性和回复性，让原本轻暖的羊绒衣物更合身、舒适、 飘逸。另外，添加舒丝莱卡后的纺织品，不管如何弯折，都能保持织物原来的自 然外观和触感。羊绒与舒丝莱卡的搭配，犹如自然与舒适的搭配。羊绒的天然优 良品质加上现代化学工业的最新成果，不但克服了传统羊绒易起球、变形等缺点， 就保暖、柔软、贴身和舒适等特性而言，也全面超越1 0 0 的羊绒制品。优质羊绒 原料，配以舒丝莱卡，使成品具有远超于一般羊绒的柔韧度，触感也更细腻更有 弹性。这种新一代的羊绒服装既保留了羊绒制品的高雅华贵、轻软柔滑，又贴身 自然，舒适耐穿，迎合了现在消费者崇尚健康、环保、高品位和个性化的潮流特 点，改变了羊绒服装在时装市场上相对弱势的局面，增加了羊绒产品的附加值。 ( 2 ) 牛奶丝与羊绒混纺产品 牛奶丝，即牛奶纤维，是纺织品中特殊的“后现代”新颖纤维，它是以牛奶 为原料，经脱水、脱脂后于其它纤维高聚物共混制成牛奶浆，再经湿纺工艺制成 牛奶长丝。牛奶丝面料具有质地轻盈、柔软、穿着透气，导湿、爽身、外观光泽 优雅、华贵的特性，且其强度比棉、丝强度要高，比其它动物蛋白纤维如羊毛、 真丝等防霉、防蛀性要好。牛奶丝织物最大特点是润肌养肤、纤巧爽滑，具有特 殊的生物保健功能。利用牛奶丝的天然特性，将其与山羊绒混纺，可使织物在具 有山羊绒制品优点的同时，又具有保健功能，提高羊绒制品的附加值。目前，市 场上已出现这种混纺织物的内衣产品，深受消费者的欢迎。 ( 3 ) t e n c e l 纤维与羊绒混纺产品 t e n c e l 纤维是英国陶尔兹公司开发的新一代再生纤维素纤维，它是一种全新 概念的纤维素纤维，由于其原料及2 h i 过程不会对环境造成任何污染，且废弃物 在自然条件下可生物降解，从而被人们称为是“2 l 世纪的绿色纤维”。它集棉的 舒适性、涤纶的高强度、粘胶的高吸湿和悬垂性、真丝的手感与光泽集一身，深 受消费者的喜爱心1 。t e n c e l 纤维和羊绒纤维都具有柔软的特性，混纺后羊绒的滑 糯与t e n c e l 纤维的平滑互补，羊绒t e n c e l 针织衬衫贴身穿着尤其舒适自然，强 度较大，混纺后可弥补羊绒纤维强力不足的缺点，成为高档的轻薄型产品。 ( 4 ) 大豆蛋白纤维与山羊绒的混纺 大豆蛋白纤维单丝纤度细、强伸度高，耐酸耐碱性、光泽和吸湿导湿性好， 具有羊绒般的轻柔手感和蚕丝般的柔和光泽，被誉为“人造羊绒”。大豆蛋白纤 维与羊绒混纺后可纺性有所提高，起毛起球现象也有所改观。但是二者混纺后的 2 第一章概述 染色性能及后整理温度要特别引起注意，否则易出现色差、色花等质量问题。 ( 5 ) 甲壳素纤维在山羊绒制品中的应用 随着健康意识的增强，人们对具有特殊功能的纺织品表现出越来越多的需 求。甲壳素又称几丁质b 1 ( c h i t i n ) ，是自然界中迄今为止被发现的唯一一种带 正电荷的天然高分子物，由于它的分子结构中带有阳离子基团，因而它对带负电 荷的各类有害物质具有强大的吸附作用，从而可以达到抗菌、止痒的功效。其纤 维作为一种新型的抗菌纤维以其优良的、持久有效的广谱抗菌性能而倍受关注。 有关研究显示，在山羊绒制品中加入1 0 一- 1 5 的甲壳素纤维即可以满足织物抗菌 性能的要求，织物对金黄色葡萄球菌的抑菌率达n 9 0 以上，对大肠杆菌的抑菌 率达7 0 以上。 ( 6 ) o p t i m 纤维与羊绒混纺产品 o p t i m 纤维是国际羊毛局和澳大利亚联邦科学与工业研究组织联合研发而 成，加工工艺技术原理为通过专用设备，在特定条件下，利用物理原理对普通羊 毛牵引拉伸，降低纤维细度，使其成为一种新型纤维的过程。加工后的羊毛在细 度上可以达到甚至超过山羊绒( 1 5um ) 的细度，其长度可达山羊绒的3 4 倍，纤 维强力在3 8 5 1c n 之间，伸长率3 0 以上。o p t i m 纤维鳞片较羊毛的薄，张角 小，使纤维表面更光滑，纤维断面形状由椭圆形变为异形断面，纤维刚性比普通 羊毛小，使得纤维更柔软。o p t i m 纤维生产出来的产品具有山羊绒与真丝的物理 特性：细薄轻软、手感柔滑、色泽鲜艳、吸湿保暖、风格高雅、穿着舒适；并且 其滑糯性、强力等指标甚至优于羊绒。o p t i m 纤维与羊绒混纺后，其产品具有绒 的柔软、丝的滑爽，并且可以弥补羊绒的缺陷，同时也使羊绒制品向高支纱、精 纺产品迈出了难得的一步，满足现在服装轻薄化的发展需求。 ( 7 ) 棉纤维与羊绒混纺产品 棉纤维是使用最广泛的天然纤维之一。由于棉纤维与羊绒纤维都具有细度 细、长度短的纤维特点，所以最初在制作羊绒纱线时大多使用棉型设备。棉绒混 纺产品是一种比较常见的羊绒混纺产品。近年来，随着纺纱技术的不断进步，棉 绒混纺纱线广泛应用于针织衫、高档衬衣面料、内衣面料等方面。但有两点需要 特别注意。第一，棉粒问题，在纺纱过程中如果梳理不当会造成棉粒较多，严重 影响织物外观。第二，色牢度问题，棉绒混纺产品的日晒牢度和汗渍牢度比较差。 这两点需要在制作产品时重点关注。 1 3 本研究的主要内容 对于粗纺山羊绒与天然纤维混纺来说，最常见的就是毛绒混纺，这类产品 3 天津工业大学硕士学位论文 的主要特点就是织物手感更接近羊绒而且成本比较低。毛绒混纺产品一直是内、 外销推广最多的产品。粗纺毛绒混纺产品主要有山羊绒与丝光防缩羊毛混纺产 品、山羊绒与土种绵羊毛混纺产品、山羊绒与拉细羊毛混纺产品等。但这些产品 都不同程度的存在一些缺陷，例如丝光防缩羊毛本身对羊毛鳞片进行了处理，使 得产品的可纺性下降而且纤维的抱合力差，产品起球比较严重；土种绵羊毛细度 大多在2 01 1m 以上，难以纺高支纱，而且织物与皮肤接触有刺痒感，穿着不舒适； 拉细羊毛产品没有身骨。而且细度在1 5pm 以下的拉细羊毛供应量不稳定，难以 大范围生产。对此，需要开发新型粗纺毛绒纱产品来消除或是改善上述的问题。 这种新型毛绒混纺纱线需达到如下的技术要求： ( 1 ) 产品能保持纤维的特性，要保证羊绒的手感羊毛的弹性。 ( 2 ) 纱线的物理指标能满足国家标准要求，服用性能好，起球及织物尺寸 变化率能达到标准要求，纱线适合大范围推广。 ( 3 ) 可满足织物轻薄化要求，目标支数为3 1 2 5 r e x * 2 ( 3 2 s 2 ) 。 ( 4 ) 控制成本，保证产品手感，混纺比例为3 0 山羊绒7 0 羊毛。 第二章纺制高支粗纺毛绒混纺纱的可行性分析 第二章纺制高支粗纺毛绒混纺纱的可行性分析 2 1 纺纱原料的要求 2 1 1 羊绒原料的选择 山羊绒纤维的毛干上被环状或类似环状的鳞片所覆盖，其鳞片密度低，单位 纤维长度( 1 m m ) 上的平均鳞片密度范围在5 7 6 4 个m m ，且鳞片厚度较薄，平均 鳞片厚度在0 3 0 _ _ 0 4 5 um 之间。典型山羊绒外观结构如图2 1 所示：其特征是 绒毛上被环状鳞片所围绕；鳞片边缘细而清晰，与毛干的倾斜角度小；鳞片表面 平而光滑，辉纹不明显；鳞片暴露部分大，因而鳞片密度小。 图2 一l 典型山羊绒外观形态 羊绒纤维的可纺性与纤维细度、纤维长度、短绒率、纤维长细度离等因素有 关，一般情况下平均细度越细、平均长度越长、短绒率越小、长细度离散越小， 纤维的可纺性越好，成纱条干、强力等物理指标也越好。为保证纯羊绒针织纱纺 纱的顺利进行，确保成纱质量。对比常规纺纱配绒要求，本研究在实践的基础上 制定以下配绒标准。( 如表2 1 ) 平均长度m m 短绒率( 7 5 r a m ) 短绒率( 1 2 5 m m ) 细度ui l l 细度离散c v 含枞 嚣 3 4 1 0 2 6 1 5 6 2 3 o 4 o 5 5 天津工业大学硕十学位论文 此外，从成品角度考虑，原料的长、细度的设置还必须考虑纺成纱线的强力， 以保证最终产品的质量，同时所选择的原料也必须是便于大批量生产的原料；原 料的含粗不可过大，否则会导致织物表面粗毛严重影响外观，手感发燥而且与皮 肤接触刺痒。 2 1 2 羊毛原料的选择 羊毛原料是研究的主体原料，因此，羊毛的品质将直接影响未来成纱的品质 并最终决定羊绒混纺制品的质量。对此本研究首先通过对常见的五种类型羊毛原 料的外观观察分析其可纺性能。 ( 1 ) 丝光羊毛 丝光羊毛是羊毛经深度氯化处理，部分或全部剥除羊毛的鳞片层，不仅减少 羊毛的顺向与逆向运动时摩擦系数之差异，而且处理后的羊毛其光泽增加，变成 为了拥有丝绸般光泽和柔软度的丝光羊毛。纤维表面变化如图2 - 2 所示。但由于 鳞片几乎被完全剥离，所以纤维的抱合力大大下降，导致纺纱时纤维的可纺性降 低，纱线强力下降，且产品中纤维因缺少抱合力而容易浮游在织物表面产生毛球。 图2 2 丝光羊毛 ( 2 ) o p t i m 羊毛 o p t i m 纤维较原纤维更细、更长，但长度和细度离散大，纤维的卷曲少，o p t i m 纤维较羊毛鳞片变薄，张角变小，鳞片有明显的拉伸痕迹，鳞片破坏严重，纤维 的抱合力下降，纤维的柔软度增强，减少了纤维对于皮肤的刺痒感。反映在织物 上，织物的光泽度好，但尺寸稳定性差，起球性能差，织物柔软而没有身骨。o p t i m 纤维表面结构如图2 - 3 所示。 6 第_ 章纺制高支粗纺毛绒混纺纱的可行性分析 图2 3o p t i m ( 3 ) 巴素兰羊毛 巴素兰是一种工艺的名称，巴素兰羊毛就是指经过巴素兰工艺处理过的羊 毛。巴素兰处理工艺对羊毛鳞片缓慢和轻度氧化处理，使得羊毛鳞片上尖锐的部 分被“钝化”，如图2 4 所示。 巴素兰处理的羊毛具有独特的蓬松、柔软性，色泽艳丽，纤维强力损伤小的 优点。目前，巴素兰处理有两种典型的处理形式，一是巴素兰新型处理，产品特 点是：蓬松柔软，具有较好的可纺性能，染色的鲜艳度好，具有一定的改善起球 性；二是巴素兰超级处理，产品特点是：蓬松柔软滑细，白度好，染色的鲜艳度 好，可纺性能优于丝光羊毛。 蓬松柔软、染色鲜艳是巴素兰处理羊毛的共性，使毛织品具有舒适的穿着性 能及高档的手感及外观。 图2 4 巴素兰羊毛 ( 4 ) 土种绵羊毛 粗绵羊毛的鳞片结构如图2 5 所示。其特征是鳞片呈扁形、不规则形或近似 方形，暴露面积更大或全部暴露，鳞片相互衔接；鳞片表面粗糙、不光滑，辉纹 明显；鳞片边缘线粗而不清晰。目前市场上的绵羊毛细度大多在2 0um 左右，长 度在3 0 嘞左右，不适合做高支产品。 7 天津t 业大学硕士学位论文 图2 5 土种绵羊毛 ( 5 ) 普通澳毛 未经处理的普通澳毛，如图2 - 6 所示，鳞片保持完整，鳞片较厚，纤维有卷 曲而且抱合力好，在纺纱过程中纤维抱合紧密，纱线强力好。织物的抗起球性能 要优于处理过的羊毛。 图2 - 61 1 0 s 普通澳毛 综上所述，可选用的羊毛原料中，由于外销市场更钟爱那样天然、未经过任 何化学处理的羊毛。事实上，曾开发的高支粗纺毛绒混纺产品深受外销市场的 欢迎。结合纤维的可纺性和织物的起球性能，最终选择细度较好的1 1 0 5 普通澳毛， 作为该产品的主体原料。 2 1 3 原料混纺比 山羊绒与羊毛混纺产品，如果山羊绒的比例过大，则成本难以控制，如果 山羊绒的比例过小，则织物反应的完全为羊毛的特性，羊绒的特点难以发挥。按 照前期不同比例毛绒混纺产品风格试验的结果，最终确定的混纺比为3 0 山羊绒 7 0 11 0 s 普通澳毛。这样的配比成本可控，而且织物也可体现羊绒特性。 8 第二章纺制高支粗纺毛绒混纺纱的可行性分析 2 1 4 细度与纤维可纺性能的关系 研究证明，在毛纺工艺中毛纤维的各种性质对毛纱强度和条干均匀度的贡 献，纤维细度和纤维长度起主要的作用，其他性能如羊毛强度、卷曲、柔软等只 有在出现反常状态时才能起一定影响m 。纤维的细度不仅影响纱线的强度，对纱 线的条干均匀度也有决定性的影响。 2 1 4 1 细度与纺纱支数的关系 利用计算纱线截面纤维根数的方法来确定细度与纺纱支数的关系。 纱线截面纤维根数r l 可以用以下公式计算： 刀：生 n ( n m 表示纤维公制支数；n 表示纱线公制支数) 。：掣 7 r d y ( d 表示纤维直径um ；y 表示纤维密度羊绒为1 3 0 9 c m 3 ) 例如：用1 3 51 1m ( 超细绒) 1 4 5i jm ( 细绒) 1 5 5um ( 常规绒) 纺2 0 5 、 2 4 5 、2 6 5 、2 8 5 、3 2 5 纱线，纤维在纱线的截而根数如表2 2 所示。 表2 2 纱线截面纤维根数表 1 3 5 1 4 5 1 5 5 2 6 9 2 3 3 2 0 4 2 2 4 1 9 4 1 7 0 2 0 7 1 7 9 1 5 7 1 9 2 1 6 6 1 4 6 1 6 8 1 4 6 1 2 7 由表2 - 2 可见，同等支数下绒纤维越细，纱线截面纤维根数越多，纤维在 纱线的截面根数越多，纱线的强力越好，可见绒纤维细度越细，可纺性越好。在 绒纤维长度一致的情况下，绒纤维越细，越有利于纺高支纱 1 。本研究纺制的高 支粗纺毛绒混纺纱，所用的原料细度都在1 5 5l lm 左右，所以纱线截面纤维根 数在1 2 7 根左右。 2 1 4 2 细度、细度不匀与细纱理论不匀率的关系 山羊绒纤维的细度对成纱的条干有很大的影响。纱线条干不匀率反映了纱线 的短片段内粗细不匀情况，它除了影响织物外观外，和纱线的强度也有关。条干 9 天津工业大学硕士学位论文 不匀率高的纱线，它的强度低阳1 。数理统计分析计算表明，纤维细度、细度不匀 与纱线理论不匀率有以下关系。 c = 肛石= 历丙 其中：c - 纱线的截面积不匀率； c a _ 纤维的截面积不匀率； n 一纱线截面纤维根数。 由上式可以看出，纤维越细，细度越均匀，纱截面中的纤维的平均根数越多， 则成纱的截面积不匀率c 值越小，纱的条干越均匀阳1 。 本研究纺制的纱线所用原料山羊绒细度在1 5 6um 以下，1 l o s 普通澳毛细度 在1 5 5um 左右，纱线截面纤维根数大约为1 2 0 - 1 3 0 根。纱线截面根数足以达到纱 线强力要求。由于两种纤维的细度差异不大，在纺纱时有很好的配伍性，能保持 纱线有良好的条干均匀度。 2 2 设备要求 2 2 1 梳毛机 梳毛机是粗纺纺纱最关键的设备之一，但是国内梳毛机与进口梳毛机在工艺 精度、产品系列化、生产效率以及自动化程度上都有明显的差距引。国产的粗梳 毛纺系统中有b c 2 7 2 、b c 2 7 2 b 及b c 2 7 2 d 等粗纺梳毛机，在山羊绒分梳系统中最早 有b c 2 7 3 型山羊绒分梳机。最近几年，我国由国外引进了一些较为先进的精纺梳 毛机及粗纺梳毛机。 梳毛机的类型很多，每一类梳毛又有若干不同的单元组成，但总的说来不外 乎由三至五个单元部分组成，这些部分包括喂毛机、梳理机、过桥机、去草机及 成条机等。每种梳毛机虽然有自己的特点，但它们相互之间有许多共同之处。就 梳理机来说，都是由锡林、道夫、工作辊、风轮、转移辊、剥毛辊、开毛辊、胸 锡林及喂入罗拉等工艺部件所组成。粗纺梳毛机根据不同要求，可以由二至五个 锡林部分所组成。 在世界各国梳毛机的各主要工艺部件的尺寸是很不统一的，以大锡林的直径 而言，就有几十种规格，最小的不足1 0 0 0 砌，最大的可达2 0 0 0 唧，在1 2 5 0 唧至 1 6 s o m i n 之间者居多。 针布是梳毛机的重要组成部分，每个工艺部件都包有锯条或针布，否则梳毛 机的各项任务就无法实现，而且针布的规格对梳毛机的产量质量均有很大影响。 1 0 第二章纺制高支粗纺毛绒混纺纱的可行性分析 生产实践证明，同样的梳毛机，所配备的针布可以有所不同，梳毛机的梳理效能 也会跟着改变。梳毛机按专业化的方向已经发展了许多种类，以前我国针布的发 展还相对落后，专业化了的梳毛机配不上专业化的针布，影响了梳毛机应该发挥 的性能。近几年来，我国针布发展突飞猛进。我国已有毛纺弹性针布、金属针布、 用于加工化学纤维、山羊绒、兔毛之类原料的针布。使得国内纺织企业摆脱了针 布长期依赖进口的状况，对我国梳毛机的发展做出了重要的贡献。 各种梳毛机目前的产量水平有很大的区别，产量最高的是化纤梳毛机，2 5 的工作宽度其台时产量可以高达3 0 0 k g 。而一台山羊绒分梳机其台时产量只有数 k g 。一台粗纺梳毛机的台时产量较高的可以达至l j 5 0 k g 左右。梳毛机的生产能力主 要决定于梳理机的性能，也决定于原料种类及毛网的质量要求。同一台梳毛机加 工较细的原料其产量较低，若加工较粗的原料，则产量可以大大提高。有的梳毛 机有一定的生产潜力，但自动喂毛机及成条部分不能适应高速的要求，产量也提 不上去，不论在国内还是在国外，都存在这样的问题。粗纺梳毛机也有高速高产 问题。这类梳毛机要求较充分的梳理作用及混合均匀作用，一般至少有两个梳理 机，为了纺较高支数的毛纱还有三个梳理机的，而每台梳理机至少由一个大锡林 部分组成，现在有的梳理机有五个锡林部分。 国产梳毛机普遍存在飞毛多落毛多的现象，这与某些由国外引进的梳毛机有 较大的差距。例如由国外引进的意大利精纺梳毛机，机器周围的环境很清洁，机 下的落杂中全是土杂，可用的纤维很少。这不仅改善了车间的工作环境， 而且 提高了制成率， 因轴承部分缠毛而发生事故的现象很少。又如国产b 2 7 1 型梳毛 机，机器周围的飞毛很多，经常发生轴承部分绕毛现象，事故不断发生，车肚落 毛中可用的长纤维很多，梳毛机的落毛飞毛很多，毛条的制成率受到一定的影 响。产生这些差距的主要原因是引进的新型梳毛机对机器罩壳、墙板与转动件之 间的空隙以及墙板问的罩板，特别是对车肚下漏底进行了深入的研究，采取了得 力的措施。由此可见，梳毛机对纤维运动的控制，不限于在工艺部件上控制，后 者是毛纺工程技术人员多年来研究的主要内容，各种梳理理论大多是说明这类问 题的。 不论在国内还是在国外，梳毛机自动化的装置使用的还不多，这是一个值得 重视的问题。为了减少操作工人的劳动强度、保证产品质量并提高劳动生产率， 以下一些自动化问题应该加以解决： ( 1 ) 减小自动喂毛机的喂入不匀问题现在国外已有人在研究用电子计算机 控制喂毛不匀问题，我国也有人在进行类似的研究，这是一件很有意义的工作， 因为喂入不匀仍然是出条不匀的主要原因之一。 ( 2 ) 出条重量的自调匀整问题，解决了喂入量的均匀问题不等于出条均匀 天津工业大学硕士学位论文 问题可以完全解决， 在梳理过程中毛层的重量仍会产生变化。英国的w i p a 组织 许多年前就创造过光电式自调整装置，但没有得到推广，可见并不完全成功，因 此有必要进行这方面的研究。 ( 3 ) 自动抄针梳毛机的抄针工作多年来一直采用手工方法，是一项劳动强 度很大的工作。国外有些工厂已制造了这类设备，也没有得到推广，说明还存在 问题，也是一项应进一步研究的问题。粗纺梳毛机的自动落轴装置在国内曾有人 研制过，但没有巩固下来。这也是一项劳动强度大的工作，很值得进一步研究。 除了以上所述的自动化设施以外，还有许多内容，如自动报警、安全自停、自动 记录等，也都值得重视。 国产梳毛机与进口梳毛机的差距之一是制造质量问题，特别是近几年来由于 毛纺工业的迅猛发展，梳毛机的产量满足不了生产厂的要求，有些生产厂本身对 梳毛机的质量降低了要求，为一些小的纺机制造厂对质量把关不严创造了机会。 他们哪里知道，梳毛机的制造质量是梳毛机的生命线，而梳毛机又是毛纺工程中 的关键设备，所以梳毛机的质量关系到一个毛纺厂的命运，必须建立质景第一的 思想。梳毛机的一些基本原理多少年来变化不大，但机械制造水平有了很大进步， 使得梳毛机的生产能力有了成倍的增长，这是很值得我们深思的问题。由生产角 度看，希望在以下几个方面提高梳毛机的质量。 ( 1 ) 加工精度梳毛机主要工艺部件的加工精度是非常重要的，这样才能保 证各个作用区内的可靠隔距，隔距的大小对梳理效能及保护纤维长度是至关重 要的，也是很敏感的。尤其要特别注意大锡林的园整度及平直度，它是梳理机的 主体部件，它的精确程度影响它与其周围所有工作辊、剥毛辊、风轮、转移辊及 道夫之间的隔距。其它影晌大锡林位置的部件如墙板轴承等都要重视其精度。 ( 2 ) 动态平衡梳毛机大部分工艺部件都是旋转件，有些是比较高速的旋转 件，梳毛机的整机速度也在不断提高，动态平衡及形变问题越来愈重要，尤其 是大锡林的动平衡更为重要。 ( 3 ) 耐磨性能及稳定性动平衡不好是造成设备不稳定的因素之一，但也还 有其它因素。梳毛机有许多往复运动，如斩刀，搓板，过桥机的铺毛帘以及无纺 织布梳毛机的铺层设备等。这些是梳毛机发生局部振动的重要原因，需要由设计 上加以改进，否则也会有碍于梳毛机的正常运转。此外，轴承件及梳毛机针布的 耐磨性能是至关重要的。轴承件耐磨性能不佳，新机器使用时间不长其工艺部件 的位置就会发生变动，梳理效能很快就会下降。我国针布的材质不佳，使用寿命 不长，而且梳理效能不能持久。这是国产针布与进口针布的一个主要差距，非尽 快加以解决不可。 本研究所纺制的高支粗纺毛绒混纺纱，要求纤维梳理充分、原料混合均匀、 1 2 第_ 章纺制高支粗纺毛绒混纺纱的可行性分析 纱线条干优异。所以对梳毛设备的要求较高，试验初期曾使用日本京和梳毛机生 产，但由于京和梳毛机，梳理点少，纤维梳理不充分，纱线细节和c v 值较大。 因而，最终选用梳理能力强、精度好的意大禾u o c t i l 粗纺梳毛机完成纱线试验和 批量生产。 2 2 2 奥克蒂尔( o c t i l ) 公司的粗纺梳毛机 该梳毛机( 如图2 7 所示) 具有以下特征。 ( 1 ) z e r o f l e x 无变形工作辊和剥毛辊采用特殊材料制造，经过内部加固处 理，并且在机架上装有压力同装端头；采用自对准托架安装，可供工作幅宽2 5 0 0 1 m 的机型选用； ( 2 ) m u l t i r a v e 机架采用六面体结构和隐蔽横梁，保证稳定坚固的支撑该系 列工作幅宽大的主锡林，并在各种速度和最大机械应力下，使梳毛机锡林与工作 辊之间的隔距保持不变； ( 3 ) 无扭力道夫斩刀具有中间支撑和加固横梁，工作速度可达到3 2 0 0 d m i n ； ( 4 ) 采用全自动更换毛棒系统，可在不降低梳毛机生产速度的情况下，自 动将空毛棒喂入，在每组粗纱条的两边带有粗纱收集器( 升头用) ，自动系统将已 卷绕满粗纱的毛棒由粗纱棒架取出，移离卷绕区，并由自动运载车收集； ( 5 ) 各部分的单独传动系统采用了机械或电子同步，单独和组合的无级变 速调节系统。四锡林粗纺梳毛机共有2 7 个无级变速器，该机胸锡林直径由原来的 1 2 8 0 n 叫n 增大到1 6 5 0 嘞，胸锡林上工作辊在6 个以上；主锡林直径也由原来的1 2 8 0 m m 增大到1 6 5 0 衄，工作辊梳理点增至6 7 组锡林线速度在3 0 0 m m i n 一1 2 0 0 m m i n 范围 内变频变速，工作辊与锡林速比全部改为无级变速调节，使梳理和混合均匀能力 增加，纤维损伤减少。计算机称重喂毛系统，带自调匀整装置，消除长片段不匀。 这些机构特征带来的好处是，纤维梳理充分、纤维损伤小、成纱条干好、纺 纱效率高。 图2 - 7o c r i l 梳毛机 1 3 天津丁业大学硕士学位论文 2 2 2 细纱机 国内使用的粗纺细纱机有两种，一种是环锭细纱机一种是走锭或称之为走 架细纱机，这两种细纱机生产方式不同。走架细纱机在纺纱时是间歇性运动，整 个纺纱过程分为出车、牵伸加捻、回车、卷绕四个过称，按照出车长度不同分为 3 m 、4 m 、4 5 m 等车型。由于走架细纱机牵伸和卷绕是同时进行的，而且牵伸区 长，所以纤维可以充分的被牵伸开，因而条干均匀度相对较好。走架细纱机占地 面积较大，挡车工在生产过称中能及时发现纱线断头并完成接头。环锭细纱机在 纺纱时是连续工作的，粗纱通过皮辊和胶圈完成牵伸，牵伸区较短，通过钢丝圈 和锭子转动完成加捻和卷绕。纺纱效率较走架细纱高，而且占地面积相对较小。 由于走架细纱机的牵伸区较长，纱线容易在牵伸过程和张力杆交换过程中发 生断头，所以高支粗纺纱更适合在环锭细纱机上纺制。本研究纺制的高支粗纺毛 环锭细 特殊要 苏拉倍 第二章纺制高支粗纺毛绒混纺纱的可行性分析 2 3 车间温湿度要求 图2 - 1 0 络筒、并线、倍捻设备 在纺织厂设备、工艺、操作、原料、温湿度5 大基础管理中，车间空气温湿 度是影响纺织生产的重要因素之一n 引。因此，空气调节是纺织生产的一个重要环 节，车间温湿度的控制是保证产品质量稳定提高，生产顺利进行的基础n 引。 粗纺车间布局与棉纺不同n 引，粗纺的梳毛、细纱、络筒、并线和倍捻工序均 在一个车间内完成，而各道工序对温湿度的要求是不同的。 梳毛工序对湿度的要求比较高，如果湿度过大原料容易缠绕锡林，导致烂毛 网和粗纱条重不匀；如果湿度过小则易产生飞毛和静电，影响生产正常进行。 细纱对于湿度的要求引，只要是湿度的稳定性，如果湿度变化很大，那么纺 出的细纱支数偏差会很大，严重影响质量。 筒、并、捻工序对于湿度的要求与细纱工序类似，其主要目的是为了保持纱 线支数的稳定性。 车间