精梳準(zhǔn)備工序并條機(jī)的牽伸分配對成紗質(zhì)量的影響

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(中原工學(xué)院 a.紡織學(xué)院；b.河南省紡織服裝協(xié)同創(chuàng)新中心，鄭州 450007)

牽伸過程中纖維伸直度對成紗均勻度有直接影響，當(dāng)纖維伸直度較差時，在牽伸過程中產(chǎn)生的移距偏差較大，易產(chǎn)生粗節(jié)、細(xì)節(jié)及棉結(jié)，使成紗條干惡化[1-3]。精梳準(zhǔn)備工序的任務(wù)是生產(chǎn)結(jié)構(gòu)良好的精梳小卷供精梳機(jī)加工。為了提高精梳及成紗質(zhì)量，不但要求精梳小卷有良好的縱向、橫向均勻度，還要求精梳小卷中的纖維要充分地伸直、分離及平行。傳統(tǒng)的精梳準(zhǔn)備工藝是以提高精梳小卷的縱向均勻度為目標(biāo)進(jìn)行工藝參數(shù)設(shè)計(jì)的，而對提高精梳小卷中的纖維伸直度重視不夠。本文以并條——條并卷工藝路線為例，以提高精梳小卷中的纖維伸直度及成紗質(zhì)量為出發(fā)點(diǎn)，研究精梳準(zhǔn)備的牽伸工藝對精梳質(zhì)量及成紗質(zhì)量的影響，并進(jìn)行理論分析。

1 彎鉤纖維的伸直理論

1.1 彎鉤纖維的伸直效果與牽伸倍數(shù)的關(guān)系

彎鉤纖維的伸直度η′與牽伸倍數(shù)E的關(guān)系如圖1所示[4]，并存在以下規(guī)律：

圖1 前、后彎鉤纖維的伸直效果與牽伸倍數(shù)的關(guān)系

(1)在牽伸倍數(shù)E較小時，羅拉鉗口對彎鉤纖維的伸直過程沒有干擾，前、后彎鉤纖維的伸直度隨牽伸倍數(shù)E的增大而增大，且前、后彎鉤纖維伸直度的變化規(guī)律相同(圖1中的A-B段)。對于前彎鉤纖維而言，B點(diǎn)所對應(yīng)的牽伸倍數(shù)為分界牽伸倍數(shù)，用EB表示。當(dāng)EEB時，前彎鉤的纖維伸直度隨著E的增大而減小。

(2)在牽伸倍數(shù)E較大時，羅拉鉗口對彎鉤纖維伸直過程具有干擾作用，前、后彎鉤纖維伸直度的變化規(guī)律有較大差別。前彎鉤纖維伸直度隨牽伸倍數(shù)E的增大而減小(圖1中的B-C段)。后彎鉤纖維伸直度隨牽伸倍數(shù)E的增大而增大，超過F點(diǎn)時伸直度急劇增大(圖1中的B-F-G段)。F點(diǎn)所對應(yīng)的牽伸倍數(shù)為分界牽伸倍數(shù)，用EF表示。

(3)當(dāng)牽伸倍數(shù)E更大時，前彎鉤纖維沒有明顯的伸直變化，即牽伸前、后彎鉤纖維的伸直度幾乎相同(圖1中的C-D段)，C點(diǎn)所對應(yīng)的牽伸倍數(shù)用EC表示。圖1中η為彎鉤纖維原始的伸直度。

根據(jù)彎鉤纖維的伸直理論[4-5]，在η為0.60～0.76時，計(jì)算得到前彎鉤纖維不同η的分界牽伸倍數(shù)EB、EC及后彎鉤纖維的分界牽伸倍數(shù)EF見表1。

表1 彎鉤纖維不同原始伸直度下的分界牽伸倍數(shù)

1.2 伸直理論在精梳準(zhǔn)備工序中的應(yīng)用

在紡紗過程中，當(dāng)圈條及棉條引出棉條筒時，由于彎鉤纖維的方向發(fā)生了改變，從而彎鉤纖維每經(jīng)過一道加工設(shè)備，纖維的彎鉤方向都要改變一次，即在精梳準(zhǔn)備的第一道工序，前彎鉤纖維較多，在精梳準(zhǔn)備的第二道工序，后彎鉤纖維較多。對于條卷機(jī)——并卷機(jī)工藝路線而言，在并卷機(jī)上后彎鉤纖維較多，在條卷機(jī)上前彎鉤纖維較多。

1.2.1 并條機(jī)的牽伸倍數(shù)及牽伸分配

為了使并條機(jī)上前彎鉤的纖維充分伸直，需具備兩個條件：①預(yù)牽伸區(qū)牽伸倍數(shù)接近或等于前彎鉤纖維伸直的分界牽伸倍數(shù)EB；②主牽伸區(qū)的牽伸倍數(shù)小于分界牽伸倍數(shù)EC，并盡可能接近分界牽伸倍數(shù)EB。

對于并條機(jī)的預(yù)牽伸區(qū)而言，生條在喂入并條機(jī)時，前彎鉤纖維的伸直度一般為0.62～0.65[5]，若生條中前彎鉤纖維的伸直度取0.62，則由表1可知：①當(dāng)預(yù)牽伸區(qū)牽伸倍數(shù)為1.99倍時，前彎鉤纖維伸直效果最佳；②當(dāng)預(yù)牽伸區(qū)牽伸倍數(shù)大于4.26倍時，前彎鉤纖維無伸直作用。因此預(yù)牽伸的牽伸倍數(shù)在1.8～2.0為宜。

對于并條機(jī)的主牽伸區(qū)而言，前彎鉤纖維經(jīng)后區(qū)牽伸后伸直度有所提高，當(dāng)后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.3～1.9時，根據(jù)前彎鉤纖維伸直度的計(jì)算公式[4-6]，算得喂入前區(qū)的前彎鉤纖維的伸直度為0.68～0.73；若進(jìn)入主牽伸區(qū)的前彎鉤纖維伸直度為0.72，則由表1可知：①當(dāng)主牽伸區(qū)牽伸倍數(shù)等于2.13倍時，前彎鉤纖維的伸直效果最佳；②當(dāng)主牽伸區(qū)牽伸倍數(shù)大于6.14倍時，前彎鉤纖維無伸直作用。為了確保前彎鉤纖維在主牽伸區(qū)內(nèi)具有較好的伸直效果，主區(qū)牽伸倍數(shù)應(yīng)小于3倍，并條機(jī)的總牽伸倍數(shù)不宜超過6倍。

1.2.2 條并卷機(jī)的牽伸倍數(shù)

由于喂入條并聯(lián)合機(jī)的纖維多為后彎鉤纖維，由圖1可知，無論是在A-F段還是在F-G段，后彎鉤纖維的伸直度都隨牽伸倍數(shù)的增加而增大。

綜上所述，在牽伸過程中為了使彎鉤纖維具備較好的伸直效果，在設(shè)計(jì)精梳準(zhǔn)備工序的并合數(shù)、牽伸倍數(shù)、條子及小卷定量等牽伸工藝參數(shù)時，應(yīng)首先保證并條機(jī)的后區(qū)及主區(qū)的牽伸倍數(shù)滿足前彎鉤纖維的伸直條件，并在可能的情況下適當(dāng)增大條并卷機(jī)的牽伸倍數(shù)。

2 紡紗實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)方案

在并條——條并卷聯(lián)合機(jī)工藝路線中，在生條定量、精梳小卷定量、條并卷聯(lián)合機(jī)的牽伸倍數(shù)、條并卷聯(lián)合機(jī)的并合數(shù)及其他機(jī)器參數(shù)不變的情況下，改變并條機(jī)的并合數(shù)和后區(qū)牽伸倍數(shù)以及并條機(jī)的前區(qū)牽伸倍數(shù)，從而使得半熟條及精梳小卷纖維伸直度改變，測試并比較成紗質(zhì)量指標(biāo)的變化情況。

2.2 實(shí)驗(yàn)原料及所紡紗線

原料為新疆棉，品級為2.5，品質(zhì)長度為28.96 mm，馬克隆值為4.3，短絨率為11%.紡制的紗線為14.6tex的精梳紗。

2.3 紡紗工藝流程

FA006自動抓棉機(jī)→FA113單軸流開棉機(jī)→FA028多倉混棉機(jī)→FA109三刺輥清棉機(jī)→FA151除微塵機(jī)→FA177A喂棉箱→FA221B梳棉機(jī)→FA326并條機(jī)→SXF1358A條并卷聯(lián)合機(jī)→SXF1269精梳機(jī)→FA326并條機(jī)→FA458粗紗機(jī)→FA506細(xì)紗機(jī)。

2.4 精梳準(zhǔn)備工序的主要工藝參數(shù)及測試儀器

精梳小卷定量為68 g/m，生條定量為21 g/5m，條并卷機(jī)的并合數(shù)為25，條并卷機(jī)的牽伸倍數(shù)為1.42。紗線均勻度測試采用Y135型條干儀，紗線強(qiáng)力測試采用YG061F型單紗強(qiáng)力儀。在精梳準(zhǔn)備工序并條機(jī)上設(shè)計(jì)了3種工藝配置方案，見表2。

表2 工藝配置方案

3 結(jié)果分析

3.1 彎鉤纖維伸直度的計(jì)算

在生條中后彎鉤纖維的伸直度為0.62時，根據(jù)彎鉤纖維的伸直理論[3]，計(jì)算得到不同方案下前彎鉤纖維經(jīng)過并條機(jī)的后牽伸區(qū)、主牽伸區(qū)的伸直度和后彎鉤纖維經(jīng)條并聯(lián)合機(jī)的后牽伸區(qū)、主牽伸區(qū)的伸直度，結(jié)果見表3。

表3 不同方案下并條機(jī)、條并聯(lián)合機(jī)的纖維伸直度 %

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

在并條機(jī)的并合數(shù)、總牽伸倍數(shù)及后區(qū)牽伸倍數(shù)不同的情況下，按表2中的3種工藝配置方案，分別對成紗條干、千米粗節(jié)、千米細(xì)節(jié)、千米棉結(jié)、單紗強(qiáng)力及單紗強(qiáng)力不勻率進(jìn)行了測試，其結(jié)果見表4。

與方案1相比，方案2由于采用了5根條子并合，在后區(qū)牽伸不變的情況下并條機(jī)的總牽伸倍數(shù)由6減為5，從而使前區(qū)牽伸倍數(shù)由4.62減小為3.85(見表2)，使精梳小卷的纖維伸直度由66.27%提高到67.98%(見表3)。與方案1相比，由于方案之中精梳小卷的內(nèi)在結(jié)構(gòu)改善，使IPI值降低13%、IPI-值減少52個。成紗條干CV降低，成紗強(qiáng)力明顯提高(見表4)。

表4 不同方案的成紗質(zhì)量

與方案2相比，方案3由于并條機(jī)的后區(qū)牽伸倍數(shù)由1.3增大到1.9，使前區(qū)牽伸倍數(shù)由3.85減小到2.63(見表2)，精梳小卷中纖維的伸直度由67.98%提高到75.28%(見表3)，使精梳小卷中的纖維伸直度明顯高于方案2，從而使成紗的IPI值降低了22%，IPI-值降低了17.2%，成紗條干CV降低了13.7%(見表4)。

4 結(jié) 語

(1)精梳準(zhǔn)備加工過程中纖維的伸直度對成紗質(zhì)量有顯著影響。當(dāng)精梳準(zhǔn)備工序中纖維伸直度好時，牽伸過程中產(chǎn)生的移距偏差較小，成紗質(zhì)量較好；反之，會使成紗質(zhì)量惡化。

(2)由于在精梳準(zhǔn)備工序的并條機(jī)上前彎鉤纖維較多，故在進(jìn)行并條機(jī)后區(qū)、主區(qū)牽伸分配時，應(yīng)適當(dāng)加大后區(qū)牽伸倍數(shù)，并減小主區(qū)牽伸倍數(shù)；或適當(dāng)減少生條的并合根數(shù)及并條機(jī)的總牽伸倍數(shù)，有利于提高前彎鉤纖維的伸直度和成紗質(zhì)量。

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