纺纱在线可控施加助剂提高细纱性能的装置的制作方法

本发明属于环锭纺纱
技术领域：
，涉及一种纺纱在线可控施加助剂提高细纱性能的装置。
背景技术：
：传统环锭纺纱方法因其三大优点：适纺线密度范围广，原料适应性强，成纱质量较好一直是占据整个纱线产量80％以上的重要纺纱方法。但是环锭细纱的一大缺点就是未经上浆的纱线表面毛羽长且多、纤维间较为松散，这样的纱线经过在高速织机上长时间的拉伸、屈曲、磨损等复杂机械力作用极容易纱身起毛，甚至纱线解体断头，所形成的有害毛羽在织造过程中使纱条粘贴在一起造成开口不清，也容易形成横档织疵，严重影响生产效率，而且毛羽还会形成棉结，造成后道染色差异，还会造成飞花严重影响工作环境。而上浆的目的正是为了赋予纱线抵御外部复杂机械作用的能力，提高纱线可织性。在上浆过程中，浆液在纱线表面被覆并向纱线内部渗透，经过烘燥后，形成柔软、坚韧的浆膜，使纱身光洁、毛羽贴伏；在纱线内部，烘干的浆液加强了纤维之间的粘结抱合能力，从而改善纱线的物理机械性能。传统上浆过程一般是针对并排排列在经轴上的纱线，并在上浆后将并排的纱线卷绕到织轴上直接进行织造以提高效率。纱线之间间隔很短，在浸浆压浆后毛羽会由于浆液的粘度而粘附在纱体表面，但同时相邻纱线的毛羽也极有可能粘结缠绕在一起，在之后的分绞过程中，通过浆液粘结在一起的毛羽由于撕扯会产生大量二次毛羽，降低浆纱质量。若能对单根纱线进行上浆则无需分绞，可避免以上问题，但生产过程中无法采用单纱上浆的方法，效率过低，无法满足正常织造的需要。在环锭纺细纱过程中，粗纱通过牵伸加捻卷绕单锭成纱，单纱之间不会相互影响，这为将环锭纺细纱过程与上浆过程组合在一起提供了极大的便利。然而在细纱纺制过程中完成传统上浆的必要过程，其中有很多难点问题需要解决：浸浆与压浆：传统上浆过程中首要步骤即为浸浆与压浆，浸浆是为了让纱线完全接触浆液，此过程纱线全部浸没在浆液中，但此过程纱线接触浆液过多且由于纱线结构较为紧密，浆液不会完全渗透进纱线内部，所以需要经过压浆处理，一方面将多余浆液压出，另一方面加强浆液的渗透；分绞过程：传统上浆过程中经过浸浆压浆后的纱线需要进行湿分绞，经过烘燥后还要进行干分绞，此过程是由于浆纱过程中纱线以片纱形式存在，排列紧密的纱线渗透、被覆一定浓度的浆液，纱线之间会粘连，湿分绞的作用是将浸浆之后的湿态纱线进行初步分离。而经过湿分绞的片纱在后续过程中仍然会有部分纱线重新粘连，所以在浆纱经过烘干之后，还需要将纱与纱之间进行分割，确保上织机的纱线没有相互粘连；烘燥过程：传统上浆过程需要将完全浸透浆液的浆纱进一步烘燥，否则过湿纱线无法直接进行织造。随着科学技术的不断发展，近年来也涌现了很多用于提高环锭纱性能的新方法，如公开号为cn105019074a的中国发明专利“一种润法纺纱装置及润法纺纱工艺”在下牵伸辊下方安置水槽，在上牵伸辊上方安置滴液头，通过控制面板使滴液头中的浆液或水滴出以润湿纤维，提高纱线强度及柔软度并减少纱线毛羽；公开号为cn106702554a的中国发明专利“一种带有用于减少毛羽的给湿装置的环锭纺纱机”在前罗拉钳口和导纱钩之间的纺纱段利用液态水给湿的导纱轮给湿装置来减少成纱毛羽；公开号为fr2817878a1的法国专利申请“一种用于细纱机的毛羽减少装置”提出了一种在麻纺过程中减小加捻三角区，并在前罗拉钳口与导纱钩之间对麻纤维须条全面给湿的方法，纤维须条在出前罗拉钳口后立刻接触陶瓷棒以减小加捻三角区，之后穿过注水管与水浴辊组成的加湿区，注水管内通水直接使纱线浸没在水中，水落下后进入水槽并循环利用，水槽中有水浴辊，表面为毛细吸水材料，可以继续对纱线加湿，整个加湿过程可以用水也可以用水基溶液，但该过程并没有给出水基溶液成分和具体纱线性能提升效果，且此过程针对麻纺细纱，并不适用于棉纺环锭纺过程；公开号为cn108893896a的中国发明专利申请“一种纤维素纤维细纱常温在线上浆纺纱机及上浆方法”提出了一种针对纤维素类纤维的在线上浆方法，通过导浆辊的高速旋转带动浆槽内液体附着在其表面，加捻段纱线经过导浆辊完成上浆过程，然而该过程中加捻段纱线与导浆辊接触长度一直处于变化中，且不能调整加捻段纱线所接触的浆液量。技术实现要素：本发明提供纺纱在线可控施加助剂提高细纱性能的装置，本发明在环锭细纱机上对加捻段纱线进行在线上液处理并得到能够直接进行织造的高性能纱线。本发明成功将环锭纺成纱过程与浆纱过程同步可控进行，在环锭细纱机的前罗拉钳口与导纱钩之间的加捻段纱线处安装纺纱在线可控施加助剂提高细纱性能的装置，针对所纺纤维种类特性差异，选择具有一定粘度且安全无害的助纺助剂对加捻段纱线进行上液处理，提高纱线综合性能。本发明的技术方案：一种纺纱在线可控施加助剂提高细纱性能的装置即助剂辅助纺纱装置，助剂辅助纺纱装置的两端分别通过连接螺丝与系统固定装置连接，系统固定装置固定在环锭细纱机上，助剂辅助纺纱装置位于环锭细纱机的前罗拉钳口与导纱钩之间，从前罗拉钳口输出的加捻段纱线通过助剂辅助纺纱装置的表面进行上液处理。所述的助剂辅助纺纱装置包括供液系统、供液泵、连接管、上液壳体、导纱棒、溶液收集槽、溶液回收系统、过滤装置和导液泵；所述的供液系统通过供液泵与上液壳体上表面的注液孔连接，之间通过连接管相连，供液系统中的助纺溶液通过注液孔注入上液壳体，通过调节供液泵控制上液壳体内部溶液压强；所述的上液壳体为梯形结构，梯形结构两端分别通过连接螺丝与系统固定装置相连，梯形结构顶部设有导纱棒和液面观察口，液面观察口观察上液壳体内的液面位置。梯形结构的斜面即为助纺面，助纺面上设有出液孔，加捻段纱线接触助纺面，通过调整上液壳体内部溶液压强，不同量助纺溶液从出液孔溢出，对加捻段纱线进行上液处理；导纱棒控制加捻段纱线的位置，保证加捻段纱线可接触到从出液孔溢出的助纺溶液。上液壳体的下方设有溶液收集槽，溶液收集槽底部与回收系统相连，回收系统依次通过回收系统、导液泵与供液系统相连，形成闭合回路。从出液孔溢出且没有被加捻段纱线吸收的多余溶液将顺助纺面流下进入溶液收集槽，随后进入溶液回收系统，进入溶液回收系统的助纺溶液可通过过滤装置滤除纤维等杂质，并通过导液泵与供液系统相连实现助纺溶液的循环利用。所述的系统固定装置包括方形固定块和z形支架，z形支架通过第二连接螺丝固定在方形固定块的一侧，z形支架另一侧与上液壳体连接固定。系统固定装置实现支撑固定助剂辅助纺纱装置的作用。进一步的，上液壳体上部的液面观察口采用透明材质，在纺纱前的准备过程中，先向上液壳体注入助纺溶液，待在液面观察口观察到液面位置，即可证明助纺溶液已充满上液壳体，此时再将液面观察口密封以备使用。进一步的，所述上液壳体的下表面为弧形面，其内径需要与溶液粘度相对应，未被加捻段纱线吸附的溶液由助纺面向下汇集，在重力和黏附力的作用下会沿弧形面运动至弧形底端边缘，以液滴状落入溶液收集槽，这是保证溶液回收的必要条件，以保证溶液不在助纺面与弧形面相接的边缘落下，导致溶液损耗，甚至跌入纺纱气圈段影响正常纺纱和成纱品质。进一步的，所述的上液壳体采用圆柱形结构，圆柱形结构两端分别通过连接螺丝与系统固定装置相连，圆柱形结构上方设有导纱棒，加捻段纱线与圆柱形结构接触的表面即为助纺面，助纺面上设有出液孔。采用用圆柱形结构时，助剂辅助纺纱装置为固定安装，那么随着导纱钩的垂直上升或下降，会出现两种可能的情况，一个就是加捻段纱线4与助纺面分离，无法形成有效接触，另一个就是接触长度过大，导致纱线端头，因此，可以将此助剂辅助纺纱装置5通过变速机构与导纱钩7连接，该变速机构通过结构设计能够使上液壳体随导纱钩上升而上升，随导纱钩下降而下降，且上液壳体上升和下降的速度与导纱钩上升和下降的速度之比为定值；该定值等于导纱钩在最高点或最低点时，前钳口到助纺面之间的加捻段纱线长度与前钳口到导纱钩之间的加捻段纱线长度之比。助剂辅助纺纱装置所采用的助纺助剂应根据不同纺纱纤维特性进行选择，所选助纺助剂应对该纤维具有一定亲和性，此情况下助纺助剂所配得的溶液有较好的铺展渗透能力，此为获得高性能纱线的基础。同时，助纺溶液也需要一定的粘度，适当粘度可保证毛羽的有效贴伏以及完成断裂强度、耐磨性能的提升。进一步的，导纱棒与上液壳体材质均需要具有较好的耐磨性及物理化学稳定性，同时助纺溶液不会渗透到其内部，影响其使用性能，并影响助纺溶液浓度和正常纺纱过程，所述的导纱棒选用陶瓷材质，而上液壳体为便于制造，选用不锈钢材质。进一步的，在固定加捻段纱线横向运动范围情况下，助纺面上的出液孔沿纺纱通道竖排设置2-3排出液孔，确保加捻段纱线在旋转过程中均可接触到助纺溶液。此外，上液壳体上的出液孔大小需加以调整：孔径过大时，助纺溶液会直接溢出无法控制；孔径过小时，由于助纺溶液具有一定粘度，加大内部压强也可能无法保证有足够的助纺溶液溢出对加捻段纱线进行上液处理。出液孔孔径可根据助纺溶液粘度设置：助纺助剂粘度范围为0-200mpa·s时，出液孔孔径为0.2mm；助纺助剂粘度范围为200-400mpa·s时，出液孔孔径为0.4mm；助纺助剂粘度范围为400-600mpa·s时，出液孔孔径为0.6mm；助纺助剂粘度范围为600-800mpa·s时，出液孔孔径为0.8mm；助纺助剂粘度范围为800-1000mpa·s时，出液孔孔径为1.0mm。本发明的有益效果：本发明通过在前罗拉钳口与导纱钩之间的纱线加捻段加装助剂辅助纺纱装置，结合适用于不同纤维特性的环保无害助纺助剂，对前罗拉钳口到导纱钩之间的加捻段纱线进行上液处理，可获得高性能纱线并直接用于织造。通过本发明的方法所制得的纱线与普通环锭纱相比较，长度3mm及以上有害毛羽根数降低75％以上，纱线断裂强度提高15％以上，耐磨性能提高15％以上，可一定程度上代替人力物力消耗巨大的上浆工序，大幅减少工艺流程，减少生产成本。本方法首先针对不同纺纱纤维特性选择对该纤维具有一定亲和性、表面张力低于纤维表面张力且具有一定粘度的助纺助剂。选用合适助纺助剂的辅助纺纱装置作用于在前罗拉钳口与导纱钩之间还未完全成纱的纱线形成区，此阶段捻度还未达到细纱捻度且结构较为松散，且由于助纺面的阻捻作用形成捻度差，松散加捻段纱线表面的纤维头端接触到具有一定粘度的助纺溶液后迅速粘附在加捻段纱线表面，由于助纺溶液的粘附作用，被卷入纱线内部的纤维头端就不会经过磨损后再次伸出，从而达到减少纱线毛羽的效果。此过程中加捻作用、纺纱张力和径向压力还可加强助纺溶液的吸收，通过高速回转气圈风干的助纺溶液使纱线中纤维结合更加紧密，从而提升纱线拉伸性能，除纱线内部外，具有一定粘度的助纺溶液在纱线外部也会形成保护层，使纱线耐磨性有所提高。除此之外，本方法可通过控制上液壳体内部压强作用调整加捻段纱线的上液量，加捻段纱线与助纺面直接接触长度在纺纱过程中保持不变，精确控制助剂辅助纺纱装置对加捻段纱线的上液过程。由此可见，本发明的一种可在线上液的助剂辅助纺装置及可控助纺方法能够完全替代传统上浆过程，缩短工艺流程，大幅降低生产成本，精确控制上液过程，最重要的是可以获得直接用于织造的高性能纱线。附图说明图1为本发明的安装位置侧视图。图2为本发明的具体结构正视图。图3为本发明的具体结构侧视图。图4为本发明的替代结构侧视图。图5为本发明的系统固定装置主视图。图6为本发明的系统固定装置侧视图。图中：1粗纱；2牵伸区；3前罗拉钳口；4加捻段纱线；5助剂辅助纺纱装置；6系统固定装置；7导纱钩；8气圈段；9钢丝圈；10钢领；11纱管；51供液系统；52供液泵；53连接管；54上液壳体；55导纱棒；56溶液收集槽；57溶液回收系统；58过滤装置；59导液泵；541助纺面；542出液孔；543注液孔；544液面观察口；545连接螺丝。具体实施方式下面结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。如图1～图6所示，一种可在线上液的助剂辅助纺纱装置，所述的助剂辅助纺纱装置5通过其连接螺丝545连接系统固定装置6固定在环锭细纱机上，助剂辅助纺纱装置5位于环锭细纱机的前罗拉钳口3与导纱钩7之间，从前罗拉钳口3输出的加捻段纱线4通过助剂辅助纺纱装置5进行上液处理。所述的助剂辅助纺纱装置5包括供液系统51、供液泵52、连接管53、上液壳体54、导纱棒55、溶液收集槽56、溶液回收系统57、回收系统58和导液泵59；所述的供液泵52通过连接管53与上液壳体54连接，将供液系统51中助纺溶液通过注液孔543注入上液壳体54，通过调节供液泵52控制上液壳体54内部溶液压强；所述上液壳体54与加捻段纱线4直接接触的助纺面541上有一系列出液孔542，通过调整内部溶液压强，不同量助纺溶液从出液孔542溢出，对加捻段纱线4进行上液处理；所述上液壳体54上部的导纱棒55可控制加捻段纱线4位置，保证加捻段纱线4可接触到从出液孔542溢出的助纺溶液；从出液孔542溢出且没有被加捻段纱线4吸收的多余溶液将会顺助纺面541流下进入上液壳体54下方的溶液收集槽56，随后进入溶液回收系统57，进入溶液回收系统57的助纺溶液可通过回收系统58滤除纤维等杂质，并通过导液泵59与供液系统51相连实现助纺溶液的循环利用。一种根据助剂辅助纺纱装置的可控助纺方法，步骤如下：(一)加捻段纱线完整接触助纺溶液；粗纱1经过牵伸区2从前罗拉钳口3输出，通过纱管11的旋转加捻成纱，在前罗拉钳口3和导纱钩7之间的纱线形成区与助剂辅助纺纱装置5中上液壳体54的助纺面541接触。加捻段纱线4与助纺面541之间的接触长度至少需满足加捻段纱线4绕自身轴心旋转一圈均能接触到从出液孔542溢出的助纺溶液；然而过长的接触长度会严重影响纺纱过程，所以需要控制加捻段纱线4与上液面541之间的接触长度。(二)加捻段纱线吸收助纺溶液；加捻段纱线4与上液壳体54的助纺面541在接触的过程中通过供液泵52控制上液壳体内部助纺溶液压强进而调整出液量，从而改变加捻段纱线4的上液量。同时上液壳体54的助纺面541与水平方向所成角度和导纱钩7升到最高处时的加捻段纱线4与水平方向所成角度设为一致，在此情况下，加捻段纱线4与助纺面541接触长度均可保持一致。此外上液壳体54上部的导纱棒55可控制横动加捻段纱线4位置范围，也可保证助纺溶液的吸收。(三)助纺溶液的风燥；加捻段纱线4经过助剂辅助纺纱装置5后进入导纱钩7，而后穿过钢丝圈9并缠绕在纱管11上。纱管11的高速旋转带动导纱钩7与钢丝圈9之间的气圈段8绕钢领回转，纱线上的助纺溶液即可风干。在纺纱过程中，粗纱1通过导纱杆进入由后罗拉与后上皮辊、中罗拉与中上皮辊以及前罗拉与前上皮辊组成的牵伸区2，牵伸后的加捻段纱线4从由前罗拉与前上皮辊组成的前罗拉钳口3伸出，并在加捻卷绕机构的共同作用下加捻成纱，在此过程中加捻段纱线4与助剂辅助纺纱装置5的助纺面541接触，再通过导纱钩7，进而被卷绕到纱管11上。本发明试验参数设置：对照组与试验组均选用定量为4.2g/10m棉粗纱，在fa507b型细纱机纺制细纱号数为14.6tex的纱线。设定纺纱参数：锭速12600r/min，总牵伸28.8，后区牵伸1.20，捻系数360，捻度942捻/m。在本实施例中，试验组的助剂辅助纺纱装置5中的上液壳体54采用不锈钢材质，导纱棒55采用陶瓷材质。加捻段纱线4与助纺面541直接接触长度为1.5cm，出液孔542设为3竖排0.6mm，设定上液壳体54内部溶液压强0.15mpa，所用助纺溶液成分及比例：羧甲基纤维素钠质量分数4‰，聚丙烯酸钠质量分数0.2‰。为了验证本发明的效果，本说明书提供纱线性能测试结果作为参考。关于毛羽测试结果：测试项目毛羽s3值毛羽减少率络筒前对照组320/络筒前试验组2592.2％络筒后对照组731/络筒后试验组21770.3％关于拉伸性能测试结果：测试项目断裂强度cn/tex强度增加率强度不匀/％络筒后对照组21.72/10.91络筒后试验组25.3716.8％8.52关于耐磨性能测试结果：测试项目耐磨次数耐磨增加率络筒后对照组149/络筒后试验组17719.1％关于上液率测试结果：测试项目1000m烘干后克重上液率络筒后对照组14.7421g/络筒后试验组14.8291g0.59％上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于具体解释本发明的内容，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12