用正交試驗(yàn)法優(yōu)化生產(chǎn)精紡羊絨紗工藝參數(shù)

胡兆平

中國石油大慶煉化公司紡織廠，黑龍江 大慶 163813

由于中國石油大慶煉化公司紡織廠的設(shè)備為精梳毛紡設(shè)備，主要適應(yīng)做纖維長度在70mm～110mm之間天然纖維，化學(xué)纖維的純紡或混紡產(chǎn)品。針梳機(jī)最小隔距為30mm，而羊絨纖維的平均長度在36mm左右，30mm以下短絨含量在20%～30%之間，羊絨纖維的卷曲度也大于羊毛纖維，毛紡設(shè)備對這些短纖維控制不住，條干很差。所以在工藝參數(shù)的選擇上完全不同于常規(guī)的毛類產(chǎn)品。通過很多次試驗(yàn)方法對比，最終選擇正交試驗(yàn)的方法優(yōu)選羊絨紗的工藝參數(shù)，這種方法經(jīng)過實(shí)踐證明簡單易行，完全適合優(yōu)化工藝參數(shù)，效果顯著。經(jīng)過優(yōu)化工藝參數(shù)生產(chǎn)精紡羊絨紗產(chǎn)品質(zhì)量取得顯著變化，紗線的烏斯特條干水平大幅度提高，烏斯特CV%值均由烏斯特世界公報的50%水平范圍提高到烏斯特世界公報的5%水平范圍內(nèi)；紗線的外觀質(zhì)量織片由有厚薄檔、云斑比較明顯變成織片云斑很淡，沒有厚薄檔；紗線的可紡性原來特別差，用毛率很大，工人的勞動強(qiáng)度也很大，經(jīng)過正交試驗(yàn)優(yōu)化工藝參數(shù)后用毛率從原來的111.5%降低到現(xiàn)在的107.73%，原來紡紗一車間細(xì)紗每人當(dāng)一臺車，現(xiàn)在兩人當(dāng)三臺車，生產(chǎn)效率提高50%。下面以生產(chǎn)精紡羊絨紗16.67tex/2為例，采用正交試驗(yàn)方法優(yōu)化其工藝參數(shù)。

1 分析影響精紡羊絨紗線產(chǎn)品質(zhì)量的主要影響因素

1.1 精紡對精紡羊絨紗的質(zhì)量要求與各種因素的關(guān)系

客戶對紗線的產(chǎn)品質(zhì)量要求主要包括外觀實(shí)物質(zhì)量和物理指標(biāo)和條干水平，而這些質(zhì)量要求除了和原料本身的指標(biāo)、生產(chǎn)環(huán)境、操作工的本身素質(zhì)、設(shè)備完好狀態(tài)有關(guān)外，主要是產(chǎn)品的工藝流程和工藝參數(shù)有直接的關(guān)系，它關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。

1.2 通過正交試驗(yàn)確定生產(chǎn)精紡羊絨紗的工藝流程

通過對此正交試驗(yàn)對比確定生產(chǎn)精紡羊絨紗線的工藝流程如下：

無毛絨原料檢驗(yàn)－染色－染色后無毛絨檢驗(yàn)（如果生產(chǎn)本白紗則不經(jīng)過這兩個工藝流程）-無毛絨加油劑-悶毛-和毛-梳毛-針梳機(jī)FD302(一)-針梳機(jī)FD304(二遍)-精梳PB33-針梳機(jī)FD302(二)-針梳機(jī)FD432-針梳機(jī)FD423-羊絨下機(jī)條（經(jīng)檢驗(yàn)達(dá)到指標(biāo)要求）-混條GN6-頭道針梳機(jī)GN6（二遍）-二道針梳機(jī)GN6-三道針梳機(jī)GN6-四道粗紗機(jī)GV20M-五道粗紗機(jī)FMV36-進(jìn)口細(xì)紗機(jī)Fiomax2000-絡(luò)筒機(jī)AC338-并線機(jī)DP1-D-倍捻機(jī)VTS-07-搖紗機(jī)FB801（色紗不經(jīng)過這道工序）-白坯檢驗(yàn)或成品紗檢驗(yàn)-產(chǎn)品出廠。

與常規(guī)毛類產(chǎn)品相比精梳后整條過程針梳機(jī)及前紡頭道針梳機(jī)多走一遍，是為了提高羊絨條的條干均勻度和更好地提高羊絨纖維的梳理效果。

1.3 影響精紡羊絨紗產(chǎn)品質(zhì)量的主要工藝參數(shù)

通過我們?nèi)w技術(shù)人員的試驗(yàn)和分析，影響上述產(chǎn)品質(zhì)量的主要工藝參數(shù)是前紡針梳機(jī)、精梳機(jī)的喂入負(fù)荷、喂入根數(shù)、牽伸倍數(shù)、隔距、各區(qū)張力、下機(jī)重量、搓板捻度等。這些工藝參數(shù)選擇的范圍很寬，對產(chǎn)品質(zhì)量的影響很大，甚至紡?fù)恢?shù)的紗線其原料不同要選擇的各種工藝參數(shù)都有很大區(qū)別，而且同一種原料紡不同支數(shù)的紗線工藝參數(shù)的選擇都有很大區(qū)別。

1.4 通過試驗(yàn)確定主要影響的參數(shù)

通過對生產(chǎn)16.67tex/2精紡羊絨紗線做了大量試驗(yàn)，得出前紡針梳機(jī)、五道粗紗機(jī)的前隔距、總隔距、后區(qū)張力、出條張力、牽伸張力、搓板捻度對紗線的外觀質(zhì)量及條干水平影響很大，這些工藝參數(shù)的變化對紗線細(xì)紗條干烏斯特值的變化有很大關(guān)系。烏斯特CV值上下波動在3%左右，有時甚至更高，紗線織片云斑變化也相當(dāng)大。

1.5 確定正交試驗(yàn)因素

確定前隔距、總隔距、后區(qū)張力、出條張力、牽伸張力、搓板捻度為正交試驗(yàn)的因素，展開大量的試驗(yàn)，同時我們還選擇不同原料紡?fù)恢?shù)的紗線展開正交試驗(yàn)，分別用70支絲光毛、30%的80支絲光毛70%天絲、10%羊絨90%的80支絲光毛、100%羊絨分別紡16.67tex/2紗線展開大量正交試驗(yàn)。

2 檢驗(yàn)正交試驗(yàn)結(jié)果的方式

2.1 烏斯特指標(biāo)

用烏斯特條干均勻度水平評定和選擇各種工藝參數(shù)，CV%值越低，條干水平越好。

2.2 織片檢驗(yàn)

選擇正交試驗(yàn)優(yōu)選的工藝參數(shù)上機(jī)紡紗后進(jìn)行織片，然后在燈箱下檢驗(yàn)，云斑比較均勻，無明顯厚薄檔，無明顯粗細(xì)節(jié)的紗線產(chǎn)品質(zhì)量較好。

2.3 強(qiáng)力檢驗(yàn)

選擇正交試驗(yàn)優(yōu)選的工藝參數(shù)上機(jī)紡紗后，做單紗和股紗的強(qiáng)力，數(shù)值越大，紗線的產(chǎn)品質(zhì)量越好。紗線強(qiáng)力的大小直接關(guān)系到后續(xù)織造過程中的產(chǎn)品質(zhì)量，強(qiáng)力越大織造越容易，織工的勞動強(qiáng)度越小，織造消耗也越低，織物的外觀質(zhì)量也越好。

3 正交試驗(yàn)優(yōu)化工藝參數(shù)過程

選擇影響因素、制定正交試驗(yàn)表，并進(jìn)行烏斯特試驗(yàn)，以無毛絨紡16.67tex /2紗線為例設(shè)計以下三道工序的正交試驗(yàn)表。

表1 無毛絨指標(biāo)

3.1 三道針梳機(jī)正交試驗(yàn)過程：

表2 三道針梳機(jī)優(yōu)選工藝參數(shù)正交試驗(yàn)表

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看影響紗線的條干水平的關(guān)鍵影響因素是前隔距、其次是總隔距、再次是出條張力。

最終我們援用第五方案即前隔距是45mm、總隔距是165mm、出條張力是4/71上機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

表3 正交試驗(yàn)前后16.67tex/2紗線細(xì)紗烏斯特條干水平對比數(shù)據(jù)

織片檢驗(yàn)結(jié)果：試驗(yàn)前：云斑較明顯，有兩處段片段細(xì)節(jié)。

試驗(yàn)后：云斑較淡，比較均勻，無明顯粗細(xì)節(jié)。

3.2 四道粗紗機(jī)正交試驗(yàn)過程

表4 四道粗紗機(jī)做優(yōu)選工藝參數(shù)正交試驗(yàn)表

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看影響紗線的條干水平的關(guān)鍵影響因素是出條張力，隨著出條張力牙子選擇的增加烏斯特條干水平CV%值又降低的趨勢。在選擇方案三上機(jī)的前提下，改變出條張力值又做了三個試驗(yàn)即：

出條張力（cN ）烏斯特條干水平CV%值

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果最終選擇前伸張力4/90、出條張力12.5、總隔距165mm的工藝參數(shù)上機(jī)紡紗進(jìn)行驗(yàn)證。

表5 正交試驗(yàn)前后16.67tex/2紗線細(xì)紗烏斯特條干水平對比數(shù)據(jù)

織片檢驗(yàn)結(jié)果：試驗(yàn)前，云斑較淡，比較均勻，無明顯粗細(xì)節(jié)。

試驗(yàn)后，云斑均勻，條干較好，無明顯粗細(xì)節(jié)。

3.3 五道粗紗機(jī)正交試驗(yàn)過程

表6 五道粗紗機(jī)做優(yōu)選工藝參數(shù)正交試驗(yàn)表

方案四 4/90、10.1% 564.4% 180 5.8 12.07%

最終選擇方案一上機(jī)紡紗試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看影響紗線的條干水平的關(guān)鍵影響因素是出條張力，其次是總隔距，再次是喂入張力。

表7 正交試驗(yàn)前后16.67tex/2紗線細(xì)紗烏斯特條干水平對比數(shù)據(jù)

織片檢驗(yàn)結(jié)果：試驗(yàn)前，云斑較淡，比較均勻，無明顯粗細(xì)節(jié)。

試驗(yàn)后，云斑幾乎沒有，條干均勻，無明顯粗細(xì)節(jié)。

4 應(yīng)用正交試驗(yàn)方法在其他產(chǎn)品取得的成績

4.1 在用毛紡設(shè)備生產(chǎn)精紡羊絨紗和絹絨混紡紗上取得了突破性的成績

分別獲得2007年度中國紡織工業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎和2008年度中國紡織工業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎。

4.2 在新型纖維的引進(jìn)和研制方面正交試驗(yàn)應(yīng)用取得一定的成績

4.2.1 天絲纖維紡紗技術(shù)的試驗(yàn)和探索

成功地開發(fā)出各種支數(shù)的純紡和混紡天絲。近年來我廠生產(chǎn)各類天絲產(chǎn)品70余噸，創(chuàng)利100多萬元。

4.2.2 OPTIM纖維紡紗技術(shù)的試驗(yàn)和探索

與鹿王集團(tuán)與合作共同開發(fā)OPTIM拉細(xì)羊毛產(chǎn)業(yè)化紡紗生產(chǎn)，成為國內(nèi)第一個能生產(chǎn)此產(chǎn)品的廠家。

4.2.3 牛奶蛋白纖維和大豆纖維的試驗(yàn)和探索

分別和展望集團(tuán)、深圳優(yōu)尼克公司合作開發(fā)牛奶蛋白纖維和大豆纖維產(chǎn)品，經(jīng)過無數(shù)次的試驗(yàn)和失敗，篩選紡紗助劑、優(yōu)化工藝參數(shù)成功開發(fā)出8.33tex/2產(chǎn)大豆絹絲混紡機(jī)織紗產(chǎn)品和10tex/2牛奶絨絲光毛混紡產(chǎn)品。

5 結(jié)論

通過采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化工藝參數(shù)在毛紡設(shè)備上生產(chǎn)的精紡羊絨紗和精紡絹絨混紡紗在全國也是首創(chuàng)，其產(chǎn)品風(fēng)格完全不同于用棉紡設(shè)備生產(chǎn)出來的風(fēng)格，其更能充分體現(xiàn)出羊絨的天然特性和優(yōu)良的服用性能，而且通過我廠對毛紡設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造、工藝探討、操作方面的探討證明了毛紡設(shè)備不光可以生產(chǎn)長纖維，完全可以生產(chǎn)短纖維，超出了設(shè)備的設(shè)計局限，但其部分工藝參數(shù)不同于常規(guī)的毛類產(chǎn)品。

1）前隔距、總隔距要小于毛類產(chǎn)品；

2）喂入張力、前區(qū)張力、后區(qū)張力要小于毛類產(chǎn)品；

3）搓板捻度要大于毛類產(chǎn)品

[1]趙書經(jīng).紡織材料實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：中國紡織出版社，2007.

[2]于偉東.紡織材料學(xué)[M].北京：中國紡織出版社，2008.

[3]郁崇文.紡織工藝設(shè)計與質(zhì)量控制[M].北京：中國紡織出版社，2007.