电磁波定形原理与纯棉纱线定捻工艺探讨yd17505

陈小辉    经纬纺织机械股份有限公司榆次分公司，山西晋中030600)

收稿日期：2013-09-24

作者简介：陈小辉(1986-)，男，甘肃天水人，助理工程师，大学本科，主要从事纺织工艺、纺织机械方面的研究。

  原载：现代纺织技术，2014/2；5-7，10

 

【摘要】采用电磁波加热的蒸纱方法，能够快速地消除纺织纤维的内应力，起到定捻的作用。与传统定捻方法相比，电磁波定捻方法具备自动化程度高、能耗小、蒸纱时间短，简单快速，占地面积小，以及可以有效缩短纺织企业的生产周期和降低积压成本等诸多优点，使纺织企业在实际生产中能及时地适应市场多品种、小批量、交货期短，适合现代纺织企业高速、高效、节能的发展目标。

【关键词】棉纱；蒸纱；定捻；电磁波；定形

【中图分类号】TS101．32 文献标志码：A 文章编号：1009-265X(2014)02-o005-03

 

0         引言

1         棉纱定捻的方法及电磁波定形原理

纱线是织物产品开发的重要基础，纱线的不断创新才能给最终产品的日新月异提供更广阔的天地。本文系统地阐述了在当前市场要求面料生产周期越来越短的大环境中，用电磁波定捻代替传统蒸纱定捻工艺存在的优势：一方面能改善纱线品质，提高成品织物质量；另一方面又能减少纱线储存期，起到缩短交货期的作用，符合现代化生产的需求[1-2]。

实验使用YK-01型纱线快速定形系统，通过电磁波的定形机理，研究纱线定捻工艺。利用电磁波设备对纯棉纱线定捻工艺进行研究试验，寻找出其相对于传统定捻工艺的优势，探索相对于传统定捻更方便、快捷、优异的方法，确定纯棉纱线电磁波定捻的优化工艺。

1．1  纯棉纱线传统定捻法

1．1．1  自然定捻法

a)储存法：将纱线放置在相对湿度较高的室内，经过12~24h后取出使用。

b)给湿定捻法：用蒸汽管将蒸汽直接喷洒在管纱上，3～4h后使用。

采用自然定捻法时，将纱线送到给湿房，通人蒸汽，室内的相对湿度保持在80～85%，温度为85℃ ，相对湿度接近饱和，送出给湿房后需保湿2h。

实践证明，若将纱线存放在高湿的房间里24h，则纱线可从空气中吸收一些水分，其外表的回潮率能提高2～3%，可达到定捻的效果。这种定捻方法虽然操作方便，但是给湿房占地面积较大，并且会增加纺织厂纱线的储存量，不适合小批量、多品种纱线的生产。而且纱线内外层定捻效果不均匀，此法不适合现代纺织生产的快节奏[3-5]。

1．1．2  真空蒸纱机定捻

蒸纱机的类型根据工作蒸汽的来源不同，可分为直接式和间接式两种。目前蒸纱机普遍采用间接式的蒸纱方式。间接式蒸纱机的优点是通入的是100 饱和蒸汽，对不同品种的纱线，可以调节蒸汽的温度和给湿量，且蒸汽在纱线表面产生冷凝水的现象较少。蒸纱时蒸汽可均匀渗透到纱线内层，使得纱线外层和内层的回潮率均匀一致。不足之处是经过饱和蒸汽处理后的棉纱，纱线出现较明显的粗细节，影响条干质量。由于设备操作复杂，如果蒸纱时间和温度控制不好的话，就会造成纱线表面存在水珠斑点，有泛黄现象，影响染色效果[6-7]。

1．2 电磁波定捻

电磁波定捻设备采用的是YK-01型纱线快速定形系统，此设备主要用于纺织行业替代蒸锅对纱线定形。YK-01型纱线快速定形系统采用电磁波进行加热定形的机理，可以进行穿透性加热，定形过程中不需要使用蒸汽，利用纱线中的水分就能够均匀加热，避免了传统的传导加热不匀的问题。整个过程快速、节能，而且没有热惯性，可以有效地控制产品质量，防止黄白纱的发生。使用本产品加工的纱线可以取得传统蒸纱同样的效果，对纱线起到减少毛羽、改善纱线手感，改善强力，有效地防止纱线扭结现象。YK*01型纱线快速定形设备的优点是：

a)采用单腔工作模式，操作简便，维修方便；

b)采用移动式的工作平台，不需要专用的场地；

c)不需要专用的工序，包装时同时可以进行加工处理；

d)适用于棉、毛、麻、丝、绢、化纤等行业；

e)还可应用于对一些刚性比较强的纤维进行预处理，改善可纺性，减少纺织助剂的使用，比如：麻类纤维等；

f)用于加工纱线成本低廉，还可大量应用于对普通纱线进行处理，达到改善强力，减少毛羽，减少断头率的作用，提高织造效率，定完形的纱线可以有助于提高布面视觉的效果。

2  试验

2．1  试验设备、仪器及材料

实验设备为VFV350／VP／175型抽真空蒸纱设备(意大利OBEM公司制造)，YK*01型纱线快速定形仪(东华大学研制)；实验仪器为：烘箱(Y802N型八篮恒温箱)，卷尺等。试验时所使用的材料是14．6tex的纯棉纱线。

2．2  试验内容及方法

a)采用强力仪测试14．6rex纯棉纱线的强力强度、断裂伸长；用烘箱测试回潮率；再用目测法测试捻回数等；

b)将纱线编成1～5个号并分成若干等份，分别使用电磁波定捻、蒸纱机定捻和自然定捻法定捻；

c)分别测试纱线的捻回数和定捻效率。通过分析数据，对比三组试验的定捻效果；

d)采用定捻效率法和目测法测试定捻效率和捻回数。

e)两手执长50cm的纱，一端固定，一端缓慢平行移向另一端，至出现扭结时为止，测量其长度。定捻效率 可由下式计算：

P=（1-

S1

）×100%

S2

式中： S1一纱线开始扭结时的长度； S2一纱线试验长度(50cm)。一般纯棉纱线定捻效率在40～60%，便能满足织造工艺的要求[3]。

2．3  试验数据分析

取5管编号纯棉纱，回潮率为5．78%。先用强力仪测试纱线强度，再测试5管纱的原始定捻效率，然后用目测法测试1m纱的捻回数和纱线在湿度为85%的车间里储存15h后捻回变化。并用VFV350／VP／175型蒸纱机和YK-01型纱线快速定形仪蒸纱，测试定捻效率和捻回数的变化。

a)       在湿度为85%的车间里储存15h后定捻效率和捻回数的数据见表1。

表1 自然定捻法定捻效率和捻回数

image002.gif

b) 用VFV350／VP／175型蒸纱机蒸纱后定捻效率和捻回数的数据见表2。

c) YK-01型纱线快速定形仪蒸纱后定捻效率和捻回数的数据见表3。

表2 蒸纱机定捻效率和捻回数

image004.gif

 

表3 电磁波定捻效率和捻回数

image005.gif

d)  3种定捻方法定捻效率如图1所示。

image007.gif

图1  3种定捻方法定捻效率

由图1可以看出，蒸纱机定捻和电磁波定捻都能达到制造要求(40～60% )。与自然定捻法相比，定捻效果有很大的提高。

e)用目测法测得纱线在3种不同情况下的捻回数(r／m)如图2所示。

image009.gif

图2  3种定捻方法捻回数

由图2可知，用电磁波定捻后纱线的捻回数最小，也就意味着定捻效果最佳。蒸纱机定捻效果次之，自然定捻法第三。电磁波定捻后捻回数普遍小于20r／m，符合织造要求。

由以上实验可知，与原棉纱线相比，蒸纱机蒸纱后纱线的捻回数和定捻效率也发生了变化，比较接近蒸纱效果的要求数值。电磁波蒸纱后纱线的捻回数大大降低，定捻效率也符合织造要求。但是用电磁波蒸纱，特别要注意蒸纱温度和时间的控制，温度低或时间短，则达不到蒸纱效果，如果温度高或时间太长，则纱线会变焦发黄，使纱线的物理机械性能受到损伤 。

3   结语

通过3种定捻方法的试验和比较，蒸纱机和电磁波定捻效率都符合企业标准，而自然定捻法将趋于淘汰。由于蒸纱机在蒸纱时通人大量饱和蒸汽，且蒸纱后在外部存放了一定的时间，而电磁波蒸纱时不需要通入蒸汽，它只利用纱线自身所含的水分即可进行蒸纱。蒸纱后测试纱线的回潮率、断裂强度和毛羽的参数，蒸纱机略占优势。但是在设备自动化程度、能耗、蒸纱时间和生产成本上电磁波蒸纱占有明显的优势，适合现代纺织企业高速、高效、节能的发展目标[3-8]。

4 展望

为了更加完善电磁波定捻工艺和实用性，还可以在以下几个方面深入研究。

a)纱线对电磁波较为敏感，如时间和温度控制不好的话就会损坏纱线纤维组织结构，而目前国内尚无统一的标准，所以应进一步通过大量试验来探索电磁波在定捻中的标准。

b)本次只是使用纯棉纱线做试验，今后应将研究范围扩展到所有纺织材料，对不同材料的纱线进行电磁波定捻的深入研究[9]。

c)为了适应瞬息万变的科学发展，必须研制与科学发展速度同步或超前的蒸纱设备，使设备更加自动化和智能化，并应用到实际生产中。

参考文献：

[l]王秀燕，梁玉华．高档强捻棉纱针织产品的开发[J]．上海纺织科技，2005，33(1)：48-49．

[2]樊理山，朱红权．纯棉细号高密强捻织物的生产[J]．棉纺织技术，2001，29(6)：35—36．

[3]毛新华．纺织工艺与设备[M]．北京：中国纺织出版社，2004：178-181．

[4]吴红玲，程隆棣，邹专勇，等．羊毛纱线电磁波定形方式的探讨[J]．纺织导报，2008(1)：81-83．

[5]秦姝．涤棉纬纱的自然定捻工艺[J]．天津纺织科技，2001，39(3)：16-17．

[6]伏广伟．间接式蒸纱技术对棉纱质量的影响[J]．纺织导报，2003(4)：72-74．

[7]章海鹏．意大利VFV350／VP／175型蒸纱机的性能及应用[J]．毛纺科技，2003(6)：58-60．

[8]何伟方．微波在纺织工业中的应用[M]．北京：纺织工业出版社，1990．

[9]姚穆．纺织材料学[M]．北京：中国纺织出版社，2001：27-28．

(责任编辑：陈和榜)