瑞士烏斯特公司創(chuàng)造高效的紗線生產(chǎn)方式

魏道培

一家紡織廠的原材料花費要超過生產(chǎn)總成本的50%。為降低成本和優(yōu)化加工過程，紡織商都要高度關(guān)注纖維的質(zhì)量特性，并可隨時監(jiān)控它。為什么要這樣呢？這是因為，電子質(zhì)量管理系統(tǒng)已能最大限度降低生產(chǎn)過程中的原料消耗。

根據(jù)過去60年來業(yè)界對紗線（粗紗和長條）的精確度量，全世界的紡紗機械開發(fā)商都在改良紡織加工方式，致使它們逐步減少了纖維紗線生產(chǎn)的變異。這不僅提高了產(chǎn)量，而且在相當程度上降低了原料的消耗，這是每一個生產(chǎn)者都倍感興趣的。而更感興趣的是，他們期望進一步了解纖維的質(zhì)量特性更進一步減少花費，使紡織生產(chǎn)達到最優(yōu)化。

2008年標志著紡織電子工業(yè)的第60個年頭即將過去。在過去的60年里，烏斯特公司開發(fā)的技術(shù)扮演著重要角色。2008年在中國上海舉辦的國際紡織機械展覽會暨ITMA亞洲展會上，烏斯特公司特意舉行了招待會，并準備了一個大蛋糕，以慶祝紗線均勻度電子測試儀問世60周年。

18世紀末，世界上第一家機械紡織廠問世。自那以后的150年里，紡織工業(yè)的檢測儀器都十分落后。紗線生產(chǎn)很難在可視條件下接受檢查，一般而言，靠人工肉眼監(jiān)控，或極少數(shù)利用著名的“電子黑板”進行實時檢測。隨著生產(chǎn)力的顯著提高，檢驗方式逐漸減少了同一生產(chǎn)期間出現(xiàn)的不均勻紗線狀況。在精梳紗線中，普通紗線均勻度的變化系數(shù)從1957年的20.2%下降至2007年的13.7%。這有力地說明，人類的紡織技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。1935年至1945年，軍事工業(yè)設備和電子產(chǎn)業(yè)的突飛猛進刺激了紡織工業(yè)的發(fā)展。二戰(zhàn)后，新發(fā)明的電子元件不斷應用于提高各種測量技術(shù)，而紡織產(chǎn)業(yè)則是獲得長足發(fā)展的多個領域之一。到了1950年，人們開始利用終端原料圖表設備測量纖維長度，僅需30分鐘即能獲得結(jié)果。但利用現(xiàn)代纖維測試系統(tǒng)后，十多種質(zhì)量特性可在幾秒鐘之內(nèi)就測出。1944年到1948年間，烏斯特發(fā)明了第一個纖維均勻度檢測儀。幾年后，美國公司也發(fā)明了可確定棉纖維長度的電子測量儀。此后，半導體引入紡織檢驗領域，它再次帶來質(zhì)的飛躍。

在紡織電子中出現(xiàn)兩大進步：一是半導體和信號放大器開始用于紡織生產(chǎn)，二是1949年第一代電子晶體管問世。它由于要比電子管小很多，因此它給10年后開發(fā)更簡單的聯(lián)機傳感器奠定了基礎。第一代紗線均勻度檢測器可利用一個電容傳感器來確定紗線的多種變化并依靠記錄器記錄紗線的多種變化。1951年，烏斯特公司又推出自動檢測器，以加強對斷裂強度和變化強度的系統(tǒng)測量。

1992年，紗線強度測試揭開了紡織檢驗的新篇章，即烏斯特公司開發(fā)出稱為Tensojet的高速強度檢測器，它每小時可進行3萬次測試。該系統(tǒng)的運用讓人們輕易找出紗線中特別脆弱點，也使人們在編織過程中發(fā)現(xiàn)了經(jīng)常出現(xiàn)末端斷裂的原因。

在2008中國ITMA亞洲展會上，烏斯特公司特意展出了世界上第一代帶有傳感器的均勻檢測儀，隨之又創(chuàng)建完整的紡織業(yè)質(zhì)量管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在所有紗線生產(chǎn)工序中的應用可極大地減少浪費和節(jié)省資金。20世紀60年代初，自動絡紗機引入繞線設備，從而推動了第一代監(jiān)控系統(tǒng)在該種機械上的廣泛運用。第一次發(fā)明的電子紗線清理器就可解決紗線偏粗的問題。繞線機上的數(shù)字系統(tǒng)則可以監(jiān)控所有清理器。1968年，烏斯特將稱為Classimat的分類系統(tǒng)引入（纖維）厚度分析系統(tǒng)。在該系統(tǒng)的幫助下，操作人員可確定哪些厚重部分是通過紡織機就可消除。除了分類缺陷和彎曲外，繞線空間的前部也將決定切點的數(shù)量，要求每100 km一個切點，以消除最麻煩的缺陷，同時也可提高機器的效率。

20世紀70年代早期，由于引進了滑槽式喂紗系統(tǒng)，原屬勞動力密集型的清棉設備實現(xiàn)了自動化。然而，這樣隨意地將紗線“喂入”卡中，更容易引起卡片長條的變化。于是，烏斯特又設計出針梳機自調(diào)勻整裝置，最終該裝置也應用到勾畫結(jié)構(gòu)圖上。清棉設備質(zhì)量管理系統(tǒng)的目的在于將短纖維和棉結(jié)最小化，以減少長條不均勻狀況。20世紀70年代中期，紡織廠的數(shù)字系統(tǒng)更加發(fā)達，它可以監(jiān)控紡紗的準備、紡織和繞線過程中所有的生產(chǎn)步驟。為避免均勻度和計算偏差，在紡紗準備過程中，長條紗應一直處于被監(jiān)控狀態(tài)。一旦超過預定質(zhì)量標準，它就會通過警燈提示操作員，并指出故障位置。隨后，監(jiān)控繞紡機所有紡錘的數(shù)字系統(tǒng)開發(fā)出來。它隨著環(huán)繞柄移動，傳感器記下每一個環(huán)繞柄的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。若有一個環(huán)繞柄停下，傳感器會要求整臺設備停止工作。若環(huán)繞柄沒有按正常速度工作，傳感器會減慢紡錘的速度。否則10%的紡錘會造成50%的末端破裂，所以如何修復和清理這些部分則成為生產(chǎn)者的關(guān)注焦點。

在美國，安裝用于棉線分類的高容量器械成為20世紀70年代中期的又一突破。在透徹研究幾年后，這一開發(fā)成就促使美國農(nóng)業(yè)局與美國電子產(chǎn)業(yè)聯(lián)手，運用這種纖維束檢測系統(tǒng)，可在幾秒鐘內(nèi)就將所有纖維分類檢測出質(zhì)量特性。該方法同樣也促進了纖維測試的發(fā)展，使其作為一種最為適合的工具運用于紡織廠。烏斯特與美國兩家公司合作，于1990年和1993年進一步開發(fā)這一技術(shù)。由此，烏斯特高級纖維系統(tǒng)，一種單纖維測試裝置在1993年問世。它在測量時，就自動計算棉結(jié)的數(shù)量和大小。這種器械還有一些附加功能，如：基于終端原料圖、纖維成熟度和直徑大小確定纖維長度和短纖維的容量。1997年以來，用于平坦檢測器的傳感器已能精確測量紗線加工中漏下的灰塵和垃圾粒子紗。傳感器可監(jiān)測梳棉機、精梳機和開放式（光電）轉(zhuǎn)杯紡紗。在同一年，一個光學傳感器開始集成到均勻儀上。該傳感器可測定在很短的切點長度和偏離圓形橫截面處的紗線直徑、直徑變異、均勻度等。

烏斯特公司為世界紡織業(yè)創(chuàng)建了一個基準，以此將紡織實驗室與現(xiàn)實生產(chǎn)中的（纖維）質(zhì)量特性聯(lián)系在一起。1957年，烏斯特統(tǒng)計數(shù)字第一次引入所有紡織基準。全世界的樣本評估都表明，長度為28mm的纖維中棉結(jié)的平均數(shù)為每克300個棉結(jié)。最好的棉樣品每克也有120個棉結(jié)，最多的每克有450個棉結(jié)。但在長絨棉里檢測出的棉結(jié)比率就很低，因為這類棉紗大部分都被輥式軋花機軋過。這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)，如測量棉結(jié)、垃圾、粉塵和成熟的纖維，目前用于棉纖維和各類紗線都非常有效。梳理、制圖和梳毛的目的是要減少棉結(jié)和短纖維，以及長條的不均勻。棉結(jié)在相當程度上會使紡織品的外觀受損并降級，因此生產(chǎn)廠家會十分重視棉結(jié)的比率。

一般有兩類棉結(jié)：一類是纖維棉結(jié)，它是纖維的一種糾纏物，在機械處理時形成；另一類叫種皮棉結(jié)，它是棉種子和殘留纖維結(jié)合碎粒帶來的。它們主要是在纖維和棉種分離時的壓軋下產(chǎn)生的。廢渣和灰塵顆粒等雜質(zhì)粒是棉株的一部分，如樹葉或莖稈的斷片等。這些微粒需要在軋棉和紡織過程中剔除。軋棉的目的是要將壓軋的破壞性影響最小化，同時減少短纖和棉結(jié)的形成。纖維成熟度是評定棉花質(zhì)量的重要參數(shù)。為計算不成熟纖維，纖維的圓截面要與有同樣圓周環(huán)形截面的纖維進行比較，這樣才能鑒別出紗線的品質(zhì)。

在過去的60年里，瑞士烏斯特技術(shù)開發(fā)公司創(chuàng)造了既可在線生產(chǎn)，又可在實驗室進行織物質(zhì)量檢測的系統(tǒng)，該公司由此已成為世界紡織業(yè)的功臣。

（據(jù)美國《紡織世界》最新資料http://www.textileworld.com/Articles/2008/September_2008/Features/Efficient_Yarn_Production.html）