随着现代无梭织机和高速针织大圆机的普及使用,对纱线质量提出了新的标准,如对毛羽的要求日趋严格,因此纱线的毛羽问题日益引起纺织界高度重视。
纺纱过程中毛羽控制不好,既影响纱线光洁和外观质量,在纺纱过程中又增加飞花、断头,恶化生产环境。毛羽越长,对纱线性能、质量和后工序加工过程的影响越大,2mm以上的毛羽即会产生不良影响,一般把3mm作为毛羽临界长度或有害长度。
在织物织造准备工序,纱线毛羽会使整经断头多、效率低;在浆纱时浆料用量大,成膜形态差,*终在织造工序使织机开口不清,引起断头,生产效率低,统计资料表明可影响无梭织机停台达50%以上。此外,还会使织物形成染色不匀、吊经、跳花、炜档等疵点,影响织物外观质量。对针织物,毛羽同样影响生产效率和布面外观质量。
2毛羽形成机理电镜下浮于纱体外的毛羽形态分析形成毛羽的形态可知,纺纱半制品中的纤维伸直度、平行度和原料的基本特性,比如棉花的成熟度、短绒含量和主体长度等都是影响成纱毛羽的基础因素。
如何减少毛羽是纺纱业者非常关心,也是困扰已久的质量问题。要想减少纱线毛羽,首先要研究毛羽是如何产生的。
*新研究成果认为毛羽的形成实际上是由两部分组成,分别为加捻毛羽和过程毛羽。其中,加捻毛表面毛羽状态示意。2加捻毛羽的形成在环锭纺的细纱成形过程中,经牵伸的须条吐出前罗拉的同时受到加捻的作用,由于吐出的须条宽度较成纱宽,因此,存在一个从无捻到有捻的过渡加捻三角区,如。加捻三角区中须条在被进一步加捻的过程中,纤维会在成纱截面中重新分布,在形成纱体表面时会出现纤维一端被捻入纱体,另一端露在外面,或者两端均捻入纱体,中间浮在外面等不同纺纱形式纺纱加捻三角区须条的宽度对比分析可知,控制吐出前罗拉须条宽度是控制成纱加捻毛羽的关键因素,集聚纺正是依据这一原理实施的,不同纺纱形式吐出前罗拉的须条宽度对比见。影响吐出前罗拉须条宽度的因素较多,主要有牵伸前区加装集合器,适当加大粗纱捻系数增加进入前区的粗纱捻回数等。不同纺纱方法使进入加捻三角区须条宽度不同,而成纱毛羽数量及形态2.3过程毛羽的形成在细纱的加捻和卷绕成形过程中,或在络筒的退绕过程中,纱线通过工艺部件,比如细纱的导纱钩、钢丝圈、隔纱板,络筒的导纱杆、导纱板、张力盘、探纱杆和槽筒等,由于长期受纱线带有一定压力和速度的摩檫,在纱线通道上:一方面是由于工艺部件的材质性能问题,造成部件表面出现不同程度的磨痕,这些磨损表面不光滑,会使纱线原来的短毛羽刮松加长,使两端埋入纱体的纤维中段刮磨断裂或原来在纱体内的纤维头端磨出而形成毛羽,从而产生新的附加毛羽。另一方面是通道边缘使部件受磨损表面与正常表面的分界线,却像一把“刮刀”,当纺纱张力受干扰因素出现波动时,纱线在分界线上通过,钢丝圈是影响过程毛羽的关键器材,其不仅有纱线通道磨损正常与否的问题,更重要的是还要与钢领配套,观察其与钢领的摩檫部位是否合适,如所示。若钢丝圈重心适度,纱线通道合适,适应高速,运行平稳,则毛羽*少,如中c)所示。纱线通道太宽时,钢丝圈重心则较高,散热差,运行不稳,容易热磨损而飞圈,如中a)纱线通道也不能邻近钢领磨损部位,钢丝圈磨损位置高,说明其重心低,这样散热好,运行较平稳,钢丝圈使用时间较长,但磨损位置太高的话,其将与纱线通道交叉,造成细纱拎头重,纱线易被磨损部位刮伤而产生大量毛羽,甚至被割断,见中b)所示。针对不同品种和温湿度,钢丝圈与钢领的选配要兼顾生活、质量,做到筘塍。rss敛粹朱nr砖字噼辨跺镡:1*佳。
由于钢领、钢丝圈需要匹配,运行相对平稳,是影响过程毛羽的根本原因,但影响匹配平稳的直接原因是纺纱张力的波动,因此,凡是影响纺纱张力波动的都是影响这一过程毛羽的原因。而影响纺纱张力的因素有很多,比如,锭子的运行位置和状态问题,锭子中心不正、锭杆不直、锭脚缺油或锭杆磨损等,会使锭子出现摇头、麻手等运行状态不良问题,从而使纺纱张力波动,造成钢丝圈运行不稳,打破了钢领、钢丝圈己经取得的配套平稳,使纱线通道发生变化,而有可能出现上述多种产生过程毛羽的情况。
再比如,筒管的问题,筒管变形、小眼磨损或损坏、管口变形等,会造成筒管跳管或摇头而使纺纱张力波动;同样,导纱钩、钢领的中心位置,钢领的水平状态以及车间温湿度的大幅波动等,都会使纺纱张力出现波动,而上述产生毛羽的情况会再次发生。
在细纱小纱卷绕时,特别在始纺位置和管底成形起始位置,纺纱气圈凸形较大,纱线所受离心力和纺纱张力均为*大。此时,一方面纱线表面圈状毛羽、短毛羽纤维或表层松驰纤维受到隔纱板的刮擦、冲撞和离心力的共同作用,使己捻入纱体的纤维头端被甩出而形成毛羽,或将圈状纤维刮断形成毛羽。
另一方面,在导纱钩处,纱线通道波动大,范围加宽,导纱钩处的磨损面对纱线的刮擦作用强,明显形成过程毛羽。
在络筒工序,络纱速度高,纱线通道磨损情况更为突出,过程毛羽的形成也非常明显,但其形成机理与细纱卷捻部分是相同的。
3影响成纱毛羽的关键因素及应对措施3.1前纺半制品对成纱加捻毛羽的影响及对策前面分析过,加捻三角区是成纱加捻毛羽形成的决定因素,但半制品纤维结构状态对成纱毛羽的影响也非常重要。这是因为,如果进入加捻三角区的须条中纤维平行伸直度好、纤维间抱合紧密、间隙小,纤维粗细、长度、软硬一致性较好,那么形成上述的毛羽形态几率就要少得多,成纱的毛羽也将少得多;因此,从影响粗纱须条纤维结构入手,对前纺原料和半制品在正常纺纱条件下,对提高成纱条干等质量指标的影响因素进行优化的基础上,进一步提出影响毛羽的关键因素与采取的对策如下。
3.1.1控制原棉成熟度、短绒含量与混合细致原棉成熟度好,纤维强力高、粗细均匀,加工过稳定;控制短绒含量有利于减少浮游纤维数量,在单位纱线长度减少纤维头端数量,有利于控制包括毛羽在内的一系列质量指标。根据生产报表长期跟踪分析,同品种、同机台和同工艺、不同原料影响成纱毛羽数量达30%以上。
由于纺纱品种和用途不同,配棉标准也不同,在兼顾成本因素的前提下,*大限度地降低短绒含量高及成熟度低的原棉用量,短绒率不超过12%,严格控制回花、下脚使用比例,并注重提高清花工序圆盘上包、抓棉和棉箱机械等混棉关键点的效能,确保原料混合细致均匀。
3.1.2控制回潮、通道光洁与条粗粘连在前纺,从清花成卷到生条、精梳条与熟条等各制条生产中,提高半制品中纤维的开松度、分离度、平行伸直度、降低短绒率,对控制成纱毛羽非常重要。
3.1.2.1清梳工诱清梳工序围绕充分混合开松、少出、多排短绒的目的实施工艺调整。
梳棉工序采用稍大的刺辊与给棉卞隔距和前罩板上口隔距,较低的刺辊转速,使锡林与刺辊的速比在2.0~2.1之间,偏高的盖板回转速度。在其它工艺不变的条件下,不同的刺辊转速和盖板花等落棉影响生条短绒单因素对比试验结果分别见表1和表2,其对成纱毛羽的影响非常明显。
表1刺辊转速对成纱毛羽的影响)生条短绒含量/%3mm毛羽数/(根。Am)表2盖板等落棉对成纱毛羽的影响落棉率/%生条短绒含量3mm毛羽数盖板花后车肚/% 3.1.2.2精并粗牵伸工艺程纤维不易损伤与产居厉c赠横截面内纤维数blishl般y6.7遍左右。末道是根并合伸等3bookmark4精并粗工序采用合理的牵伸分配与工艺道数,有利于进一步提高半制品中纤维的平行伸直度;精梳系统,预并并合数5 ~6根以偏小选取为宜,总牵伸及牵伸分配原则同头道并条。粗梳系统两道并条的牵伸选取以顺牵伸配置为宜,头道6~8根并合偏小掌握,总牵伸略小于并合数,后区牵伸以大为宜,合数,后牵伸偏小掌握,控制在1. 1~1.2倍。如此,有利于消除弯钩纤维,提高纤维条的平行伸直度。
粗纱总牵伸与后牵伸均偏小掌握为宜,双胶圈牵伸机构总牵伸可选8倍左右,其它形式4. 5~6.0倍较宜,后牵伸控制在1.17~1.35倍之间。
3.1.2.3精梳洛棉隔距精梳机是有效排除短绒的设备,精梳系统为降低半制品短绒含量,在兼顾成本的前提下,以较高的落棉率对减少成纱毛羽有利。生产实践中在相同工艺、原料和环境温湿度条件下,不同精梳落棉对成纱毛羽的影响非常明显,试验结果见表3所示。
表3精梳落棉对成纱毛羽的影响精梳落棉率/ 3mm毛羽数八根。dam)综上所述,工艺配置可兼顾其它质量指标统筹优化为佳。3.1.2.4温湿度控制纺纱过程要求对清梳和细纱工序纤维以放湿状态进行加工,有利于棉花开松、除杂和分梳,生产过程便于做到纤维之间,纤维与机件、打手和针布之间不缠、不粘和不挂。精并粗和络筒工序纤维以吸湿状态加工,纤维间较紧密、抱合状态好,纤维回潮大,导电性强,高速导条、导纱过程不宜产生静电,有利于棉条、纱条表面纤维平整、光洁。
由此可见,精并粗工序调节温湿度、控制条粗回潮非常重要,其关键是要纤维处于加湿的状态。相对湿度调控可较前工序大5% ~10%,―般控制在55%~65%之间,在正常控制原棉回潮的前提下,条粗回潮控制达6.5%~7.5%较好;生产实践中,其对成纱毛羽的影响很大,在相同工艺、原料和品种条件下,不同粗纱回潮对成纱毛羽的影响情况见表4所示。
表4粗纱回潮率对成纱毛羽的影响粗纱回潮率/ 3.1.2.5半制品表面状态条粗半制品外层发毛、挂花、粘连的出现就是直接破坏了纤维的分离度和平行伸直度,对成纱毛羽有较大影响。在正常回潮条件下,还要重点控制精梳系统的准备工序总牵伸,以小卷不粘为限;控制条常。加强操作责任,杜绝条粗超纺并由此产生毛条、毛纱现象。控制不同品种时梳、精、并、粗的喇叭和集棉器配置,从材料到形状尺寸加以优化。控制前纺各工序条粗纺纱通道,条筒口表面的光滑,无伤痕、无毛刺,通道要定期检查、揩擦。控制不同品种设置合理圈条密度。
3.1.3粗纱结构是结果,重点控制捻度和外观粗纱经细纱牵伸后的须条就是进入加捻三角区的半制品,因此粗纱结构就是影响成纱加捻毛羽所要控制半制品的*终结果。
粗纱工序在上述涉及的通用调控内容之外,结合细纱工艺要求,重点要做到如下几点。
3.1.3.1合理选取粗纱捻系数在细纱不出“硬头”的前提下,一般捻系数偏大,控制在110以上为宜。粗纱捻度大,其结构较紧密、光滑,并可避免在后工序运输、退绕过程中粘挂、磨毛,还可减少细纱后牵伸区纤维的扩散程度,提高进入前区须条的剩余捻回及紧密度,加前区对纤维的附加控制力,有利于改善成纱条干和毛羽。在生产实践中,同品种、同工艺、同机台、不同粗纱捻系数对成纱毛羽的影响情况见表5.表5粗纱捻系数对成纱毛羽的影响粗纱捻系数3mm细纱毛羽数/(根。dam1)3.1.3.2粗纱卷捻部分机械状态优良在粗纱牵伸系统完成均匀牵伸,确保粗纱条干的基础上,对粗纱卷捻部分重点要优选假捻器,一是选择其加捻效率高,二是优选其加捻稳定、寿命长,同时要控制锭翼、锭子和筒管同轴,运行状态平稳,压掌灵活、弧形位置校正。对粗纱工序条粗通道部分要求同前。
3.2细纱工序对加捻毛羽的影响及对策细纱影响加捻毛羽主要在牵伸系统,由加捻毛羽形成的机理分析不难看出,进入加捻三角区的须条纤维与纱线方向平行伸直、宽度窄是减少成纱毛羽的关键。从这一特点入手,进一步提出影响加捻毛羽的关键因素与采取对策如下。
粗的定长粗量正常M掌握,确保定长装置正工艺丨即罗拉距、后11伸倍数//粗纱捻系bookmark5 3.2.1细纱作为纺纱过程中纱条牵伸倍数*大的工序,通过高倍牵伸进一步解决纤维的平行伸直度,既有利于成纱条干,又有利于成纱毛羽,牵伸工艺配置无疑是影响成纱质量的关键因素。优化细纱后部粗纱定量,对成纱毛羽影响明显,其中粗纱捻系数在前纺对成纱毛羽的影响见表5.后牵伸和后罗拉隔距单因素对成纱毛羽的影响见表6.需要说明的是,后部牵伸工艺参数之间是相互影响,需要对工艺因素综合优化才能达到*佳效果,优化过程可采用正交表或正交旋转优化试验等方法进行。
表6牵伸工艺对毛羽的影响项目工艺参数后区改前牵伸吝改后后罗拉改前隔足巨/mm改后3.2.2牵伸前区加集合器是非常有效的措施,但其作用好似双刃剑,使用不当会使成纱条干和毛羽质量恶化,比如出现集合器挂花或与钢丝梁之间塞花(见所示)造成集合器移动受阻,对须条表面产生刮擦,使成纱条干和毛羽恶化,因此,加装集合器的同时必须完善管理制度,责任落实到人。采用集合器对成纱毛羽的影响见表7.集合器塞花示意图表7使用集合器对成纱毛羽的影响纺纱品种/tex 3mm毛羽数/正常前区加装集合器3.2.3前胶辊采用低硬度胶辊。由于加变形量和加大握持力,一方面缩短了浮游区,对浮游纤维和罗拉钳口处边缘纤维的控制力加强,另一方面可缩小前罗拉包围弧和加捻三角区,因此,均有利于减少成纱毛羽。使用不同硬度和质量的胶辊对成纱毛羽的影响情况见表8.表8采用低硬度胶辊与毛羽的关系胶辊型式-邵尔A硬度3mm毛羽数/(根。m1)铝衬管胶辊-63度普通胶辊-72度3.2.4采用碳纤尼龙上销可以自动调节上胶圈张力,有利于克服上圈中凹。加之碳纤尼龙上销表面的自润滑作用,减少了上圈与下圈的滑溜和运转中的打顿等现象,从而大大加了上、下胶圈运转的同控制浮游纤维的能力,有利于改善成纱条干水平和减少毛羽数量。普通铁板上销和碳纤尼龙上销对成纱毛羽的影响情况见表9.表9上销型式与毛羽的关系摇架型号上销型式3mm毛羽数/(根。mb铁板上销碳纤上销3.2.5前胶辊加大前冲,同时中铁辊前移,可保持不低于原有中部对纤维控制能力条件下,减小了浮游区,并减小了前罗拉包围弧和细纱加捻三角区,明显改善了成纱条干和毛羽,降低了细纱断头。不同前胶辊前冲和中铁辊前移对成纱条干和毛羽的影响结果见表10.表10不同前胶辊前冲和中铁辊前移对成纱条干和毛羽的影响品种/tex胶辊前冲铁辊前移条干CV 3.3细纱工序对过程毛羽的影响及对策影响细纱过程毛羽主要在卷捻及成形系统,由过程毛羽形成的机理分析不难看出,保持正常纺纱张力和优选关键工艺部件并经常保持其完好状态,是控制成纱过程毛羽的关键。从这一特点入手,进一步提出影响过程毛羽的关键因素与采取对策如下。
3.3.1导纱钩对成纱毛羽的影响是多方面的,其运行状态不好,比如松动、不正,特别是与锭子、钢领不同轴,纺纱张力必定不稳,对成纱毛羽的影响非常明显(相应试验情况见钢领部分)。导纱钩纱线通道表面的耐磨、光滑性能不好,当出现磨损,对成纱毛羽的影响也较大(对比结果见表11)。有资料报道,纱表11导纱钩磨损对成纱毛羽的影响项目平均值极差毛羽指数磨损导纱钩新换导纱钩步性,保证须条结构完好,余捻作分强趾处理工艺:其硬度蠢、光滑、耐磨降低和稳魅羽效线通过导纱钩使纱线毛羽平均加14. 3个百分点。此外,导纱钩圈形小则中心定位好,纱线通过时受气圈影响小、振幅小、加捻三角区亦小,毛羽少。一般导纱钩表面虽经淬火、发蓝或镀铬处理,硬度仍不理想,新型导纱钩表面采用镶陶或镀陶及涂层等特殊果明显。
3.3.2钢领与锭子的状态对纺纱张力的影响很大,通常所说的导纱钩、锭子和钢领的“三同轴”要做好,但这还不够,因为这三个同轴还要建立在锭子垂直于钢领水平面的基础上,如此才能保证纺纱整个过程是三个同轴和钢丝圈运行在水平面上。否则,都将影响纺纱张力的不稳,甚至是非常严重的。纺纱张力的不稳也可以从气圈的凸形上来进行判断,一般气圈左右圈形始终一致,随级升平稳变化,小纱不碰隔纱板,大纱不擦筒管头,这是一种理想状态。也说明“三同轴”、工艺部件状态良好及钢丝圈性能优越。否则,就会出现歪气圈现象。随级升左右变化的,属于锭子不垂直所致,其它任一机件不正都会引起歪气圈。在生产实践中,严重的歪气圈,对成纱毛羽的影响非常大,甚至成倍加,具体对相关长度毛羽的影响情况见表12.表12“歪气圈”对成纱毛羽的影响单位为根°m毛羽长度/mm正常气歪气3.3.3钢领与钢丝圈的配套直接影响纺纱张力的大小与稳定,对成纱过程毛羽的形成至关重要。国内一般采用优质碳素结构钢加表面碳氮共渗等工艺处理,硬度不低于HRA85,新型钢领和引进国际品牌的钢领也有采用轴承钢、特种合金钢等硬质材料,结合特殊的表面处理工艺,大大提高其硬度及耐磨性能。使用寿命较国内一般钢领的1a~3a(需要多次修磨)长几倍到十几倍,长达10a~15a之久。一般新钢领上车需要有走熟期(一般2 ~3个班)走熟期间钢丝圈偏轻掌握。走熟期过后,可恢复正常钢丝圈号数,之后钢领进入一个较长的稳定期,使用半年后钢领进入衰退期,气圈开始偏大,小纱断头加,钢丝圈需要加重。此时,毛羽也开始明显加,并且随使用时间延长毛羽数加。在实际生产中,钢丝圈配套一般偏重掌握,拎头稍重,纺出的纱光洁、毛羽少,同样,在捻度设计范围内一般也是偏大掌握,对控制毛羽有利。在生产T/C65/3513tex纱时,钢领使用期对成纱毛羽的影响情况见表13.表13―般钢领使用期对成纱毛羽的影响目前,国内对钢领从材料到几何形状、表面处理等方面进行研究,取得了长足的进步,特别在表面处理方面出现了百花齐放的局面。除了常用的光面、麻面和镀铬之外,还出现了渗硫、磁化、镀氟和镀膜等多种类型,主要在开始使用时无走熟期,延长稳定使用期,抗环境干扰能力及适纺品种能力等性能上有所突破。不少棉纺企业积极试用,摸索经验,对钢领、钢丝圈新产品的开发与使用也作出了贡献。下面对相关钢领种类在同原料、同工艺、同锭条件下,对成纱毛羽的影响对比情况分别见表14和表15.表14不同钢领与使用期对成纱毛羽的影响单位为根纺纱品种钢领使用毛羽长度/mm种类期/月磁化亚光表15不同钢领种类对成纱毛羽的影响单位为根!1纺纱品种钢领毛羽长度/mm种类磁化镀铬镀氟不同钢丝圈表面处理工艺、圈形,在纺纱过程中其特性不同,对纺纱张力及成纱毛羽的影响也不同,除其自身的耐磨、耐高温和散热等性能外,其根本原因如前面分析,主要是其与钢领磨损轨道和纱线通道之间的关系所致,其对成纱过程毛羽影响很大。
因此,不同纺纱品种必须对钢丝圈进行优化配套,不同地区由于环境因素,优化结果有所不同,但大体趋势基本相同。试验中要注意不同纺纱原料与号数,优选钢丝圈厂家和型号。纺纯棉品种对PG1/2钢领,使用OSS性能较突出,在纺中细号纱用PG1宽边钢领较PG1/2效果好,所配钢丝圈用6802U或FO毛羽少,性能稳定且生活好做。不同表面处理的钢丝圈对成纱毛羽的影响情况见表16.在纺表16不同钢丝圈对纺C 18.2tex成纱毛羽的影响单位为根钢丝种类毛羽长镀氟正常19.5tex纱时,用PG1/2-3851钢领配不同钢丝圈u对成纱毛羽的7.纺同品不同钢领及配不同钢丝圈,对成纱毛羽影响的对比试验结果见表18.表17不同钢丝圈对纺C19.5tex成纱毛羽的影响钢丝型号2mm毛羽数/(根。m1)表18不同钢领、钢丝圈配套对成纱毛羽的影响钢领型号钢丝圈型号2mm毛羽数八根。m一1)3.3.4在钢领、钢丝圈配套的基础上,还要注重严格控制钢丝圈使用期,比如在C14.5tex上使用国内钢丝圈,刚上车时钢丝圈有一个走熟期,在经过走熟期后(大约一落纱)成纱毛羽正常并稳定。在2d~3d时,毛羽稳定且*低,第4天开始恶化,第5天毛羽明显加。要求较高的企业可在第3天~4天更换,*迟也不要超过6d钢丝圈使用期对成纱毛羽的影响数据见表19.细号纱可偏长时间掌握,粗号纱偏短。此外,清洁器隔距也要随品种适时调整并定期校正,使其作用有效。实践证明在正常情况下,有90%高峰毛羽锭是钢丝圈的问题,而其中又以90%是钢丝圈挂花所致。
表19钢丝圈使用期与毛羽的关系使用天勤A1 3mm毛羽数八根。dam一丨)(未完待续)