（纺织工程专业论文）1332+MD络筒机毛羽形成机理及简易上蜡机构研究[纺织工程专业优秀论文].pdf

1 3 3 2 粕络筒机毛羽形成机理及简易上蜡机构研究 13 3 2m d 络筒机毛羽形成机理及简易上蜡机构研究 摘要： 作为一种减少络筒毛羽恶化情况的纺纱方法，络筒上蜡技术很大 程度上减少了络筒工序对纱线毛羽的恶化情况。 络筒上蜡，在络筒工序中，运用上蜡装置对纱线进行上蜡，在纱 线表面均匀地包覆一层蜡，使得毛羽紧紧贴敷在纱线表面，不会因为 和络筒机各部件之间的摩擦而大大增加其数量，从而改善成纱质量。 本文首先分析了国内外几种络筒机的上蜡装置，总结它们在纺纱 过程中发现的问题，相互之间的优缺点；其次分析了上蜡蜡块的配方， 找出一种上蜡效果最好的配方；再对上蜡装置物理模型进行理论研 究，从物理数学上验证被动稳定高效上蜡的可行性，并在此基础上研 制出适合1 3 3 2 m d 络筒机的上蜡装置；最后通过试纺对上蜡工艺进行 优化，得出最优工艺。 其具体内容如下： ( 1 ) 通过对不同蜡块化学配方的研究，得出一种最合适纺纱络筒 上蜡用的蜡块配方。 ( 2 ) 通过对上蜡装置物理受力作用的分析，得出纱线与蜡块的摩 擦力矩、蜡块与上蜡装置托盘的摩擦力矩以及纱线与上蜡装 置托盘的摩擦力矩这三者之间的关系，从而验证了被动稳定 高效上蜡的可行性。 ( 3 ) 根据国内外现有的上蜡装置以及上述的理论分析，研制出适 i 1 3 3 2 帅络简机毛羽形成机理及简易上蜡机构研究 合1 3 3 2 m d 络筒机的专用上蜡装置。其特点是用一种滚动轴 承系统来设计1 3 3 2 m d 络筒机上的上蜡装置，这样子转动轴 密封好，阻力矩小。再根据内燃机用离心结构自动稳速的原 理，以一简易装置自动控制蜡块的转速。从而达到稳定高效 上蜡。 ( 4 ) 最后，在学校和十七棉纺织厂等地进行一系列纺纱络筒实验， 并进行工艺优化。测试结果表明：经过改良后的络筒上蜡装 置上蜡，毛羽恶化小于传统上蜡和不上蜡，纱线各项性能也 有所改善。 关键词：络筒上蜡，毛羽，络筒上蜡装置，络筒上蜡原理，摩擦力矩， 化学油剂 s t u d yo nt h et h e o r yo fh a i r n e s sc o m i n gi n t ob e i n gi nw i n d i n ga n d t h ew 八x i n g a c c e s s o r i e s o n1 3 3 2 m dw i n d i n gm a c i i l n e s t u d yo nt h et h e o r yo fh a i r n e s sc o m in g i n t ob e i n gi nw i nd i n ga n dt h ew a x i n g a c c e s s o r i e so n1 3 3 2 m dw i n d i n gm a c h i n e a b s t r a c t a sam e t h o do fa b a t i n gh a i r i n e s se x a c e r b a t i n gd u r i n gw i n d i n g ， w a x i n ga b a t e sh a i r i n e s se x a c e r b a t i n ga n do p t i m i z e st h ey a mq u a l i t y t h em e a n so fw a x i n gi n w i n d i n gm e a n sw a x i n gy a r nb yt h e e q u i p m e n to fw a x i n ga c c e s s o r i e s o nw i n d i n g i tm a k eh a i r i n e s sb e a d h i b i t e do ny a r nt i g h t l y i tc a nr e d u c et h ef r i c t i o nb e t w e e ny a r na n d w i n d i n gm a c h i n e ，s oi tc a no p t i m i z et h ey a mq u a l i t y i nt h i sp a p e r ，i tc o m p a r e dt h ed i f f e r e n tw a x i n ga c c e s s o r i e sb e t w e e n s o m ek i n d so fw i n d i n gm a c h i n e i ts u m m a r i z e dt h ep r o b l e md u r i n g w i n d i n gp r o c e s s t h e ni ta n a l y z e dt h ec h e m i s t r yc o m p o n e n to fw a x ，a n d f o u n do u tam o s ts u i t a b l em e t h o d t h e ni ts t u d i e dt h et h e o r yo fw a x i n g ， a n dp r o v e dt h ef e a s i b i l i t yo fw a x i n gw i t h o u ta n ya d d i t i o ne n e r g y t h e ni t d e s i g n e dan e wl d n do fw a x i n ga c c e s s o r i e su s e do n1332 m dw i n d i n g m a c h i n e ，a n do p t i m i z e dt h ew i n d i n gp r o c e s s t h ed e t a i la sf o l l o w s ： ( 1 ) i ts t u d i e dm a n yk i n d so fc h e m i c a lc o m p o n e n t ，a n df o u n do u ta m o s ts u i t a b l ec o m p o n e n tt ow a x i n g s t u d yo nt h et h e o r yo fh a i r n e s sc o m i n gi n t ob e i n gi nw i n d i n ga n dt h ew a x i n g a c c e s s o r i e s0 n1 3 3 2 m dw i n d i n gm a c h i ne ( 2 ) i td r e wa b a s i cs t u d ya b o u tt h ew a x i n g ，a n da n a l y z e dt h ef r i c t i o n b e t w e e nt h ey a r n ，w a xa n dw a x i n ga c c e s s o r i e s i tf o u n do u tt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e ma n dp r o v e dt h a tw a x i n gp a s s i v e l y , s t a b l ya n de f f i c i e n t l yf e a s i b l e ( 3 ) t h r o u g ht h es t u d y , i td e s i g n e dan e wk i n do fw a x i n ga c c e s s o r i e s u s e do n133 2 m dw i n d i n gm a c h i n e i td e s i g n e db yt h et h e o r yo f r o l la x l e t r e e ，t h e nt h ee q u i p m e n tc a nb ea i r p r o o fa n dl o wf r i c t i o n t h r o u g h t h eb a s i ct h e o r yo fg a se n g i n er o ll i n gs t a b l y , i td e s i g n e d a na c c e s s o r yt oc o n t r o lt h ew a x sr o l l i n gs p e e da u t o m a t i c a l l y ( 4 ) f i n a l l y , w ep u tt h ed e v i c ei n t op r o d u c ei no u rs c h o o la sw e l la si n t h es e v e n t e e n t hc o t t o nt e x t i l ec o m p a n yt ow i n dt oo p t i m i z et h e w i n d i n gp r o c e s s t e s t i n gr e s u l tp o i n t e do u tt h a tu s i n gi m p r o v e d w a x i n ge q u i p m e n t ，y a r n sq u a l i t yw a sm u c hb e t t e rt h a ng e n e r a l w a x i n ge q u i p m e n ta n dn ow a x i n ge q u i p m e n t s k e y w o r d s ：w i n d i n g ，w a x i n g ，h a i r i n e s s ，c h e m i c a lc o m p o n e n t ，f r i c t i o n q i a ny o u s a n ( t e x t i l ee n g i n e e r i n g ) s u p e r v i s e db yp r o f c h e n gl o n g d i 附件一： 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的 指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包 含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对 所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：我复。 日期：加b 6 年1 月牛日 附件二： 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可 以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等 复制手段保存和汇编本学位论文。 保密留，在j l 年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密口。 学位论文作者签名： 我莨三 日期：2 口。厶年f 月j 妇 指导教师签名： 日期：训辟，月l 日 第二章引言 第一章引言 纺织工业作为一门传统产业，有着悠久古老的历史。从最初的手摇纺车到今 天的各种新型纺纱及织造技术，经过了无数代人辛勤的努力。然而回首百年以前， 我们不禁惊奇的发现纺织机械的发展进程并没有因为时间的积累而变化巨大，相 反当我们走进历史博物馆看那已成为文物的纺织机械时，发现有些和今天的并没 有十分大的差别。相对于新兴产业，如信息、电子、通讯之类，纺织业面临着艰 巨的挑战。大力开发新技术、新工艺是一项紧迫而又有意义的事业，它需要后一 代人不懈的努力和辛勤的工作。 同时，我们这一代也正处于一个时尚多元化的时代。二十世纪以来，市场上 的新型纤维和高档面料层出不穷，例如莫代尔( m o d a l ) 、细旦莫代尔 ( m i c r o m o d a l ) 、莱赛尔( l y o c e l l ) 、丽赛( r i c h c e l ) 、天丝( t e n e e l ) 等纤维， 其结构力学性能有一定的差异；还有米通、纱府绸、锦绵绸、贡缎等高档面料， 布面风格滑而爽，经纬向密度高，织造难度大，对纱线纱身的表面光洁度要求很 高i l 】，使得对整个纺纱过程中毛羽的控制提出了更高的要求。 纱线是组成织物的基本原料，一般多由短纤维纺制而成。纱线的结构特点根 据纺纱设备、加工系统以及纺纱所使用的纤维特性不同而有较大的差异。从影响 纱线的三大要素：纱线条干均匀度、棉结杂质数、毛羽数的演变，反映出纺纱技 术的提高和产品档次的升级。如1 9 6 0 年前中支纯棉细纱条干不匀率平均水平为 2 0 ，n 2 0 0 0 年则降低到1l 一1 4 。细纱的结杂也大幅度降低。然而纱线毛羽却一 直困扰着产品档次的提高，是目前企图解决的首要问题之一。 在整个纺纱过程中，细纱与络筒两个环节对毛羽的产生影响最大。现代纺纱 技术对于细纱工艺的研究已经做了很多深入的研究。相对而言，络筒上减少毛羽 恶化的研究就要少了很多。虽然先进的细纱工艺可以很大程度上改善毛羽，但是 经过络筒后，毛羽数量大大增加，纱线毛羽质量被大大恶化，因此络筒工艺的改 善也是应该受到足够的重视的。本课题就将通过国内外现有的细纱和络筒技术， 对络筒工艺进行深入研究，探讨新的技术，力求使得络筒工艺进一步的完善，减 少毛羽的恶化情况。 第二章引言 1 1 毛羽的形态与控制毛羽的重要性 纱线毛羽指的是暴露在纱线主干外的那些纤维头端或者尾端。换言之，在须 条加捻过程中，部分纤维的头端或尾端，没有被全部捻入纱线的主t 部分，这些 外露的纤维头、尾，称为毛羽 z l 。其形态错综复杂，按纱断面看分为三种：端 毛羽、圈毛羽、浮游毛羽，如图1 1 。 1 l 。 儿 ，f ： 、fj 端毛羽 圄毛羽 骥 浮游毛羽 图1 i 按纱断面看的毛羽分类 按纱线方向分为五种：顺向毛羽、反向毛羽、取向毛掣、圈向毛羽和乱向毛 羽如图1 - 2 ( ”。 耆司髟吾匿吾巨司蘑 顺向毛刊反向毛羽职向毛羽圈向毛羽乱向毛羽 图l2 按纱线方向看的毛羽分类 在环锭纺棉纱的毛羽中，端毛羽占8 2 8 7 ，其中，前向毛羽约占7 5 ， 后向毛羽约占2 0 。据资料分析：o5 r n m l m m 长度的毛羽约占毛羽总数6 0 ： l 3 n m a 约占3 5 左右：3 , _ m m 约占4 ；5 m m 以上的约占毛羽总数的1 忆 3 m m 及以上的毛羽会给织造和生产带来很大麻烦因此称作有害毛羽，我们主 要是去除这些毛羽。 毛羽是纱线实物质量评估的重要内容之一。纱线毛羽的数量、长短及其分布 对织物外观、手感和使用有密切的关系，并直接影响后道工序的质量和生产效率。 较少毛羽的纱线使其织物表面光洁，手感滑爽，具有较好的透明性、清晰度毛 o。hdrb 第二章引言 羽对涤纬纱、精梳纱、低特纱的影响尤为重要；对于手感指标很重要的产品则需 要一定数量的毛羽；而较多毛羽的纱线在织造过程中相邻的纱线易纠缠，布机开 口不清造成假吊经等纱疵，影响后加工过程的生产效率。因此，在纺纱过程中， 控制毛羽则显得极为重要。 1 2 传统纺纱中毛羽的形成与危害 1 2 1 环锭细纱机产生的毛羽 由于环锭细纱机加捻方式为卷捻，即在加捻三角区处，扁平纤维丛被包卷加 捻成圆核形的纱线。这是细纱毛羽产生最多的地方，此处毛羽的形成有四种情况 1 5 l ： ( 1 ) 经牵伸后从前罗拉钳口送出的扁平纤维丛，在加捻三角区受加捻作用包卷 成纱时，未受加捻力矩控制的头端自由纤维( 尾端处在前钳口须条中，而头 端从须条中分离出来的纤维) 不能卷入纱体而露在外面形成毛羽； ( 2 ) 在张力的作用下，距纱轴中心不同距离的纤维受到的向心压力大小不同而 在纱条内外层间发生反复的内外转移，在转移过程中被挤出纱体的纤维端， 由于向心压力难于再作用于其上而留在纱的表面形成毛羽； ( 3 ) 纤维的前端受传递来的捻度控制，而尾端在脱离前罗拉钳口但尚未被较大 的捻度控制的瞬间，受纤维挠曲刚度的作用被弹出纱体而形成毛羽另外 环锭纺纱线成纱在加捻卷绕过程中，由于离心力的作用，使己捻人纱体中 的纤维端被甩出而形成毛羽，飞花和短绒附着于纱体而部分捻入纱中，形 成凝聚毛羽； ( 4 ) 纱线在加捻卷绕过程中，由于各种机件对纱线的磨擦作用而形成的毛羽， 纤维伸出纱线主体表面的部分，也就是在须条加捻过程中，部分纤维的头 端或尾端，没有被全部捻入纱线的主干部分，这些外露的纤维头即为毛羽。 1 2 2 纱线毛羽的危害性 ( 1 ) 纱线上的毛羽分布不均匀在织造中会形成新的棉结，影响染色布的外观， 由于伸出纱体外的毛羽比纱体内的纤维更容易染色，从而形成染色后的色 差，形成横档疵点； 第二章引言 ( 2 ) 在生产高密织物时，特别是在喷气织机上生产高密织物时，毛羽会使相邻 经纱相互缠连，也会使引纬产生困难。由于毛羽的存在，减少了织机开口 的有效高度，造成经纱开口不清，使纬纱飞行受阻造成停台。相邻经纱缠 连产生开口不清还会产生织造疵点，影响产品质量； ( 3 ) 纱线上的毛羽在下游各工序因受摩擦而脱落，形成飞花，污染环境、危害 人体健康，也会产生新的疵点使纱线及织物质量下降； ( 4 ) 多毛羽纱线织物比少毛羽纱线织物易于起球，织物的等级评定也受所使用 纱线毛羽数量的影响； ( 5 ) 织物的厚度会随毛羽的增加而增加； ( 6 ) 织物的透气性与毛羽指数呈正相关； ( 7 ) 织物表面性能似与纱线的毛羽有关裂引。 这些最终都将反映在织物上，使得织物不光洁，纹路不清晰，涤棉织物不滑 爽等。由于毛羽的这些危害，人们投入了大量的人力物力，出现了很多新型纺纱 工艺，并且取得了令人瞩目的成绩。使得毛羽在细纱工艺中得到了很好的控制。 1 3 新型纺纱对毛羽的控制 1 3 1 c o m p a c ts p i n n i n g ( 集聚纺) 对毛羽的控制 环锭纺喂入加捻三角区不可能聚拢喂给的所有纤维，使得环锭纺的许多边缘 纤维或者丢失掉，或者以某种方式附着在纱线上完全不受控制，或者捻合到纱线 中，从而影响了纱线的强力和条干均匀度。集聚纺纱技术的思路是在牵伸区和纱 线成形区之间增加了一个中间区域，在这个区域中经过牵伸后的纤维层借助于气 流的作用沿横向紧缩，紧缩的效果是使该加捻三角区变得很窄小以至于消失掉。 使得在这一过程中所有进入加捻三角区的纤维都被完全集聚到纱线中，结果形成 了一种完美的纱线结构一紧密纱线结构。集聚纺可使毛羽可降低1 5 - 2 0 ，其中 大于5 m m 以上的长毛羽几乎为零 7 】，经络筒工序后，集聚纱毛羽的增加量不足 传统环锭纱的5 0 t8 9 1 。生产集聚纺纱机的主要公司有r i e t e r ，s u e s s e n 和z i n s e r 。 图1 3 所示为传统环锭纱和集聚纱在电镜下外观形态的区别。 4 第二章引言 醚 圈i3 传统的环锭纱( 芷) 和集聚纱( 右) 1 3 2 s i r o s p u n ( 赛络纺) 对毛羽的控制 赛络纺技术是国际羊毛局和澳大利亚共同研制成功的一种新型纺纱技术。赛 络纺即取纱捻法，就是两根粗纱分别牵伸成纤维条，再捻合成纱，省去一次加捻 而具有合股线效果”o 】。赛络纺纱是对目前仍占主导地位的传统环锭纺纱的技术 改造，具有构思新颖、技术可行、工艺简便、成本节省等突出特点，己在国内外 广泛推广应用o h m 】。 赛络纱线结构中股线与单纱均有一定的捻度【”1 ，因此赛络纱线成纱过程中 实际进行了2 次加捻，从而纱线表面的毛羽有2 次机会捻入纱线中，所以赛络纱 线外表光洁、平滑、毛羽少。 1 3 3s i r o f i l ( 长丝赛络纺) 对毛羽的控制 s i r o f il 纺是在s i r o s p u n 纺基础上发展起来的【”1 ，即一根经过细纱机牵伸装置 形成的须条和另一根只经过张力装置和导纱器、不经过牵伸装置的长丝在加捻三 角区复合加捻成一根复合纱。此种工艺起源于毛纺精纺系统，目前也应用于棉纺 系统i 。 s i r o f i 纱与普通纯棉纱相比长丝的引入使得纱线的毛羽指数较大程度地减 小，因而提高了纱线的可织造性。由于须条与长丝之间存在一定的间距，使得须 条从前罗拉钳口向纱线汇聚点倾斜，须条的颈加捻三角区变得狭窄，加捻力矩易 于对纤维控制，并减少了浮游纤维，减少了毛羽。两单股纱对毛羽的捕捉作用 也对减少毛羽起了很大作用。 1 34s o l o s p u n 对毛羽的控制 近两年在赛络纺、赛络菲尔纺的基础上发展起来的s o l o s p m l 工艺，斟其优 第二章引言 越的经济效益和独特的纱线性能而日渐为人们所关注。它是在传统的环锭纺纱机 上安装l 对特制的沟槽罗拉。此沟槽罗拉可以将从前罗拉输出来的纤维须条分劈 成若干小束，从而使纺纱的加捻机理发生变化 1 。s o l o s p u n 纺纱技术的特殊加捻 机理使纺得的纱线具有强力高、表面光洁、毛羽少等特点，可以被用来单经单纬 免上浆织造。 s o l o s p u n 纺纱技术的成纱机理和结构，对毛羽的改善有着积极的作用。在预 加捻阶段，纤维基本上呈螺旋线状存在于纤维小束中，由于捻度较小，纤维螺旋 线与纱轴向夹角很小，纤维头端因弯曲和扭转弹出纱体的机会较小。经预捻的各 股纤维小束在汇聚点处合并再加强捻，原来结构较为松散的纤维束受到类似于合 股作用的强捻作用，使得各纤维束紧密地缠绕在一起，形成致密的纱线结构。使 纤维及其头端在后面的各项运动中不易被甩出纱体。另外，原来存在于纤维束表 面的头端，经再次加捻后又有一部分卷进了纱线的内部，又减少了一部分原来可 能出现的毛羽【1 8 1 。 由于新型统纱技术的不断出现，细纱工艺对于毛羽的控制，已经达到了一个 很高的水平。但是，相对而言，络筒工艺却长期的没有受到足够的重视。由于络 筒工艺会很大程度的恶化细纱中产生的毛羽，因此一定程度上抵消了细纱工艺中 好不容易才取得的功绩。所以，进一步解决络筒中毛羽的恶化问题，已经刻不容 缓。 1 4 络筒工艺中各参数对毛羽的恶化影响 1 4 1 络筒速度对毛羽的影响 络筒速度越高，纱线跳动越严重，纱线与气圈破裂器、张力器、清纱器以及槽筒 的碰撞和摩擦加剧，毛羽明显增加，特别是在机械状态不理想，工艺参数不够恰 当的情况下，速度越高，毛羽增加的幅度越大，不同的槽筒转速对毛羽增加的影 响见表1 1 。 表1 1 不同的槽筒转速对毛羽增加的影响【1 9 】 6 第二章引言 注：1 3 t e x 涤棉纱槽筒直径8 2 。5 m m 1 4 2 摩擦纱段和气圈控制器 在络筒过程中，纱线从纱管上退绕时，由于摩擦纱段的存在而受到摩擦，其 结果导致毛羽的增加。就一只管纱而言，毛羽增加的幅度是不一样的。满管时， 摩擦纱段较短，纱线毛羽增加少，随着退绕的进行，纱管裸出部分不断增加，摩 擦纱段长度不断增大，毛羽也逐渐增加。特别是管底退绕时，纱线对纱管的摩擦 纱段急剧增加。毛羽增加较多。络筒时，为了减少纱线张力的波动，在纱道形成 气圈的部位安装了气圈破裂器。 表1 - 2 无气圈控制器与毛羽间的关系【2 0 】 注：机型为村田n o 7 7 型自动络筒机，络纱速度为1 0 0 0m m i n ，络纱张力为8 档 由表1 2 可见，采用气圈控制器可明显减少络纱毛羽。采用气圈控制器，一 方面可使络纱张力稳定一致，且使筒子上的纱线张力稳定均匀；另一方面在纱线 退绕时，可减少气圈与空气及周围络纱部件的摩擦碰撞，从而减少络纱毛羽。 1 4 3 导纱s 片材料 纱线长时间通过金属导纱s 片，导纱片会起槽，刮擦纱线，使纱线上的短毛 羽成为长毛羽。另外金属导纱s 片的静电积聚作用会使涤棉精梳纱的络纱毛羽数 量增加，而瓷瓦导纱s 片耐磨性好，不易起槽和产生静电。两种导纱s 片的对 比试验，结果如表1 3 所示。 表1 - 3 不同导纱s 片材料与毛羽间的关系 7 第二章引言 注：品种t c j ( 8 0 2 01 3 t e x ) ，机型为1 3 3 2 m 型络筒机，导纱距离1 0 0 m m ，络纱速度为6 5 4 m m i n 。 1 4 4 清纱器隔距对毛羽的影响 清纱器的作用是清除纱线上的杂质和疵点，其作用原理是当纱线的杂质与清 纱板( 或梳针) 摩擦或碰撞时而落下。由于纱线一直与清纱板接触摩擦，所以毛 羽增加。当清纱板隔距不同时，毛羽的增加幅度也不一样。隔距越大，毛羽增加 幅度越大，其二者关系见表1 4 。当隔距小络筒速度高时，毛羽增加更多。 表1 4 清纱器隔距与毛羽的关系【2 0 】 注：2 8 t e x 棉纱，速度5 5 0m m i n ，d 为棉纱直径。清纱器的上下位置对毛羽的形 成也会产生较大的影响，如果纱线不处于上、下清纱板的中间位置，而在清纱板 处呈折线，络筒时将会产生严重的刮纱现象，使毛羽大幅度增加。 1 4 5 络纱张力对纱线毛羽的影响 表1 - 5 络筒张力的影响2 2 i 注：机型为村田n o 7 7 型自动络筒机，络纱速度为1 0 0 0m m i n 。 由表1 5 可以看出，络纱张力对纱线毛羽的影响非常显著，络纱张力与毛羽数 呈正相关。其原因是络纱张力增大，纱线与络纱部件摩擦增大，所以毛羽增多。络 纱张力对纱线质量及筒子成形有影响，应综合考虑。在不影响筒子成形的条件下， 采用较小的络纱张力对减少毛羽和保持纱线的强力和弹性有利【l 引。 国外有资料口3 4 5 】显示筒子纱内外层的单位长度毛羽累计长度是逐级递减 的，纱线内外层受到的压力不一样，内层纱线受到的力大于外层纱线的力，所以 纱线毛羽累积长度小。为了减少筒纱内外层的纱线毛羽变化的差异，在试验时要 控制卷绕长度在5 0 0 m 左右。 第二章引言 长2 m m 毛羽数根1 0 m 2 3 0 2 72 5 8 7 5 注：机型为村田n o 7 - 7 型自动络筒机，络纱速度为1 0 0 0m m i n 。 由表6 可以看出，在相同工艺条件下，金属槽筒的毛羽数比胶木槽筒的降低 1 0 以上，毛羽变异系数也小。其原因是金属槽筒有消除静电作用，表面经特殊 处理，耐磨性和使用寿命长，而且越磨越光滑，所以有利于减少纱线毛羽。胶木 槽筒耐磨性差，易被纱线磨出沟痕胸痕又对纱线摩擦胶毛羽增加；在加工化纤纱 或涤棉混纺纱时，易产生静电胶毛羽增多。 1 5 络筒工艺对毛羽的控制 传统络筒工艺对于纱线毛羽的控制的先进技术主要有2 个方面。一种是通过 气流喷嘴作用来减少毛羽的恶化。另一种是通过上蜡的途径来减少毛羽的恶化。 1 5 1 气流喷嘴对毛羽的控制 由东华大学朗军、朱苏康等人研制的带搓抹器的气流喷嘴式络筒纱线毛羽减 少装斟2 6 1 ，如图l 一4 所示，经实践证明，取得了良好的毛羽减少效果。毛羽减少 装置由涡流管1 、搓抹器4 和外套管5 三部分组成。图1 - 4 为毛羽减少装置的结构示 意图。 图1 - 4 毛羽减少装置的结构示意图 涡流管1 的工作部分是位于管子轴心位置的纱线通道3 以及管壁上的喷气孔 9 第二章引言 2 、2 。压缩空气经设置不同的喷气孔在纱线通道中形成方向各异旋转气流。在 纱线通道3 的人口处，旋转气流与纱线捻向相同，对纱线有退捻作用，从而降低 纱线的捻度，纱身疏松；而在纱线通道3 的出口处，由于旋转气流反向，对纱线 起加捻作用，纱线原来的捻度又得到恢复，纱身捻紧。纱线结构经过这样的疏松 和捻紧，一些突出毛羽就缠绕到纱线上或被捻人纱线结构内，而另一些则飞离纱 线表面，于是纱线毛羽得到初步减少。位于涡流管l 出口处的搓抹器4 由四根两两 正交的金属杆组成。所形成的搓抹口对纱线的运动具有微弱的约束作用。在搓抹 口内，做旋转向上运动的纱线受搓抹棒光滑表面的机械作用，使游离毛羽沿纱线 捻向捻贴到纱身上，进一步提高了减少纱线毛羽的效果。外套管5 上有两个进气 孔6 ，为压缩空气的通道。喷气孔2 对应的进气孔在此图中省略。毛羽减少装置 的纱线通道直径为2n l r n ，喷气孔的直径为0 3m l t 、数量为2 个、倾斜角为5 0 0 。 毛羽减少装置安装在自动络筒机电子清纱器上方，即上蜡装置的部位。在毛 羽减少装置和空气压缩机之间安装一套气流净化及压力测控装备： 匿亟虿卧咂夏回匡西围殛董弘匦耍卜圜_ 匿圈 国 表1 8 是该装置对棉纱的试纺结果。 表1 8 毛羽减少装置对纯棉纱试纺的结果【2 7 l 可以看出，在自动络筒机上加装气流喷嘴后，纱线毛羽有明显的减少。 但是，由于气流喷嘴是应用于自动络筒机上，对于占有市场8 0 的1 3 3 2 m d 络筒机并不适用，因此不能广泛的推广。并且，由于气流喷嘴的能耗相当大，对 于现今利润薄弱的纺织行业来讲，也是个很大的负担。因此，还需要探索其他更 为经济实用的方法来改善毛羽的恶化。 1 5 2 上蜡工艺对毛羽的控制 上蜡工艺就是对纱线进行上蜡处理，使之被蜡包覆，从而达到减少毛羽恶化 目的。上蜡有2 种途径，液态上蜡和固态上蜡。 l o 第二章引言 1 5 2 1 液态上蜡对毛羽的控制 液态上蜡是对纱线施加一定量的浆液，使之按一定比例粘附在经纱表面和浸 入纱线内部，再经烘干使浆纱表面形成牢固坚韧的浆膜，达到伏贴毛羽、提高耐 磨性，从而提高经纱织造性能的重要工序。 液蜡是一种水溶性聚合物，具有较好的润滑性和可洗性。纱线经上蜡后，可 提高毛纱表面的光洁度，降低纱线之间以及纱线与停经片、综丝、钢筘之间的摩 擦系数，减少断经、脱经和坯布织疵。上蜡技术已被毛纺织厂广泛采用，成为提 高产品质量与生产效率的有效手段f 2 8 2 1 。 生产中，以手工和机械蜡槽蜡辊两种方法上蜡。以手工上蜡，一是上蜡严重 不匀，二是带来蜡液的严重浪费，当用在白坯匹染布上时，往往在后道染色中产 生染花。而以蜡槽蜡辊上蜡，则上蜡均匀，后道染色和整理中，正常情况下没有 任何问题。 但是，上液蜡也给后整理增添了麻烦。首先，经过了上蜡制织的坯布，必须 强化洗呢，而且一定要洗净，否则，条染产品会产生色萎，而匹染产品则会产生 染花疵点。其次，根据蜡剂的性能要求，只有在热固化前才能经水洗去除，而不 致产生色花和色萎现象，这就要求坏布必须作后定形或中间定形，煮呢前一定要 加强洗呢，洗净蜡剂，同时还要考虑烧毛有可能带来的不利因素。凡此种种，都 有可能给昵绒的手感和实物质量及风格特征等产生不良的影响【3 3 3 4 1 ，上液蜡时 的生产速度以及成本开支，也严重的制约了上液蜡的应用。 由于以上种种弊端，导致液态上蜡只能用在比较高档的毛纺中，而不能广泛 的推广。 1 5 2 2 固态上蜡对毛羽的控制 固态上蜡就是让纱线通过成型的固态蜡，通过摩擦作用，使蜡包覆在纱线上。 现在国内纺纱厂内应用的主要有国产的1 3 3 2 m d 型络筒机被动上蜡装置和 国外的自动络筒机系列主动上蜡装置。 在1 3 3 2 m d 型络筒机上做上蜡工艺的对比试验，通过对筒子纱毛羽的测试， 结果见表1 7 。 第二章引言 可以看出，经过上蜡工艺的筒子纱毛羽明显减少。其主要原因是上蜡以后， 纱线表面毛羽被蜡覆盖，降低了纱线表面的摩擦系数和静电压积聚，从而减少了 纱线发毛现象，使纱线毛羽大为改观。 相对于液体上蜡，固体上蜡装置简单、成本较小，生产速度高，更容易清除。 但是，由于受现在上蜡装置的局限性，上蜡不均、蜡对纱线的包覆不全面，成为 其主要的缺陷。并且，蜡的去除也是固态上蜡的一个症结所在。国内大部分所用 的蜡块都是高熔点的蜡，其熔点高，难于去除，和液态上蜡一样，影响了后道工 序的加工。因此，解决上述问题，成为改善络筒中纱线毛羽恶化问题的关键所在。 1 6 本课题研究目的、意义及研究内容 1 6 1目的和意义 在整个纺纱过程中，细纱和络筒2 个环节对毛羽的影响最大。现代新型纺 纱技术的出现，很好的控制了细纱时的毛羽产生。但是，另一个重要环节，络筒 受到的注视就要小很多，投入在其上面的研究远远不能满足实际的需要。使得络 筒工艺中毛羽恶化依旧很大，在4 7 倍左右，甚至达到1 0 倍。这种恶化把前道 细纱工序的成果全都埋没了。因此，络筒毛羽减少恶化这个课题呼之欲出。 通过上蜡，可以使纱线毛羽贴敷在纱线上，减少毛羽的恶化。相对于气流 喷嘴，上蜡的能耗小，成本低，装置简单，更适合我国大部分的纺织厂。而固态 上蜡比起液态上蜡，进一步可以节约成本。因此，本课题就固态上蜡作为研究目 标，力争解决固态上蜡上蜡不均、蜡对纱线的包覆不全面、后道工序难以去除这 些致命的缺陷，使其得到普遍的应用。 1 6 2 研究内容 本课题是采用大量实验的方法，对络筒上蜡装置、络筒上蜡工艺以及蜡块的 化学配方进行探讨。争取在此基础上建立纱线上蜡时的结构模型，论证其可行性。 1 2 第二章引言 然后对络筒上蜡工艺参数进行优化。其具体内容如下： ( 1 ) 对蜡块的化学配方进行优化； ( 2 )观察上蜡过程中纱线的运动过程，并通过物理数学方法，对纱线上蜡过程 进行理论论证，并建立纱线受力模型： ( 3 ) 利用研制的上蜡装置试络大量的纱线试样，测试各项性能指标，包括纱线 的3 m m 以上毛羽数、强力等； ( 4 ) 在以上基础上，对上蜡装置的络筒工艺参数进行优化，得到最佳方案。 1 3 第二章引言 参考文献 【l 】常勇吴心红环锭纺纱线成纱毛羽的控制措施探讨2 0 0 3 年9 月第1 8 卷第3 期 6 7 - 7 0 ： 【2 j 上海市棉纺织工业公司棉纺手册编写组编纺纱手册( 第二分册) 纺织工业出版社 2 3 8 2 4 0 ； 【3 】温宇纱线毛羽探讨广西纺织科技1 9 9 7 年第2 6 卷第1 期3 7 4 l ： 【4 】赵博石陶然纱线毛羽成因分析济南纺织化纤科技2 0 0 3 年1 月第1 5 卷第4 期3 4 3 5 ； 【5 】柳贡仁张弘艳王顺真毛羽的形成及减少毛羽的措施黑龙江纺织1 9 9 7 年第2 卷第 6 9 期l o 1 l ： 【6 】6李小兰译纱线毛羽对织物性能的影响棉纺织技术2 0 0 3 年第4 卷第7 期6 3 - 6 4 ； 【7 】b a l a s u b r a m a n i a nn ，d e v e l o p m e n t si nd r a f t i n ga tr i n gf r a m e ，t h ei n d i a nt e x t i l ej o u r n a l ， 2 0 0 0 ，9 ，3 6 3 8 ： 【8 】i n g th e c h t l ，c o m p a c ts p i n n i n g ：b o o s t i n gq u a l i t yi nl o n g - s t a p l ef i b e r s ，t h ei n d i a nt e x t i l e j o u r n a l ，1 9 9 8 ，6 ，1 0 6 1 0 9 ： 9 】t m sg o l d e r , c o m p a c ts p i n n i n gf o rr e d u c e dc o s t sa n dr a i s e dq u a l i t y ，m e l l i a n dt e x t i l b e r c h t e ， 2 0 0 0 ，9 ，1 6 1 ； 1 0 】赛络纺汪测生山东纺织科技1 9 9 9 年第3 卷第5 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卷第9 期 1 4 7 - 1 4 9 ； 【2 3 】x w a n g j t e x t 1 n s t ，1 9 9 8 ，8 9 ( 2 ) ：2 8 1 2 8 8 ； 【2 4 】b o z i p e k t e x t i l em o n t h ，1 9 9 9 ( 1 ) ：2 9 3 4 ； 【2 5 】x w a n g 。j t e x t ，i n s t ，19 9 9 ，9 0 ( 4 ) ：5 5 5 - - - 5 6 9 ； 【2 6 】朗军络纱工序纱线毛羽研究【学位论文】上海东华大学2 0 0 4 ： 【2 7 】朗军自动络筒机上毛羽减少装置的研究东华大学学报第3 0 卷4 期2 0 0 4 ，85 - 8 ； 【2 8 】张云杉刘敏加强液蜡装置技术改造努力提高装置经济效益2 0 0 1 年第3 0 卷第1 2 期 3 8 4 0 ： 【2 9 】万明钱现精纺毛单纱毛羽伏贴的研究毛纺科技1 9 9 8 年第2 卷第6 期3 0 - - - 3 4 ； 3 0 】周永凯毛纺油剂、液蜡、冷浆的异同分析毛纺科技2 0 0 1 年第4 卷第4 期5 5 - 5 8 ； 【3 1 】钱现武海良毛纱上浆方式的研究毛纺科技2 0 0 0 年第2 卷第3 期5 6 6 0 ； 【3 2 】w a n g km i a o mr e d u c i n gy a mh a i r i n e s sw i t ha na k d e ta t t a c h m e n td u r i n gw i n d i n gj t e x t i l ei n s t 1 9 9 7 6 7 ( 7 ) ：4 8 1 4 8 5 ： 3 3 】达昌保上蜡上浆在精毛纺生产中的实际应用毛纺科技1 9 9 8 年第3 卷第4 期 2 5 - 2 8 ； 【3 4 】董彦嘉周永凯毛精纺纱上浆的研究毛纺科技1 9 9 8 年第l 卷第5 期4 4 - 5 1 。 1 5 第二章现代络筒固态上蜡技术的研究 第二章现代络筒固态上蜡技术分析 当今国内各纺织厂应用的络筒机大致有2 大类，一类是以国产1 3 3 2 m d 型 络简机为代表的络简机，还有一种是由德国s c h l a f h o s t ( 茨来福) 公司牛产的 a u t u e o n e r 系列、日本村田( m u r u t a ) 公司生产的m a c h c o n e r n o7 一v 系列以及意 大利萨维奥( s a v i o ) 公司生产的e s p e r o 系列为主的自动络筒机【l _ 2j 。2 0 0 0 年以后， 德国s c h i a f a o s t ( 茨来福) 公司、日本村田( m u r u t a ) 公司、意大利萨维噢( s a v i o ) 公司还相继推出了a u t o c o n e v 3 3 8 型【3 4 】、n o2 1 c 型、o r i o n 型【5 i 。 为了对现在国内上蜡技术的应用有一个清楚的了解，就必须对这2 大类的络 筒机的上蜡装置有非常清楚的认识。并且，对于上蜡用的蜡块也必额有所研究。 2 1 各种络筒机上蜡工艺的研究 2 1 1 国产1 3 3 2 m d 型络筒机的上蜡装置 。 驾彩 1 馘秽、 势 国2 - 11 3 3 2 m d 络筒机示意圜 图中：l 管纱：2 一导纱杆3 一导纱扳4 一张力器5 一清纱板；6 一张力杆7 一槽筒。 图2 1 是1 3 3 2 m d 络筒机的示意图，纱线从管纱通过导纱杆、导纱板、张力 器、清纱板、张力杆、槽筒到最后的筒子纱。现柏在1 3 3 2 m d 络筒机卜安装上 蜡装置，有两种方法。一种是在张力盘后面再安装一个上蜡装置。另一种是直接 z _塾 第一章现代络筒固杏上蜡技术的研究 将上蜡装置替换原来的张力盘。前一种方法，纱线所受的张力比较均匀，所以筒 子纱的毛羽c v 值波动较小，但是由于多增加了一个设备，纱线受到的恶化有所 增加。后一种方法，由于上蜡系统本身的不稳定，导致毛羽的c v 值波动比较大， 并且随即对毛羽的恶化产生影响，如表2 - 1 所示。 表2 1 两种安装力法毛羽指标的比较 注：筒子纱为涤纶纱线，槽筒速度为1 9 0 0 r m l n 。 国产1 3 3 2 m d 型络筒机现有的上蜡装置