一种竹纤维与棉纤维混纺特粗支纱纺纱及其制造工艺 【技术领域】
本发明涉及一种纺纱产品，具体地说是一种竹纤维与棉纤维混纺特粗支纱纺纱及其制造工艺。
背景技术
竹纤维手感柔软，染色性、吸湿性、透气性优良，更具有抗菌的独特功能，据日本检测，用同样的细菌放在不同的布料上，24小时后，竹纤维布的细菌死亡率达70％左右，夏季穿着竹纤维服装，使人有清凉感觉等许多优点，被称为“会呼吸的面料”。
但是，竹纤维与其它天然纤维一样大分子聚合度和结晶度较低，纤维间滑性强，由于纤维吸湿快，水分子进入纤维无定形区后，削弱了大分子间的键合力，在外力作用下纤维易拉伸并产生相对滑移，表现为吸湿后强力明显降低，竹纤维纱受到外力作用后，纤维间易产生相对滑移纱线易产生塑性变形，破坏条干均匀度，弹性强力下降断头增加，管纱和筒子易发生脱圈络筒打滑塌边等问题。
目前，国内的棉纺细纱设备一般生产12支以上地产品，纺10支较普遍，但用环锭细纱机纺特粗支的很少，因为它所需要的牵伸倍数、捻度、钢丝圈重量等已到工艺极限范围，更没有功能性纤维纺6支特粗支纱的先例。
【发明内容】
本发明的目的是针对不能用环锭细纱机纺特粗支纱，为解决其牵伸倍数、捻度、钢丝圈重量等问题，提供一种竹纤维与棉纤维混纺特粗支纱纺纱及其制造工艺，它将竹纤维与棉纤维混纺特粗支纱，即竹纤维45％与棉纤维55％混纺6支特粗支纱。用本发明产品可以制成竹纤维与棉纤维混纺面料，为纺织领域增加一純天然、抗菌、凉爽，保健舒适的竹纤维与棉纤维混纺织产品。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种竹纤维与棉纤维混纺特粗支纱纺纱，它由竹纤维45％与棉纤维55％混纺6支特粗支纱，其中，竹纤维含量在20％至60％，棉纤维含量在40％至80％。
本发明所述的一种竹纤维与棉纤维混纺特粗支纱纺纱工艺，其工艺步骤如下：
(1)清花工序：竹纤维与棉纤维分别上盘制成一定重量卷子，棉纤维卷定量368g/m，竹纤维卷定量400g/m。采用FA106打手转速竹纤维为420rpm，棉纤维为480rpm；综合打手转速竹纤维为730rpm，棉纤维为810rpm；成卷罗拉转速竹纤维为11rpm，棉纤维为12rpm，对两种原料分别进行清花；为降低竹纤维的初始模量以减少粗纱和成纱毛羽，在清花工序中，在A002D抓棉小车上加装四个WGJL-1喷嘴，随小车一起同步运行进行加湿，成卷后放在塑料棚里作保湿处理，保证竹纤维卷回潮率在12％～13％；
(2)梳棉工序：分别在A186D梳棉机上制成生条，棉纤维生条定量18.3g/5m，竹纤维生条定量20g/5m；在竹纤维与棉纤维的各梳棉工序中：竹纤维锡林转速为330rpm，棉纤维为360rpm；竹纤维盖板线速为84mm/min，棉纤维为214mm/min；竹纤维刺辊转速为660rpm，棉纤维为900rpm；竹纤维除尘刀高度与机框平齐，角度为85°，棉纤维除尘刀高度低于机框15mm，角度为95°；
(3)并条工序：根据生条定量和混纺比要求，采用三道并合的方式，头并以竹纤维生条为B比棉纤维生条为C＝3∶4根进行混合，排列方式为CBCBCBC，头并并合数7根，二并和三并为了保证混合的均匀度并合数为8根；头并、二并、三并定量分别为21.5g/m、25.79g/m、29.10g/5m；罗拉握持距加大到：第一罗拉～第二罗拉为44mm，第二罗拉～第三罗拉为44mm，第三罗拉～第四罗拉为52mm，降低牵伸力，较少对设备的负荷；在每一道并条机后两侧分别加装一个FT081-1喷嘴对机后棉条进行加湿；
(4)粗纱工序：粗纱牵伸倍数设计为5.85倍，最小工艺牵伸为5倍，定量10g/5m；为减小牵伸力，加大粗纱机罗拉握持距：前区52mm，后区68mm；粗纱捻系数90.7，后区牵伸倍数1.39倍；前罗拉转速235rpm，锭子转速564rpm；
(5)细纱工序：牵伸倍数达到了细纱机工艺设计的最小值为9～10倍，在现有机械牵伸12.12倍基础上，将罗拉握持距加大，前区44mm、后区55mm；后区牵伸倍数加大到1.37倍；同时，主电机功率由17KW加大到20KW；为了保证管纱纱型良好不塌边，卷绕成型齿轮配置到最大齿数与最小齿数的啮合齿数比为92∶30。；钢丝圈采用W321190#两个同时使用在同一个钢领上，钢领用PG14554；前罗拉转速270rpm，锭子转速7000rpm；
(6)络筒工序：采用DQSS-长岭电子清纱器，清纱工艺为：短粗通道+130％，1.5CM，长粗节通道+50％，长细节通道-50％。络纱线速为378mm/min，张力片重量为57g。
本发明技术的有益效果是：通过合理配置各工序定量、牵伸倍数、加大细纱机的罗拉握持距，合理配置牵伸力和握持力，使竹纤维/棉纤维混纺6支特粗纱在环锭细纱机上正常生产。
下面根据附图，接合实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的加工工艺路线图。
【具体实施方式】
本发明产品是由竹纤维与棉纤维组成，在竹纤维45％与棉纤维55％混纺6支特粗纱中，其中，竹纤维含量在20％至60％之间，棉纤维含量占本发明所述混纺粗支纱总重量的40％至80％。
本发明采用的竹纤维长度为38mm，整齐度好，所纺纱支粗，但带来牵伸力过大，造成A513W细纱机车头铸铁齿轮打坏，无法生产且成本增加；改用FA506细纱机生产后，其钢件齿轮则表现在啮合点两个齿轮被分开，造成错纱支的质量事故及导致停台和安全隐患，细纱落纱后因牵伸力过大无法启动运行，通过加大罗拉握持距后，分解了牵伸力，上述现象消失，细纱机得以生产正常。
由于纱支粗，从并条、粗纱、细纱每道工序牵伸倍数都小到了工艺极限，其中，并条最小工艺牵伸为5.5倍，设计为6.5倍，粗纱最小工艺牵伸为5倍，设计为5.85倍，细纱最小工艺牵伸为9～10倍，设计为12.12倍；而定量都大到了极限，其中，并条最大为25g/5m，设计为29.1g/5m，粗纱最大定量为10g/10m，设计为10g/10m，棉条无法顺利通过各通道，同时细纱卷绕成型，齿轮的齿数比达最大齿与最小齿相啮合，机械配置最大齿数与最小齿数比为74∶48，本发明设为92∶30。对正常传动不利。钢丝圈的重量也不能满足正常气圈的要求，气圈过大碰隔纱板造成毛羽增加和大量的断头。
附加助剂：为降低竹纤维的初始模量以减少粗纱和成纱毛羽，在清花工序A002D抓棉小车上加装四个WGJL-1喷嘴，随小车一起同步运行进行加湿，成卷后放在塑料棚里保湿。在每一道并条机后两侧分别加装一个FT081-1喷嘴对机后棉条进行加湿。
确定定量：根据细纱机最小工艺牵伸倍数9～10倍，制成定量10g/10m的粗纱条，粗纱定量最高10g/10m，粗纱捻系数不能大，本发明粗纱捻系数设为90.7，根据并条最小牵伸倍数制定并条定量，达到29.10g/5mm，常规最高25g/5m，以保证纺成符合6支的成纱重量。
解决牵伸力过大问题：因为各工序定量都较重，牵伸倍数都在最小极限处，根据牵伸原理，此时牵伸力最大，为实现顺利牵伸，必须合理配置引导力和控制力、握持力和牵伸力，而在细纱机上纺6支纱时，由于竹纤维长度为38mm，整齐度好，纱支粗，用A513W机型设备生产时，由于牵伸力过大对设备的负荷大，表现为车头铸铁齿轮被打坏，改用FA506机型生产时，由于是钢件齿轮，难以打坏，则两轻重齿轮在啮合点被分开，造成错纱支质量事故，严重时罗拉还会沿轴向窜动跑出罗拉轴承外导致机车损坏，经分析这种现象是牵伸力大于细纱机的握持力造成，将细纱机的罗拉握持距加大为前区44mm、后区55mm，从而有效地减少了牵伸力，一般工艺设计V型牵伸罗拉前区握持距只有41.5mm，后区握持距只有45mm。另外，主电机由17KW改用为22KW电机，采取以上措施后，细纱机得以正常运转，不再出现系列机械故障。由于纱支粗，细纱卷绕成型齿轮的配置要满足管纱不塌边，配置到最大齿数与最小齿数的啮合齿数比为92∶30。细纱钢丝圈采用一个钢领上套两个钢丝圈，防止气圈膨胀碰隔纱板而造成断头和毛羽(常规是一个钢领上只使用一个钢丝圈)。
一、原料和混纺比的选择
由于是生产特粗支纱，为了既保证质量，又控制好成本，选择1.56dtex*38mm的竹纤维，其公制支数为6400，选择平均品级2.5级细绒棉，公制支数5800，两种原料细度接近，对成纱强力和毛羽有利。因为竹纤维本身强力低，如果混纺时其含量高，则成纱强力低，纺纱困难，如果含量太低，又达不到成品最终的适用效果，选择竹纤维含量在20％至60％之间，棉纤维含量在40％至80％之间，能满足生产工艺要求。
二、工艺路线与设备选择：
1、清花工序：由于竹纤维不含杂质，只需要对其进行开松、分梳，则在清花工序中将竹纤维与棉纤维分别上盘制成一定重量卷子，各部分打手转速在生产竹纤维时都比生产棉纤维低：FA106打手转速竹纤维为420rpm，棉纤维为480rpm；综合打手转速竹纤维为730rpm，棉纤维为810rpm；成卷罗拉转速竹纤维为11rpm，棉纤维为12rpm；棉纤维卷定量为368g/m，竹纤维卷定量为400g/m。在清花工序中，在A002D抓棉小车上加装四个WGJL-1喷嘴，随小车一起同步运行，对圆盘里的竹纤维作喷雾加湿处理，成卷后放在保湿房或塑料棚制作的保湿房作保湿处理，保证竹卷回潮率在12％～13％。
2、梳棉工序：分别在A186D梳棉机上制成生条，棉纤维生条定量18.3g/5m，竹纤维生条定量20g/5m。竹纤维梳棉各部分速度与棉比较：竹纤维锡林转速为330rpm，棉纤维为360rpm；竹纤维盖板线速为84mm/min，棉纤维为214mm/min；竹纤维刺辊转速为660rpm，棉纤维为900rpm；竹纤维除尘刀高度与机框平齐，角度为85°；棉纤维除尘刀高度低于机框15mm，角度为95°。
3、并条工序：根据生条定量和混纺比要求，在头并上以竹纤维生条为B比棉纤维生条为C＝3∶4根进行混合，排列方式为CBCBCBC，采用三道并合的方式，头并并合数7根，二并和三并为了保证混合的均匀度并合数为8根。定量分别为21.5g/5m、25.79g/5m、29.10g/5m；为了保证粗纱牵伸倍数在设备配置范围内，末并条定量需要加大到29.10g/5m，由于末并条定量过大，棉条被堵在喇叭口和圈条盘处，难以顺利牵伸转移到棉条筒内，采用在棉条筒内预留棉条增加摩擦力协助成条的方式，顺利解决了此现象。罗拉握持距加大到第一罗拉～第二罗拉为44mm，第二罗拉～第三罗拉为44mm，第三罗拉～第四罗拉为52mm，降低牵伸力，较少对设备的负荷。在每一道并条机后两侧分别加装一个FT081-1喷嘴对机后棉条进行加湿。
4、粗纱工序：为保证细纱牵伸倍数不小于细纱的最小工艺牵伸倍数(最小为9～10倍)，粗纱牵伸倍数设计为5.85倍(最小工艺牵伸为5倍)，定量设计为10g/5m(最小为10g/5m)，为减小牵伸力，加大粗纱机罗拉握持距离到前区52mm，后区68mm。粗纱捻系数为90.7，粗纱后区牵伸倍数1.39倍。前罗拉转速235rpm，锭子转速564rpm。
5、细纱工序：在细纱机上，牵伸倍数小到了12.12倍(工艺配置最小为9～10倍)，必须将罗拉握持距加大，前区为44mm、后区为55mm，细纱后区牵伸倍数加大到1.37倍，同时，主电机功率由17KW加大到20KW。为了保证管纱纱型良好不塌边，卷绕成型齿轮配置到最大齿数与最小齿数的啮合齿数比为92∶30。钢丝圈采用W321190#两个同时使用在同一个钢领上，钢领用PG14554。前罗拉转速270rpm，锭子转速7000rpm。
6、络筒工序：采用DQSS-长岭电子清纱器，清纱工艺为：短粗通道+130％，1.5CM，长粗节通道+50％，长细节通道-50％。络纱线速为378mm/min，张力片重量为57g。
主要工艺参数如下：
梳棉 头并 二并 三并 粗纱 细纱 定量 B：20g/5m C：18.3g/5m 21.5g/5m 25.79g/5m 29.1g/5m 10g/10m 握持距 (mm) 44*44*52 44*44*52 44*44*52 52*68 44*55
成纱质量如下：
重量 CV％ 重量 偏差％ 条干 CV％ 断裂 强度 CN/TEX 强力 CV％ 捻度 CV％ 结/杂 粒/g 十万米 纱疵 1.4 -0.1 8.62 15.22 5 2.8 1/3 0
经本公司试生产，上表中质量数据反映出采用此种工艺后，条干CV％、强力CV％指标好于国际标准2001Uster公报5％水平，其它指标达到国标优等水平。