減少粘膠賽絡紡纖維散失的措施

劉 超 張 盼 曹盼盼 姚靜靜 史華剛

（新型環(huán)保復合面料湖北省重點實驗室，湖北襄陽，441002）

1 原料

為了驗證原料對纖維散失率的影響，我們選用同一廠家不同細度的粘膠進行對比，并對其中一種原料進行特殊的防靜電處理。3種不同原料的規(guī)格和處理方法如下。原料A：纖維長度38 mm，細度1.33 dtex，未進行特殊處理。原料B：纖維長度38 mm，細度1.11 dtex，未進行特殊處理。原料C：纖維長度38 mm，細度1.11 dtex，1∶10抗靜電劑養(yǎng)生處理。

2 紡紗工藝流程

試驗所用的紡紗流程：FA002型抓棉機→SFA035型混開棉機→FA025型多倉混棉機→SFA161型振動給棉機→A076E型單打手成卷機→A186G型梳棉機→SB-D22s型并條機→RSBD45型并條機→CMT1801型粗紗機→JWF1516型細紗機。

3 纖維散失的原理分析及設備準備

在實際生產中，散失纖維的比例主要受到紡紗原理和設備狀態(tài)兩方面的影響，設備狀態(tài)可以通過提高維護保養(yǎng)技術人員的操作水平，并加強日常維護保養(yǎng)來解決；紡紗原理方面導致的纖維散失，盡可能通過工藝技術手段去減少，卻無法徹底避免。

3.1 設備狀態(tài)的準備

由于設備方面的問題是比較明顯的，且可以通過維護保養(yǎng)技術人員的努力而杜絕或避免。所以在進行對比試驗前，需對設備進行以下的精心檢查和維護，以避免設備狀態(tài)的不良對纖維散失率的影響［1］。一是確保喇叭口的位置和羅拉中心對正，避免個別錠位出現(xiàn)一根粗紗跑出牽伸區(qū)的現(xiàn)象；二是確保輸出羅拉的表面光滑無毛刺；三是確保輸出羅拉的表面清潔，無油污、油劑等；四是確保輸出膠輥的硬度或粗糙度符合要求（一般粗糙度控制在0.6μm～0.8μm）；五是工藝吸風風量在允許的范圍內偏小掌握，將通過變頻控制的吸風風機風量調整為每錠0.001 4 m3/s；六是檢查和校準導紗鉤的對中與表面狀態(tài)，確保表面光滑無鍍層脫落的現(xiàn)象，以減小捻度向上傳遞的阻力。

3.2 纖維散失的原理分析

3.2.1 紡紗三角區(qū)纖維的分布

紡紗三角區(qū)內纖維的分布如圖1所示。給定的出口寬度B通常來講，在牽伸區(qū)專件等確定的情況下，其大小取決于喂入粗紗的定量與捻系數(shù)（僅針對環(huán)錠紡或普通賽絡紡），而實際的紡紗寬度b卻總是小于給定的出口寬度B，這主要是受到紡紗三角長度的影響。同時也是因為B和b的差異，導致了離開牽伸裝置的邊緣纖維失控，從而造成了這部分邊緣纖維的散失，并以飛花、毛羽或風箱花的形式損失。所以給定出口寬度B和紡紗寬度b之間的差異越大，則纖維散失也就越多。

圖1 紡紗三角區(qū)內纖維的分布

賽絡紡的紡紗三角區(qū)和合股三角區(qū)內的纖維分布如圖2所示。

從圖2中可清楚地看出，賽絡紡的紡紗三角區(qū)內纖維形態(tài)和環(huán)錠紡有所不同，在單根紗線的三角區(qū)內幾乎只會有一側的邊緣纖維可能出現(xiàn)散失。而纖維散失的幾率不僅受到和環(huán)錠紡相同的因素影響，還受到合股三角區(qū)大小的影響。合股三角區(qū)β角和單股紗線合股前的長度L對散失纖維的影響尤為明顯，同時β角也影響著賽絡效果。有研究表明：β角越大，賽絡效果越明顯。然而β角的增大又會增加纖維散失的風險，這就形成了賽絡紡效果和纖維散失的一對矛盾，需要我們在實際生產中去平衡［2-3］。

圖2 賽絡紡紗三角區(qū)和合股三角區(qū)纖維的分布

3.2.2 纖維指標和纖維散失率的關系

粘膠短纖維的主要指標是長度、細度和強度等。纖維強度幾乎不影響纖維散失；由于粘膠纖維的長度整齊度好，所以只要確保開清工序和梳棉工序不過度打擊和梳理，對纖維散失影響也比較小。纖維細度直接決定著紗線截面纖維根數(shù)，這也就意味著當纖維細度不同時，散失一根纖維所占比例也不相同。纖維散失率是指所紡的紗線截面內散失的纖維根數(shù)占纖維總根數(shù)的百分比。我們以細度為1.33 dtex和1.11 dtex的纖維紡9.84 tex紗為例，1.33 dtex所紡的紗線截面纖維根數(shù)為74根，而1.11 dtex所紡的紗線截面纖維根數(shù)為89根，紗線截面內纖維根數(shù)增加了20.3%。當同樣損失一根纖維時，1.33 dtex原料對應的纖維散失率為1.35%，1.11 dtex原料對應的纖維散失率為1.12%。這就說明，在一定范圍內纖維細度越細，纖維散失率越低。

3.2.3 紗線號數(shù)和纖維散失率的關系

和纖維細度同樣的道理，不同的紗線號數(shù)，截面纖維根數(shù)也不相同。我們以細度為1.33 dtex的原料分別紡14.76 tex和9.84 tex的紗線為例，14.76 tex的紗線截面纖維根數(shù)為111根，而9.84 tex的紗線截面纖維根數(shù)為74根，這說明當原料相同時，紗線截面纖維根數(shù)和紗線線密度呈正比例關系。假設同樣損失一根纖維，14.76 tex紗線損失了0.9%，而9.84 tex紗線損失了1.35%。由此可以看出，當原料相同時，纖維散失率和紗線線密度呈負相關關系。

4 測試與分析

4.1 纖維原料對纖維散失和質量的影響

設定該方案的主要原因是為了更好地指導后續(xù)生產對原料的選擇。在試驗中，紡紗工藝（如粗紗定量、細紗機工藝設定等）基本保持一致，3種原料紡制賽絡紡9.84 tex紗的質量指標和纖維散失率對比情況見表1。

表1 不同原料對賽絡紡紗線質量和纖維散失率的影響

由表1可以看出，采用相同的紡紗工藝，使用原料A的紗線質量最差，纖維散失率最高。使用原料B，紗線質量和纖維散失率得到較大程度的改善，這主要是因為紗線截面內纖維根數(shù)由原料A的74根增加到89根，約增加20.3%；假設生產過程中纖維損失根數(shù)相同，則原料B的纖維散失率比原料A大約低16.9%；另一方面，由于原料B的纖維細度細，長徑比增加，纖維更不容易伸出紡紗寬度b范圍外，這就更進一步降低了纖維散失率。由于散失纖維的大幅度減少，從而使得紗線細節(jié)也同樣降低，其他紗線質量指標也有較大幅度改善。從表1數(shù)據(jù)還可以看出，通過防靜電處理后，纖維散失率和紗線質量得到進一步的改善。這說明雖然粘膠纖維的回潮率高達13%，但在牽伸過程中，由于纖維間的相互摩擦而產生的靜電在被羅拉傳導出去之前依然會影響纖維的運動，從而導致邊緣纖維容易散失。

4.2 紗線號數(shù)對纖維散失率的影響

為了驗證紗線號數(shù)對纖維散失率的影響，我們使用1.33 dtex的粘膠纖維，粗紗號數(shù)400 tex，分別在同一臺細紗機上紡制19.68 tex、14.76 tex、11.81 tex、9.84 tex和8.44 tex的 賽 絡 紗。不 同紗線號數(shù)對纖維散失率的影響如圖3所示。

由圖3可以看出，隨著紗線號數(shù)的降低，纖維散失率呈指數(shù)關系增長。

圖3 不同紗線號數(shù)對纖維散失率的影響

5 效果分析

通過上述的分析和優(yōu)化試驗，最終選用原料B，并將設備狀態(tài)調整到最佳，原料B連續(xù)跟蹤1周的試驗數(shù)據(jù)見表2。通過對賽絡紡9.84 tex紗正常的批量生產驗證和對下游用戶的使用情況跟蹤分析，紗線質量基本可以滿足后道工序的要求，所紡紗線不僅得到了用戶的認可，紗線價格也得到一定幅度的提高。雖然原料和加工成本略有提高，但對生產成本和紗線售價等綜合測算顯示，紗線的綜合利潤率增加明顯。

表2 原料B連續(xù)跟蹤1周的試驗數(shù)據(jù)

6 結語

通過理論分析和兩種方案的試驗對比可以看出，原料、紗線號數(shù)和設備狀態(tài)等因素都對纖維散失率和紗線質量存在一定的影響。選用細號粘膠并確保設備狀態(tài)良好，可以將紡制粘膠賽絡紡紗線過程中的纖維散失率控制在合理水平，且可大幅度提高紗線質量。然而受成紗原理限制，普通賽絡紡紡紗過程中的纖維散失是不可完全避免的。因此不同企業(yè)仍需要結合自身前紡工序的供應能力以及下游用戶的要求來合理選擇原料和生產工藝，并優(yōu)化機械狀態(tài)。