提高紗線條干均勻度減少紗染質量

棉條的干平整度是棉條的重要品質指標之一，對棉條的質量有很大影響。織造廠先對棉紡廠送去的筒紗試樣進行檢驗,由于檢驗數量很少,只局限于以檢驗棉紗條干CV值為主,如果檢驗合格則有可能小量試用,這種“進入布廠門檻”的作用亦使人們偏重于降低棉紗條干CV值。隨著織造工程的進行,棉紗的綜合質量不是僅檢驗條干CV值,而是進行全面檢驗。布面質量最刺眼的是長細節、長粗節等紗疵,棉紗條干CV值雖好,但存在這類紗疵仍成為致命傷。棉紡廠在力求降低棉紗條干CV值的工作中產生紗疵是一個難題,正確處理棉紗條干均勻度與紗疵的關系,涉及各個工序諸多因素,本文旨在起到拋磚引玉的作用,難免有錯誤請指正。1紗線質量測試棉紗條干均勻度泛指棉紗重量符合指定線密度要求而存在不同長度的重量不均勻程度。為了分析控制改善棉紗條干均勻度,就細分棉紗條干CV值、千米常發性紗疵個數、10萬m偶發性紗疵個數,前兩項質量一般測試棉紗400m折算為千米,10萬m偶發性紗疵測試,筒紗不可少于5只,且大、中、小紗分別取樣,測試長度不少于10萬m。如果自動絡筒機、全自動(半自動)轉杯紡機配置紗疵顯示系統,也可以在線檢測。1.1紗線密度檢測棉紗條干均勻度由電容式條干均勻度儀進行測試。利用電容檢測原理進行測試,由兩個8mm寬平行金屬極板組成的平板式空氣電容器,當紗條以一定速度連續通過電容極板時,紗條線密度的變化即轉換為電容量的變化,將檢測器輸出的電信號經過電路運算處理,即可提供表示紗條條干均勻度特征的各種數據。日常以檢測條干CV值、常發性紗疵為主。檢驗紗條條干均勻度以電容板寬度8mm為檢驗單元,每個紗樣檢測400m,共有5萬個檢驗單元,這5萬個數據求得平均值,日常檢驗20個紗樣時為5萬×20=100萬個檢驗單元的平均值為。紗條紗干的變異系數CV值為:從式(1)可知,顯著降低8mm長度的重量差異就可降低條干CV值。1.2最大規格和運轉速度a常發性紗疵檢驗單元長度與條干CV值一樣,同為8mm,重量差異分為細節一40%、-50%,粗節十35%、+50%,棉結+140%、+200%(轉杯紡為+200%、+280%)。顯著減少重量差異一40%、-50%、+35%、+50%的個數,就可減少短細節,短粗節的個數。檢驗紗樣的幾率很小,假設運轉生產18.2tex×4000紗錠,每錠輸出速度18m/min,每錠每日生產18m×60min×24h=25920m,4000錠每日生產10368萬m。每一個生產品種一般每日檢驗20個紗樣×400m=8000m(0.8萬m),檢驗數量只為生產數量的0.8萬÷10368萬=0.000077,約萬分之0.8。1.3偶發性紗瑕疵紗疵一般分為三類23級(見圖1),其中短粗節16級(A、B、C、D各4區),長粗節3級(E、F、G3區),長細節4級(H、I各2區)。長期以來,將A3+B3+C3+D2≤5個并D2≤1個作為鑒別偶發性紗疵優劣的界限。另外又根據不同的服飾布面質量要求增加紗疵質量的不同指標,例如A4為0個、Al≤20～30個。檢驗10萬m紗疵的幾率亦很小。以常發性紗疵檢測(上述)同樣生產規模,一般情況下每3天檢測一次10萬m紗疵,4000錠3天共生產31104萬m,檢測的數量只為生產數量的10萬/31104萬=0.00032,約萬分之3.2。1.4條干cv值與紗多樣性在眾多的布面質量指標中與棉紗條干均勻度相關的主要問題如下:a)棉紗條干CV值雖較低,但存在長粗節、長細節等偶發性紗疵;b)棉紗條干CV值雖較低,但存在短粗節、短細節等常發性紗疵;c)棉紗條干CV值較差,導致布面條干實物質量較差。除棉紗條干CV值與紗疵影響布面質量外,棉紗的捻度CV值、毛羽CV值較大,使布面棉紗外形目視存在粗細不勻(因此看成條干不勻);染色后又可能造成色差類疵布。在全國有關會議不止一兩次有人提出:我廠條干CV值達到烏斯特統計值5%水平的好紗沒有人要,而另一個廠只是達到25%水平的紗人家搶著要。這涉及棉紗的綜合質量及其與布面質量關系的問題,其中棉紗條干均勻度與紗疵的關系必須高度重視。2伸展原理為了對棉紗條干CV值與紗疵兩者的關系進行解剖分析,首先應從相關牽伸原理去探討。2.1各代機械速后的頭端距離兩根伸直平行的等長纖維A和B,牽伸前它們的頭端相距a0,經E倍牽伸后兩根纖維變速位置相距區間為X,變速后的頭端距離a1為:其中:a0E為正常移距,X(E—1)為移距偏差。“+”號表示a1>a0E,經牽伸后紗條比正常細;“一”號表示a1<a0E,經牽伸后紗條比正常粗;甚至使頭端原在后面的纖維牽伸后反而越過前面的纖維。正是這種牽伸過程中纖維不在同一截面上變速造成的移距偏差,促使紗條經牽伸后產生附加不勻。2.2控制牽伸區的力作用在牽伸區內一根浮游纖維整個長度上的、使纖維從原來慢速運動成為快速運動的加速力,稱為該纖維的引導力。作用在牽伸區內一根浮游纖維整個長度上的、阻止原來慢速運動纖維加速的力,稱為該纖維的控制力。顯然,當引導力大于控制力時,慢速運動的纖維才能加速轉變為快速運動纖維;否則,纖維只能保持原來的慢速運動。這一對力的大小取決于組成牽伸區的前羅拉鉗口與后羅拉鉗口的摩擦力界強度分布,牽伸區內纖維數量分布和浮游纖維本身的長度。降低牽伸后產生的附加不勻,應力求降低X(E一1)值,但(E-1)值受到牽伸倍數的限制,唯一的只能盡可能減小X值。為此,一方面要加強對浮游纖維控制阻止它提早變速,即加強控制力,又要同步配置引導力大于控制力;另一方面,合理配棉與均勻混棉,控制減少梳棉生條、精梳條短絨,防止并粗工藝損傷纖維。特別指出,控制、減少環錠紡系統粗紗10.5mm～12.5mm以下的短絨(轉杯紡系統控制減少熟條10.5mm～12.5mm以下的短緘),使輸入細紗機牽伸機構紗條所包含的短纖與浮游纖維盡量減少。2.3細紗機的牽伸工藝為了對牽伸紗條纖維加強控制,防止纖維提早變速,將纖維從慢速運動變速為快速運動的區間縮短并向前鉗口集中,各工序以及各種牽伸機構均從工藝、從牽伸元件設法增強后鉗口及其中后部摩擦力場分布,例如:并條機的壓力棒、粗紗機與細紗機的雙膠圈;細紗機的短平臺高拱弧下銷、附加壓力棒上銷、前伸下壓式上銷;INA-V型牽伸機構;針織紗牽伸工藝;V型牽伸機構結合采用針織紗牽伸工藝等。由于對牽伸紗條纖維加強控制,使纖維從慢速運動纖維中抽出轉變為快速運動時受到纖維之間的摩擦阻力,牽伸紗條摩擦阻力的總和為牽伸力。由前膠輥一前羅拉組成的前鉗口,握持紗條向前輸送是促使牽伸紗條從慢速變速為快速的動力源,這個動力源就是前鉗口握持紗條的動摩擦力,稱為握持力。受牽伸元件的性能、狀態,輸入紗條狀態,配置工藝的適應性與溫濕度,牽伸部件的清整潔等各種因素的影響,握持力與牽伸力是一對變量,只有當握持力的最小值大于牽伸力的最大值才能正常牽伸。正確處理兩對力的關系以及減小牽伸移距偏差±X(E-1)中的X值為提高棉紗品質指出了研試與生產實踐的方向。3質量受到影響有時會發生棉紗條干CV值雖較好,但布面存在較多的極短細節、極短粗節,布面質量因此受到影響。牽伸紗條在牽伸過程于前鉗口處滿足了握持力的最小值大于牽伸力的最大值,可以使棉紗條干CV值達到較好水平,與此同時,對于牽伸紗條中的浮游纖維而言,沒有滿足引導力大于控制力的基本要求,造成短細節和短粗節。3.1機織用紗細紗機的研制自20世紀80年代始,關于提高棉紗條干均勻度主要工作如下。3.1.1細紗實施針織用紗牽伸工藝。根據各自的紡紗條件,組織優選:粗紗捻系數較大,細紗后區牽伸倍數較小和后區羅拉隔距較大,配置適應的握持力,亦有企業將細紗膠圈鉗口隔距較小列入針織紗工藝,這是否妥當值得探討,因在握持力適應的條件下,機織用紗常會配用較小的膠圈鉗口隔距。3.1.2圈簧加壓搖架牽伸機構,有條件增大壓力,例如細紗機采用YJ2-142系列搖架,并粗牽伸機構亦有類似技術措施。3.1.3細紗機V型后區曲線機構配置,前膠輥采用ME666型低硬度表面免處理鋁襯管膠輥,由此開始無錫二橡膠股份有限公司研發了849型低硬度膠管,經過紡橡廠、棉紡廠、高校與研究所以及紡織工程學會和棉紡織行業協會的共同努力,使WRC系列高彈性、低硬度、耐高壓、高耐磨、表面免(微)處理鋁襯膠管的制造、應用技術日益成熟。3.1.4多種新型牽伸元件的研發應用。例如碳纖伸縮式上銷、中上膠輥、U型鉗口隔距塊、短平臺高拱弧下銷、壓力棒上銷、壓力棒鉗口隔距塊、前伸下壓式上銷等。3.2粗紗加重定量與細紗牽伸力細紗機采用針織用紗牽伸工藝,V型后區曲線牽伸均會使牽伸力增加,牽伸力不勻率降低;采用新型元件,例如新型下銷、壓力棒上銷等亦會增加牽伸力;粗紗加重定量與細紗提高牽伸倍數也會增加牽伸力,這許多增強牽伸力與控制力的因素,有利于對牽伸紗條及其浮游纖維加強控制,防止纖維提早變速。當原來的握持力與牽伸力增大后不適應時就“出硬頭”,一般習慣的將鉗口隔距、后區牽伸倍數、后區(或前區)羅拉隔距放大,這是降低牽伸力與控制力的消極方法,應改進為同步增強握持力與引導力的積極方法。3.2.1前鉗口抓持力數據分析對膠輥表面不同邵爾A硬度66度、72度、80度、84度、89度的5種膠輥,進行不同加壓(N/雙錠)為:86.6、107、126、144,測得前鉗口握持力平均值、握持力最小值、握持力不勻率,從數據分析可得出以下規律:a)膠輥加壓對握持力平均值有顯著影響;b)握持力最小值因膠輥增壓隨膠輥硬度降低而顯著增加;c)握持力不勻率隨著膠輥硬度降低而減小;d)握持力不勻率隨著膠輥壓力增強而減小。上述說明低硬度膠輥實施重加壓可以增強握持力的平均值,特別可顯著增強握持力的最小值,同時可降低握持力不勻率。3.2.2重加壓、壓壓工藝前鉗口加壓狀態下的握持力力學計算式為:從式(2)可知增強握持力的方法:a)膠輥、羅拉與紗條的摩擦因數μ1、μ2增大,采用低硬度膠輥可以增大μ1;b)膠輥加壓Q增大,實施重加壓工藝;c)膠輥表面因受壓后鉗口握持弧縱向長度t增大,采用低硬度膠輥實施重加壓可以增大t,并縮短浮游區長度;d)膠輥橡膠彈性因數c增大,采用高彈性膠輥;e)膠輥表面工作寬度b減小(或增大鉗口處紗條握持寬度L與膠輥工作寬度b的比值);f)紗條握持部分的斷面積A增大,這與牽伸區紗條橫向寬度有關。3.2.3前鉗口對浮紗邊緣纖維的引導力在前鉗口因高彈性低硬度膠輥實施重加壓工藝,不僅在宏觀上因握持力增強對紗條整體有可靠的握持,還在微觀上對紗條內的浮游纖維特別是經牽伸紗條擴散后造成的邊緣纖維有可靠的握持,因低硬度膠輥受重加壓變形較大,使鉗口對邊緣纖維的引導能力加強,也就是前鉗口對浮游纖維的引導力增大,有利于減少短細節、短粗節。3.3條干cv值的對比隨著各種因素使牽伸力、控制力增強,積極的方法應使握持力與牽伸力、引導力與控制力同步發展。對WRC系列高彈性低硬度耐高壓鋁襯管膠輥實施重加壓工藝研試;對WRA系列高耐磨高彈性低硬度膠圈優化組合,現將主要內容簡述如下。細紗機牽伸為SDDA2122PV型氣壓加壓機構,結合采用針織用紗牽伸工藝,配置碳纖伸縮式上銷、中上膠輥、U型鉗口隔距塊、短平臺高拱弧下銷。對WRC系列570(邵爾A70度)、568(邵爾A68度)、565(邵爾A65度)3種膠輥實施不同加壓(N/雙錠):145、165、180。在此從簡,只將條干(CV值對比說明。在普通下銷試紡CJ18.2tex,同條件對比3種不同膠輥、不同重加壓的40錠條干CV(%)平均值:WRC-570為12.18、12.14、12.04;WRC-5.68為12.10、12.07、12.14;WRC-565為12.13、12.10、12.15。試驗說明3種膠輥均可適應重加壓,條干沒有惡化,但亦沒有因重加壓而得到改善,這不可誤認為沒有必要重加壓,應在高彈性低硬度膠輥有條件實施重加壓、增強握持力后,同步增強牽伸力。試驗表明:①握持力與牽伸力,互相促進,同步發展,最佳結合點為配置(1)組;②引導力與控制力相應增強同步發展,短細節、短粗節與條干CV值同步比改善,達到或好于烏斯特5%的先進水平。為了繼續提高膠輥的動態瞬時彈性以及進一步提高棉紗條干均勻度,最近研發了WRC-0865型(臨時試驗代號)膠輥,表面硬度為邵爾A65度,考慮到目前WRC-965型膠輥量大面廣,故兩種膠輥在新型下銷機臺配用WRA-MD60/0105膠圈試紡CJ18.2tex。重加壓175N/雙錠,同條件每15d～20d對比測試一次.歷時約4個月共試6次。測試數值見表2。試驗表明:牽伸過程中正確處理兩對力的關系,應互相促進,同步發展。上述兩種膠輥的條干CV值和短細節、短粗節均達到或好于烏斯特5%的上限先進水平,0865型又在965型基礎上得到進一步改善。WRC-565膠輥重加壓工藝,與WRA-MD60/0105膠圈優化組合,細紗機V型氣壓加壓牽伸機構結合針織紗工藝,并采用新型下銷等新型牽伸元件。粗紗干定量為6.9g/10m,細紗C14.6tex總牽伸為53.2倍的大牽伸。條干CV值與細節、粗節數據見表3。表3數據同樣表明遵循牽伸原理,正確處理兩對力的關系,互相促進,同步發展,條干CV值和短細節、短粗節均可達到或好于烏斯特5%先進水平。4紗線質量及長粗節布面出現長細節、長粗節是急須解決的問題,涉及各工序諸多的牽伸工藝不合理與牽伸元件缺陷以及牽伸部件不整潔等。十萬米紗疵分級圖雖將8cm及以上長度的棉紗缺陷列入長細節、長粗節,但在短粗節分級的D1、D2等的長度為4cm～8cm,在布面上同樣刺眼,較易看作長細節、長粗節。不同工序和不同牽伸的紗條缺陷,經過不同牽伸倍數伸長為棉紗,呈現不同長度的長細節、長粗節。對不同工序產生的紗條缺陷演變為棉紗長細節、長粗節,分析如下。4.1并條牽伸工藝以8mm長度為測試單元檢測熟條條干CV值。對于靈敏度高的條干均勻度儀,4mm長度的重量變化會反映出來,但可能4mm長度偏重,另一個4mm長度偏輕,使8mm長度重量均勻;在每一個4mm長度單元內,亦可能存在1mm長度的偏重,另一個長度偏輕,使4mm長度內重量均勻。熟條條干CV值雖較好,但不一定表明1mm～4mm長度重量均勻。設熟條經粗紗機7.5倍牽伸×細紗機45倍牽伸=337倍總牽伸。熟條1mm長度的重量偏差或纖維紊亂等缺陷在棉紗呈現為33.7cm的缺陷;熟條3mm長度的缺陷在棉紗呈現為1m長度的缺陷;由于每一單元長度的重量不勻在偏粗段與偏細段連接處呈漸變狀態,纖維紊亂或牽伸不開的小“棉疙瘩”是不規則的,故在棉紗呈現缺陷的長度呈不規則結合粗細形狀在較短長度內亦不規則。采用倒計算法:棉紗缺陷長度8cm由熟條缺陷長度80mm/337倍=0.24mm造成,同理0.12mm長度的熟條缺陷會造成4cm長度的棉紗缺陷;轉杯紡OE58.3tex牽伸倍數約105倍,棉紗長度4cm的缺陷由熟條缺陷長度40mm/105倍=0.38mm造成,4mm長度的熟條缺陷在熟條條干CV值不一定反映,經105倍牽伸后演變為42cm長度的棉紗缺陷;轉杯紡OE27.8tex牽伸倍數約190倍,4mm長度的熟條缺陷的條干CV值仍是好的,但熟條缺陷經190倍牽伸后演變為76cm長度的棉紗缺陷。因此,對并條牽伸工藝配置、牽伸元件應用、運轉操作等各個方面加強管理,對存在問題研究、改進。并條工序是產生棉紗長細節、長粗節紗疵病因的“重災源”,應高度重視,持之以恒,確保棉紗質量的長期穩定。4.1.1拉拔性紗的配置關于改善熟條條干均勻度的工藝,主要是:一并的后區牽伸較大約1.75倍,前區牽伸在1.35倍內,二并的后區牽伸較小約1.25倍,前區牽伸較大,又因二并為8根并合,前區牽伸約為6.4倍,亦有接近6.9倍,相應配置羅拉隔距。問題是羅拉隔距過小會增強牽伸力,二并的后牽伸過小使進入前區的纖維數量增加亦會增強牽伸力,在握持力的最小值大于牽伸力的最大值無法滿足時,會牽伸不開“出硬頭”。當握持力大于牽伸力處于臨界狀態,看不到“出硬頭”但紗條內部存在牽伸不開的缺陷,這種狀況的熟條條干CV值仍較好,但易生棉紗紗疵。為解決這問題,在不可能增強握持力時,可適當放大羅拉隔距,或適當將二并后區牽伸放大。如果棉紗的條干CV值與紗疵有矛盾,或受條件的限制兩者無法統籌時,只可先解決發生紗疵的問題,然后進一步研試在不發生棉紗紗疵的前提下改善條干均勻度。4.1.2現代膠輥發展特性4.1.2.1并條膠管應采用鋁襯管膠管。4.1.2.2并條膠輥適應高速、高壓、高溫、抗靜電,首先提高膠輥彈性,提高耐磨、耐高溫性能,根據不同的輸條速度配置WRC系列并條膠輥,不同的表面邵爾A硬度75度、80度、85度鋁襯管并條膠輥。4.1.2.3膠輥軸承在高速、高壓運轉不可發生振動、燙手,因為振動或燙手嚴重時會產生機械波,輕微時雖無機械波但條干CV值會惡化。4.1.2.4①膠輥表面不可有凹坑、龜裂、刀傷(嚴禁用刀割膠輥繞纖維)、油污;②膠輥左、中、右三點和軸芯的軸承擋共5處,定期檢驗彎偏小于0.03mm或0.05mm;③因棉纖維含的棉蠟在膠輥高溫時熔化,使膠輥表面過于光滑,因此使握持力下降,膠輥回磨周期應根據不同輸條速度、不同膠輥加壓、不同棉條定量以及棉紗質量等制定1～2個月的不同周期。4.1.2.5熟條條干機械波跟蹤維修,對常生的機械波研試消滅。4.1.3紗線條干不勻因膠輥或羅拉偏心、彎曲;羅拉雖未偏彎、但羅拉頸與支承軸承之間存在間隙,軸承外殼與支承座之間存在空隙,搖架下壓后羅拉頸處被壓下沉呈彎曲狀轉動;膠輥軸承或羅拉軸承因磨損造成徑向松動,回轉產生晃動或振動;加壓機件缺陷使壓力產生偏差等缺陷,均會產生條干不勻的機械波。粗紗和細紗同樣有上述諸多問題,后面不再重復。一般將條干均勻波譜圖上缺陷曲線的峰頂高度為正常曲線的一半判作機械波(又稱“煙囪管”)。由前膠輥缺陷造成的熟條機械波,周長為113mm,經粗紗7.5倍×細紗45倍=337.5倍總牽伸后伸長為38m長度棉紗,棉紗檢驗400m,波譜圖顯示60m,棉紗條干CV值不一定反映有問題,但在波譜圖顯示在38m處存在機械波,會影響布面質量,或在布面上呈現“橫條、云檔”疵點。4.1.4喂條部件設計和裝配運轉管理應認真執行擋車工作法,保持牽伸部件和喂條部件整潔。擋車工用專用清洗劑定期清除膠輥表面由纖維棉蠟造成的光滑附面層,防止因光滑使握持力降低并影響正常牽伸。4.2粗線連接和粗線缺陷4.2.1后區牽伸個數或前區拉伸隔距偏緊配置成紗粗紗條干CV值與細紗條干CV值相關較密切,正因如此導致為了降低粗紗條干CV值,將鉗口隔距或后區牽伸倍數或前區羅拉隔距偏緊配置。曾有某廠經驗教訓:同時將上述三個參數偏緊配置,初看粗紗與細紗條干CV值均有一定的降低,就急于推廣4臺粗紗機,粗紗內部牽伸不開的隱患到細紗機出現較多“出硬頭”。應經過小試、中試一定時間,無異常情況再推廣,密切注意防止產生長細節、長粗節紗疵。4.2.2粗節、長粗節后加壓、后羅拉、后膠輥等缺陷造成的粗紗紗疵等于熟條紗疵給棉紗造成長細節、長粗節。前區牽伸元件,著重于防止前鉗口握持力增強不夠或不勻率較高,隨著輸入紗條質量的波動與牽伸力波動,造成斷斷續續、分散的粗紗缺陷給棉紗品質造成隱患。由牽伸元件造成的粗紗條干機械波應及時返修,對常生機械波研究改進。4.2.3整個機臺清潔運轉擋車工認真執行工作法,保持牽伸部件、喂條部件、上下絨板部件、龍筋與錠翼等部件的整潔。4.3收細線和薄線的缺陷4.3.1部分長粗節“漏網”過去握持力與牽伸力不適應,牽伸紗條牽伸不開造成“出硬頭”應清除,但尚有部分看不到的長