提高須條中纖維伸直平行度的措施

王學元

(杭州精紗信息技術有限公司，杭州 311203)

1 梳棉纖維轉移過程及其影響

保證纖維在須條中具有良好的伸直平行度，是須條在牽伸過程中纖維有序變速的關鍵因素。但在須條中(特別是在生條中)，纖維的伸直平行度往往難以達到理想狀態(tài)，造成牽伸過程中產(chǎn)生較大的附加不勻和較多的節(jié)結等疵點。

梳棉過程中，纖維在錫林—道夫三角區(qū)的轉移，主要有握持轉移、粘連轉移和飄附轉移3種方式[1]。

1.1 握持轉移

由于錫林針齒的線速度遠大于道夫針齒的線速度，在道夫針齒抓取錫林針齒攜帶纖維的過程中，如果道夫針齒對纖維的握持力大于錫林針齒，那么在氣流和錫林針齒摩擦力的作用下，會迅速形成纖維后端被道夫針齒握持，前端被錫林梳理并呈向前伸展的狀態(tài)，最終被轉移到道夫針布棉網(wǎng)上，從而在生條中形成后彎鉤纖維[2]。在生條中，后彎鉤纖維的比例較大(具體受工藝條件、纖維特性和針布配置的影響)，按根數(shù)計約占全部纖維的45%～65%。這些纖維在生條中排列的形態(tài)特點是：纖維的后端呈彎鉤狀態(tài)，前端伸直平行度較好，排列方向較為一致(纖維主體部分的平行度較好)，在后工序牽伸過程中，通過采取相應的工藝技術措施可以獲得較高的伸直平行度(絕大多數(shù)會被完全拉直)。

1.2 粘連轉移

部分未被錫林針齒有效握持的纖維，與被道夫針布有效握持的纖維產(chǎn)生粘連，受摩擦力作用而被粘帶到道夫棉網(wǎng)上，完成纖維轉移。這部分纖維的比例，與梳棉機的梳理質(zhì)量、纖維特性、錫林道夫針齒的握持能力等因素有關。其在生條中的排列形態(tài)特點是：纖維伸直平行度相對較好，但分離度較差，在后工序牽伸過程中容易形成集束變速，影響纖維的正常運行狀態(tài)，導致牽伸附加不勻升高，節(jié)結增多。

1.3 飄附轉移

未被錫林針齒有效握持的纖維，在氣流的作用下飄附到道夫針面上，完成纖維轉移。這部分纖維的比例，與梳棉機的工藝條件、氣流狀態(tài)、錫林針齒的握持能力等因素有關。其在生條中的排列形態(tài)特點是：纖維形態(tài)具有不確定性，如一端彎鉤、兩端彎鉤、不規(guī)則、扭曲、纏結等，且定向度較差，有些纖維甚至會出現(xiàn)與棉網(wǎng)運行方向呈現(xiàn)傾斜、垂直等排列形態(tài)，因此在后工序的牽伸過程中，對纖維的正常變速影響較大，會導致牽伸附加不勻升高，節(jié)結增多。

受纖維轉移方式的影響，在生條或熟條或粗紗中會存在卷曲、彎鉤、粘連、橫斜(相對于須條軸向)等各種不規(guī)則形態(tài)的纖維，這些纖維在須條軸向的有效投影長度小于纖維的實際長度，因而在后續(xù)的牽伸過程中會對須條的均勻度造成不利影響。

纖維在須條中的有效投影長度與其實際長度的差異程度，可以用伸直平行度來表示，即纖維伸直平行度等于纖維在須條軸向投影長度(h)占纖維伸直長度(L)的百分比。在須條中，纖維的平均伸直平行度可用各根纖維的平均投影長度與各根纖維的平均長度之比來表示。

2 梳棉工序提高纖維伸直平行度的措施

2.1 提高生條纖維伸直平行度的著力點

根據(jù)纖維在錫林—道夫三角區(qū)3種轉移方式及纖維的形態(tài)特點，梳棉工序提高纖維伸直平行度的主要著力點為：① 優(yōu)選針布規(guī)格、工藝參數(shù)等，盡量提高生條中握持轉移的纖維比例；② 提高設備運行狀態(tài)，優(yōu)化工藝參數(shù)，減少粘、纏、堵、掛，改善梳理效果，提高纖維分離度，盡可能保證纖維在錫林—道夫三角區(qū)的轉移處于單纖維狀態(tài)，減少纖維間的糾纏和粘連，以減少生條中粘連轉移的纖維比例；③ 理順梳棉機的氣流狀態(tài)，保證錫林—道夫三角區(qū)氣流不出現(xiàn)紊亂，同時優(yōu)選針布和工藝，提高針齒握持纖維的能力，以減少生條中飄附轉移的纖維比例。

2.2 提高生條纖維伸直平行度的措施

a) 優(yōu)選針布。根據(jù)所紡纖維的特性，優(yōu)選適宜的錫林、道夫、蓋板針布，確保纖維在錫林—道夫三角區(qū)轉移時，道夫針齒對纖維具有足夠的握持能力，錫林針齒在保證梳理性能的前提下有效向道夫針布轉移纖維。同時，保證各梳理器材對纖維的梳理效果，提高纖維的分離度和轉移過程中的單纖維率。

b) 適當提高錫林轉速。在纖維轉移過程中，在保證道夫針布對纖維有效握持的前提下，適當提高錫林轉速，使纖維前端得到錫林針齒更為有效的梳理，減少纖維彎鉤。

c) 加大凝聚比。提高錫林與道夫針齒表面的線速比，使被道夫針布有效握持的纖維可以更好地被錫林針布梳理，提高錫林針布對纖維的梳理次數(shù)和梳理力度。

d) 優(yōu)化隔距。適宜的梳理、轉移隔距，可以提高梳理效果，順利完成纖維的轉移，特別是適當減小錫林—道夫隔距，可以有效提高道夫針布對纖維的抓取能力和握持效果，有效提高握持轉移的纖維比例，從而改善生條中纖維的排列結構。

e) 適當降低梳棉機產(chǎn)量。在其他生產(chǎn)條件不變的情況下，較低的單產(chǎn)可以保證每根纖維被針齒梳理的次數(shù)，從而提高梳理效果，使纖維得到充分分離、伸直和定向。

f) 理順氣流狀態(tài)。在梳棉機運行過程中，穩(wěn)定、順暢的氣流是提高梳棉機梳理質(zhì)量、保證纖維順利轉移的必要條件。若氣流不穩(wěn)定或不順暢，特別是錫林—道夫三角區(qū)出現(xiàn)紊亂氣流時，會造成道夫針布抓取纖維困難、飄附轉移纖維比例增加的問題，導致棉網(wǎng)中的纖維結構混亂。

g) 提高設備運行狀態(tài)，防止針布損傷、毛刺，杜絕大小漏底糊花、掛花，減少針布塞花、纏花，避免棉網(wǎng)清潔器、吸風管道堵塞，保證纖維經(jīng)過錫林、道夫時具有良好的棉網(wǎng)結構。

h) 適當增大棉網(wǎng)張力，使棉網(wǎng)中的纖維在張力牽伸的狀態(tài)下受到拉伸，或纖維間產(chǎn)生適度的相對位移，使棉網(wǎng)中部分彎鉤較小或彎曲程度較小的纖維得到一定程度伸直，有效提高纖維的定向度。

3 并條工序提高纖維伸直平行度的措施

由于生條中含有大量的彎鉤纖維，使纖維的伸直平行度較差、排列結構紊亂。因此，并條工序的工藝配置應以“有效伸直纖維、改善須條內(nèi)在結構”為基本原則。根據(jù)喂入須條中纖維彎鉤的主要方向，頭并應以有效伸直前彎鉤纖維為主，二并應以有效伸直后彎鉤纖維為主。并條工序要想提高須條中纖維的排列結構，必須掌握“牽伸順暢、通道光潔、運行良好、不纏不繞”的技術原則。

3.1 合理設計牽伸倍數(shù)及牽伸分配

牽伸倍數(shù)及牽伸分配應根據(jù)纖維彎鉤方向優(yōu)化設計[3]。

a) 由于頭并是含有較多后彎鉤的生條經(jīng)過倒向以后喂入，因此頭并在配置牽伸工藝時，應重點考慮提高前彎鉤纖維的伸直效果，總牽伸倍數(shù)宜偏小控制且不大于并合數(shù)，最好采用6根并合，以保證較小的總牽伸倍數(shù)。前區(qū)牽伸倍數(shù)應不大于3.0，過大會對前彎鉤纖維產(chǎn)生負面影響，防止半熟條中棉結增長率過高；后區(qū)牽伸倍數(shù)宜偏大掌握，可采用1.7～2.0倍。

b) 喂入二并的須條中后彎鉤纖維較多，在配置二并牽伸工藝時，應重點考慮后彎鉤纖維的伸直效果，總牽伸倍數(shù)可以等于或稍大于并合數(shù)，可以采用8根并合。在保證不出疙瘩條的前提下，后區(qū)牽伸倍數(shù)宜偏小控制，以不大于1.2倍為宜。

3.2 優(yōu)化羅拉隔距

a) 喂入頭并的須條中，纖維排列結構較差，且前彎鉤纖維較多，因此要偏大配置后區(qū)羅拉隔距，以保證前彎鉤纖維具有足夠的伸直空間。

b) 喂入二并的須條，經(jīng)頭并整理后纖維排列結構有了明顯改善，但還有較多的后彎鉤纖維，因此與頭并相比，二并的羅拉隔距以保證后彎鉤纖維的有效伸直為原則，可適當偏小掌握(加大羅拉隔距對后彎鉤纖維的改善影響不大)；當纖維平均投影長度較頭并略長時，二并的羅拉隔距也可與頭并一致。

c) 并條羅拉隔距與纖維長度、線密度、整齊度、喂入量及牽伸倍數(shù)等因素密切相關，一般主牽伸區(qū)羅拉隔距以2.5%纖維跨距長度+(9～10) mm為宜，后牽伸區(qū)的羅拉隔距在主牽伸羅拉隔距的基礎上增加4 mm～8 mm。

3.3 保證設備運行狀態(tài)良好

a) 以喇叭口中心線為對稱基準線，精心調(diào)整牽伸區(qū)內(nèi)須條的位置，通過調(diào)整導棉板的位置和開檔寬度，在保證喂入須條不重疊的情況下偏小控制棉網(wǎng)寬度，杜絕須條之間存在縫隙。

b) 合理調(diào)整集束器位置，保證棉網(wǎng)進入集束器時，在收束成條前不會擦碰到集束器喇叭口的內(nèi)壁。

c) 確保須條通道光潔，特別是集束器、喇叭口、圈條斜管內(nèi)壁、圈條盤底面等部位不鉤掛纖維，應定期揩擦須條通道上的棉蠟、油劑等污垢，保證清潔、吸風系統(tǒng)的作用可靠有效。

d) 保證膠輥和羅拉不帶花、不繞花，搖架加壓狀態(tài)良好，兩端膠輥的加壓力差不大于5 N。

e) 壓力棒表面應光潔、無棉蠟油劑、不積塵，直線度好且壓力棒調(diào)節(jié)環(huán)(調(diào)節(jié)塊)選配適當，左右調(diào)節(jié)環(huán)的規(guī)格一致，壓力棒放置位置準確，以防止對棉網(wǎng)的運行狀態(tài)產(chǎn)生不利影響。

f) 合理選配喇叭口直徑，既要保證喇叭口對須條的有效收束，又要保證須條能夠順暢通過。

g) 在保證生產(chǎn)順利的前提下，宜偏大掌握前張力牽伸倍數(shù)和導條張力牽伸倍數(shù)。

h) 有良好的圈條成型，保證條子退繞時不出現(xiàn)粘連問題。

4 合理配置工藝流程

4.1 掌握奇數(shù)法則

粗紗中的彎鉤纖維多屬于后彎鉤，而細紗是伸直纖維的最后一道工序且牽伸倍數(shù)較高，非常有利于消除后彎鉤。因此，在普梳工藝流程中，梳棉與細紗之間最好按奇數(shù)法則配置工序道數(shù)。

4.2 根據(jù)牽伸型式合理分配牽伸負荷

a) 在并、粗、細各工序中，由于喂入須條中的纖維排列結構差異較大，纖維的伸直平行狀態(tài)各有特點，而且不同工序的牽伸型式和纖維喂入量不同，對纖維的控制能力也不同，因而要根據(jù)各工序牽伸能力的差異，合理地調(diào)配工序間的牽伸分配，保證各工序能夠相對平衡地發(fā)揮出各自最佳的牽伸效能，有效提高纖維的伸直平行度。

b) 在同一工序中，前牽伸區(qū)與后牽伸區(qū)的結構也不相同。一般來說，在各工序的前牽伸區(qū)，都配置了附加控制元件，如：并條的壓力棒、粗細紗的彈性鉗口等，都有利于對纖維的有效控制，可以多分擔一部分牽伸任務，特別是對纖維具有較強控制能力的前牽伸區(qū)，有利于提高后彎鉤纖維的伸直度。因此，當須條中后彎鉤纖維較多時，應采用較大的前區(qū)牽伸倍數(shù)；而后牽伸區(qū)一般是簡單的羅拉牽伸(細紗機的依納V型牽伸、后區(qū)壓力棒牽伸等除外)，控制纖維的能力相對較弱，不宜承擔較大的牽伸任務，特別是喂入的須條中后彎鉤纖維較多的工序，應盡量偏小配置后區(qū)牽伸倍數(shù)(如頭并、細紗工序等)。

4.3 合理控制各工序的溫濕度和半制品回潮率

合理控制各工序的溫濕度和半制品回潮率，可有效改善纖維的可紡性和生活狀態(tài)。溫濕度過高或半制品回潮率過大，纖維易發(fā)粘，不易分離和伸直；溫濕度過低或半制品的回潮率過小，纖維易產(chǎn)生靜電、抱合力較差，須條容易發(fā)毛，膠輥、膠圈等器材容易粘纏纖維，造成纖維伸直平行度變差。

5 纖維伸直平行度的測試方法

5.1 質(zhì)量法測試原理

假定須條中的纖維排列結構完全相同，那么在每一段纖維的平均長度L內(nèi)，纖維排列形態(tài)都具有重復性。首先，用寬度為L的夾持工具沿須條軸線的垂直方向夾住須條(見圖1)，使夾持工具夾持寬度內(nèi)須條中的纖維形態(tài)不會出現(xiàn)變動。然后，用稀梳子、密梳子分別將夾持工具兩端未被夾持住的纖維梳去，那么夾持工具前端的纖維總長度就相當于在長度為L的須條中，所有具有前彎鉤特點的纖維(包含兩端彎鉤纖維的前彎鉤、完全伸直但不與須條軸線平行的纖維前端、不規(guī)則形態(tài)纖維的前端等)，在前夾持線之前的部分沿須條軸向上的投影總長度。同理，夾持工具后端的纖維總長度也等于長度為L的須條中所有具有后彎鉤特點的纖維，在后夾持線之后沿須條軸向上的投影總長度。

圖1 質(zhì)量法測試纖維伸直平行度原理示意

由于被夾持住的纖維形態(tài)不會變動，其前后夾持線可以看成是長度為L的須條中間的一根共用夾持線，那么夾持工具前端纖維的總長度與后端纖維的總長度之和，就代表長度為L的須條中所有纖維前半部分和后半部分沿須條軸向上的投影總長度，其與夾持工具內(nèi)所有纖維總長度的比例，就代表了須條中纖維的平均伸直平行度。

在纖維特性不變的情況下，纖維長度與質(zhì)量成正比。由于測量纖維總長度的難度較大，為便于測算，可用質(zhì)量之比來代替長度之比，故夾持工具前端的纖維質(zhì)量與后端質(zhì)量之和，與夾持工具內(nèi)纖維質(zhì)量的比例，即為須條中纖維的平均伸直平行度。

另外，在須條粗細均勻的情況下，須條的長度與質(zhì)量也成正比，夾持工具內(nèi)須條長度與質(zhì)量的比值是固定不變的，因此夾持工具的寬度不影響纖維平均伸直平行度的計算結果。為操作方便，夾持工具 可以采用任意寬度，須條中纖維的平均伸直平行度用式(1)表示：

η=(G前+G后)H/(G中L)×100%

(1)

式中：

η——纖維平均伸直平行度/%；

G前——夾持工具前端纖維的質(zhì)量/mg；

G后——夾持工具后端纖維的質(zhì)量/mg；

G中——夾持工具內(nèi)部纖維的質(zhì)量/mg；

H——夾持住的須條長度(等于夾持工具的寬度)/mm；

L——纖維平均長度/mm。

另外，采取質(zhì)量法還可以分別測試出須條中纖維的前向伸直平行度系數(shù)、后向伸直平行度系數(shù)和方向性系數(shù)。

前向伸直平行度系數(shù)是指同樣長度內(nèi)的須條中，所有具有前彎鉤特點的纖維在須條軸向上的投影總長度與所有纖維的總長度之比。

后向伸直平行度系數(shù)是指同樣長度內(nèi)的須條中，所有具有后彎鉤特點的纖維在須條軸向上的投影總長度與所有纖維的總長度之比。

纖維方向性系數(shù)是指同樣長度內(nèi)的須條中，所有具有前彎鉤特點的纖維與所有具有后彎鉤特點的纖維在須條軸向上的投影總長度的差值與其和值之比。

η前=G前H/(G中L)×100%

(2)

η后=G后H/(G中L)×100%

(3)

δ=(G前-G后)/(G前+G后)×100%

(4)

式中：

η前——纖維的前向伸直平行度系數(shù)/%；

η后——纖維的后向伸直平行度系數(shù)/%；

δ——纖維的方向性系數(shù)/%。

δ為正，表須條中以前彎鉤纖維為主，即前彎鉤纖維比例大于后彎鉤纖維；δ為負，表須條中以后彎鉤纖維為主，即前彎鉤纖維比例小于后彎鉤纖維。

采用質(zhì)量法測試纖維伸直平行度，測試結果與“示蹤纖維法”的測試結果非常接近[4]，說明其測試方法是可靠的。但采用質(zhì)量法測試纖維伸直平行度，是以“須條中各部位的纖維排列結構完全相同，在每一段長度為L(纖維平均長度)的須條中，纖維排列形態(tài)都具有重復性”為假定條件；而實際生產(chǎn)中，每一段須條中的纖維排列結構總有差異，所以其測試結果與纖維實際平均伸直平行度有一定偏差，即使是采用置信度最高的“示蹤纖維法”測試，由于示蹤纖維的樣本數(shù)量相對較少及其本身形態(tài)特征具有隨機性，其測試結果也與須條中纖維實際的伸直平行度有一定偏差，但偏差都是在置信區(qū)間范圍內(nèi)，是能夠接受的，不會對測試結論造成不利影響。

5.2 質(zhì)量法測試操作步驟和注意事項

質(zhì)量法測試所需物品：① 扭力天平；② 纖維切斷器，或者其他可以有效夾持須條的工具；③刀片(用于切下夾持工具兩端的纖維)；④ 稀梳子、密梳子(用于梳下夾持工具兩端未被握持住的纖維)；⑤ 可測試須條(生條、熟條、精梳條、粗紗等)。

質(zhì)量法測試操作步驟如下。

a) 取一段要測試纖維伸直平行度的須條，要求須條長度大于(2L+H)，且前后方向不能錯。

b) 用纖維切斷器或夾持工具，從與須條軸向成垂直方向夾住須條中部，標記須條的頭尾端，并保證露出纖維切斷器或夾持工具前后握持線的頭尾端須條長度大于L。

c) 先后用稀梳子、密梳子分別梳理切斷器或夾持工具前后兩端未被夾住的纖維。梳理動作輕柔，杜絕被纖維切斷器或夾持工具握持住的纖維出現(xiàn)滑移或被梳掉的情況。

d) 如果采用纖維切斷器測試，直接將梳理好的須條切成前端、中間、后端3部分，分別稱量并記錄數(shù)據(jù)；如果采用其他夾持工具測試，就要用刀片分別沿夾持工具的前、后握持線切下前、后端的纖維，切斷纖維時要保證刀片鋒利，且刀口始終貼緊夾持工具的握持線，保證纖維的切口平齊無毛頭，之后分別對切下的前端纖維、后端纖維和夾持工具中的中段纖維進行稱量，并記錄數(shù)據(jù)。

e) 采用公式(1)～(4)計算纖維伸直平行度及相關系數(shù)。

6 結語

須條中纖維的伸直平行度是衡量梳棉、并條、粗紗等工序半制品纖維排列結構的重要指標，可以用來評判工藝參數(shù)設計的合理性、設備運行狀態(tài)的優(yōu)良性。因此，定期或不定期測試各工序半制品的纖維伸直平行度，采取相應措施來改善半制品纖維的排列結構，對提高成紗質(zhì)量具有顯著效果。