（纺织工程专业论文）麻棉混纺纱工艺优化法减羽问题研究.pdf

摘要 纱线毛羽影响织物外观，影响织造和高密织物的产质量。本文由毛羽成因入 手，分别从原料选配，温湿度控制等外部条件到前纺、后纺到最后的络筒等流程 影响等方面介绍对毛羽的影响因素，其中着力于细纱工序，在综合借鉴理论资料 的前提下汇总出细纱机各部件可能产生的影响。为研究在麻棉混纺纱生产实践过 程中如何控制和减少其毛羽，结合企业( 黑龙江圆宝纺织有限公司) 亚麻棉混 纺纱的实际生产工艺及流程，设计出优化毛羽的正交试验，得出在企业现有生产 条件下最大限度的减少亚麻棉混纺纱成纱毛羽的优化工艺组合。最后还介绍了 当前一些减少毛羽的新技术，新方法，以供参考。 关键词：麻棉混纺纱；毛羽；减羽措施；细纱工序；正交设计；新型成纱技术； a b s t r a c t y a mh a i r i n e s si m p a c to nt h ef a b r i ca p p e a r a n c e ，o nt h ep r o c e s s e so f w e a v i n g , a n do nt h ey i e l d a n dq u a l i t yo fh i g hd e n s i t yw o v e nf a b r i c t h i sa r t i c l eb e g i n sw i t ht h ec a u s e so fy e a nh a i m e s s ， d e s c r i b e st h er a wm a t e r i a l sc h o o s i n g ，t e m p e r a t u r ea n dh u m i d i t yc o n t r o lt oe x t e r n a lc o n d i t i o n s b e f o r es p i n n i n g ，s p i n n i n ga f t e rt h ee n do ft h ew i n d i n gp r o c e s s ，a n do t h e ra f f e c t e da r e a so nt h e h a i r i n e s s ，w h i c hc o n c e n t r a t e do ns p i n n i n gp r o c e s s e s i nt h ec o n d i t i o no fr e f e r e n c i n gi n f o r m a t i o n a n dd a t at h e o r y , is u m m e r yv a r i e t yi m p a c t sc a u s i n gb ys p i n n i n gf r a m ec o m p o n e n t s t os t u d yh o w t oc o n t r o la n dr e d u c ey e a r nh a i r i n e s si nt h ep r o c e s so fc o t t o nb l e n d e dy a mp r o d u c t i o n , w i t h e n t e r p r i s e s ( r o u n d - t e x t i l ec o ，l t d i nh e i l o n g j i a n g ) l i n e n c o t t o nb l e n d e dy a mp r o d u c t i o n p r o c e s s ，w ec o m b i n ed e s i g nt h eo p t i m i z a t i o no fo r t h o g o n a lt e s to nh a i r i n e s s ，a n do b t a i nt h e o p t i m i z a t i o nt e c h n o l o g yp o r t f o l i oo fp r o d u c t i o nt om i n i m i z el i n e n c o t t o nb l e n d e dy a r ny a m h a i r i n e s s f i n a l l y , t h i sp a p e rd e s c r i b e st h ec u r r e n tn e wm e t h o d so nf o rh a i r i n e s sr e d u c t i o n k e yw o r d s ：c o t t o nb l e n d e dy a m ；h a i r i n e s s ；h a i m e s sr e d u c em e t h o d ；s p i n n i n gp r o c e s s e s ； o r t h o g o n a ld e s i g n ；n e wy a mt e c h n o l o g y ； 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼王些太堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：签字日期：2 。谚年，月j 占日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丢整王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权云洼王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：百叫 i 导师签名： 签字日期：嘲年f 月2 孑e l签字日期：) 力善年，月搿日 学位论文的主要创新点 一、本文提出了一种全新的利用s p s s l 3 0 数学分析软件对细纱工艺 参数进行5 因子、3 水平交互作用方差分析，进而找到最佳工艺 参数组合达到降低麻棉混纺纱毛羽目的的工艺优化方法。 二、针对此方法重新建立了非传统的依据正交试验为基础的实验体系 和相关数据采集模式。借助数学正交实验理论对采用不同集合器 开口尺寸、钢丝圈重量、后区牵伸倍数、前皮辊直径、锭速等指 标的数据结果进行了分析，最终得到了最佳实际生产工艺参数组 厶 口。 三、为利用传统纺纱设备纺制麻棉混纺纱，在不增加设备投入的情况 下降低毛羽数量、提高产品质量奠定了理论依据。该产品方案和 技术路线合理，加工工艺成熟稳定，其各项指标达到了规定的要 求，并具备批量生产的能力。 四、对从前纺到细纱的整个纺纱工艺过程重新进行了整合，针对麻棉 混纺产品的特点，从多个角度重新对相关纺纱工艺参数进行了调 整并取得了良好的生产实践效果，提高了产品质量 前言 刖罱 当前，随着国内外纺织品市场竞争日趋激烈，纺织品正向高档、优质、高 附加值方面发展；人们对纺织品需求量日益增加；新型高速织机对纱线表面光泽 有了更高的特殊要求，作为影响纱线及其最终产品外观、手感和使用性能重要影 响因素的毛羽问题引起越来越多的厂商和用户的重视。 纱线毛羽由纱条中伸出来的纤维形成，不仅影响织物的外观，如手感、风格、 布面光洁，而且纱线毛羽还与后加工、织造质量和生产效率有着密切关系。例如： 纱线毛羽过多会给织机带来许多问题，过多的毛羽会影响正常上浆；经纱在织机 上织造时，相邻纱线的毛羽形成缠结，它使经纱不能顺利通过停经片、综眼和筘 齿，若缠结的分离力大于纱线本身的强力，则使经纱最终断头；若缠结的分离力 小于纱线本身的强力，则缠结虽然断开，但在分离前造成开口不清、吊经等，同 时由于纱线发毛会使相邻的纱线粘贴在一起，从而造成较多的断头，在织物上形 成纬档织疵。对涤棉混纺纱来说，毛羽不仅会影响布的开口织造，还会造成织物 表面大量起球，造成布面不光洁，影响织造的顺利进行和织物的质量及其外观。 此外，纱线毛羽的差异不仅使布面产生毛茸和黄纬，白纬色档疵点，还会造成纱 线和织物的染色色差。这既影响纱线和织物的内在质量，又严重影响织物的外观 质量，并降低了生产效率。 纱线毛羽的均匀性和稳定性对后道织布厂的生产效率和坯布质量，乃至后续 染布质量都有着很大影响，国际通用的棉纱u s t e r 公报早于1 9 8 9 年就已做出对 纱线毛羽的考核规定，在我国已经加入w t o 的今天，国际国内的纺织经济越来 越融为一体，作为纱线的加工制造者，必须重视对纱线毛羽的研究，花大力气解 决纱线毛羽问题。纱线毛羽问题涉及从原料到纺纱、织布以及染色成品的全过程， 所以在当今纺织品向高档、优质、高附加值发展的今天，纺制高支高密及强捻纱 已迫在眉睫，纱线毛羽则成为首要攻克的问题之一。综上所述，对纱线毛羽技术 的研究和推广应用对于降低成本、开发新产品种，以及适应高档、轻、薄织物的 发展趋势有着特殊的现实意义。本课题将立足于减少纱线毛羽，从毛羽成因、影 响因素、试验设计、工艺优化及当前主要的降羽新方法进行阐述，并特别针对黑 龙江圆宝纺织股份有限公司的具体情况提出降低毛羽的优化方案及建议，希望本 课题的研究具有一定的参考实用价值。 第一章纱线毛羽的基本性质 第一章纱线毛羽的基本性质 纺纱过程中，纤维由于受力条件、几何条件的不同，使部分纤维伸出纱线的 主体( 即纱条的表面) ，形成毛羽。研究减少毛羽对纱线外观质量的影响及在织造 加工时带来的障碍先从毛羽的基本性质入手。 1 1 形态分类 纱线毛羽的形态错综复杂，但主要有以下两种分类方法： 1 1 1 按纱线断面可分为三种：( 形态如图1 - 1 ) 端毛羽：纤维的端部伸出纱芯表面，而纤维的其余部分则伸入纱芯。 圈毛羽：纤维的两端同人伸入纱芯，而纤维的中部则露出表面。 浮游毛羽：附着于纱线表面的松散毛羽。 诼渤彩 图l l 纱线断面形态 1 1 2 按纱线轴向分为：( 形态图l 2 所示) 顺向毛羽：纤维端顺着纱线输出方向的毛羽。 倒向毛羽：纤维端逆着纱线输出方向的毛羽。 双向毛羽：顺、倒向交叉分布的毛羽。 乱向毛羽：由于纤维( 特别是短纤维) 凝聚，粘附在纱线上的无定向分布的 毛羽。 芎髟葛藿 吾营通售 顺向毛羽反向毛羽双向毛羽圈向毛羽乱向毛羽 图l _ 2 纱线轴向形态 3 天津工业大学硕士学位论文 1 2 分布规律 研究表明：毛羽分布有一定的规律，与品种也有一定的关系。 以环锭涤棉混纺纱为例，l m m 的毛羽约占8 5 左右，2 m m 的毛羽约占1 5 左 右，3 m m 及其以上的毛羽约占5 左右。由于麻纤维自身的特点，一般麻棉混纺纱 3 m m 以上的毛羽比例要明显高于涤棉纱和棉纱。毛羽越长，对纱线性能、质量和 后工序加工过程的影响越大，棉纱中一般认为2 m m 以上即会产生不良影响，把 3 m m 及其以上的毛羽长度称为临界长度或有害长度。环锭纺棉纱的毛羽中，端毛 羽约占8 2 - 8 7 。其中顺向毛羽约占7 5 左右：倒向毛羽约占2 0 左右； 两向毛羽约占0 4 一l ，凝聚毛羽约占3 川。另根据试验分析，管纱 毛羽的分布小纱时产生的毛羽比满纱时大约多2 0 一3 0 ，其中顺向毛羽占到毛羽 总量的8 0 。 1 3 危害 纱线毛羽的多少，不仅影响纱线质量而且影响织物风格，而且对外观要求较 高的织物影响更加明显。在纱线各项质量指标中受毛羽危害较大的属纱线强力， 试验证明，毛羽数量增加1 0 ，单纱强力将下降2 - 4 。 目前纱线毛羽是衡量纱线质量好坏的标志之一。纱线毛羽多，对滑爽织物外 观影响较大，而且还影响后加工和织造工艺。因此，布面毛羽已成为当前考核棉 布质量的一项重要参考指标。纱线毛羽对纱布质量和制造工艺的影响主要体现在 以下几个方面。 ( 一) 纱线毛羽对纱布质量的影响 纱线毛羽数多，会使纱线条干和表面光洁度差，纱线的耐磨性能差，同时也 会导致纱线的强力降低( 纤维长度利用系数小) 。 纱线毛羽对织物质量影响主要体现在以下几个方面。 1 影响到织物的手感、风格、光洁度和织物的外观质量等，使产品等级下 降。 2 影响到织物抗起毛起球性能。 3 织物上如两根纬纱毛羽数不同，会因放光程度不同形成横挡。 4 纱线上毛羽如分布不匀，会导致织物染色不匀。 5 织物上毛羽多，织物需烧毛处理，会增加烧毛损耗率和影响烧毛质量。 ( 二) 纱线毛羽对织造工艺的影响 纱线毛羽对织造工艺的影响主要体现在以下几个方面。 1 纱线毛羽过多会影响上浆后正常分绞。 2 由于长毛羽在织造过程中相互拉扯、纠缠不清，致使织造假吊经增多， 开口不清，“三跳”疵点上升，一等品率下降。这些现象以化纤织物表现得最为 4 第一章纱线毛羽的基本性质 明显。 3 挡车工为了顺利修剪毛羽，常常需要短暂停台而使生产效率下降。 4 纬纱毛羽过多，会使喷气织机在喷射纬纱时阻力加大，易引起引纬失败。 5 毛羽数量、长短及分布影响织机、针织后工序的生产效率。 1 4 毛羽的测量及评价 纱线毛羽的测量以不同测量原理分为：目测法、照相法、重量法、光电 法、图象分析法和激光法等。目前使用较多的是光电法测试毛羽仪，国外著名 的光电毛羽测试仪来自瑞士、德国、英国、日本等国，其中瑞士的u s t e r i i i 型 较为普遍。国产的有长岭纺电公司毛羽仪系列y g l 7 2 、y g l 7 2 a 毛羽仪、江苏太仓 y g l 7 1 b 。长岭y g l 7 2 a 自动型毛羽仪，运用了计算机技术，操作简便、人机界面 友善。 反映纱线毛羽的多少一般用毛羽值h 表示。毛羽值h 指的是1 m 纱线的检测 长度内，所有突出纱线主体外的纤维总长度。例如，毛羽值h = 4 0 ，相应于l m 纱 线上突出纱线主体外的纤维总长度为4 0 m 。也可用单位长度纱线上毛羽的总根数 和毛羽长度及不同长度的毛羽根数来表示。 纱线毛羽长度一般在3 m m 及以上时，会使纱线在织造时发生严重的相互缠 结，使纱线的可织性下降。因此，对3 m m 及以上的毛羽叫加强控制。对于纱线毛 羽的掌握标准，纺纱特数不同，纺纱采用的原料品种不同，毛羽的掌握标准也不 同。 图1 - 3 为采用不同品种原料成纱毛羽值与毛羽长度的关系。由。图卜3 看出， 不同品种原料成纱毛羽值分布规律为：苎麻纱毛羽值 毛纱毛羽值 粘胶纱毛羽值 棉纱毛羽值 亚麻纱毛羽值。且各品种纱3 m m 及以上毛羽随着毛羽长度的增加而 减少。苎麻纱3 m m 及以上毛羽最多，亚麻纱3 m m 及以上毛羽最少。 囊闫簟阳 图卜3 不同品种原料成纱毛羽值与毛羽长度分布 5 0薹嚣 天津工业大学硕士学位论文 纺纱特数不同，纱线毛羽数量的掌握标准也不一样，纺纱特数大，纱线截面 内纤维根数多，则暴露在纱线主干外的毛羽也会相应增加。不同特数纯棉细纱 3 m m 以上毛羽数掌握标准如表1 - 1 所示。 表1 - 1 不同特数纯棉细纱3 m m 以上毛羽数掌握标准 纺纱特数优级一般劣级 t e xf 令莳7 个证l个m 。 2 9 22 0 3 55 0 1 9 4l o2 54 0 1 4 6 l o2 04 0 9 7 21 02 03 0 7 2 9 7 1 52 5 5 8 381 52 5 6 第二章毛羽的形成原冈及改善措施 第二章毛羽的形成原因及改善措施 纱线毛羽的形成主要是在细纱加捻卷绕和后加工过程中形成，但加捻卷绕 和后加工过程中形成的毛羽的多少不但同细纱及和后加工工序有关，还与纺纱原 料以及前面各道工序有直接关系。影响毛羽的因素很多，整个纺纱过程中，从原 料、各工序的工艺配置、机械状态、纺纱专件的选择到车间环境温湿度等都会对 毛羽产生影响。因此，对于纱线毛羽的控制，要贯穿于纺纱全过程。 2 1 原料选配 原料性能是纱线一切性能好坏的基础，对于纱线毛羽也不例外。纤维越细， 即纱线内纤维根数越多，其头尾端露出的可能性就越大；纤维越短，整齐度越差， 头尾端露出纱主干的机率就越大。因此，在原料选择中，应注意控制纤维细度、 长度、长度整齐度和短绒率，长度长、细度细、整齐度好的纤维成纱毛羽少，能为 减少纱线毛羽创造良好基本条件。 在原棉马克隆值和细度相同或接近的情况下，原棉及半制品短绒率越高， 毛羽h 值越大，且越细的纱反应越明显。而且短绒率越高，其条干越差。原棉短 绒率越高，纤维平均长度就越短，纱线截面中的纤维根数越多，纤维两头露出纱 体的几率越大。棉纤维马克隆值大、纤维粗、纤维抱和合力差，抗扭刚度大，纤 维易在纺纱张力、离心力、摩擦力作用下伸出纱体，造成纱线毛羽增多。因此在 原料选配时首先要控制原棉中的短绒率，原棉中的短绒含量应不高于1 2 。另 外，原棉的成熟度应达到马克隆值a 级。 2 2 温湿度影响 温湿度对毛羽的影响比较明显，各工序要合理控制车间温湿度。一般情况下， 清、梳、并、粗工序相对湿度应控制在6 5 - - 7 0 ，温度在2 5 - 3 0 ，达到 吸湿的效果。细纱工序相对湿度应控制在5 5 6 5 ，温度在3 5 以下为宜， 达到放湿的效果。若车间温度过高，相对湿度低于4 0 时，纱线毛羽量骤增。 原棉回潮率不宜超过8 ，若相对湿度过大，在清棉工序经打手打击后易产生束 丝，从而产生较多毛羽和棉结。 2 3 清棉工序的技术措施 原棉在清棉工序易受到各机械打手的撕扯打击，纤维在受力过程中易出现损 伤，从而形成短绒。为避免产生大量短绒而危害纱线毛羽，在清棉工序应遵循“多 梳少打，少抓勤抓，减少返花和棉束翻滚，在保证开松度的前提下适当降低打手 速度”的工艺原则。提高a 0 3 5 型混开棉机的角钉帘与平帘的速比，使其达到l ： 5 以上。f a l 0 6 型豪猪式开棉机打手转速不宜超过9 6 0r m i n 。a 0 7 6 e 型开棉机 三翼梳针打手转速应低于1 0 0 0r m i n 。打手至天平罗拉隔距为1 0 5 咖，以确 7 天津工业大学硕士学位论文 保少损伤纤维。 2 4 梳棉工序的技术措施 梳棉工序应以增强分梳与转移为主，遵循“紧隔距、强分梳、多转移、少损 伤 的工艺原则。提高盖板速度，增加短绒的排除量，从而减少有害纤维。合理 配置各部件转速：锡林转速3 6 0r m i n ，刺辊转速8 9 0r m i n ，道夫转速2 1 r m i n ，加大锡林与刺辊的线速比和锡林与道夫转移率，以达到顺利转移与充分 梳理的目的。 在设备专件的选用上，应合理选用针布及配置适宜的固定盖板。一般锡林针 布选用a c 2 0 3 0 0 1 5 4 0 ，该型号针布具有现代锡林针布“矮、浅、尖、薄、密、 小 的特点。道夫针布选用a i ) 4 0 3 0 0 2 1 8 0 ，有利于顺利剥取纤维。刺辊齿条选 用a t 5 0 1 0x0 4 5 1 5 ，该齿条穿刺力强，对棉层梳理充分。生条的弯钩多少对成纱 毛羽有一定影响，有资料介绍，梳棉速度增加，其纤维弯钩的发生率也会增加， 而毛羽量也会成比例的增加。因此，要对梳理速度进行合理控制，尽量减少梳棉 弯钩发生率。在对半制品的牵伸过程中，要求尽量提高纤维的平行伸直度和均匀 度，提高纱条的抱合力，做到纱条光洁，不发毛和成形良好，半制品内含短绒的 多少，也对成纱毛羽数量有一定影响。 2 5 精梳工序的技术措施 精梳准备工序的总牵伸倍数不宜超过8 5 倍，要合理控制精梳落棉率，一般 应控制在1 8 左右。过小，短纤维排除不充分，毛羽h 值会很高；过大，毛羽h 值也有一定程度的增大。 半制品内含短绒的多少，也对成纱毛羽数量有一定影响，如表2 - 1 是在不同 精梳落棉率情况下，对成纱毛羽的影响情况。 表2 1 不同精梳落棉率对成纱毛羽的影响 条件1 毫米长毛羽3 毫米长毛羽 精梳落棉率 1 3 2 21 5 8 71 7 4 21 3 2 21 3 8 71 7 4 2 平均毛羽数 3 5 0 23 3 9 5 63 0 7 5 61 1 5 61 0 4 49 7 6 1 0 m 从表2 1 中可以看出，随着精梳落棉率增加及精梳条短绒含量的减少，成纱 毛羽数也相应减少。因此，充分发挥梳棉机和精梳机排除短绒的能力，有利于减 少成纱毛羽的形成。 8 第二章毛羽的形成原因及改善措施 2 6 并、粗工序的技术措施 并条工序采用顺牵伸，头并采用1 7 5 倍的后区牵伸倍数，末并采用较大的 前区牵伸倍数，可使纤维充分伸直，减少纤维弯钩，使圈形毛羽数量减少。在保 证细纱工序不出“硬头”的情况下，适当增加粗纱捻系数。试验证明，粗纱捻系 数在1 0 左右时毛羽较少。另外，并、粗工序应保证各棉条通道光洁。特别是粗 纱要严格杜绝锭翼挂纤维及锭子摆动现象，合理选择喇叭口及集合器的开口尺 寸。加强对运转的管理，避免粗纱高架挂纤维杜绝条子及粗纱在运输和储存过程 中发毛、发烂。 2 7 细纱工序的技术措施 1 加强纤维凝聚能力 成纱毛羽形成主要是在细纱工序，细纱约80 的毛羽是在纱条离开前罗拉 时就已存在。因此，防止粗纱在细纱牵伸过程中扩散，加强纤维凝聚能力，是改 善成纱毛羽的重要措施。主要控制牵伸区内纤维运动，特别是短纤维的控制，关 于控制牵伸区内纤维运动措施参见第五章。采取措施如适当减小后区牵伸倍数， 适当提高粗细捻系数和采用较小口径的集合器等。 此外，细纱纱条在前罗拉的包围角，对成纱毛羽也有一定影响，如图2 - 1 所 示。实验认为，包围角一般在1 7 0 - 2 5 0 为宜。 图2 - 1 前罗拉的包围角与成纱毛羽的关系 2 减少对纱线的摩擦 纱线在加捻成纱或线后，要经过导纱钩、钢丝圈，最后卷绕在筒管上，如采 用大卷装尚有气圈环。纱线所经过的这些器材状态均对成纱毛羽有影响。除保持 纱线通道光洁外，还应采取以下几点措施： ( 1 ) 合理选择气圈环 使用气圈环可稳定纺纱张力，减少断头，同时对减少毛羽也有利。但环的直 径大小对纱的摩擦程度不同，直径小则对纱摩擦严重，成纱毛羽多。一般气圈环 的选用在考虑锭距的条件下，以偏大为宜。 ( 2 ) 合理选择钢丝圈 9 天津工业大学硕士学位论文 细纱受钢领与钢丝圈摩擦的第一个后果就是使纤维梢从纱体翘起，形成毛 羽。第二的后果是继续摩擦纤维梢，使纱的表面形成小粒结或竹节，损害纱的美 观。钢领与钢丝圈的配合以及各自的状态，如钢丝圈的截面形状、圈形、重量、 使用寿命以及钢领的衰退等条件都对成纱毛羽有较大影响，必须合理选择与搭 配。 钢丝圈截面形状 选择钢丝圈截面形状要从减少纱线与钢丝圈的摩擦和钢丝圈运转平稳两个 角度综合考虑。从减少纱线与钢丝圈动摩擦系数考虑，动摩擦系数小，可减少成 纱毛羽，但从运转平稳性考虑，动摩擦系数过小，钢丝圈运转不平稳，气圈控制 不住，一方面增加断头率，另一方面成纱毛羽也会增加。因此，对钢丝圈的截面 形状选择要满足以上两个要求。 钢丝圈的圈形及与纲领的配合 圈形的大小，实质是影响纱线通道的空间位置。圈形大些，空间大，轧纱情 况减小，运转平稳，有利于减少毛羽。 一般使用抗楔纲领配合椭圆直角型钢丝圈，其钢丝圈形状是椭圆型钢丝圈的 承受表面与c 形钢丝圈上部纱线通道间隙相结合，在锭速较低情况下( 4 0 r a m 钢领，锭速1 3 5 0 r m i n ) 能生产无暇的优质纱，产生毛羽较少。采用浅边型抗楔 纲领和平顶钢丝圈配合，纱的通道大，钢丝圈的重心低，钢丝圈能适应高速。由 于平顶钢丝圈加大了肩部间隙，可防止细纱的起毛和摩擦，加之钢丝圈是采用半 圆形薄钢丝制成，使钢丝圈在高速下运转较平稳，因而钢丝圈在高速运转下产生 的毛羽较少。 钢丝圈的重量 钢丝圈重量轻，会使气圈控制不住，钢丝圈运转不平稳，致使纱圈与隔纱板 摩擦产生大量毛羽，特别是小纱时更为严重。因此，在考虑断头情况下，对于钢 丝圈重量的选择，以细纱管底成形时气圈不碰隔纱板为宜。 钢领、钢丝圈的寿命 钢丝圈如已磨损，易使纱条通道与磨损通道交叉，纱线将在磨损缺口处刮毛， 产生毛羽纱。钢领衰退后气圈不易控制，气圈凸形大，运转不平稳，造成细纱断 头增加及成纱毛羽增加。因此要注意钢领、钢丝圈使用周期，钢领要定期修复或 更换，钢丝圈也应定期更换。 一般钢领、钢丝圈的使用周期要视纺纱特数、锭速及纺纱品种综合考虑，纺 纱特数大，钢领、钢丝圈的使用周期短；锭速高及纱线与钢领、钢丝圈摩擦系数 大，钢领、钢丝圈的使用周期短。 除此之外，对加捻卷绕零部件的保养工作也很重要，如锭子偏心会导致气圈 偏移而增加毛羽，锭子和筒管振动会导致钢丝圈运转不稳，致使毛羽增加等。 1 0 第二章毛羽的形成原因及改善措施 试验研究表明，毛羽主要形成于细纱工序，增长于络筒工序。 细纱工序的工艺、器材及温湿度对细纱毛羽具有主要影响。细纱捻系数适当 增加，成纱毛羽减少；细纱毛羽随着细纱总牵伸倍数的增大呈上升趋势；前胶辊 前移2 m 一- - 3 砌对减少毛羽有一定作用；细纱牵伸工艺按照改善条干均匀度的思 路进行配置，有利于减少毛羽：钢领、钢丝圈的选配和使用时间对毛羽影响较大； 车间相对湿度较高有利于减少细纱毛羽。 由于细纱工序的影响因素多而复杂，而且是减少毛羽的主要突破点，详细的 内容将在下一章进行详细介绍。 2 8 络筒工序的影响 络筒是纺纱的最后一道工序，也是织造的准备工序。络筒加工，除了改变棉 纱的卷装形式外，还可以切除粗节、弱节等纱疵，改善成纱质量。但是，络筒部 件却会导致纱线最终毛羽的增加。试验证明，棉纱经络筒工序后，毛羽大致可增 加5 0 - 1 5 0 ，有的甚至高达2 5 0 。这是因为在络筒过程中，纱线与络筒机各 部件接触、碰撞、摩擦，使原来已被包卷在纱体中的纤维端露出纱体，形成新毛 羽或将原纱线上的短毛羽扯拉成长毛羽。 从生产实践中可知，络筒机的络筒线速度和槽筒的表面状况、张力盘重量、 清纱板隔距、导纱距离、破裂环高度等各项络筒工艺对纱线毛羽都有直接而且较 大的影响。因此一般经过络筒工序后，纱线毛羽数量增加较多，应引起重视。 2 8 1 张力大小的合理控制 纱线同络筒机的相关部件发生碰撞，张力过大，导致摩擦增大，使卷入纱体 中的部分纤维伸出纱体，或是将短毛羽刮擦成长毛羽。张力过小时，纱线张力波 动较大而不稳定，致使纱线易跳动，而导致纱线毛羽的增加。 2 8 2 清纱器隔距 清纱器的作用是清除纱线上的杂质和疵点，其作用原理是当纱线的杂质与清 纱板( 或梳针) 摩擦或碰撞时而落下。由于纱线一直与清纱板接触摩擦导致毛羽增 加。当隔距小且络纱速度高时，毛羽增加较多。 清纱器的上下位置对毛羽的形成也会产生较大的影响，如果纱线不处于上、 下清纱板的中间位置，而在清纱板处呈折线，络筒时将会产生产重的刮纱现象， 使毛羽大幅度增加。因此，要根据清纱器要清除的内容合理调节清纱器隔距，并 保证在清纱时使纱线处在上、下清纱板的中间位置。清纱器隔距过大或过小都将 产生不利的影响，必须进行合理控制。清纱板隔距过大，起不到清纱的作用；隔 距过小，纱线与清纱板接触摩擦，易刮伤纱线而使毛羽大幅度增加。 2 8 3 络简机气圈破裂环高度与导纱板距离 天津工业大学硕士学位论文 在络筒过程中，纱线从纱管上退绕时，由于筒管裸出部分摩擦纱段的存在而 使纱线受到摩擦，其结果导致毛羽的增加。就一只管纱而言，毛羽增加的幅度是 不一样的。满管时，摩擦纱段较短，纱线毛羽增加少，随着退绕的进行，筒管裸 出部分不断增加，摩擦纱段长度不断增大，毛羽也逐渐增加。特别是管底退绕时， 纱线对摩擦纱段的摩擦急剧增大，毛羽增加较多。 络筒时，为了减少纱线张力的波动，在纱道形成气圈的部位安装了气圈破裂 器。纱线一直在运动中与气圈破裂器接触摩擦，毛羽由此而增加。纱线与气圈破 裂器接触摩擦的程度，也与管纱退绕的部位有关。满管时，气圈直径较小，摩擦 较轻，越靠近管底，气圈直径越大，摩擦也越剧烈。因此，气圈破裂器对毛羽的 影响也是随着退绕的进行而逐渐增加的。 减少摩擦纱段和气圈破裂器所产生的毛羽，主要手段是合理调节络纱张力。 在络纱中，如采用络纱张力小，使得纱线与摩擦纱段和气圈破裂器的摩擦力减小， 产生毛羽就少，但络纱张力小会影响筒子成型不好。因此，在保证筒子成型的前 提下，络纱张力以小为宜。并保证纱管座、导纱管、清纱器、张力器为一直线， 以减少纱线于器件的摩擦。 破裂环位置低时，气圈直径小，纱线在运行过程中与络纱部件碰撞摩擦较轻， 故筒纱增加的毛羽少。当破裂环高度高时，气圈直径增大，同络纱部件间的摩擦 加剧，使筒纱的毛羽明显增加。 导纱距离大小对毛羽的影响：当导纱距离小时，纱线在从管纱的退绕过程中， 纱线同管纱间的倾角小，使其与纱管的摩擦小，筒纱的毛羽增加较小。当导纱距 离大时，纱线在从管纱的退绕过程中，纱线同管纱间的倾角大，导致与纱管的摩 擦增大，则使筒纱的毛羽增加较多。 2 8 4 络筒线速度和槽筒的表面状况 络筒时槽筒摩擦传动对毛羽的产生影响也较大。尤其是络圆锥形筒子纱时， 由于沿筒子母线的直径大小不等，在筒子的母线上只有一个传动点等于传动滚筒 ( 槽筒) 的表面线速度，其余各点在卷绕过程中均产生滑移，从而导致筒子上的纱 线不断地受到槽筒的摩擦。就筒子上的某一层纱而言，越是靠近筒子的两端，筒 子与槽筒的速度差越大，对纱的摩擦越严重，毛羽增加也越多，而靠近传动点， 速度差异小，摩擦较轻，毛羽增加较少。 纱线经过络筒后，毛羽大幅度增加，严重影响织造加工和布面质量但如果 能正确选择工艺参数如络筒速度、清纱板隔距、导纱距离等，并保持良好的机械 状态，适当减小筒管锥度，增加筒管直径，保持纱线通道及与纱线接触的零部件 的光洁，合理使用槽筒材料，则对降低毛羽的增加幅度是十分有利的。 从理论和生产实践中可知，络筒速度同纱线毛羽值的增加呈正相性相关：速 度越高，纱线气圈的回转速度就越大，则离心力越大，造成纱线与络简部件碰撞 1 2 第二章毛羽的形成原因及改善措施 摩擦加剧，导致筒子纱线毛羽增加越多，特别是在机械状态不理想，工艺参数不 恰当的情况下，速度越高，毛羽增加的幅度越大。因此，自动络筒机比国产1 3 3 2 m 型络筒机产生的筒纱线毛羽多。另外，金属槽筒比胶木槽筒表面状况好，导电性 优，使用寿命长，筒纱线所产生的毛羽数量显著减少。 2 8 5 筒子卷绕直径 小筒子纱与槽筒间的摩擦力小，故络纱毛羽增加量少。随着管纱的退绕，筒 纱直径逐渐增大，筒子重量随之加重后，同槽筒间的摩擦力增大，故络筒纱线的 毛羽数量也随其上升而增加。 2 9 突发性异常毛羽成因 2 9 1 温湿度异常 车间的温湿度控制不当，会使成纱毛羽增加，特别是细纱与络筒车间的温湿 度对成纱毛羽影响是十分显著。车间温湿度低，会使纱条蓬松，纱条内纤维间摩 擦抱合力小，纱条在加捻与卷绕过程中与机件摩擦会使毛羽产生量增加。因此， 从降低成纱毛羽角度考虑，细纱与络筒车间的温湿度以偏高掌握为宜。 通过某公司对其近两年主要品种混棉回潮率、班制品回潮率以及成纱毛羽h 值的统计，发现回潮率在1 月一2 月、1 1 月- 1 2 月较高，3 月一8 月最低，而毛羽h 值随 着混棉及半制品回潮率的增高而降低，同时随着四季外界温湿度的变化，毛羽也 呈现规律性变化。在车间温湿度出现异常时，如夏季空调突然停水，车间相对湿 度低于4 0 时，在细纱机台上就能发现管纱毛羽增多，飞花多，短粗纱疵严重， 电子清纱器切疵明显增加，络简单锭报警现象严重。 2 9 2 单锭异常 设备单锭异常会造成单锭异常毛羽，如歪锭、锭管跳动、锭子抖动、钢领跑 道衰退、钢领起伏、钢丝圈磨损严重、上销上移或下滑、胶辊中凹、前胶辊位置 不一致、粗纱纱条发毛、粗纱纱尾捻度弱、纺纱通道不光洁等。 2 9 3 人为操作不当 人为操作不当也会造成单锭异常毛羽。如挂钢丝圈不当、钢丝圈变形、漏换 钢丝圈、用错钢丝圈、锭子缠回丝、跳管；坏纱管上机造成纱管抖动、跳动、不 按要求夹粗纱纱尾，管底成形位置不一致，隔纱板位置放置不当；粗纱绕扣和细 纱接头不执行操作法、锭带扭曲等都是造成单锭毛羽异常的原因。 综上所述，以上是各类影响纱线毛羽产生的因素，希望引起纺织企业各级管 理人员的高度重视，一定要强化各工序的质量科学管理、防患于未来，“小事不 抓，必成大祸。 第三章细纱工序的影响及控制措施 第三章细纱工序的影响及控制措施 细纱工序是对纱线毛羽影响最大的环节，下面从纺纱工艺、专件管理、设备 保养三方面加以分析。 3 1 纺纱工艺 3 1 1 细纱捻系数 细纱捻度对纱线的结构、物理性能、织物风格及生产效率有着直接的联系， 对细纱毛羽有很大影响。表3 - 1 所示为不同捻系数对细纱毛羽的测试 品种t e x捻系数3 m m 毛羽根( 1 0 m ) 1 c j l 4 6 3 6 3 7 1 0 9 c j l 4 6 3 8 2 6 7 9 6 c j l 4 6 4 7 04 2 1 0 c j l 4 6 5 7 31 0 6 3 2 c j l 4 6 6 8 81 1 4 5 8 从表3 - 1 某企业做的捻系数对细纱毛羽测试的结果可以看出：细纱捻系数适 当增加，毛羽明显减少。因为捻系数加大，使得纤维的加捻力矩增大，捻度传递 也更靠近前钳口，增加了对加捻三角区纤维的约束力，减少纤维伸出纱体的几率， 从而减少了毛羽。但当捻系数特别大时毛羽数量又随着捻系数的加大而急剧增 加。这是因为当捻系数过高时，使加捻三角区受力分布不匀，张力差异大，同时 纤维对纱条的向心压力增大。纱线内外层纤维向心压力的差异也在加大外层纤维 向内层的挤压。此时裹入纱体内的纤维头尾端因受到周围纤维摩擦力控制相对较 弱，极易被挤压出来成为毛羽，从而使毛羽急剧增加。日常生产中，当毛羽较多 或用户对毛羽指标要求较高时，适当增加细纱捻度对减少毛羽有明显效果。 3 1 2 总牵伸倍数 细纱总牵伸倍数加大，粗纱的定量就大，前纺的生产效率得以提高。但总牵 伸倍数加大，使毛羽量增加。 细纱总牵伸倍数加大，即喂入的粗纱量增大，当后区牵伸倍数不变时，前区 牵伸倍数大，进入前区的须条纤维数量增加，浮游纤维的量相应增加。同时，由 于前区牵伸倍数的增大，使前、中罗拉的线速比扩大，慢速纤维转为快速纤维的 加速度增大。浮游纤维的数量增加和运动加速度的增大，导致了纤维运动的不稳 定，增加了纤维头端伸出须条主体的机会，在须条离开前罗拉时头端自由纤维数 量增多。这些进入加捻三角区的头端自由纤维因不受加捻力矩控制，无法卷入纱 体，形成了毛羽，因而毛羽数量增加。 天津工业大学硕士学位论文 当总牵伸倍数增加太大时，前牵伸区的浮游纤维量及运动加速度过大，纤维 运动极不稳定，头端自由纤维数量急剧上升，从而导致细纱毛羽增加较多。这也 是棉纺重定量工艺中细纱采用超大牵伸倍数时，选用压力棒上销虽然可改善细纱 条干均匀度以及粗节、细节等，却难以改变纱线毛羽上升的主要原因。 日常生产中，应根据细纱机牵伸能力、粗纱状态等将细纱总牵伸倍数控制在 合理范围内，防止牵伸倍数过大而形成较多毛羽。 3 1 3 前胶辊位置 细纱前胶辊位置对毛羽有一定影响，在同锭、同粗纱、同工艺、不同前胶辊 前移量的情况下有如表3 - 2 所示的试验结果， 表3 - 2 不同前胶辊迁移量的细纱毛羽测试 前胶辊迁移量岫c 1 4 6 t e x 纱3 咖c 9 7 t e x 纱3 咖 毛羽根( 1 0 m ) q毛羽根( 1 0 m ) 1 08 1 1 47 8 2 8 17 6 1 08 2 7 2 26 3 7 87 0 3 9 35 8 0 57 0 0 3 46 1 2 66 7 3 0 56 5 9 07 2 7 5 从表3 2 数据看出，前胶辊前移量增加，细纱毛羽减少。细纱机前胶辊适当 前移，减小了纤维在前罗拉上的包围弧，使加捻力矩更加接近前罗拉钳口，可减 少加捻三角区，加强了对加捻三角区纤维的控制能力，利于减少成纱毛羽。日常 生产中，将前胶辊前移2 m m 一3 m m ，对减少毛羽有一定作用。但进一步前移，效果 不明显。而且，胶辊前移与缩短浮游区长度有矛盾，前移过大，会影响牵伸效果， 也会影响前罗拉加压的有效压力，故前移量控制在2 m m 3 m m 为宜。 3 1 4 前区、后区的牵伸工艺 细纱后区牵伸工艺遵循“两大两小”的工艺原则，即较大的细纱后区罗拉中 心距和粗纱捻系数，较小的细纱后区牵伸倍数和粗纱总牵伸倍数。 细纱前区牵伸工艺遵循“- - + ”的工艺原则，即小浮游区长度、小钳口隔距、 小罗拉中心距。牵伸工艺配置采取较大的粗纱捻系数以及较小的前区浮游区长度 等，加强对牵伸区纤维运动的控制，增加了纤维的凝聚作用，从而减少了成纱毛 羽。 日常生产中，细纱前区、后区的牵伸工艺可按照改善细纱条干均匀度的思路 1 6 第三章细纱工序的影响及控制措施 来确定。能够改善条干均匀度的前区、后区牵伸工艺，就对减少细纱毛羽有利。 3 1 5 锭子转速 在所纺纱号和纤维细度一定的前提下，细纱锭速超出一定的范围后，纱线毛 羽会随着锭速的增加而增加。锭速越高，纱条在运行中所受到的离心力越大，即 容易使纤维的尾端伸出纤维主体而形成毛羽。 通过试验测试，纺制粗号纯棉纱时( 5 9 t e x t 2 9 5 t e x ) ，锭速每增加1 时， 纱线毛羽则以2 4 左右的速度增加。在纺制合成纤维及混纺纱时，纱线毛 羽数量则随着锭速的增加而更加剧烈地增加。这是因为除了离心力作用的原因 外，高锭速还造成了高发热现象，导致了静电的产生，从而加速了纱线毛羽的形 成与增加。 日常生产中，一般应结合客户要求和细纱机械状态等综合考虑锭速。对毛羽 要求较高的品种、锭速应偏低掌握。 3 1 6 细纱钳口隔距 生产实践证明，细纱胶圈钳口增大，粗纱在细纱上下胶圈控制下的牵伸须条 的宽度减小，有利于改善毛羽。但钳口增大后，上下胶圈对牵伸须条的摩擦力、 控制力减弱，使成纱条干恶化。 3 2 专件管理 3 2 1 钢领、钢丝圈的选配 钢领、钢丝圈是环锭细纱机纺纱的重要专件，不同类别和型号的钢领、钢丝 圈以及它们之间的搭配直接影响细纱断头率和毛羽的多少。钢领、钢丝圈的选配 应根据企业质量目标定位、纱线品种、设备状况等综合考虑。首先选定钢领的类 型，然后通过品种上机试验优选相匹配的钢丝圈。选用小直径钢领和适当偏重掌 握钢丝圈号数对减少毛羽十分有利。 3 2 1 1 钢领类型 不同钢领类型对成纱毛羽起重要的作用。某企业对抛光钢领、镀铬钢领、亚 光钢领和自润滑钢领进行对比试验( 如表3 _ 3 ) ，结果表明：自润滑钢领和亚光 钢领成纱毛羽较少，特别是自润滑钢领，3 m m 以上的毛羽数量比使用其他三种钢 领减少7 卜8 0 ，离散性也较好。 1 7 天津工业大学硕士学位论文 表3 - 3 钢领表面状态与毛羽间的关系 2 m m 毛羽根( 1 0 m ) 1 7 4 71 5 2 5 3 m m 毛羽根( 1 0 m ) 5 3 。5 4 0 2 1 6 9 1 5 0 2 1 3 4 3 4 0 0 1 6 3 9 4 3 4 1 2 9 9 3 5 8 断头率根( 千锭h ) q3 7 2 83 52 43 22 6 3 2 1 2 钢丝圈类型 钢丝圈截面形状有圆形、半圆形、薄弓形、瓦楞形、扁平形和矩形等，截面 形状不同会影响到钢丝圈与钢领的摩擦面与摩擦因数、磨损情况、钢丝圈运转时 的形态、纱线通道大小和气圈稳定性等，从而影响成纱毛羽和断头。 当前出现了一些新型的钢丝圈，如新型x g s 型钢丝圈，相比于普通常规截面 扁平的钢丝圈，横截面为瓦楞型的x g s 型钢丝圈纺纱时钢丝圈边缘与纱线圆滑接 触，且容易散热不易产生静电，可减少磨损纱线的几率，极大的避免了普通钢丝 圈纺纱过程中纱线与钢丝圈边缘接触以至于容易刮毛纱线并产生大量的断头和 较多的毛羽的现象。 钢丝圈重量对毛羽的影响十分显著，太轻太重都会影响纺纱张力变化，从而 影响毛羽数量。一般情况下，钢丝圈重量适当加重，毛羽数减少。为了合理调整 纺纱张力，稳定控制气圈，必须正确选择钢丝圈重量。图3 - 4 所示为管纱毛羽值h 变化曲线图 s 遗 詈i 岬 3 太毫峨中母t 彭性 j 城蛐曩 图3 4 管纱毛羽值h 变化曲线图 能使在纺纱各阶段断头率最小的钢丝圈重量则为合适的钢丝圈重量。使用较 轻钢丝圈，因始纺阶段气圈太大，碰到隔纱板而使毛羽增多、断头增加，同时会 造成管纱成形松软、管纱容量减少，落纱次数增加，结果导致虚耗人力、物力， 第三章细纱工序的影响及控制措施 降低生产效率：使用较重的钢丝圈，会造成大纱阶段的纺纱张力太紧，断头增加， 同时因其加剧了钢丝圈与钢领的摩擦导致过热而造成纤维损伤、钢丝圈烧焦及钢 领磨损加剧等不良现象。 3 2 1 3 钢领周期 钢领使用时间对细纱毛羽的影响很大。钢领要经历磨合期、稳定期、衰退期 的运行过程。每个运行阶段对细纱毛羽有着不同影响。 实践证明：细纱毛羽随钢领使用时间呈现逐步上升趋势。新钢领开始使用时， 经过短暂的磨合期后进入稳定期，稳定期钢领的钢丝圈跑道运行正常，纱线张力 平稳，毛羽相对较少且稳定。这一稳定期运行过后，钢领的钢丝圈跑道被长期摩 擦，部分钢领表面出现磨损，使得部分钢领相继出现了衰退现象。进入衰退期的 钢领和钢丝圈之间的配合状况差，气圈膨大，纱线张力波动较大，毛羽随之增多， 同时伴随着细纱断头增多现象等。此时应采取加重钢丝圈等工艺措施。钢领进入 衰退期后即使采取一些工艺措施，毛羽数量也难以下降。 使用钢领的类型不同以及各企业生产的品种、车速不同等，钢领的磨合期、 稳定期及进入衰退期的时间是不同的。日常生产中，应通过观察和试验，摸索出 钢领的运行规律，制定合理的钢领更换周期。在进入衰退期前及时更换钢领，对 减少细纱毛羽十分有效。 3 2 1 4 钢丝圈周期 钢丝圈使用时间对细纱毛羽的影响也很大同细纱钢领一样，钢丝圈同样要经 历磨合期、稳定期、衰退期的运行过程。 新钢丝圈开始使用时与钢领有个磨合的过程，即磨合期。这时钢丝圈和钢领 之间的配合状况差，钢丝圈运行不平稳，纺纱张力波动大，钢丝圈对纱线的摩擦 力也大，因此细纱毛羽较多。最多经过一落纱后，即进入稳定期，这个阶段的钢 丝圈运行平稳，纱线断头也较少，毛羽较少且基本稳定。此后，随着钢丝圈在高 速运转中和钢领及纱条的不断摩擦产生磨损，进入了衰退期。这个阶段的钢丝圈 运转不稳定，纱线张力变动大，摩擦严重时还使得钢丝圈与纱条通道发生交叉， 纱线被磨损的缺口刮毛，细纱毛羽增多。此时，伴随着细纱断头的增加。调换钢 丝圈后，毛羽和断头明显减少。钢丝圈的调换是一项重要的工作。 日常生产中