磨纱断纬牛仔布的设计与工艺研究.pdf

工艺技术 2023 年 第 4 期 化纤与纺织技术36磨纱断纬牛仔布的设计与工艺研究刘豹林山东如意科技集团高青如意纺织有限公司，山东 淄博 256300摘要：目前，磨纱工艺在牛仔布生产中的应用越来越广泛，尤其是断纬磨纱牛仔布，其因布面效果好、布面质量高而受到欢迎。但是，磨纱过程中存在断纬的问题，在实际生产中如何保证断纬后的布面效果、布面质量成为一个重要的技术难题。为此，文章从磨纱断纬牛仔布的设计与织造工艺两方面入手，针对牛仔布生产过程中的断纬问题，在磨纱断纬牛仔布的设计过程中，从断纬后的布面效果、产品质量、生产成本等方面综合考虑，通过改变磨纱工艺参数，优化断纬牛仔布的织造工艺，使断纬后的布面效果、布面质量达到最佳，并降低了生产成本。关键词：磨纱断纬工艺；牛仔布；断纬；织造工艺分类号：TS1061 断纬对布面效果的影响磨纱断纬工艺是采用磨纱机对原纱进行两次断头，在一次断头中，把一段棉纱磨成 2 根纱线，另一次断头中，把另一段棉纱磨成 3 根纱线，分别用于织造两种不同的面料。在实际生产中，断纬后的原纱由于受到较大的损伤，在织造过程中纱线容易断裂和结团，使坯布质量下降。此外，在断纬过程中还会产生断头和断线问题，导致布面疵点增多、布面不匀和布面质量下降等问题。断纬后的原纱由于受到较大损伤，织造过程中会产生许多疵点，如破洞、结头、断头、断纬等。另外，断纬后的原纱由于受到严重损伤而不易与其他纱线很好地配合成织物，影响了织物的外观质量。因此，在设计断纬磨纱布时，应从布面效果、布面质量和生产成本三方面综合考虑。首先，布面效果。目前市场上的磨纱布产品一般分为三种：第一种为普通磨纱布；第二种为硬磨纱布；第三种为磨纱断纬布。硬磨纱布是在普通磨纱布的基础上经过特殊处理而成的，其布面效果与普通磨纱布有很大的不同。普通磨纱布是在纱线表面加了一层特殊纤维组成的涂层或纤维混合物（如硬磨纤维）来提高纱线表面强度和耐磨性。硬磨纱布面效果较好，但会使纱线产生断头和结团现象；而磨纱断纬布面效果与普通磨纱布相类似，但因为断纬后的纱线受到的损伤较大，在织造过程中易发生断头、断线现象，从而导致布面疵点增多、布面质量下降。其次，产品质量。硬磨纱布布面效果较好，但织造时容易发生断纬现象。经研究发现，当经线断纬率为 10%时，织造出来的织物断头率达到 40%；当纬线断纬率为 20%时，织造出来的织物断头率达到 70%；当纬线断纬率为 30%时，织造出来的织物断头率则高达 90%。由此可见，断纬对产品质量有很大的影响。最后，生产成本。为了使断纬磨纱工艺在实际生产中得到更好的应用，可将普通磨纱与硬磨纱进行对比。经对比发现，采用普通磨纱的工艺参数进行织布时容易断纬、断线；而采用硬磨纱工艺参数进行织布时则不会出现断纬现象。由此可知，硬磨纱工艺参数可以改善断纬后的布面效果。综合上述因素分析可知，磨纱断纬工艺在实际生产中应用广泛、效果显著，但其因具有一定的弊端而限制了其应用范围。为了使磨纱断纬工艺在实际生产中取得更好的效果，设计一种新型磨纱断纬牛仔布具有重要的意义，其能改善布面效果、提高产品质量、降低生产成本、降低断纬率和减少断线问题等1。2 断纬的影响因素在磨纱断纬工艺中，断纬的影响因素主要有磨纱机的机械传动系统、磨纱时间、磨纱速度等。影响磨纱断纬工艺的机械传动系统有主轴的转速、主轴的线速度、主轴与轴上轴承的转速和轴承的位置。一般情况下，断纬时，断纬器内会有部分纱线在断纬之前断口，产生断纬处，因此要控制好断纬处纱线的质量，确保断纬后才可顺利上机织造。影响磨纱断纬工艺的磨纱时间是影响磨纱断纬工艺效果的最重作者简介：刘豹林，男，硕士，工程师，研究方向为纺织工程。文章编号：1672-500X（2023）04-0036-03化纤与纺织技术 第 52 卷 2023 年 4 月 工艺技术37要因素，一般情况下，磨纱时间为 20 40 min，过长或过短都会影响磨纱断纬工艺的效果。磨纱速度也对磨纱断纬工艺效果有很大影响，一般情况下，磨纱速度越高，断纬处纱线越容易断裂。为了使断纬后布面质量达到最佳，在选择磨纱工艺时应综合考虑以上各因素，在实际生产中要根据具体情况进行试验，逐步优化磨纱断纬工艺。2.1 磨纱时间磨纱断纬工艺中，磨纱时间越长，断纬效果越好。但是过长的磨纱时间会使断纬区域纤维的损伤增多，纤维易断口增多，这样在织造过程中就容易断纬。实践证明，磨纱时间为 20 40 min 时，断纬效果较好，若时间过长，则会使断纬时纱线的损伤量增大。这是因为随着磨纱时间的增加，纱线的损伤程度增加，在断纬前由于纱线的损伤量的增加，断纬后布面会出现较多的毛羽、结头和破洞等缺陷。为了避免以上情况发生，在生产中要合理选择磨纱时间。在磨纱过程中，每台磨纱机都有自己的磨纱时间，应根据不同机型进行试验比较后再确定。如果采用的是小机型磨纱机器、设备老化、磨损严重或更换新机器后无法进行磨纱工艺试验时，建议采用 20 min以内的磨纱时间为宜。如果使用中存在上述问题时，可适当增加磨纱时间，但是若时间过长，则会对断纬后布面质量造成不良影响。2.2 磨纱速度磨纱速度对断纬后布面质量的影响主要体现在两个方面：一是磨纱机的工作转速；二是磨纱机的工作速度。磨纱速度越高，断纬后布面质量越好，断纬后布面质量也越好。根据磨纱原理可知，在磨纱过程中，磨纱机纱轮齿部与筒管之间存在摩擦阻力，筒管中的纱条受到摩擦阻力作用，产生摩擦阻力的大小主要取决于磨纱轮齿部和筒管之间的摩擦力。磨纱轮齿部与筒管之间的摩擦力越小，纱线受到的摩擦阻力就越小，磨纱速度越高，断纬时产生的摩擦阻力就越小。但当磨纱速度过高时，由于磨纱机的转速较高，而主轴与轴上轴承转速较低，造成磨纱机主轴与轴上轴上轴承之间的转速差过大，此时如果发生断纬，就会使纬线断口呈“V”字形。磨纱速度过高时，容易造成纱线过度磨损。由于磨纱轮齿部与筒管之间的摩擦力随着磨纱速度的增大而增加，而筒管中纱条受到摩擦阻力作用而导致摩擦阻力减小。由于磨纱机主轴转速较高，在相同条件下，纱线磨损速度快于筒管磨损速度。由于纱线在磨纱过程中承受较大的摩擦阻力和较高的温度，纱线纤维会受到不同程度的损伤。同时，在磨纱过程中，由于磨纱机主轴与轴上轴承转速不同，磨纱过程中二者转速差过大时会造成纱线过度磨损2。因此，在选择磨纱工艺时应根据断纬后布面质量要求与生产效率等因素综合考虑。一般来说，磨纱速度以1.52.0 m/min 为宜。2.3 断纬器纱路的设置断纬器的纱路设计是控制磨纱断纬工艺的关键，合理的纱路设计可以有效减少断纬时纱线断裂情况，使布面质量得到提高。断纬器的纱路设置一般有三种：第一种是不设置纱路，第二种是设置纱路，第三种是设置 3 条纱路。一般情况下，设置 3 条纱路时，断纬器内纱线数量较少，断纬效果不太明显；而设置 4 条纱路时，断纬器内的纱线数量较多，断纬效果较好。采用断纬器纱路时，要注意以下四点：（1）第一条纱路的位置设置要适当；（2）第一条纱路断纬时的速度要比第二条纱路断纬时的速度慢；（3）第一条纱路断纬后的纱线不能有明显的断裂痕迹；（4）在断纬器纱路设置上，要选择容易切断纱线的纱路。2.4 磨纱张力磨纱张力也是影响磨纱断纬工艺的重要因素之一。在断纬时，纱线受到较大的张力作用，纱线的断口会被拉成一个“V”字形，然后继续受到张力作用，不断被拉伸。但在断纬过程中，由于纱线受到的拉力突然增加，纱线容易断裂。一般情况下，断纬后所需的牵伸力与断后伸长量之比为 50%时，所需牵伸力较小，通常处于 80 100 N/cm，可根据实际生产情况进行调整。如果断纬后布面疵点较多或布面较粗糙时，应适当降低磨纱张力。此外，还应注意以下三个方面：（1）断纬时要防止断纬过多；（2）断纬后要及时对断纬器进行清洁和加油；（3）断纬后要及时做好断纬器的保养工作。3 设计方案及工艺路线3.1 设计过程本次研究中，断纬牛仔布的设计方案如下。（1）将断纬牛仔布布面效果、布面质量作为设计的重点，通过改变磨纱工艺参数来优化断纬牛仔布的 工艺技术 2023 年 第 4 期 化纤与纺织技术38织造工艺。本次实验以断纬牛仔布为研究对象，以降低生产成本为目的，在保证产品质量的前提下，以提高生产效率为出发点。经多次实验后，得出了以下优化方案：采用比常规磨纱参数低的磨纱速度；采用比常规磨纱参数高的磨纱压力3。（2）对断纬牛仔布进行织造实验，确定其工艺路线。实验表明，当纬纱断纬率在 30%左右时，通过调整轧辊转速、经轴转速等工艺参数，可达到提高断纬牛仔布布面效果和产品质量的目的。（3）实验结果分析。为了保证断纬牛仔布的布面效果，采用了两种不同磨纱速度：普通磨纱机磨纱速度为 1 200 r/min 左右，断纬牛仔机磨纱速度为 2 000 r/min左右。由于断纬牛仔布断纬率较高，为了保证断纬后的布面效果和产品质量，要适当增加磨纱速度。磨纱断纬牛仔布经过多次实验，通过改变磨纱工艺参数来优化断纬牛仔布的织造工艺，最终确定了最佳的织造工艺路线。即通过减小轧辊转速可以提高断纬牛仔布的布面效果和产品质量；通过减小砂辊转速可以提高断纬牛仔布的布面质量；通过增大轧辊转速可以提高断纬牛仔布的布面效果。同时，由于磨纱工艺参数的不同，磨纱断纬牛仔布在织造时存在一些差别。3.2 织造过程与结果3.2.1 准备工艺（1）准备工序：根据设计的规格和布面效果要求，确定合理的打纬压力和打纬角，准备好浆料、穿纬器，做好准备工作4。（2）织造工序：首先在打纬工序上，根据设计要求，确定织轴速度为 210 m/min，织轴转速为 160 r/min。然后根据打纬率、打纬力等方面的要求，确定合适的打纬方式和打纬时间。（3）浆纱工序：采用湿浆工艺，浆料以水为主。由于断纬磨纱牛仔布要求布面效果好、布面质量高，因此在浆纱工序上应注意浆料浓度和上浆时间。（4）穿纬工序：由于磨纱断纬牛仔布的纬纱强度较高，在穿纬过程中应注意减少断经、断纬情况的发生。3.2.2 织造工序选用“先上浆后打纬”的方法，并以此为主要原则，在上浆率为 80%的情况下进行打纬。具体的上浆率由织轴速度、浆料浓度、打纬角决定。3.2.3 织造过程织轴速度为 210 m/min；上浆率为 80%；打纬角为65；织造过程中出现断纬的概率很小。织造图如图 1所示。a组织图b穿筘图c穿综图d纹板图abcd图 1 织造图3.2.4 纺织结果（1）布面效果：经试验发现，断纬磨纱牛仔布在织造过程中出现断纬的情况很少，在织造过程中可采用“先上浆后打纬”的方法进行处理。打纬压力为25 kg/m2；打纬力为 60 kg/m2；上浆率为 100%。（2）布面质量：断纬磨纱牛仔布经过断纬处理后的布面质量明显得到改善，布面效果最好。4 结束语通过前文描述，可以得到以下结论：（1）通过改变磨纱工艺参数，对断纬牛仔布进行设计，有效解决了磨纱过程中的断纬问题，并保证了布面效果和布面质量。（2）在设计断纬牛仔布的基础上，对织造工艺进行优化，使断纬牛仔布的断纬率降低到 4%以下，从而提高了断纬牛仔布的生产效率和产品质量。（3）通过采用不同的织造工艺参数，可将磨纱断纬牛仔布的织造效率提高到 97%以上，同时产品质量也得到了较好的保证。（4）在断纬牛仔布设计与织造过程中，应根据不同的原料、纱线粗细、织物结构等，确定不同的设计参数。参考文献1 陈伟灵,刘文,曾茜.牛仔布的技术创新及持续发展趋势的研究J.纺织报告,2022,41(9):45-46,59.2 包令晖.牛仔面料在当代服装设计中的应用研究D.武汉:湖北美术学院,2020.3 莫鸿妃,王妮,汪军,等.环保牛仔布用转杯纺竹节纱花型工艺设计J.纺织器材,2021,48(6):5-8.4 黄敏.磨纱断纬牛仔布的设计与工艺研究D.杭州:浙江理工大学,2018.