喷气织造基础

从20世纪80年代起，由于喷气织机与电子计算机技术、变频调速技术、传感技术的结合，以及射流技术的发展与完善，使喷气织机的速度不断提高。目前，其转 速已高达2000转/分以上，引纬率3000米/分以上。织造过程中纬纱在引纬时要承受很大的喷射张力，经纱要经受大张力、小开口、强打纬、开口频率高的 状况，因此，如果要保障喷气织机的高效、高质量运行，必须进一步提高经纬纱的准备质量和技术水平，才能使经纬纱具有强力高、强不匀低、表面光滑耐磨、毛羽 少、抗拉伸、抗摩擦的织造性质，现对织前准备技术的有关问题讨论如下：
一、原纱性质的选择
好的原纱性质是提高喷气织机效率的重要保证，在选择喷气织机用纱时要注意以下几个问题：
1、纱线强力指标包括单纱强力、单强CV%值，断裂伸长，伸长不匀率及最低强力等，现分述如下：
①单纱强力：实践表明环锭纱单纱强力平均值，经向15CN/tex，纬向12CN/tex时，可作为喷气织机的经纬纱。有梭织机单纱强力达到10CN /fex即可。转杯纱、喷气纱等新型纱的单纱强力一般只有环锭纱强力的80%左右(喷气纱平均强力比同支环锭纱低20—25%，转杯纱要低25—30%左 右)，但由于这种新型纱、条干均匀、纱疵少，特别无明显的细节疵点，不存在最低强力，因此仍能使喷气织机保持较高的织造效率。合理的纺纱工艺是提高原纱强 力的重要手段，以40英支为例，单纱断裂强度不低于14.5CN/tex，60英支则要求达到17CN/tex，为了保证喷气织机对原纱强力的要求，提高 织机效率，有些品种在配棉等级上要求比一般织机高，甚至要采用100%细绒棉精梳工艺。
②单强CV%值：喷气织机要求原纱单强CV%能控制在9%以下，高支细纱控制在9.5%以下；
③断裂伸长及伸长不匀率也是喷气原纱质量的重要条件，一般喷气织机用原纱的断裂伸长不得低于2%。
④原纱性质的指标还有最低强力值、引纬气流喷射张力峰值与纬纱强力之比要控制在55%以下，喷射张力峰值与单纱强力之比、单强不匀率、断裂伸长率，与最低 强力之间有一个相互影响的关系。纬纱单强必须保持在12CN/tex，单强不匀率控制在9—10%，伸长率在2%以上。在强力机上做单纱试验时，纬纱强力 不得低于4CN/tex，而用在喷气织机上的纬纱强力最低值不得低于7CN/tex。只有这样，10万纬断头水平才能控制在较低水平。在3-4根/10万 纬左右。
国外对影响纱线断裂强度的问题，应用单纱强力与纱线条干混合试验仪进行大容量的试验研究，发现纱线断头的原因中有61%的因素是纱线的细节造成，39%的原因是弱捻、粗节、接头等因素引起。因此，搞好纺纱工艺及设备状态，努力减少纱线细节是解决降低喷气织机断头的关键。
20世纪末，国内外纺纱机械由于与许多微电子技术，变频调速技术完善结合，使纺织机械取得十分显著的进步，大大提高了纺纱质量，使纱线条干不匀率、强力不 匀率及细节疵点大大降低。像新式粗纱机已完全取消了传统的机械变速及传动，改由四个变频电机由计算机控制，纺纱各部速度可做到精细的工艺同步，即降低了张 力不匀，又解决了产生细节的问题，使纺纱质量大大提高。
自动络纱机上的电子清纱器不但能清除粗节、棉结疵点，而且还能清除细节疵点，大大减少纱线的最低强力，从而降低喷气织机经纬向停台。
2、纱线毛羽问题
对于高速运转，经纱开口小，开口频率高的喷气织机来讲，由于长度大于3毫米的有害毛羽的存在，严重影响经纱开口不清、纬纱飞行受阻，而造成停台，因此纱线毛羽应作为一项重要疵点列为考核。
原纱毛羽不仅影响织物外观，而更重要的会由于喷气织机引纬不畅造成织机效率低下，据统计约有30%以上的停台是由于毛羽直接造成。纱线毛羽多还给浆纱工艺带来许多困难，因此，乌斯特97公报上明确提出对纱线毛羽考核的标准。
20世纪80年代以后，国内外对纱线毛羽产生的原因以及对喷气机效率的影响进行研究表明，细纱机是产生纱线毛羽的主要工序。
德国、瑞士等国的纺机公司最近对纺纱加捻三角区的研究认为纺纱三角区是细纱机产生毛羽的主要部分，纺纱三角区的存在还会产生大量的飞花，他们最新研制的紧 密纺环锭细纱机(compact spinning)生产的细纱强力比普通环锭细纱的强力高10—15%，纱线毛羽少，3毫米以上的有害毛羽几乎没有。1毫米长的毛羽也只有同号环锭纱的 1/2，纱线毛羽总数比普通环锭细纱机减少80—90%，这种密实型环锭纱在下游工序可不必上蜡及烧毛，浆纱任务也减轻了许多。
日本村田公司新近推出的涡流纺纱技术，可生产纯棉纱，实现了自由端真捻纺纱、纱线强力与同号环锭相接近，并且由于纺纱技术中基本取消纺纱三角区，使纺出的涡流纱毛羽很少，纱体十分光洁。
喷气织机对原纱质量的要求最重要的是强力弱环及纱线毛羽两项指标，如果这两个问题解决好了喷气织机的效率及织造质量会显著提高，当然纱疵及平均强力、强力不匀率、条干不匀率、断裂伸长率等项指标也要具有一定的水平，最好能控制在乌斯特公报25%以内。
国外一些企业或商业公司在选购喷气织机或大园织机用纱时特别强调纱线的最低强力数值及出现的频率，这是十分合理的要求。
我国环锭纺纱系统中，除了粗纱机产生细节外，一些牵伸齿轮的键配合及齿轮啮合都应加强检查与维护。积极推广应用紧密纺环锭纱及新型粗纱机应是我国传统纺纱系统改造的重要内容。
3、纱线上的棉结及短绒不仅影响坯布质量，更严重的会造成染疵，形成染后白点，影响织物外观。国内外都在降低棉结疵点上进行了许多研究，并做了许多有益的 改进，尤其在梳棉机上推广应用了新型针布，并采取了减少踵趾面差，增加固定盖板、盖板反转等加强分梳的措施，使经过梳棉机梳理后的生条，比喂入到梳棉机的 棉絮的棉结杂质含量减少了80%。
此外，国内外开清棉技术已走向成熟，采取了短流程的开清棉工艺，大大提高了流程中单机的开清棉功能，减少了棉结及短绒的产生。
精梳也是降低棉结及短绒的有效工序，适当的提高精梳落棉会使棉结及短绒含量显著降低。
二、络筒技术
络筒技术对于喷气织机的效率提高也具有重要的影响，现代化的自动络筒机如德国Autoconer 338，意大利沙维澳公司生产的orion（欧立安）以及日本村田公司生产的PC21型自动络筒机已进入高科技的水平，除了具有电子清纱、自动捻接等项功 能外，还具有自动检验纱疵并进行纱疵分级的功能，此外，卷绕质量由于采取了自动张力调控技术以及自动调节卷绕速度的防叠技术，使纱线卷绕张力十分均匀，筒 子卷绕密度精密，生产出的筒子纱不仅纱疵少（包括细节、粗结及棉结、双纱等疵点），而且筒子纱达到精密卷绕、精密防叠及精密定长，筒子纱的长度误差仅 为±1%，使筒子少的退绕速度比第二代自动络筒机提高10—15%，而不增加断头，对提高喷气织机引纬速度及高速整经机的速度提供了有利条件。
我国“九五”期间，引进的国外第二代自动络筒机如上海Autoconer238及青岛Espero自动络筒机，虽然比第三代落后一点，对于普通速度的喷气织机还能适应。
村田公司生产的现代自动络筒机上，除了配有气圈控制环Bal—con外，还在机上加装了毛羽消除器，大大减少筒子纱的毛羽，对下游工序加工十分有利。国外 发达国家及地区以及东南亚一些国家大都采用了全自动的络纱机，高科技的络筒机能很好地完成精密卷绕、精密定长、精密防叠、电子清纱、空气捻接及减少毛羽等 任务为下游工序打下良好的原纱基础。
我国老式的1332系列自动络筒机早已过时，国家已决定停止生产。但对于我国现存的1332系列的普通络筒机要加快进行6配套技术改进及更新，以配合喷气织机的发展。
目前国产的GA013系列络筒机属于过渡型，也是1332系列的改造型，与国外自动络筒机相比存在很大的差距。
新型纱强力低，表面容易破损，因此络纱速度要适当降低。
供应喷气织机用的筒子纱一定要经过自动络纱机的加工，而且筒子纱的供应及周转要采用箱式包装，以避免筒子纱的损伤。
三、整经技术
喷气织机要求经纱张力要高度均匀，经轴卷绕排列平整，张力一致，测长准确，反映整经机生产情况的重要指标是整经机百根万米断头，0.3根校好，0.6根一 般，大于0.6根较差，像美国对牛仔布整经机断头要求达到0.3根以下，一般都能控制在0.1根左右。整经机断头水平高低取决于原纱质量及整经机设备运转 状态。
当前国际上瑞士贝宁格ZC整经机、美国西点整经机都具有经纱张力均匀控制系统，全机自动控制水平高，刹车制动灵敏度高及断头率低的特点，使生产的经轴质量很高。
整经机制动是提高整经机质量的关键，经轴制动时不能引起经纱断头，并减少损伤邻纱。高速整经机的刹车制动距离要低于3米。
2000年在美国格林威尔市展出的新式整经机上配有单纱退绕张力控制系统，KN—Tension Device每个张力器控制一根单纱，并配有张力传感器，达到精细控制经纱张力。单纱退绕时张力差异很小，低于1克，经轴卷绕密度控制在0.5—0.6克/厘米之间。
我国沈阳、营口、射阳、江阴等地所生产的高速整经机也较好，基本上能满足下游工序的要求。
整经机好轴率要达到98%以上，不能有浪纱、绞纱、长短码、错支以及油污等。
高度自动化的整经机，像贝宁格整经机在国内引进使用许多，上述经轴疵点很少出现，质量很好，为下游工序创造了良好的条件。
在加工生产新型纺纱的经纱时，要适当减低整经机速度，以免使属于包缠纱范围的新型纱线被损坏，尤其要注意轴与轴之间的张力分布要均匀。
四、浆纱技术
浆纱对提高喷气织机效率、产品质量关系密切，是织前经纱准备中十分重要而又复杂的工序。国内外都对浆纱机的浆槽、轧辊、干湿分绞、予烘、烘干、传动及电子 计算机应用及自动控制方面都有新的进展。比如：瑞士贝宁格—泽尔浆纱机生产的织轴具有上浆均匀、毛羽减少和低伸长、高质量使织机织造效率高的优点，日本津 田驹HS20—Ⅱ型浆纱机具有独特的双浆槽、烘筒结构及自动控制系统，其它美国西点及德国祖克浆纱机的自动控制水平很高。
国外新型浆纱机所取得很大的技术进步，主要表现在：
1、实现全机七单元变频电机传动，全部浆纱伸长能控制在1%以内。
2、经轴架采用双层H形，经轴退绕性能好，各轴间退绕张力受控，保持一致。
3、浆槽浸压性能好，采用高压上浆，压力可随车速调节，浆液液面及浆槽温度受控，增强了浆液渗透，节约烘干能耗。
4经纱进入烘房的覆盖系数控制在60%以下，以减少毛羽，生产高密织物时配备了双浆槽或多浆槽。
5烘筒烘干效率高，浆纱伸长率控制在1%左右。
6湿分绞与预烘区有良好的防粘措施，防止纱线与烘筒粘连，减少毛羽与浆皮。
7纱路分配合理，经纱之间张力一致。
8干分绞配置合理，操作方便，伸缩筘能上、下、左、右调节游动，层与层之间及相邻经纱、不粘连、不交叉、纱层卷绕平整。
9、采用大卷装张力，保证织轴具有一定硬度，内外卷绕密度一致。
10、动落轴为液压及气动系统，落轴时自动粘贴纸封头。
11卷绕速度可调节，有爬行速度、启动速度等无级变速系统，并可正反转。
12、可供各种幅宽使用，也可供双幅织机用。
13、全机配有计算机，可设定主要工艺参数，自动调节显示分区张力控制值，形成经轴与引纱辊段、引纱辊与上浆辊一段、上浆辊至烘房一段，三段张力设定与控制。
14、可在线进行工艺参数调整，如液面高度、浆液温度、烘房温度、压辊压力、回潮率及伸长率的调整，并对速度、产量、生产轴数、匹数等进行在线统计储存记忆，有彩色荧屏显示。
15、浆纱前预加湿技术的应用，提高经纱强力15—20%，减少毛羽50%，提高抗摩擦性能60%等，可节约1/3浆料。
16、大经轴退绕时配以负压吸尘系统，提高了经纱清洁度。
17、织轴直径逐步加大，目前已从800毫米增加到1100毫米及1600毫米，减少换轴次数，提高了织机效率。
国外贝宁格、津田驹及西点、祖克等浆纱机都比较先进，国内许多浆纱机制造厂在消化吸收国外先进技术的基础上，已生产出具有国际先进水平的新型浆纱机，如郑纺机的GA308系列的浆纱机，主要有以下特点：
①我国郑纺机生产的GA308型浆纱机等也属于高科技的装备，已实现7单元变频传动，全机各部张力受到精密控制。
②车头部分采用变频调速、计算机程控、织轴可调幅或可正反转、气动上落轴，织轴侧向加压，恒定张力无级变速器、自动张力控制，落轴时做到不停车、爬行速度0.3—0.4米/分。
③烘房部分：采用双浆槽，烘房为烘筒为及热风混合式。
④浆槽部分：压浆力可随车速度变化相应调整，采用双浸四压，最高压力为15KN或40KN，配有浆液循环系统，包括浆液液位控制及过泸系统，保证浆液粘度稳定，浆液清洁。
⑤经轴架：可适于国内外各式整经机大经轴，适于各种经轴数量，应用张力辊送经调节器或计算机调节系统，控制所有经轴退绕时的张力，保持前后大小经轴退绕张力一致。
其它我国盐城纺机生产的SGA338型浆纱机、宏华纺机厂生产的ASGA368及华力纺机厂生产的ASGA343C型浆纱机也比较先进。
现重点讨论一下浆前予加湿技术，高压上浆技术及湿分绞技术等问题：
1、经纱浆前预加湿技术：90年代瑞士贝宁格、美国西点及德国祖克浆纱机上都配备了浆前预加湿装置，这是浆纱工程中的一项新的工艺技术进步，它是将经纱在 进入浆槽上浆前，首先进行加湿处理，用90℃左右的热水，将经纱浸渍洗涤，去除经纱表面的短绒、棉蜡、尘屑及一些疏水性物质等，从而提高经纱表面上浆效 果，提高纤维对浆料的亲合力，上浆后的经纱比无预加湿技术处理的浆后经纱强力提高15—19%，可减少毛羽50%，提高经纱耐磨性60—70%，这种浆前 预加湿新工艺比正常浆纱机可减少耗用浆料1/3，贝宁格公司新型浆前预加湿技术取消了双浆槽，将予加湿槽与单浆槽合并为一体，节省了占地面积。除此外，由 于预加湿技术使经纱上浆后毛羽显著减少，因此双浆槽可改为单浆槽，而经纱覆盖系数可不必考虑保持50%，甚至可使覆盖率提高到100%。
2、美国西点公司在1978年提出了高压、高浓、低粘的上浆工艺技术，后来世界各先进浆纱机都采用了这项技术，取得了良好的上浆效果，高压上浆有许多优 点，可节省能源，提高车速，改善浆液浸透与被覆效果，使经纱结构紧密，提高强伸率，增加经纱耐磨、降低毛羽、降低织机经纬向断头，提高开口清晰度及提高织 机的效率等。
我国新型浆纱机也考虑了这种高压上浆的新工艺，我国棉纺织行业协会在2000年召开苏州会议，专题推广与研究两高一低的上浆新工艺，共同认为高压上浆应作 为我国提高喷气织机及其它无梭织机效率的重要技术途径。有些企业在实践中还证实了由于高压上浆技术的应用，可以减少PVA用量15—30%。
高压上浆的压辊压力设置范围在20KN—40KN，高压上浆后压浆辊一般设定为40KN，前压浆辊压力设定为20KN，额定车速在60—100米/分之 间，高压上浆的关键是提高浆液浓度，降低浆液粘度，我国浆料技术已具备了高浓低粘的特性，因此高压上浆条件已具备。应当加快推广应用高压上浆新技术，以提 高织轴质量，提高织机效率。
我国郑纺机等厂生产的GA系列浆纱机等都已考虑了高压上浆的技术，为我国推广应用高压上浆创造了设备条件。
3、关于湿分绞：
浆纱工程中有半湿分绞和全湿分绞之分，半湿分绞是经纱从浆槽出来后，湿分绞棒暂时分开而进入烘房，在烘筒上再合在一起。全湿分绞是将上好浆的经纱、经分绞棒分成两层或四层，分别以片纱状进入烘房，并分别在烘筒上进行了烘干后再合在一起。
湿分绞的目的是减少浆纱时因经纱相互缠连而产生的毛羽。实践证明半湿分绞是经纱在湿分绞后合并进入烘燥区，相邻经纱间的毛羽搭接形成纤维桥，这种相互牢固 粘联的经纱，在干分绞中被硬性将纤维拉断分开，从而缩短了纤维长度。半湿分绞经纱毛羽可减少60%，而全湿分绞的经纱毛羽可减少30%，但不论哪种分绞， 如果处理不好，如PVA用量过多，会在干分绞处二次产生毛羽，经纱毛羽会明显增加，有的可高达150%。
五、关于浆料及浆纱质量：
1、正确选用浆料配比成份，可以提高经纱耐磨程度及经纱平均强力，并使纱线毛羽明显减少。其中经纱耐磨度，纱线毛羽及平均强力等对喷气织机的效率影响很大，但经纱的最低强力并不因平均强力的提高而消除，这是浆纱工程所不能解决的问题。
细支高密的品种，国内通常以PVA为主浆料、变性淀粉及丙烯酸浆料为辅的上浆配方，PVA浆料具有强韧、耐磨，对T/C纱粘结强力好的特点；变性淀粉粘度 适中，稳定性好，价格便宜；丙烯酸浆料粘着力强，渗透快、强伸适中，三者结合在一起，基本上可满足细支高密织物对上浆后经纱的要求。但PVA用量大的缺点 是会造成干分绞时二次毛羽增加、影响织物质量及织机效率。此外，PVA生物降解性能差，回收费用大，成本高，废液直接排放会因存在COD及BOD等耗氧物 质而严重污染水质。
目前我国丙烯酸浆料发展迅速，粘附力、伸长吸湿等缺点已大为改进，具有成膜粘性好，增加浆膜强度及弹性等优点。西欧等国早已停止使用PVA浆料，而以丙烯 酸浆料与变性淀粉浆料配伍，用于各种性质及细度的经纱上浆。我国在少用或不用PVA浆料上作了许多有益的研究，上海新一棉与复旦大学合作，共同研制开发出 新的丙烯酸脂T—45浆料，它是多元丙烯酸脂聚合而成，具有强粘着力，高浓低粘，低吸湿、强力适中，与淀粉一体性好的优点，对环境无污染，这种多元聚合的 丙烯酸浆料与变性淀粉配伍在T70/C30 45×45×110×76 织物作试验，上浆质量及织造效率均显著提高。其配方如下：
变性淀粉：40KG，多元聚丙烯酸下45，55公斤，乳化油：2公斤，浆液体积为0.7。
上例表明，我国在少用或不用PVA浆料的问题上已开创了新的途径，新的多元丙稀酸浆料与变性淀粉配伍，减少了纱线毛羽，提高了纱线耐磨度和强力，为提高喷气织机效率提供了好的半制品条件。
2、在浆纱工程中抓好上浆合格率、上浆回潮率、伸长率及好轴率等是提高浆纱质量的重要环节。
①上浆率公差范围控制在±1%以内，上浆合格率控制在90%以上，上浆率的大小取决于浆液浓度、粘度、温度、浸浆长度和时间、压浆辊压力，包覆材料等因素，新型浆纱机对上述各项指标都进行了自动控制，上浆合格率很高。
②上浆回潮率取决于纤维的种类，纱线号数，上浆率的大小与浆料性能相关。适当的回潮率使经纱坚韧、耐磨性提高，回潮率过大使浆膜发粘，开口不清，回潮率过小，浆膜发脆，断头增加，回潮率及上浆率等还要求达到纵横向均匀，一般控制在±0.5%左右。
③伸长率也是浆纱工序的重要质量指标，它的大小直接影响浆纱后经纱弹性及布机断头。伸长率过大，主要是由于意外牵伸的浆纱湿伸长过大造成，一般应控制在-0.1—+0.3%范围内，新浆纱机总伸长率应控制在1%以内。
④织轴好轴率：90%以上。
浆纱织轴好轴率主要考核斜拉头、多头、倒断头、拨头、松头、边不良、浆斑、挑头、并头、无墨印、错支、了机不良、毛轴等疵点。
上述一些疵点在高科技的高速整经及浆纱机上加工的轴几乎并不存在。
自动结经机会产生错结的情况，因此，使用自动结经机时要做三结二穿，每经过一段结经后经过人工穿综筘工的整理。这个问题对于采用快速更换品种技术的织机并不存在。
好的织轴的卷绕密度为0.5—0.6克/厘米3，织轴的肖氏硬度要达到55—60%；浆纱增强率25—35%；浆纱减伸率低于30%；浆膜完整率大于80%；
喷气织机用的织轴，如果浆纱后的毛羽比原纱的毛羽减少70—75%，证明浆纱工艺正确，从而减少了因毛羽造成的纬向停台，提高了织机效率。
新型纱（转杯纱及喷气纱）在浆纱时要特别张力伸长要低，像浆槽至引出罗拉之间的伸长，环锭纱为1.5—1.7%，新型纱的伸长要控制在1.2—1.5%，由于转杯纱与喷气纱的吸湿率偏高，就要减慢运行速度，并增加烘干温度，压浆辊的压力要比同支环锭纱高10—15%。
结束语：
研究提高喷气织机的效率及产品质量，必须把精力放在原纱质量及准备各工序半制品质量的提高上，只有原纱及半制品质量达到要求时，才能真正使喷气织机效率及产品质量达到高水平。

信息来源于：中国纱线网