并條機并合數與棉紗和織物質量的關系

熊 偉,宋均燕,王秋霖

(1.海南沃普農業科技發展有限公司,海南 三亞 572019;2.新疆大學 紡織與服裝學院, 烏魯木齊 830017;3.湖南空港實業股份有限公司,長沙 410141)

染色不勻、橫條疵點在并條工序形成的概率很大,這不僅與紡紗設備自調勻整系統有關,而且與并條工序的并合道數、并合根數相關[1-2]。在確保設備狀態良好的情況下,優選并條機并合道數和并合根數,可有效保證半制品、棉紗和織物質量,也是消除棉紗隱性紗疵、針織染色紗疵最為簡單的方法。

1 并合道數、并合根數與棉條質量的關系

1.1 概述

隨著紡紗技術發展,縮短紡紗工藝流程和提高自動化程度已成為發展主流,紡紗工藝流程縮短在清花工序、并條工序中較為普遍。因棉花90%以上采用機器采摘,故棉花的疵點種類、疵點數量、含雜率和短絨率較手摘棉有所增加,但紡紗設備和紡紗器材的進步、在線控制技術的發展和成熟,使前紡工序半制品、棉紗成品主要疵點數量得到有效控制。

在原料相同的情況下,采用相同紡紗設備、相同紡紗器材廠家不同型號產品生產的半制品,其質量與21世紀初的產品質量相比,并條棉條條干CV值下降0.43個百分點,而棉紗條干CV值下降1.23個百分點,-40%細節下降22.7%,+35%粗節下降31.3%,+140%棉結下降29.2%,重不勻率下降0.81個百分點,質量偏差下降0.71個百分點,棉紗質量得到明顯改善。這說明紡紗技術的進步和紡紗質量的提升,是紡紗設備、紡紗器材、紡紗控制系統進步的結果,因此現代紡紗廠棉紗質量投訴很少會發生在條干CV值、粗節等明顯疵點上,而是需要重點關注的面料細小疵點,如死棉、白星、異性纖維、染色不勻、橫條等疵點,其中染色不勻和橫條疵點與紡紗廠的并合道數、并合根數息息相關[3]。

1.2 并合道數、并合根數與普梳棉條質量的關系

在梳棉機、并條機具有自調勻整系統的紡紗廠,生產普梳棉紗采用2道并條工藝。其中,一道并條使用不帶自調勻整系統的并條機,采用6根或8根棉條并合;二道并條使用帶有自調勻整系統的并條機,多數采用6根頭道棉條并合,少數采用8根頭道棉條并合。生產實踐證明,普梳棉紗并條采用2道并合,頭道并合根數和二道并合根數均采用8根的并合效果較好。

由于普梳棉紗梳棉條纖維抱合力強,纖維的伸直度和分散度相對較差,增加頭道并條、二道并條的并合根數,加大并條工序的牽伸倍數,可改善纖維的伸直平行度,減少彎鉤纖維數量和浮游纖維數量,達到減少并條棉條疵點和改善并條棉條均勻度的目的。無論是生產細號棉紗還是粗號純棉普梳紗,2道均采用8根棉條并合,紡紗效果最理想,與并條機是否帶有自調勻整系統關系不密切。在帶有自調勻整系統的并條機上生產普梳純棉紗,應杜絕采用1道并條的紡紗工藝,否則后道工序會受彎鉤纖維和伸直度的影響,而使各類疵點數量大幅增加。普梳棉條質量與并合道數、并合根數的關系見表1。

表1 普梳棉條質量與并合道數、并合根數的關系

由表1可知,普梳棉紗并條采用2道并合,帶有自調勻整系統的并條機生產的棉條重不勻率、質量偏差控制效果較好,但是條干CV值相對較差,而且出現機械波和牽伸波,產生這一結果的原因與自調勻整系統勻整點的不停變化有關。

1.3 并合道數、并合根數與精梳棉條質量的關系

純棉精梳紗與純棉普梳紗最主要的區別在于純棉精梳紗增加了精梳準備工序、預并工序、條并卷工序和精梳工序。纖維經精梳工序清除了棉層中的部分短絨、危害性纖維、彎鉤纖維、雜質和疵點,且精梳條具有較好的纖維伸直度和分散度,浮游纖維得到有效控制[4]。但精梳條增加并合道數會導致纖維之間的抱合力下降,易出現毛邊、亂邊、破邊,造成后工序紡紗產生細節、粗節和棉結等疵點。

為防止精梳條并合后出現過熟現象,紡紗廠通常會在并條工序出條時,減小喇叭口來控制精梳條的游離性、增加纖維之間的凝聚力,對纖維束質量進行控制。在無自調勻整系統并條機的紡紗廠,多數情況下頭并、二并均采用6根并合進行精梳棉紗生產,既能控制棉紗重不勻率和質量偏差,又能保證并條后精梳條條干CV值持續穩定;而在并條機有自調勻整系統的情況下,紡紗廠大多數采用6根精梳條一次并合進行精梳棉紗生產,也有少數采用8根精梳條一次并合。

精梳工序受生產環境溫、濕度影響,經常會出現“三纏”問題嚴重、機臺之間落棉差異相對較大的問題,導致機臺之間棉條質量差異超過2.5%;精梳機臺本身與并條喂給精梳棉條生產機臺數量不匹配、前工序混配棉質量變化,均會導致纖維長度整齊度、短絨率發生明顯變化,甚至會出現精梳條質量偏差超過5%的問題。采用1道帶有自調勻整的并條機生產精梳條,自調勻整系統在線控制數據大幅波動,造成并條后精梳條內部短片段不勻數量明顯增加,對后工序紡紗、織造質量產生不利影響。

對于精梳棉紗生產,并條工序在精梳機狀態、前工序狀態穩定的情況下,尤其是混配棉絕對穩定時,采用自調勻整并條機1道并合生產精梳棉紗是較好的紡紗工藝選擇。為防止生產中出現不穩定因素,無論并條機是否有自調勻整系統,采用2道并合、并合根數為8根×6根或6根×6根,均有可能產生少量偶發性紗疵和常發性紗疵(在自動絡筒工序一般可通過電子清紗器清除),但可以防止棉紗隱性紗疵大量出現,避免后工序針織物染色質量問題?？偠灾?紡紗廠需根據生產實際確定并條工藝。并合道數、并合根數與精梳棉條質量的關系見表2。

表2 并合道數、并合根數與精梳棉條質量的關系

由表2可知,采用1道并條,無論是否有自調勻整系統,精梳條8根并合的棉條條干CV值、短絨率、質量偏差比2道并條棉條均較差,原因是喂給精梳條質量差異較大;對于1道并條和2道并條,只要并條機帶有自調勻整系統,并條棉條便會出現機械波、牽伸波,原因是勻整點變化導致前羅拉運行不穩定。

2 并合道數、并合根數與棉紗質量的關系

2.1并條機并合道數、并合根數與并條棉條條干CV值、重不勻率、質量偏差、短絨率、5%纖維長度、2.5%纖維長度、棉結、帶纖維籽屑息息相關。

1.企業價值的評估是企業領導層做出相關決定以及處理方案的最原始的依據。如企業并購、重組、合資、合作、股權交易等決策。

2.2當并合道數和并合根數相對較多時,并條棉條條干CV值降低0.1個百分點～1.0個百分點,重不勻率降低0.1個百分點～0.6個百分點,質量偏差降低0.1個百分點～0.8個百分點,短絨率降低0.1個百分點～0.5個百分點,5%纖維長度增加0.3 mm～0.8 mm,2.5%纖維長度增加0.5 mm～1.2 mm,棉結增加0～6個/g,帶纖維籽屑降低0～5個/g。

2.3當并條機帶有自調勻整系統時,并條棉條長片段不勻下降5%～23%,而短片段不勻很難通過測試儀器進行驗證,但從后工序細小紗疵和面料染色不勻發現,并條棉條短片段不勻增加5%～33%,并條棉條重不勻率降低幅度較大,一般為0.3個百分點～1.5個百分點,而棉條質量偏差控制在1.2%以內,降低幅度為0.5個百分點～1.7個百分點。因并條機帶有自調勻整系統,多數紡紗廠的并條道數、并條根數、并條工序總牽伸倍數均會降低,故并條棉條短絨率降低幅度較小,一般為0.1個百分點～0.25個百分點,5%纖維長度增加0.1個百分點～0.5個百分點,2.5%纖維長度增加0.3%～0.8%,并條棉條棉結增加數量減少,多為0～3個/g,帶纖維籽屑降低,一般為0～2個/g。

由此可見,并條機是否帶有自調勻整系統,以及紡紗廠對并條工藝流程的設置和牽伸倍數的控制,決定了并條棉條及棉紗的質量,同時影響對后工序棉紗成紗中隱性細小紗疵數量的控制。

2.4并條工序并合道數、并合根數最終影響棉紗條干CV值、細節、粗節和棉結,更多影響100 km紗疵中A0,A1,A2,B0,B1,B2,C0,C1,C2,D0,D1,H0,H1細小紗疵;-40%細節、+35%粗節、+140%棉結和100 km紗疵中A0,B0,C0,H0疵點的變化相對較為突出,這些紡紗廠未能足夠重視的質量控制指標,會在后工序織物上產生較為明顯的危害性疵點。在喂給棉條重不勻率、質量偏差較大時,帶有自調勻整系統并條機生產的棉紗,使用條干儀測試的-40%細節、+35%粗節、+140%棉結和100 km紗疵中A0,B0,C0,H0疵點變化非常突出,二區數量增加嚴重;帶有自調勻整系統并條機對喂給棉條的并合雖降低了并條后棉條的重不勻率、質量偏差,但勻整點的不斷變化會使并條棉條產生牽伸波、機械波,且波峰不斷變化形成各種成紗不勻,導致后工序出現大量隱性紗疵,尤其是-40%細節、+35%粗節、+140%棉結和A0,B0,C0,H0常發和數量陡增(多數出現在使用自調勻整系統并條機進行1道并條6根并合或少于6根并合的工藝中)。

根據并條機喂給梳棉條、精梳條的質量偏差、重不勻率數據變化,決定并條機并合道數、并合根數,是控制棉紗-40%細節、+35%粗節、+140%棉結和A0,B0,C0,H0疵點的關鍵;根據紡紗廠并條前工序棉條質量,配置并條機并合道數、并合根數、總牽伸倍數、后區牽伸倍數等,是減少和穩定后工序成品棉紗疵點數量的重點。以紡CJ 14.6 tex紗為例,并合道數、并合根數與棉紗質量的關系見表3。

由表3可知,采用1道6根或8根并條工藝的各類疵點遠高于采用2道并條的疵點,且細小紗疵更為突出;帶有自調勻整系統的1道并條棉紗和2道末并帶有自調勻整系統的棉紗疵點均高于無自調勻整系統的并條棉紗疵點。因此,無論是普梳棉紗還是精梳棉紗以2道并條為宜,同時在并條機帶有自調勻整系統的情況下,要防止梳棉條、精梳條的質量波動,有利于控制棉紗疵點。

3 并合道數、并合根數與織物質量的關系

3.1紡紗過程中,并條機并合道數、并合根數,與經常研究和分析的棉紗疵點、織物疵點似乎關系不大,也不會影響對織物疵點的控制;尤其是當自調勻整并條機大量用于精梳棉紗紡紗時,1道并條6根并合工藝成為紡紗廠慣用的并條紡紗工藝,其最大的優點是并條棉條不會因為并合道數過多而出現亂條、破條、毛條、毛邊等問題以及造成后工序棉紗毛羽、細節、粗節的增加等。

3.3在紡紗廠實際生產中調查發現:① 減少離散控制試驗后,自調勻整系統控制范圍的穩定性越來越差,波動范圍越來越大;② 隨著并條機自調勻整系統使用時間增加,控制喂給梳棉條、精梳條波動進一步下降,當自調勻整系統使用超過2 a后,喂給梳棉條、精梳條的質量偏差超過5%時,會使并條棉條出現較大的質量偏差和重不勻率;③ 若混配棉的纖維長度、線密度發生變化,自調勻整系統勻整點會不斷發生變化,也會導致并條棉條在紡紗后工序出現較多的短片段不勻;④ 紡紗車間溫濕度不因外界環境變化,但早中夜班變化使棉條回潮率出現較大波動,會導致自調勻整系統勻整點不穩定波動,以及短時間或長時間出現的棉紗各類短片段、長片段不勻;⑤ 并條工序自調勻整點的大范圍波動和不停變化,造成較多牽伸波和機械波的波峰波谷,導致后工序棉紗出現各類不勻疵點和隱性細節、粗節疵點。

在在線控制和離散控制測試的疵點中,棉紗條干CV值、細節、粗節測試數據未出現波動,但織物卻出現染色不勻、橫條疵點等,所以由經驗獲得的自調勻整并條機1道并條、6根并合的工藝,會對棉紗質量和織物質量產生不良影響。

3.4應正確認識并條機自調勻整系統具有的優點和系統變化帶來的危害。無論并條機是否帶有自調勻整系統,使用2道并條6根并合或8根并合工藝,均能確保最終織物質量穩定,并條棉條發毛、毛邊、掛花、破邊等問題可以通過其他方式進行控制和解決。制定紡紗工藝流程除考慮紡紗工藝、設備狀態外,也應了解和分析自調勻整系統對織物產生的危害,避免帶有自調勻整系統的并條機在生產過程中勻整點出現大波動,保持勻整點長期穩定在絕對可控范圍內,是并條工序穩定織物質量的關鍵[5]。并合道數、并合根數與織物疵點的關系見表4。

表4 并合道數、并合根數與織物疵點的關系

由表4可知,采用1道并條6根或8根并合工藝,無論并條機有無自調勻整系統,織物均會出現較為嚴重的染色不勻;無自調勻整系統并條機采用1道并條工藝所紡棉紗生產的織物,無論是6根并合還是8根并合,均會出現嚴重的細節、粗節、染色不勻、橫條疵點;使用自調勻整并條機,經過2道并條工藝,末并無論是6根并合還是8根并合,所紡棉紗生產的織物均會出現輕微染色不勻,也伴有少量橫條出現;而在無自調勻整系統情況下,采用2道并條工藝,末并無論是6根并合還是8根并合,織物均無染色不勻和橫條疵點。

4 結語

紡紗設備的自動化、智能化、數字化,以及紡紗設備和紡紗器材的高精度化,推動了紡紗在線控制技術的發展。梳棉工序、并條工序的自調勻整系統和細紗工序的斷頭控制系統、自動絡筒工序的電子清紗系統和棉紗疵點檢測系統的運用,促進了紡紗系統、紡紗流程的發展變化,為后工序棉紗疵點的控制提供了指導;并條工序喂給梳棉條、精梳條根數以及并合道數變化的在線控制系統,為紡紗流程控制、工藝配置控制、試驗要求控制提供了可視化基礎;但是紡紗原料和混配棉的不確定性,紡紗設備及紡紗器材使用過程中的變化性、損傷損壞性、維護維修不一致性,梳棉條、精梳條重不勻率、質量偏差的波動性,車間溫、濕度環境的不穩定性,均會給并條工藝、并條道數、并條根數帶來影響。并條道數和并合根數越少,對紡紗半制品、棉紗成品、織物造成的危害就越多,而這些半制品疵點、棉紗疵點都隱藏在棉層、棉絮、棉條中,造成某些組織結構的織物出現危害性疵點。對于并條工序來說,無論并條機有無自調勻整系統,為保證并條棉條不過熟或不出現蓬松、零亂、嚴重毛條、毛邊的情況,應盡可能采用較多的并合道數、并合根數,這是穩定后工序棉紗質量、織物質量的根本,也是消除并條工序產生隱性紗疵、控制牽伸波和機械波的關鍵。