摘  要：針對色織亞麻織物織造困難的問題，從亞麻紗線特性、亞麻染色后性能變化、上機工藝角度進行停機成因分析。通過測試不同相對濕度環(huán)境下紗線的斷裂伸長率變化，選取了最佳環(huán)境相對濕度。分析了停機原因，調整了織機零部件，經(jīng)過織造測試正交試驗得到最佳的上機工藝參數(shù)。結果表明：織造環(huán)境最佳相對濕度為75%；張力器型號更換為SFLEX，調整劍頭夾持力；最佳上機工藝組合為經(jīng)紗張力23cN、綜平時間340°、后梁高度1、開口量24°。調整后織造停機次數(shù)降低，織機效率提升。

關鍵詞：色織物；亞麻；織造工藝；引緯機構；停機

 

近年來，隨著生活水平的提高，人們對紡織品提出了更高的要求。色織亞麻產品具有良好的吸濕、透濕和保健性能，防霉防蛀[1]，穿著舒適干爽、透氣，質地輕盈。然而亞麻紗線彈性差、毛羽多且條干不勻，織造困難。國內亞麻產品多為素色，色彩單一，開發(fā)色彩明艷的產品存在困難[2-6]。目前國內針對亞麻織造過程中斷邊、緯縮、拔絲、織疵等問題，以及亞麻性能的改進、亞麻混紡工藝和減少染色對亞麻織物的損壞等方面均有研究。亞麻織物的混紡、改性和高端產品開發(fā)均有進展[9-10]，但色織亞麻產品的織造工藝研究尚屬空白。

本文就色織亞麻織造過程的停機問題，從亞麻纖維自身特性、染色后紗線性能變化、上機工藝等角度進行分析，提出環(huán)境改進、織機改造、上機工藝調整等方案，以降低停機次數(shù)，提高織造效率。

1停機成因分析

1.1紗線性能對織造的影響

1.1.1未染色亞麻紗線性能對織造的影響

亞麻纖維的結晶度、取向度高，無定形區(qū)少，纖維粗，單根纖維的彎曲剛度較大，纖維缺乏自然卷曲，纖維與纖維間不易抱合[11]?？椩鞎r亞麻紗線存在毛羽多且長、條干不勻、耐磨性差等缺點，容易斷線停機。

棉與亞麻均為植物纖維，化學成分以纖維素為主，性能相近，具有優(yōu)良的吸濕性，舒適透氣，故將亞麻紗線與棉紗線進行性能對比。試驗環(huán)境為標準大氣條件，溫度25℃、相對濕度65%，亞麻紗線和棉紗線均未經(jīng)染色和整理。兩者性能測試結果見表1。

  

如表1所示，在線密度幾乎相同的情況下，亞麻紗線捻度較低，細節(jié)、粗節(jié)、棉結較多，紗線的斷裂伸長率遠低于棉紗。故相較于棉紗，亞麻紗線斷裂伸長率小，抗拉伸能力和條干均勻度差，不利于織造。

1.1.2染色后亞麻紗線性能變化對織造的影響

色織亞麻織物突破了傳統(tǒng)素色亞麻織物的單一風格，但其織造更為困難，主要原因是亞麻原紗經(jīng)過染色后，性能指標發(fā)生了變化。選用亞麻原紗試樣1#與染色后的白、綠、藍、紅(試樣2#~5#)4種有色亞麻紗線在標準大氣條件下(溫度25℃，相對濕度65%)進行性能測試，測試結果見表2。

  

如表2所示：經(jīng)過染色后，亞麻原紗線密度下降，其中3#綠色紗線尤為明顯；捻度略有提升；斷裂伸長率和斷裂強度提升較多，但提升的程度不一，其中紗線4#和紗線5#提升幅度較小，2#白紗次之，3#綠紗最大；回潮率有升有降，紗線2#~4#回潮率上升，5#紗線回潮率下降。

對4種有色亞麻紗線和亞麻原紗進行條干均勻度測試，測試結果見表3。測試條件為：標準大氣條件，紗線測試長度400m，測試速度100m/min，時間0.5min。

  

如表3所示：亞麻原紗經(jīng)過染色后，各個顏色亞麻紗線的細節(jié)和粗節(jié)數(shù)量均有所降低，其中紗線2#尤為明顯；而棉結變化不一，紗線2#、3#降低，紗線4#、5#上升；條干CV值下降程度不一，4#藍色紗線基本沒有變化，2

#白色紗線下降明顯。

觀察并總結表2、表3數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，顏色較淺的白色和綠色紗線性能較好，捻度、斷裂伸長、條干均勻度均優(yōu)于紅色和藍色紗線。亞麻纖維中木質素、果膠含量較高，這些非纖維素物質阻礙了染料向纖維中滲透，使其難以與纖維素反應[12-13]，推測顏色較淺的染料在染色時受到的阻礙較小，對亞麻纖維的傷害也較小。

亞麻原紗在染色之后各項性能指標均發(fā)生了變化。不同顏色紗線的性能指標的變化程度、變化方向均不同?？椩爝^程中不同顏色亞麻紗線的選配對織造產生的影響不同，導致織造問題多變復雜。

1.2引緯機構與織造工藝對織造的影響

1.2.1引緯機構對織造的影響

紗線的引緯是將具有一定長度和一定張力的緯紗以一定速度在規(guī)定時間內正確引入梭口。色織亞麻面料織造多使用劍桿織機。引緯時，由于筒子直徑上大下小，所以緯紗在退繞過程中張力不一，不利于后續(xù)織造。儲緯器可起到消除緯紗張力、卷繞并儲存緯紗的作用，避免緯紗松弛，有利于打緯、剪緯。儲緯器內部對紗線起到調節(jié)作用的部件有毛刷、葉片式張力器和同軸張力器，葉片式張力器在內，同軸張力器在外。企業(yè)在實際使用過程中，考慮到成本，一般使用葉片式張力器和毛刷，棄用同軸張力器。張力器作用示意圖見圖1。

  

如圖1(a)所示，紗線在儲緯器中經(jīng)過由兩片金屬片制成的葉片式張力器，張力器對紗線有輕微的夾持力，使紗線在經(jīng)過張力器后部分松弛得以消除。

亞麻紗線張力器作用效果見圖1(b)。在引緯過程中，粗紗將張力器沖開，若之后有細紗，張力器由于慣性無法立刻夾住細紗，導致部分細紗松弛無法消除，繼而引出一條張力不勻的緯紗，不利于織造。

1.2.2織造工藝對織造的影響

亞麻紗線彈性差，條干不勻，不耐摩擦，在織造過程中經(jīng)常會出現(xiàn)經(jīng)緯紗斷裂而導致停機。故織機需要高度合適的梭口，并要減少鋼筘、綜絲對經(jīng)紗的摩擦[14]。

鋼筘擺動區(qū)是最容易產生停機的區(qū)域，鋼筘將緯紗打入織口，鋼筘往返的重復擺動造成了大量的摩擦。在經(jīng)緯紗相互交織時，由于紗線的屈曲，織機的鋼筘布幅往往大于織口布幅。鋼筘在將新引入的緯紗推入織口的同時也使筘幅與織口布幅重合，即在鋼筘的作用下，織口布幅擴展，與筘幅達到一致。鋼筘對織口外側經(jīng)紗產生擴張力，鋼筘與邊紗的摩擦增大，易產生斷紗。

梭口部位工藝準備不當易導致停機。開口時經(jīng)紗拉伸，閉口時經(jīng)紗松弛，經(jīng)紗在綜眼和筘齒處受到摩擦，梭口高度、梭口深度、后梁高度均會對經(jīng)紗拉伸變形產生很大的影響[15-17]。

梭口過大會增加經(jīng)紗對緯紗的抱合力，梭口閉合時間過早會導致經(jīng)緯紗摩擦長度過大。打緯時經(jīng)緯紗握持力和摩擦力均會增加，易導致緯紗斷裂。亞麻紗線毛羽長，色織亞麻織造時多不上漿，造成開口不清，容易導致紗線之間糾纏。經(jīng)紗上機張力、停經(jīng)架位置、后梁高度均會對開口清晰度、經(jīng)紗斷裂伸長率以及織物外觀效應產生顯著的影響。

2停機問題的解決方法

2.1織造環(huán)境的相對濕度控制

根據(jù)織造生產經(jīng)驗，相對濕度變化對停機率有一定的影響，主要體現(xiàn)在影響紗線的毛羽和斷裂伸長率。在較高的相對濕度環(huán)境下，由于空氣水分作用，紗線表面毛羽減少，織造時梭口清晰，織疵或故障減少。

為了探討不同相對濕度下亞麻紗線的斷裂伸長率變化，在試驗前將紗線放置在恒溫恒濕室中平衡24h，再將紗線放置于相對濕度可調的氣候箱中，相對濕度為55%、65%、75%、85%，放置時間為6h。紗線經(jīng)調濕平衡后進行定速拉伸試驗，試驗溫度為25℃[18-19]。不同相對濕度下亞麻紗線斷裂伸長率測試結果見圖2。

 

  

 

如圖2所示，有色亞麻紗線在相對濕度較高的環(huán)境下斷裂伸長率較高。相對濕度在75%以下，紗線斷裂伸長率的上升幅度較大；相對濕度超過75%后，紗線斷裂伸長率上升幅度較小。為了保證較高的織造效率，色織亞麻織物織造環(huán)境應長時間保持高濕度狀態(tài)，考慮到成本效率等問題，色織亞麻織造車間的最佳相對濕度為75%左右。

2.2織造調整

2.2.1引緯機構的改進與織機選用

不同張力器結構見圖3~圖5。

  

如圖3所示，傳統(tǒng)儲緯器的張力器由多根筆直的塑料毛刷組成，不耐磨，對紗線遮擋性不強，不適用于色織亞麻織物的織造。如圖4所示，LAMELLA張力器由多片S型的不銹鋼片組成，耐磨性強，對紗線的遮擋性高，引出的紗線張力均勻，利于織造。但LAMELLA張力器也有穿紗時紗線易割斷，調整加工困難，機器易壞等缺點，故又將LAMELLA張力器換成S-FLEX張力器。如圖5所示，S-FLEX張力器為碗狀，外部由6根彈簧固定。與LAMELLA張力器一樣，S-FLEX張力器不受亞麻紗線粗細不勻的響，但效果略差于LAMELLA張力器，勝在調整加工簡易，不易損壞。

送緯劍頭距第一片軌道片的距離以110~115mm為宜，劍頭端距尺寸以60~70mm為宜，各種齒輪間隙要小，動程過大容易撞壞劍頭。劍頭、劍帶(含筋條)要用砂紙反復打磨，兩者交接處不能有凸起或者臺階。適當調整送緯劍的夾持力，降低送緯劍對緯紗的張力，可以減少織造過程中因夾紗失敗而導致的停機。

選用R9000型劍桿織機織造色織亞麻織物。它除了具有無梭織機速度高、自動化程度高、生產效率高的特點外，其積極引緯方式具有很強的品種適應性，能適應各類紗線的引緯。與其他織機相比，R9000型劍桿織機更適用于多色引緯，可以生產12色引緯的多種式樣圖案的產品，積極式的劍桿驅動可以對引緯困難的紗線進行引緯。

2.2.2上機工藝的調整

經(jīng)前文分析，織造主要在梭口部位出現(xiàn)問題。經(jīng)紗上機張力、停經(jīng)架位置、后梁高度、開口大小不當會造成紗線織造效果不佳，停機次數(shù)多，影響織機效率。

在工廠實際生產過程中，色織亞麻織物的織造車速約為350r/min，織機效率為60%。本文以上機張力、綜平時間、后梁高度、開口量為試驗因素，分別記作ABCD，各個因素取3個水平，進行4因素3水平正交試驗。因素水平表見表4。正交試驗表見表5。

  

 

由表5可知，試驗5#的10萬緯停機次數(shù)最少，為36.7次，故最優(yōu)的上機工藝組合為A2B2C2D3。上機工藝參數(shù)為：經(jīng)紗張力23cN、綜平時間340°、后梁高度1、開口量24°。

上述工藝配置有效減少了紗線織造引起的停機，織機效率提高到70%以上。

3結語

色織亞麻織物性能優(yōu)良，但是有色亞麻斷裂伸長率低，不同顏色亞麻紗線性能之間存在差異，導致織造過程中經(jīng)常停機。經(jīng)過提高織造環(huán)境相對濕度至75%，更換張力器為S-FLEX張力器，調整劍頭夾持力，調整經(jīng)紗張力至23cN、綜平時間340°、后梁高度1、開口量24°，織造效率得到了顯著提升。

 

參考文獻

[1] 吳基作,唐琴. 色織亞麻金線提花織物的研制與開發(fā)[ J]. 山東紡織科技,2007(2):8-9.

[2] 康柏森. 我國亞麻紡織產品發(fā)展思路的若干探討[J]. 中國科技投資,2013(9):40.

[3] 劉彥紅,林學偉. 試論我國亞麻紡織產品設計、發(fā)展的新思路[J].今日科苑,2009(22):294.

[4] 徐智權. 基于亞麻紡織產品優(yōu)化發(fā)展的探究[ J]. 紡織報告,2019(1):15-16,27.

[5] 姚融,孫培珍. 關于亞麻織造中的斷邊問題[J]. 黑龍江紡織,1996(1):7-8.

[6] 葛利軍. 在織造中消除純亞麻織物中的緯縮[J]. 天津工業(yè)大學學報,2001,20(1):55-56.

[7] CRUICKSHANK P. Flax in croatia: Traditional production methods,the use and care of linen in folk costumes and implications for museumconservation[J]. Textile History,2011,42(2):239-260.

[8] 李萬濤,喻芳. 國內外亞麻紡織產品結構的分析[J]. 黑龍江紡織,2000(3):4-5.

[9] CERBU C. Practical solution for improving the mechanical behaviourof the composite materials reinforced with flax woven fabric[ J]. Advances in Mechanical Engineering, 2015,7(2):168781401558208.

[10] LANSIAUX H,LABANIEH A R,SOULAT D, et al. Flax roving twisting preparation for weaving and effect of the weft layers number onthe physical and mechanical properties of 3D interlock flax fabric[J]. SN Applied Sciences,2020,2(2):249.

[11] 許東,王飛,司志,等. Opti Max 型劍桿織機生產亞麻織物的工藝探討[J]. 紡織導報,2021(3):48-50.

[12] 郁海楠,張小麗,孫佳琪,等. 亞麻紗的前處理工藝[ J]. 印染助劑,2020,37(6):43-47.

[13] 于洋. 亞麻染整新技術的開發(fā)[D]. 西安:西安工程大學,2015.

[14] 陳波. 天馬 11-E 劍桿織機織造亞麻織物上機工藝的研究[ J].齊齊哈爾大學學報,1999(2):82-84.

[15] 武銀飛. GA747-Ⅱ型劍桿織機引緯機構快速定位方法[ J]. 上海紡織科技,2016,44(6):13-14,23.

[16] 馮岑. 小型企業(yè)亞麻織物織造質量分析[ J]. 江蘇絲綢,2002(3):13-16.

[17] 鄭海榮,洪愛東. 噴氣織機織造亞麻混紡產品的生產實踐[J]. 紡織器材,2019,46(4):33-36.

[18] 王宏,郝紅娟,姚靜. 環(huán)境濕度對棉纖維斷裂比強度測試結果的影響[J]. 中國棉花,2016,43(12):33-36.

[19] 周建新,程相云,張佩華. 不同濕度環(huán)境下羊毛紗和棉紗的性能對比與分析[J]. 上海紡織科技,2013,41(8):31-33.

 

文章摘自：楊帆，魯佳亮，徐錚.色織亞麻織物織造過程停機原因及改進[J].上海紡織科技，2023，51(02)：53-56.DOI：10.16549/j.cnki.issn.1001-2044.2023.02.074.