紗管制造技術(shù)的發(fā)展

張利敏

(浙江三友塑業(yè)股份有限公司,浙江 臺州 318058)

1 歷史沿革

作為紡織產(chǎn)業(yè)鏈卷繞器材之一的塑料紗管,它承載著從棉花(化纖)到成紗的過程,其產(chǎn)品品質(zhì)以及在紡織產(chǎn)業(yè)鏈上發(fā)揮的作用不可小覷,且無法替代。隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展和紡機裝備水平不斷提高,紡織器材特別是塑料紗管技術(shù)也在不斷地發(fā)展和變化。我國的紡織工業(yè)是從新中國成立之后才慢慢發(fā)展起來的,解放初期,工業(yè)基礎(chǔ)十分落后,紡織工業(yè)裝備也多是由國外在我國設廠遺留的老舊設備,所紡品種單一,生產(chǎn)的棉衣、棉布只具備了最基本的保暖防寒功能。由于紡織主機技術(shù)和工藝水平要求不高,其卷繞用紗管基本以木質(zhì)和紙質(zhì)為主。為了解決民生問題,國家成立紡織工業(yè)部,對紡織主機、各種器材配件等系列基礎(chǔ)產(chǎn)品實行專業(yè)管理,對標、對表國際相關(guān)標準和具體的生產(chǎn)方法,修訂、制定了一系列國家、行業(yè)標準;同時,成立專班主持編寫了《紡織器材生產(chǎn)手冊》[1],供國內(nèi)具有一定工業(yè)基礎(chǔ)的國有企業(yè)參考。在當時工業(yè)技術(shù)和工商業(yè)發(fā)展比較先進的地區(qū),成立了以上海紗管二廠為主要代表的一大批生產(chǎn)紡織器材的國有企業(yè),為我國紡織行業(yè)制造研發(fā)紡織器材產(chǎn)品。受限于當時的歷史條件和國家經(jīng)濟政策約束,企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營與市場的正常需求時常脫節(jié);黨的十一屆三中全會的召開以及國家改革開放政策的實施,引進和吸收國外先進的生產(chǎn)技術(shù)和生活方式,各行各業(yè)百廢待興,在國家“以塑代木”政策的引導下,過去從事木質(zhì)紗管生產(chǎn)的企業(yè)已然轉(zhuǎn)向以塑料為原材料制造紡紗用紗管[2],結(jié)合國家發(fā)布的塑料紗管技術(shù)標準,一大批企業(yè)如雨后春筍般成長,如浙江三友塑業(yè)股份有限公司(原黃巖縣卷橋塑料化工廠;以下簡稱“三友塑業(yè)”)、黃巖塑紡器材廠等企業(yè)。

2 技術(shù)進步

2.1 基礎(chǔ)工業(yè)進步

中國加入WTO以后,國外先進技術(shù)被不斷引進、吸收,國內(nèi)基礎(chǔ)工業(yè)進一步夯實,尤其是鋼鐵、塑料、機電、化工等工業(yè)快速發(fā)展,使紡織主機的鑄件品質(zhì)、電控系統(tǒng)、紡紗器材、紡紗環(huán)境、加工技術(shù)、模具設計開發(fā)、智能數(shù)控以及配件質(zhì)量等都得到很大提高,目前已完全滿足紡織工業(yè)生產(chǎn)和生活需求。

2.2 標準領(lǐng)先

三友塑業(yè)從20世紀90年代開始,就積極主持或參與塑料紗管系列產(chǎn)品國家標準和行業(yè)標準的制修訂工作,并結(jié)合行業(yè)和自身企業(yè)特點,把企業(yè)的相關(guān)技術(shù)參數(shù)融入到標準文件之中,為企業(yè)發(fā)展贏得更高平臺,在同類產(chǎn)品的市場競爭中贏得先機,也獲得了保護自我發(fā)展的壁壘。近10年來紡織工業(yè)以前所未有的速度在高質(zhì)量發(fā)展,代表紡紗性能和紡織器材性能主要標志性技術(shù)之一的紡紗速度,從過去小于10 kr/min提高到現(xiàn)在的30 kr/min以上,紡紗號數(shù)也從過去紡粗號紗到現(xiàn)在能紡1.94 tex以下的特細號紗;紡紗型式從過去單一的環(huán)錠紡向氣流紡、渦流紡等多種型式發(fā)展。這些發(fā)展,對主機質(zhì)量水平和配套的各種器材專件品質(zhì),都提出了極高的技術(shù)要求,紡織器材的國家標準和行業(yè)標準也隨著行業(yè)發(fā)展與技術(shù)進步,多次進行了制定和修訂。如,紡織行業(yè)標準《塑料經(jīng)紗筒管》中,對筒管的沖擊功、振程與靜彎曲3大關(guān)鍵指標[3]等進行了顛覆性的修改:將沖擊功從不大于6 J到不小于15 J提高為現(xiàn)在的不小于35 J;將靜彎曲負荷從850 N提高到1200 N;在錠速為18 kr/min的條件下[4],確定空紗管的頭部振程不大于0.15 mm。隨著塑料原材料改性技術(shù)和器材制造技術(shù)的進步和工藝水平的提高,這些指標又被要求再次突破,以適應不斷發(fā)展的高速紡紗需求,使紗管在高速紡紗過程中更具穩(wěn)定性和實用性,使紡紗過程中紗線質(zhì)量指標更易被控制。紗管技術(shù)的進步,對整個紡織行業(yè)紗線品質(zhì)的提升、工人勞動強度的降低,都產(chǎn)生極大的改變和影響,也進一步推動紡織行業(yè)的技術(shù)進步,提升了我國紡織行業(yè)在國際上的競爭力。

2.3 紗管結(jié)構(gòu)優(yōu)化

隨著紡紗工藝和自絡技術(shù)快速進步和客戶潛在需求不斷提升,塑料紗管外表面結(jié)構(gòu)也有了重大改進,如U字形、R字形、矩形、梯形、細紋形、光面形、皮紋形、密細紋形等,針對不同紗號品種進行個性化的設計開發(fā),使紡紗起始卷繞更容易、底層紗退繞更便捷且不留余紗,能適應更復雜的紡紗工藝[5]。行業(yè)標準中規(guī)定了光桿錠子紡紗用紗管“天眼”與錠桿的密合面不小于85%,這實際上是一個相對“模糊”的概念,但行業(yè)內(nèi)很多優(yōu)秀的技術(shù)人員進行了大量且富有成效的創(chuàng)新和改進,針對紗管“天眼”與光桿錠密合面(配合面)錐度為1∶18且具有自鎖功能的特點,采用超高強度的熱固性復合材料并根據(jù)熱固性材料的密度分布的特點,在工序作業(yè)上采用多步成型法和成品、半成品應力消除法工藝,確保熱固性塑料與光錠桿接觸時產(chǎn)生的摩擦力和握持力,使其在高速旋轉(zhuǎn)時不會失速,同時兼顧落紗時拔管的便捷性與安全性,恰到好處地控制其不產(chǎn)生“牢錠”“卡錠”,克服塑料紗管“天眼”鑲件對管體本身產(chǎn)生的膨脹和應力,防止紗管在高速紡紗過程中出現(xiàn)折斷、彎曲和變形,避免影響紡紗速度和效率的提高。

2.4 加工技術(shù)提升

為實現(xiàn)“小”產(chǎn)品系列化,“亂”產(chǎn)品簡單化,三友塑業(yè)進行了大量的探索。憑借對塑料紗管標準的理解能力,率先在企業(yè)內(nèi)部對粗紗筒管、細紗筒管系列產(chǎn)品的生產(chǎn)進行自動化、數(shù)字化和智能化改造。在注塑環(huán)節(jié)采用全電腦注塑設備和遠紅外熱鼓風干燥技術(shù),精確控制原材料含水率,使產(chǎn)品材料的物化性能達到最優(yōu)。在具體的操作上,采用ABB機器人、用機械手替代人工作業(yè),做到了生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的精準控制,保證了每支紗管的成型合格率。紗管成型后的毛坯整理,采用流水線作業(yè),做到定崗、定員、定質(zhì)量,要求上標準崗、干標準活、做標準事。對生產(chǎn)過程中的每個環(huán)節(jié)實行自動監(jiān)控,用數(shù)據(jù)的唯一性替代工人在崗作業(yè)時的質(zhì)量穩(wěn)定性,以大工業(yè)生產(chǎn)方式實現(xiàn)塑料紗管的工業(yè)化生產(chǎn)。在管理上,以下道工序就是用戶的理念,確保本工序的產(chǎn)品質(zhì)量達標,保證塑料紗管產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。

3 發(fā)展趨勢

3.1 上下鏈協(xié)同發(fā)展

紡織器材是紡織生產(chǎn)過程中的重要 “鏈”條,只強調(diào)和提升其中某種紡織器材產(chǎn)品“鏈”的品質(zhì)是遠遠不夠的。隨著紡紗技術(shù)的進步,針對國內(nèi)主要客戶關(guān)心的核心問題,產(chǎn)品批量的穩(wěn)定性、一致性和重復性等,是考驗紡織器材制造企業(yè)對管理水平、技術(shù)能力和工藝水平的控制能力;另一方面,也要求紡織廠在使用過程中,定期做好紡織器材如塑料紗管的保養(yǎng)和維護工作,對待使用中出現(xiàn)的“自然蛻變”紗管應盡快剔除,保證上機使用的每支紗管都是“健康”的?？傊?紡織是一個系統(tǒng)且復雜的工程,需要多部門上下鏈的共同合作。如,注重紗管與錠子的配合問題、鋼領(lǐng)和鋼絲圈的配合問題等,同時在標準制修訂時進行統(tǒng)一的規(guī)劃和部署,結(jié)合上下游配套的器材產(chǎn)品與主機之間進行有效銜接,將其組成一個器材“鏈”,在“鏈”的各環(huán)節(jié)中補齊短板,全方位提高紡織器材的質(zhì)量水平。

3.2 智能紗管

國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,5G技術(shù)的應用等,使紡織工業(yè)從勞動密集型向技術(shù)密集型、從人口紅利向技術(shù)紅利不斷轉(zhuǎn)變和發(fā)展,作為傳統(tǒng)產(chǎn)品的塑料紗管也不例外。三友塑業(yè)在行業(yè)內(nèi)率先成功地應用RFID電子射頻技術(shù)開發(fā)出“會說話”的智能紗管,使之成為高科技產(chǎn)品,每支紗管均是獨立的單元個體,集唯一性、可追溯性、可追蹤性于一體,使紗管從具有單一卷繞功能的產(chǎn)品,轉(zhuǎn)變?yōu)榇髷?shù)據(jù)的承載體和紡紗過程中紡紗質(zhì)量信息的提供者[6]。在紡紗過程中,每筒筒紗的品質(zhì)均能通過對管紗單元的身份追溯和識別,快速找出產(chǎn)生問題紗的原因以及引起問題紗的根源,實現(xiàn)了紡紗過程質(zhì)量的動態(tài)管理。配合后臺監(jiān)控和異常狀態(tài)報警功能,實現(xiàn)了擋車工精準擋車,使紗線品質(zhì)從事后發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程發(fā)現(xiàn)或事前預防,對減少紡紗過程浪費、提高紡紗效率、降低勞動強度、改變作業(yè)方式等方面帶來了實質(zhì)性變化,為我國紡織行業(yè)全面進入數(shù)字化、智能化、無人化紡紗時代開啟了智能紡織器材產(chǎn)業(yè)的先河。今后,三友塑業(yè)將進一步加強相關(guān)課題的研究。

4 紗管使用注意事項

4.1鋁套管錠子用經(jīng)紗管,由于部分紡織企業(yè)的操作工人習慣光桿錠子的操作法,在紡紗斷頭、接頭和插拔管的過程中,習慣性地用手直接抓取套在鋁桿錠子上高速旋轉(zhuǎn)的經(jīng)紗管,進行斷頭、接頭和插拔管作業(yè),很容易使經(jīng)紗管的內(nèi)孔在瞬間集聚大量的熱能,磨壞或損壞紗管內(nèi)壁和鋁套管錠子上的“貓眼”,嚴重時會燙傷操作人員的手指,造成不必要的損失。紡織企業(yè)應提醒擋車工在操作鋁套管錠子時,先用剎錠器剎車,然后再進行相關(guān)作業(yè)。

4.2及時清理錠腳回絲和紗管內(nèi)部的雜物,杜絕經(jīng)紗管帶“病”工作。

4.3絡筒時,嚴禁用刀具割除殘留在經(jīng)紗管表面的余紗,同時對余紗產(chǎn)生的原因進行分析并加以解決。

5 結(jié)語

中國紡織工業(yè)聯(lián)合會發(fā)布的《建設紡織現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系行動綱要》中明確指出,與我國基本實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化國家同步,紡織行業(yè)要成為世界紡織科技的主要驅(qū)動者、全球時尚的重要引領(lǐng)者、可持續(xù)發(fā)展的有力推進者。行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展,要求我們加大在前沿材料、高端裝備、先進工藝、智能制造等領(lǐng)域的研發(fā)力度,推動基礎(chǔ)創(chuàng)新、關(guān)鍵創(chuàng)新、融合創(chuàng)新與應用創(chuàng)新,堅持市場導向、需求驅(qū)動,推動紡機裝備水平、紡織器材制造和技術(shù)水平向更高方向發(fā)展。高質(zhì)量發(fā)展之路還很漫長,需要我們器材人踔厲奮發(fā),認真做精、做細產(chǎn)品,為紡織強國打好基礎(chǔ),共同為紡織行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展努力奮斗。