竹纖維渦流紡紗梳棉工藝分析
渦流紡紡制竹纖維紗生產(chǎn)中，梳棉生條質(zhì)量對渦流紗結(jié)構(gòu)和性能影響明顯。針對竹纖維性能及渦流紡紗工藝要求．對梳棉針布配置、刺輥速度、刺輥與給棉板隔距、錫林與道夫速比及相對濕度等工藝進行了探析。通過提高生條中纖維整齊度，減少彎鉤和棉結(jié)，可以提高竹纖維渦流紡紗的質(zhì)量。
0前言
竹纖維是由竹子漿粕溶解紡絲而成的新型再生纖維素纖維，具有天然抗菌性、良好的透氣性、獨特的回彈性、瞬間吸水性和防縮水性及較強的縱向和橫向強度等優(yōu)良特性，集天然纖維與人造纖維的優(yōu)點于一體，是一種環(huán)保型纖維。我們利用渦流紡紡制了竹纖維紗，并針對竹纖維性能特點及渦流紡紗工藝要求，就喂入纖維條對渦流紡紗質(zhì)量的影響情況作了試驗分析，發(fā)現(xiàn)合理選擇梳棉工藝是提高渦流紡紗質(zhì)量和制成率的關(guān)鍵。
渦流紡紗的機理是纖維條經(jīng)牽伸后形成纖維束，纖維束在噴管中穩(wěn)定的渦流控制下加捻及末端擴張，再經(jīng)空心錠子的捻搓作用后旋轉(zhuǎn)，完成外部包纏纖維和紗芯纖維的加捻作用，成紗具有獨特的內(nèi)外結(jié)構(gòu)特征。外部結(jié)構(gòu)近似于環(huán)錠紡紗，外部包纏纖維呈螺旋狀，與無捻紗芯一起形成捻度，相對于真捻紗．包纏纖維比較少，并有伸直纏繞的情況。內(nèi)部紗芯纖維的排列直接影響成紗強力，如纖維分布定向好，單位截面承擔(dān)應(yīng)力的纖維數(shù)量多，成紗強力弱環(huán)及細(xì)節(jié)出現(xiàn)概率少，成紗斷裂強度增加。渦流紡紗時如果喂入條纖維彎鉤和棉結(jié)多，則紗芯纖維定向性差，易產(chǎn)生強力弱環(huán)及細(xì)節(jié)，短絨含量高還將導(dǎo)致渦流紡紗生產(chǎn)中纖維散失，造成渦流紗斷裂強度下降。由此可見，喂人纖維條中的纖維整齊度、彎鉤和棉結(jié)數(shù)量直接影響到竹纖維渦流紗的成紗結(jié)構(gòu)和性能，而纖維條質(zhì)量主要取決于梳棉過程中對纖維的梳理和轉(zhuǎn)移。
1原料性能和紡紗工藝流程
1．1竹纖維性能
竹纖維細(xì)度1．67 dtex，長度38 mm，回潮率10．5％，斷裂強度4．35 cN／dtex，斷裂伸長率20．3％。
1．2工藝流程


1．3各工序定量
竹纖維渦流紗號數(shù)為14．7 tex，紡紗各工序定量為：開清成卷395g/m，梳棉生條18．84 g／5m，頭并17．85 g／5 m，二并16．6 g／5 m。
2梳棉工藝對竹纖維渦流紗質(zhì)量的影響
結(jié)合竹纖維性能及渦流紡紗的工藝特點，著重從梳棉過程中強化梳理和轉(zhuǎn)移功效、減少纖維彎鉤和棉結(jié)數(shù)量、避免纖維損傷以及短絨控制等方面，分析梳棉工藝對竹纖維渦流紗成紗結(jié)構(gòu)和性能的影響。
2．1針布規(guī)格
選用針布的規(guī)格參數(shù)必須滿足強化分梳和轉(zhuǎn)移的要求，使分梳與轉(zhuǎn)移在梳理過程中獲得最佳的配置和最優(yōu)的梳理質(zhì)量。考慮到竹纖維細(xì)度細(xì)，長度長，含雜少，梳理過程中靜電多，易纏繞針布，因此，采用的針布應(yīng)使梳棉機針布充塞少，纖維負(fù)荷輕，纖維轉(zhuǎn)移率高，生條結(jié)雜少，棉網(wǎng)清晰度高，纖維梳理度好，纖維損傷少。紡制竹纖維渦流紗選用的梳棉機針布主要規(guī)格參數(shù)見表1。


刺輥針布：采用優(yōu)質(zhì)鋼鋸條，齒尖鋒利度、耐磨性、光潔度、平整度要好，避免磨損、倒齒損傷纖維，適當(dāng)增加單位面積的齒尖數(shù)、基部厚度窄，以提高梳理度，減輕錫林和蓋板區(qū)域的分梳負(fù)擔(dān)。
錫林針布：采用矮齒、淺齒，在梳理過程中使纖維處于齒尖，增加錫林針布與另一針面的接觸長度和作用齒數(shù)，有利于纖維的分梳和轉(zhuǎn)移，提高了梳理效果和均勻混和效果。針布負(fù)荷輕，轉(zhuǎn)移率高，對減少棉結(jié)有利。采用薄齒、密齒，增加了對纖維的握持和分梳能力，基厚減薄增加了針布的橫向密度，增大了橫縱向的齒密比，有利于把纖維束分梳成單纖維，有利于棉結(jié)減少，改善棉網(wǎng)均勻度、棉網(wǎng)結(jié)構(gòu)及纖維伸直度，提高成紗質(zhì)量和減少齒尖磨損的功能。為加強竹纖維梳理過程中轉(zhuǎn)移釋放性能，避免纖維纏繞針布而急劇增加棉結(jié)，工作角可偏大掌握。
道夫針布：道夫針布的主要作用是凝聚纖維，把已分梳好的單纖維及時從錫林上充分轉(zhuǎn)移出來，凝聚成棉網(wǎng)，道夫針布應(yīng)具有足夠的抓取握持能力。因此，為了保證纖維及時、充分、正常轉(zhuǎn)移和解決高速氣流的順利引導(dǎo)問題，可利用齒高、大齒隙容量、小工作角、弧形齒尖來提高轉(zhuǎn)移能力。道夫針布齒深加大，齒間容量加大，道夫針布的握持抓取力大，有利于容納更多的纖維，有利于錫林和道夫作用區(qū)氣流的引導(dǎo)和下泄。采用弧形變角齒尖可極大地提高道夫針布的剝?nèi)∞D(zhuǎn)移性能，減小齒尖角有利于對纖維層的穿刺和棉網(wǎng)凝聚，而且還使棉結(jié)顯著降低，改善了棉網(wǎng)質(zhì)量。
蓋板針布：錫林、蓋板作為梳棉機主要梳理區(qū)，梳理作用由錫林針布和蓋板針布共同完成，蓋板針布采用橫向針尖距小、縱向針根距漸稀的圓弧形曲線排列，有利于纖維釋放轉(zhuǎn)移，針布負(fù)荷輕，蓋板花少，又保證有足夠的梳理能力和減少棉結(jié)。
2．2刺輥落棉控制
由于竹纖維長度及整齊度好，雜質(zhì)較少，為減輕錫林和蓋板區(qū)域的分梳負(fù)擔(dān)，可強化刺輥的開松梳理作用，以提高轉(zhuǎn)移至錫林纖維的梳理度，因此，可適當(dāng)提高刺輥速度(控制在800 r／min左右)。同時，也增加了錫林與刺輥的速比，有利于纖維由刺輥向錫林的轉(zhuǎn)移，達到減少棉結(jié)和改善成紗條干的效果。刺輥速度對竹纖維生條條干的影響情況見圖1。


圖2為給棉板與刺輥最緊隔距對竹纖維渦流紗斷裂強度的影響。刺輥速度較高，刺輥對給棉羅拉與給棉板握持的纖維進行激烈的開松分梳，處理不當(dāng)容易造成纖維損傷。為了避免過多損傷纖維，提高成紗強度，可采用弧形給棉板，給棉板與刺輥最緊隔距應(yīng)適當(dāng)放大些。同時，應(yīng)加強落棉控制，適當(dāng)提高除塵刀位置和增大除塵刀的安裝角度，并在不干擾刺輥氣罩部分氣流情況下加大吸風(fēng)量，特別是加強后車肚吸風(fēng)，消除除塵刀和小漏底掛花，減少纖維的損失。還可以采用無網(wǎng)眼光板漏底，入口隔距縮小，這樣可以阻止大量氣流進入漏底造成的氣壓過高，減少小漏底內(nèi)部積花。


2．3錫林與道夫的線速比
由于渦流紗具有呈螺旋狀外部包纏纖維與內(nèi)部無捻紗芯的內(nèi)外結(jié)構(gòu)特征，內(nèi)部紗芯纖維的排列直接影響成紗強力，影響成紗強力的主要是細(xì)節(jié)及強力弱環(huán)，纖維彎鉤和棉結(jié)多，強力弱環(huán)及細(xì)節(jié)出現(xiàn)概率多，造成成紗的斷裂強度下降。由此可見，既要強調(diào)梳棉工藝對纖維的充分梳理，更要重視道夫的轉(zhuǎn)移效果，減少纖維的彎鉤和棉結(jié)數(shù)量，保證竹纖維渦流成紗質(zhì)量。


圖3為錫林與道夫線速比(Vc／Vd)對竹纖維渦流紗斷裂強度的影響。選用的竹纖維細(xì)而長，剛性小，抗彎強度低，吸附性較好，梳理過程中易產(chǎn)生靜電，會影響纖維轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn)，隨著錫林與道夫線速比的降低，生條中纖維彎鉤數(shù)量顯著增加，成紗條干和單強明顯下降。錫林蓋板工作區(qū)梳理好的纖維如果不能被道夫良好地轉(zhuǎn)移出去，就會重回到錫林和蓋板之間形成重復(fù)梳理，過度重復(fù)梳理將使短絨增加，也會搓出新的棉結(jié)，且影響纖維伸直度。根據(jù)竹纖維的性能特點，在適當(dāng)降低道夫速度的同時，減小錫林與道夫隔距，適當(dāng)增加錫林與道夫間線速比，增強纖維從錫林向道夫的轉(zhuǎn)移能力，通過實現(xiàn)快轉(zhuǎn)移，提高纖維從錫林向道夫轉(zhuǎn)移時的纖維伸直度，減少纖維彎鉤的產(chǎn)生，加強分梳度，提高對結(jié)雜、短絨的排除，改善生條質(zhì)量。
2．4相對濕度的控制
圖4是相對濕度對竹纖維生條條干的影響情況。由于竹纖維回潮率較高，但竹纖維細(xì)而長，梳理過程中存在靜電現(xiàn)象，纖維易粘附針布，纖網(wǎng)剝?nèi)±щy，相對濕度對竹纖維成紗質(zhì)量的影響十分明顯，不能忽視。相對濕度過高，退卷粘層影響喂人纖維均勻度，增加分梳負(fù)擔(dān)，纖網(wǎng)轉(zhuǎn)移差，導(dǎo)致棉結(jié)、雜質(zhì)增加，纖網(wǎng)剝?nèi)±щy，易產(chǎn)生下垂、破洞甚至斷頭；相對濕度過低，靜電作用增強，纖維粘附針布，影響道夫轉(zhuǎn)移，易使纖網(wǎng)上飄、破裂，生條蓬松，條干不勻。


根據(jù)竹纖維紡紗實踐，相對濕度控制在65％～70％之間，使之減輕粘附針布和纏繞壓輥現(xiàn)象，保證生條質(zhì)量。紡紗前可在纖維上噴灑適量的防靜電劑和防滑劑，以增加纖維柔軟性和抱合力，使其達到紡紗的要求。
3結(jié)語
(1)采用渦流紡紗技術(shù)可以紡制出高品質(zhì)的竹纖維渦流紗，針對竹纖維性能特點及渦流紡紗工藝要求，選擇合理的梳棉工藝是提高渦流紡紗質(zhì)量的關(guān)鍵。
(2)選用強化梳理、轉(zhuǎn)移、減少棉結(jié)和纖維損傷的針布，達到提高針布問的分梳、轉(zhuǎn)移能力，使竹纖維在梳理過程獲得最佳的梳理質(zhì)量。
(3)適當(dāng)提高刺輥速度，增強刺輥的開松梳理作用，同時提高刺輥纖維向錫林的轉(zhuǎn)移能力，達到減少棉結(jié)和改善成紗條干的效果。
(4)適當(dāng)增加錫林與道夫間速比，實現(xiàn)快轉(zhuǎn)移，明顯提高生條的纖維伸直度，減少纖維彎鉤的產(chǎn)生，改善竹纖維渦流紡紗質(zhì)量。
(5)車間相對濕度對竹纖維紡紗質(zhì)量影響明顯，相對濕度過高、過低都會明顯影響生條的質(zhì)量，因此，在生產(chǎn)過程中必須加強對環(huán)境相對濕度的控制。