交捻包芯变倍弹力竹节纱的生产技术建设可行性研究报告.doc
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1、一、项目基本情况编号: 项目组:项目名称交捻包芯变倍弹力竹节纱的生产技术主要完成人主要完成单位山东岱银纺织集团股份有限公司申报单位(盖章)山东岱银纺织集团股份有限公司申报等级 一等奖 所属专业棉密级、保密期限及批准号非密任务来源(注明具体计划、基金的名称和编号)A、国家计划 B、部委计划 C、协会计划 D、省、市、自治区计划E、自选 F、其他 E项目起止时间起始: 2006 年 5 月 8 日完成: 2007 年 10 月 18 日联系人电话及手机通讯地址及邮编二、项 目 简 介该技术项目属纺织科学技术,是通过对传统细纱机进行改造,采用PLC编程控制技术和高精度伺服驱动技术及编码器跟踪控制技术
2、,集成交捻纱生产工艺和弹力纱生产工艺,使普通细纱机具有了全新功能,可以生产各类竹节纱、变倍竹节纱、交捻纱、弹力纱及这几种新技术集成的新型纱线,赋予纱线新功能的同时,提升了纱线质量,用该技术生产的新型纱线,使织造时的生产效率提高2%,同时极大的方便了新型面料风格的设计,为下游客户提供了更多的纱线风格选择。将多种新型纺纱工艺技术集成于一台设备上,在国内尚无先例,应用我公司专利发明技术一种交捻竹节纱的生产方法(专利号:ZL 2006 1 0069763.7),改造设备的喂入装置,并加装一种弹力丝喂入装置,通过特殊的导丝装置(一种新型导丝轮装置,专利号:ZL 2007 2 0017613.1)与交捻纺
3、纱技术相结合。该技术生产的新型纱线,竹节倍数变化明显,强力高、毛羽少,弹性优良,集竹节纱、包芯纱、交捻纺纱特点于一身,此纱生产的织物纹路清晰、立体感强,布面风格自由奔放,手感柔软舒适,可染性好,回弹性优良,抗绉耐磨,为实现纱线外观形态的可测可控,稳定质量,设计了一种检测装置(专利号:ZL 2007 2 0025754.8)完善了产品的检测方法。在推广过程中,为能使下游客户在纱线应用前,对面料风格有一个清晰的感观,我们又设计了竹节纱测量及布面风格模拟装置(专利号:ZLZ2007 1 0016351.1)。该技术项目产品通过了山东省纺织科学院产品检测,各项指标达到了设计要求及应用要求,项目于200
4、7年通过了山东省科技厅成果鉴定,该技术达到国际先进水平。我们研制的交捻包芯变倍弹力竹节纱,通过改造细纱设备,纺制了特殊结构的氨纶弹力竹节纱,改善了传统弹力纱的使用性能,此纱用作各种面料,织物柔软,丰满,弹性回复较好,风格迥异,同时也能最大限度的避免了氨纶丝包覆不良,而带来的一系列质量问题,其面料应用于多种服装领域,产品自推向市场以来,得到了市场的认可,现已形成批量生产十万吨以上,取得了很好的经济效益。(不超过800个汉字)三、主要技术创新点主要技术创新点表现在如下六个方面:一、 数控技术、伺服驱动技术、编码跟踪技术的创新应用通过安装在细纱机上的PLC控制系统来改变传统的后罗拉匀速喂给的方式来产
5、生竹节。把人工设计的工艺参数输入PLC控制系统,PLC再把输入的工艺参数转化为一种数字信号传达给伺服电机,伺服电机根据信号来精确改变自身的转角,同时带动后罗拉实现变化喂入,从而使生产的纱线达到粗细变化,其中相对较粗部分称之为“竹节”、而且竹节长度精确、倍数变化明显突出的效果。(详细见鉴定证书)二、 交捻竹节纺技术的创新在纺纱过程中难免会出现两根须条中的一根断裂而成单股,若仍继续纺纱,将会形成长片段细节。为此,我们采用电容式单纱检测切断装置来检测粗纱须条的断裂,避免了单根纺纱的现象,此项技术的专利技术为一种交捻竹节纱的生产方法(专利号:ZL 2006 1 0069763.7)。三、 包芯纺技术的
6、创新细纱机氨纶包芯纱改造采用独立的不锈钢复合管导丝辊来退绕氨纶丝,提高退绕的稳定性。导丝辊的连接采用球面轴承,减小了导丝辊的径向跳动,提高了整体运行的平稳性。传动部分采用多级链轮式传动,运行平稳可靠,丝的牵伸倍数稳定。(详细见鉴定证书)四、 交捻纺与弹力纺纱技术的有机结合 弹力丝经搁丝罗拉引出,经双导丝轮喂入前罗拉、皮辊,通过调整导丝轮,使氨纶丝以左侧的须条居中调正。粗纱1、2以一定的间距经牵伸区牵伸,氨纶丝以粗纱1居中调正,经前罗拉喂入,图中箭头所示,氨纶丝首先被粗纱1包芯,粗纱2自加捻的同时,缠于粗纱1之上,形成了包芯包缠的结构。因氨纶丝被包芯于一根粗纱之内,而另一根须条则绕于其外,所以纱
7、线形成了包芯包缠的结构形式,为实现纱线的更柔软的效果,上机捻系数不易过大,又因氨纶丝同时被两根粗纱包芯包缠,不必担心其包覆不好的问题,为实现喂丝不偏问题,我们又设计了一种新的喂入导轮(专利号:ZL 2007 2 0017613.1)。五、 检测方法的创新将多种新型纺纱技术装置与方法有机结合在一起,最终实现了交捻包芯变倍弹力竹节纱的生产,该产品是一种新型的复合型纱线,纱体立体感强,波浪起伏,错落有致,如何来判定纱线是否达到了设计要求,需要对纱线进行测试,目前也无相关测试方法,为此我们发明了一种测试方法并取得了专利(专利号:ZL 2007 2 0025754.8)。六、 布样模拟仿真方面的创新这种
8、复合型纱线因其风格独特,为了配合下游客户做好进一步的面料开发,变开发后改进为开发前预测,我们针对此种纱设计了“布面风格模似”并获得了国家专利(专利号:ZL 2007 1 0016351.1)(不超过1000个汉字)四、项目详细内容1. 立项背景:近几年在国际上推出了许多复合花式纺纱新技术,像包覆包缠纺纱生产技术,弹力竹节纱生产技术,普通竹节纱生产技术、赛络菲尔纺纱技术等,以上复合花式纺纱工艺技术中包缠类纱线都是以长丝为芯,以另一种长丝或短纤为外包纤维形成复合纱线,赛络纺和赛络菲尔复合纺纱是两种纤维的交捻,在织物中表现的是一种混纺效果,而无包缠效果。这些技术在国内外已经比较成熟, 我们提出的交捻
9、包芯变倍弹力竹节纱技术研究项目,是以竹节纱的形式赛络纺的技术来生产一种既有股线竹节纱风格又有超强技术指标并且拥有超弹效果的竹节纱,这种纱线不论是从单纱强力、毛羽还是从竹节大小、长短精度,回弹性等方面都不是普通包芯纱线所能达到的,其织物性能优越,手感柔软舒适,形成的布面风格时尚简约,古朴大方,给人以前所未有的视觉冲击力。该纱的开发既增加了机台利用率,又降低了成本,增加了产品附加值,具有很大的市场潜力。棉纺行业在原有常规纱的基础上,兴起了一次又一次的重大改革,相继出现了竹节纱、赛络纺纱、长丝包芯纱等,具有高科技含量、高附加值的各种花式纱线,成为纱线市场的主力军。但是,面对市场多样化的需求,单一的常
10、规纱风格单调,不能充分展现花式纱线的特色,已不能满足人们追求时尚多样、特色鲜明、风格迥异的要求。继我公司成功在纺纱主要工序细纱,通过交捻与包芯纱的完美结合,开发了全包型氨纶包芯纱,属国内首创;另交捻竹节纱的生产方法,属我公司专利,根据市场对花式纱线要求的不断提高,将我们公司多种优越品种,工艺组合为一,开发一种新型的交捻竹节弹力变倍纱线,不仅从纺纱工艺上能提高目前传统竹节,氨纶包芯纱的质量及使用性能,同时能丰富花式纱的种类。我们此研究项目将交捻纺纱技术、数控技术、伺服驱动技术、编码器跟踪技术、弹力纺纱技术集于一身,生产一种交捻弹力变化倍率的复合型纱线技术,命名为“交捻包芯变倍弹力竹节纱”,这种集
11、成纺纱技术与该技术所生产的复合型纱线,目前在国内外尚无相关报道。此纺纱技术具有结构简单、投资少、见效快的特点。应用该技术可开发出多种不同原料组合的纱线新品种,促进国产面料的升级换代,将为我国纺织业的发展产生重大影响。经查阅大量国内外技术资料,都未见这方面报道。2. 详细技术内容(1) 科学技术内容(总体思路、技术方案、实施效果等)(2) 与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较(用表比较)总体思路:近几年在国际上推出了许多复合花式纺纱新技术,像包覆包缠纺纱生产技术,弹力竹节纱生产技术,普通竹节纱生产技术、赛络菲尔纺纱技术等,以上复合花式纺纱工艺技术中包缠类纱线都是以长丝为芯,以另一
12、种长丝或短纤为外包纤维形成复合纱线,赛络纺和赛络菲尔复合纺纱是两种纤维的交捻,在织物中表现的是一种混纺效果,而无包缠效果。竹节纱是一种纤维经过加捻而形成的一根粗细不匀的单纱,这些技术在国内外已经比较成熟。 我们提出的交捻包芯变倍弹力竹节纱技术研究项目,是以竹节纱的形式赛络纺的技术来生产一种既有股线竹节纱风格又有超强技术指标并且拥有超弹效果的竹节纱,这种纱线不论是从单纱强力、毛羽还是从竹节大小、长短精度,回弹性等方面都不是普通包芯纱线所能达到的,其织物性能优越,手感柔软舒适,形成的布面风格时尚简约,古朴大方,给人以前所未有的视觉冲击力。该纱的开发既增加了机台利用率,又降低了成本,增加了产品附加值
13、,具有很大的市场潜力。技术方案:该技术是通过对传统细纱机进行改造,采用PLC编程控制技术和高精度伺服驱动技术,及编码器跟踪控制技术,集成交捻纱生产工艺和弹力纱生产工艺,使普通细纱机具有了全新功能,可以生产各类竹节纱、变倍竹节纱、交捻纱、弹力纱,及这几种新技术集成的新型纱线,赋予纱线新的功能的同时,提升了纱线质量,用该技术生产的新型纱线,使织造时的生产效率提高2%,同时极大的方便了新型面料风格的设计,为下游客户提供了更多的原料选择。利用我公司专利发明技术一种交捻竹节纱的生产方法,将多种新型纺纱工艺技术集成到一台设备上,改造设备喂入装置,并加装一种弹力丝喂入装置,通过特殊的导丝装置(一种新型导丝轮
14、装置)与交捻纺纱技术相结合,通过PLC程控数据的变化,可以实现细纱机能生产结构复杂、外形变化多样,质量稳定和可弹可变的新型纱线,比较典型的产品为交捻包芯变倍弹力竹节纱。主要完成对原环锭纺细纱机的改造,将交捻装置与竹节弹力装置,有效合理的集于细纱机。 1)细纱机竹节纱装置的改造我们所改造的细纱机型,为上海二纺机生产的420锭EJM128K细纱机,改造前传动示意图:主电机动力ZDZE114T50T30T60TZJ31T60T73T30T30T50T20T后罗拉中罗拉前罗拉Z后ZKEJM128K细纱机改造后的竹节纱装置示意图: T114ZJ中后罗拉齿形带伺服电机Z2(41)Z1(18)我们采用由无锡
15、轻工大学工程总公司研制的ZJ-5A型数字式竹节纱生产装置来实现EJM128K细纱机的改造。此种竹节纱装置采用全数字进口伺服电机,闭环定位准确,瞬时高速起停,扭矩大,运行稳定,确立了数字式竹节纱装置的先进性、可靠性和稳定性。操作面板采用数字触摸式,界面操作更为方便快捷,通过改变PLC程序,可生产变倍竹节纱,该装置具有前罗拉质量跟踪技术,在纺纱过程中所有细节都处于计算机的监控之下,并提供校正或报警。2)细纱机交捻装置的改造在EJM128K细纱机上采用了八列吊锭加双导纱杆的形式(如图11-1),解决了粗纱架的增容排列问题,相比FA502型细纱机上采用的两排吊锭和两层托锭相结合的粗纱架结构(如图11-
16、2),粗纱断头率低,更换粗纱方便,可操作性更强。采用双口喇叭口代替原有的单眼喇叭口,并适当地减小导纱动程,防止纱条跑出皮辊。在纺纱过程中难免会出现两根须条中的一根断裂而成单股,若仍继续纺纱,将会形成长片段细节,若安装电容式单纱检测切断装置,不但价格昂贵,而且维修保养困难,我们通过减少值车工的看台面,加强值车工的巡回操作把关工作,避免了单根纺纱的现象。EJM128K八列吊锭加双导纱杆的形式FA502两排吊锭加两层托锭形式3)细纱机的氨纶包芯纱改造细纱机氨纶包芯纱改造采用独立的不锈钢复合管导丝辊来退绕氨纶丝,提高退绕的稳定性。导丝辊的连接采用球面轴承,减小了导丝辊的径向跳动,提高了整体运行的平稳性
17、。传动部分采用多级链轮式传动,运行平稳可靠,丝的牵伸倍数稳定。具体改造如下图:EJM128K细纱机交捻包芯纱改造示意图氨纶丝装置的自行设计示意图:4)细纱机的交捻包芯变倍弹力竹节纱改造EJM128K型细纱机,加装八列吊锭,如图中1粗纱所示位置,在吊锭下方,安装氨纶丝装置,如图中3所示为搁丝罗拉,2为长丝饼,长丝由搁丝罗拉引出,经导丝轮8喂入前罗拉、皮辊6,搁丝罗拉动力来源于前罗拉,经二级减速,由链轮、链条传动,可通过调整链轮大小来改变搁丝罗拉与前罗拉的线速比,实现对长丝牵伸倍数的控制。EJM128K细纱机交捻包芯变倍弹力竹节纱装置示意图38754621三、细纱工艺参数的设计:1、采用交捻工艺的
18、关键在于喇叭口间距的选择,间距大时交捻效果好,但过大时,单根须条所承受的纺纱张力大,断头多;间距小时,两根牵伸后须条的捻合效果较差,纱线毛羽相对较多,经反复试验,该产品选用间距为6mm的喇叭口。交捻工艺,使两根经牵伸后的须条,在绕自身加捻的同时,又相互同向加捻为一根纱线,这种纱是一种具有合股线性质的单纱,通过两根须条的并合改善了成纱条干,互相捻合后因为同向加捻,毛羽下降了15%,双根粗纱的喂入,使牵伸倍数提高了一倍,为不致使成纱条干,因牵伸倍数大而恶化,粗纱采取小定量,以减小牵伸倍数,同时优化使用各纺专件,采用大直径软胶辊,减小前区浮游区,具体工艺如下:所纺品种为:C/S68.6T竹JN40D
19、伊W变倍04180728粗纱定量:13.9/10m,两根丝牵伸倍数:3倍上机捻度:48.3捻/10cm钳口:5钢领型号:PG14254罗拉隔距:18*292、氨纶丝喂入装置的工艺参数设置:采用杜邦公司40D伊莱丝,牵伸倍数为3倍,如氨纶丝装置的自行设计示意图所示:丝牵伸倍数=2542/14ZA/121/500.125ZA该产品交捻与氨纶丝工艺相结合,氨纶丝经搁丝罗拉引出,经双导丝轮喂入前罗拉、皮辊,通过调整导丝轮,使氨纶丝以左侧的须条居中调正。纺纱示意图如下:如图所示,粗纱1、2以一定的间距经牵伸区牵伸,氨纶丝以粗纱1居中调正,经前罗拉喂入,图中箭头所示,氨纶丝首先被粗纱1包芯,粗纱2自加捻的
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