赵庆福，姜晓巍，李光军 （德州学院，山东岱银纺织服装集团）

摘要：介绍了利用70／30的高比例苎麻、棉为原料，采用转杯纺纱机纺制无规律竹节纱的主要工艺流程与参数，使纺出的无规律竹节纱在布面上体现出苎麻的粗犷自然特点。

关键词：花式纱线；苎麻；工艺参数；转杯纺纱机；设备改造

    苎麻是我国特有的一种纺织材料，号称“中国草”，其织物风格粗犷自然，绿色环保，深受欧美等发达国家消费者的喜爱。国外已有成熟的转杯纺竹节纱生产装备和技术，但其装置只能安装在进口设备上，每套装置的价格近百万元，投资和生产成本很高,国内只有很少的企业引进。岱银集团在国产设备上，通过技术改造，结合原有常规苎麻／棉混纺纱的生产经验，开发出成本低、质量可与进口设备产品相媲美，又有一定特色的新产品，为公司的转杯纺产品开拓了新市场。
1 转杯纺无规律竹节纱的成纱原理
    转杯纺竹节纱的生产有两种技术路线。一种是在转杯内加2～3个阻尼点，使凝聚槽中纤维的分布不均匀而形成竹节，这种生产技术设备改造简单，生产难度不大，但竹节纱的竹节长度、间距、粗度都不可调，并且竹节分布是有规律的，在生产过程中如果转杯内积杂，
容易造成竹节变小，甚至无竹节现象，产品质量很不稳定；由于竹节分布是有规律的，产品的用途也受到限制。
    另一种无规律竹节纱的生产原理是通过改变喂给罗拉的速度，瞬时增加转杯中的集聚纤维量，引出纱线形成竹节。这种生产方式可以通过改变超喂速度来控制竹节粗度，改变超喂时间来控制竹节的长度，改变正常的喂入时间和超喂时间的间隔来控制竹节的间距，使竹节纱的竹节长度、粗度、问距任意可调，极大地丰富了竹节纱的规格品种，可以满足不同布面风格的要求。
2 原料的选择和工艺路线的确定
2．1原料选择
    开发苎/棉转杯纺无规律竹节纱，其技术关键是如何在国产设备上改造竹节纱生产装置，并根据苎麻和棉的原料特性，选择合适的机型和工艺参数。苎麻长纤维的平均长度为80～90mm，在棉型或者中长型纺纱设备上纺棉麻纱是难以实现的，用于转杯纺是更不可能。我们只能选用长麻纺的落麻或切断麻的开松麻，而这两种原料中，都含有一定量的超长纤维，如果纤维长度超过转杯周长就会造成纺纱断头。因此无论选用哪种原料，都必须对麻纤维进行预处理。在开发过程中我们曾在清花设备和废棉处理机上进行试验，但效果都不理想，为此我们专门购置了麻纤维开松设备。由于苎麻纤维比较粗硬，成纱截面纤维根数少，纤维间抱合力差，为了提高成纱强力，在棉纤维的选择上特别注重了纤维的长度和纤维的断裂强力两个指标。所选原料的质量指标如表l。
    表1原料的质量指标
    根据最终产品的要求确定混纺比。一般出口产品要求麻纤维的比例不能少于50％，但由于近年来苎/棉织物不完全用苎麻混纺纱，要加入一些纯棉弹力纱或者长丝等，为保证织物中麻纤维的总体含量要求。就必须加大混纺纱中麻的含量，我们在实践中体会到，混纺纱中麻的比例越高，可纺性越差，纺纱难度越大。常规产品中麻/棉混纺纱的比例一般为55／45，我们这次开发的品种苎麻／棉比例为70／30，开发难度增加。
2．2工艺流程
    苎麻预处理→与棉纤维混排→FA006型往复式抓棉机→FA103型双轴流开棉机→FA022-8型多仓混棉机→FAl08E型锯齿辊筒开棉机→FAl5l型高效除微尘机→FAl77A型清梳联喂棉箱→FA221B型梳棉机→FA306型并条机(二并)→FA621 B型转杯纺纱机
3 关键技术与工艺
3．1 转杯纺无规律竹节纱装置的研制
    岱银公司拥有国产和进口转杯纺纱机32台，国产设备又分为FA601自排风式和FA621抽气式两种机型。根据转杯纺无规律竹节纱的生产原理，竹节纱的最短竹节长度和间距受成纱机理制约，不可能低于转杯周长，因此为了增加品种的适应性，我们选择在转杯直径相对较小的FA621型纺纱机上进行改造，该机转杯直径为48mm，中频电动机传动，纺纱速度高，原机构中喂给罗拉单独电动机传动，设备改造方便。
    根据转杯纺无规律竹节纱的纺纱原理，研制竹节纱装置的重点是如何精确控制喂给罗拉的转速。转杯纺纱的输出速度高，为了能生产出较短的竹节，要求喂给罗拉的超喂时间必须控制到零点几秒，这就要求控制电动机有非常高的适应能力，并能适应频繁的高低速转换。这种要求只有用精确定位控制的伺服电动机才能满足要求。在设备改造中我们取消了原机构中喂给罗拉的同步带传动。为了减小机械传动的误差，转杯纺纱机的两面分别采用了两个电动机传动。为了增强装置的可靠性，选用了日本松下生产的伺服电动机，伺服电动机的速度和时间控制采用可编程控制器编程控制，时间和速度参数可任意设定。
3．2 工艺参数的确定
3．2．1成纱号数的计算
    转杯纺竹节纱的最终成纱线密度由基纱线密度、竹节长度、竹节倍数和竹节间距4个参数决定，这4个基本参数根据布面风格要求确定，它们之间的关系为
    T= T基×L基+ T基×A×L竹
其中：T——成纱总体线密度；
    T基——竹节纱中的基纱线密度；
    L基——循环长度中基纱平均长度；
    L竹——循环长度中竹节平均长度；
    A——竹节倍数，即竹节与基纱的线密度比值。
3．2．2 竹节纱捻度的设计
    转杯纺属于自由端纺纱，其加捻靠转杯的高速回转来实现，由于不是握持加捻，其实际加捻效率在一定范围内随设计捻系数的增加而降低。在生产竹节纱时，转杯转速和输出速度不变，理论上讲竹节部分与基纱获得的捻度应该是相同的，但在输出竹节和基纱时，因其加捻效率不同，实测捻度并不相同。我们在设计竹节纱捻系数时，考虑到若以平均线密度为基准，基纱部分捻度就会太小，所以以基纱为基准设计，这样虽然相对竹节部分设计捻系数偏高，但因加捻效率的不同，竹节部分实测捻系数比基纱增加并不多，从而保证竹节纱的顺利生产和成纱强力。
3．2．3 其他工艺参数的设计
    转杯纺竹节纱的其他工艺参数还有纺杯速度、假捻盘规格、分梳辊规格及速度等。我们根据产品要求，最终确定上机工艺为：纺纱线密度107tex；设计竹节倍数1．9倍；竹节纱设计循环长度422cm；纺杯直径48mm；纺杯转速40 000 r／min；分梳辊为OS21型锯齿辊；分梳辊转速7500 r／min；假捻盘规格D17mm×2mm，带沟槽；以基纱为准的设计捻系数490。
3．2．4 成纱主要指标
    成纱主要指标如下。
    单纱断裂强力变异系数12．5％；循环总长度414cm；竹节倍数控制偏差1．89倍；单纱断裂强度7．4cN／tex 。
4 结论
    在苎麻/棉竹节纱的开发过程中，所设计的转杯纺竹节纱装置传动路线简洁合理，PLC程序的设计能够满足不同竹节间距、不同长度、不同粗度的竹节纱要求。