魏道培

一家紡織廠的原材料花費(fèi)要超過(guò)生產(chǎn)總成本的50%。為降低成本和優(yōu)化加工過(guò)程，紡織商都要高度關(guān)注纖維的質(zhì)量特性，并可隨時(shí)監(jiān)控它。為什么要這樣呢？這是因?yàn)?，電子質(zhì)量管理系統(tǒng)已能最大限度降低生產(chǎn)過(guò)程中的原料消耗。

根據(jù)過(guò)去60年來(lái)業(yè)界對(duì)紗線（粗紗和長(zhǎng)條）的精確度量，全世界的紡紗機(jī)械開(kāi)發(fā)商都在改良紡織加工方式，致使它們逐步減少了纖維紗線生產(chǎn)的變異。這不僅提高了產(chǎn)量，而且在相當(dāng)程度上降低了原料的消耗，這是每一個(gè)生產(chǎn)者都倍感興趣的。而更感興趣的是，他們期望進(jìn)一步了解纖維的質(zhì)量特性更進(jìn)一步減少花費(fèi)，使紡織生產(chǎn)達(dá)到最優(yōu)化。

2008年標(biāo)志著紡織電子工業(yè)的第60個(gè)年頭即將過(guò)去。在過(guò)去的60年里，烏斯特公司開(kāi)發(fā)的技術(shù)扮演著重要角色。2008年在中國(guó)上海舉辦的國(guó)際紡織機(jī)械展覽會(huì)暨ITMA亞洲展會(huì)上，烏斯特公司特意舉行了招待會(huì)，并準(zhǔn)備了一個(gè)大蛋糕，以慶祝紗線均勻度電子測(cè)試儀問(wèn)世60周年。

18世紀(jì)末，世界上第一家機(jī)械紡織廠問(wèn)世。自那以后的150年里，紡織工業(yè)的檢測(cè)儀器都十分落后。紗線生產(chǎn)很難在可視條件下接受檢查，一般而言，靠人工肉眼監(jiān)控，或極少數(shù)利用著名的“電子黑板”進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。隨著生產(chǎn)力的顯著提高，檢驗(yàn)方式逐漸減少了同一生產(chǎn)期間出現(xiàn)的不均勻紗線狀況。在精梳紗線中，普通紗線均勻度的變化系數(shù)從1957年的20.2%下降至2007年的13.7%。這有力地說(shuō)明，人類的紡織技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。1935年至1945年，軍事工業(yè)設(shè)備和電子產(chǎn)業(yè)的突飛猛進(jìn)刺激了紡織工業(yè)的發(fā)展。二戰(zhàn)后，新發(fā)明的電子元件不斷應(yīng)用于提高各種測(cè)量技術(shù)，而紡織產(chǎn)業(yè)則是獲得長(zhǎng)足發(fā)展的多個(gè)領(lǐng)域之一。到了1950年，人們開(kāi)始利用終端原料圖表設(shè)備測(cè)量纖維長(zhǎng)度，僅需30分鐘即能獲得結(jié)果。但利用現(xiàn)代纖維測(cè)試系統(tǒng)后，十多種質(zhì)量特性可在幾秒鐘之內(nèi)就測(cè)出。1944年到1948年間，烏斯特發(fā)明了第一個(gè)纖維均勻度檢測(cè)儀。幾年后，美國(guó)公司也發(fā)明了可確定棉纖維長(zhǎng)度的電子測(cè)量?jī)x。此后，半導(dǎo)體引入紡織檢驗(yàn)領(lǐng)域，它再次帶來(lái)質(zhì)的飛躍。

在紡織電子中出現(xiàn)兩大進(jìn)步：一是半導(dǎo)體和信號(hào)放大器開(kāi)始用于紡織生產(chǎn)，二是1949年第一代電子晶體管問(wèn)世。它由于要比電子管小很多，因此它給10年后開(kāi)發(fā)更簡(jiǎn)單的聯(lián)機(jī)傳感器奠定了基礎(chǔ)。第一代紗線均勻度檢測(cè)器可利用一個(gè)電容傳感器來(lái)確定紗線的多種變化并依靠記錄器記錄紗線的多種變化。1951年，烏斯特公司又推出自動(dòng)檢測(cè)器，以加強(qiáng)對(duì)斷裂強(qiáng)度和變化強(qiáng)度的系統(tǒng)測(cè)量。

1992年，紗線強(qiáng)度測(cè)試揭開(kāi)了紡織檢驗(yàn)的新篇章，即烏斯特公司開(kāi)發(fā)出稱為Tensojet的高速?gòu)?qiáng)度檢測(cè)器，它每小時(shí)可進(jìn)行3萬(wàn)次測(cè)試。該系統(tǒng)的運(yùn)用讓人們輕易找出紗線中特別脆弱點(diǎn)，也使人們?cè)诰幙椷^(guò)程中發(fā)現(xiàn)了經(jīng)常出現(xiàn)末端斷裂的原因。

在2008中國(guó)ITMA亞洲展會(huì)上，烏斯特公司特意展出了世界上第一代帶有傳感器的均勻檢測(cè)儀，隨之又創(chuàng)建完整的紡織業(yè)質(zhì)量管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在所有紗線生產(chǎn)工序中的應(yīng)用可極大地減少浪費(fèi)和節(jié)省資金。20世紀(jì)60年代初，自動(dòng)絡(luò)紗機(jī)引入繞線設(shè)備，從而推動(dòng)了第一代監(jiān)控系統(tǒng)在該種機(jī)械上的廣泛運(yùn)用。第一次發(fā)明的電子紗線清理器就可解決紗線偏粗的問(wèn)題。繞線機(jī)上的數(shù)字系統(tǒng)則可以監(jiān)控所有清理器。1968年，烏斯特將稱為Classimat的分類系統(tǒng)引入（纖維）厚度分析系統(tǒng)。在該系統(tǒng)的幫助下，操作人員可確定哪些厚重部分是通過(guò)紡織機(jī)就可消除。除了分類缺陷和彎曲外，繞線空間的前部也將決定切點(diǎn)的數(shù)量，要求每100 km一個(gè)切點(diǎn)，以消除最麻煩的缺陷，同時(shí)也可提高機(jī)器的效率。

20世紀(jì)70年代早期，由于引進(jìn)了滑槽式喂紗系統(tǒng)，原屬勞動(dòng)力密集型的清棉設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。然而，這樣隨意地將紗線“喂入”卡中，更容易引起卡片長(zhǎng)條的變化。于是，烏斯特又設(shè)計(jì)出針梳機(jī)自調(diào)勻整裝置，最終該裝置也應(yīng)用到勾畫結(jié)構(gòu)圖上。清棉設(shè)備質(zhì)量管理系統(tǒng)的目的在于將短纖維和棉結(jié)最小化，以減少長(zhǎng)條不均勻狀況。20世紀(jì)70年代中期，紡織廠的數(shù)字系統(tǒng)更加發(fā)達(dá)，它可以監(jiān)控紡紗的準(zhǔn)備、紡織和繞線過(guò)程中所有的生產(chǎn)步驟。為避免均勻度和計(jì)算偏差，在紡紗準(zhǔn)備過(guò)程中，長(zhǎng)條紗應(yīng)一直處于被監(jiān)控狀態(tài)。一旦超過(guò)預(yù)定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，它就會(huì)通過(guò)警燈提示操作員，并指出故障位置。隨后，監(jiān)控繞紡機(jī)所有紡錘的數(shù)字系統(tǒng)開(kāi)發(fā)出來(lái)。它隨著環(huán)繞柄移動(dòng)，傳感器記下每一個(gè)環(huán)繞柄的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。若有一個(gè)環(huán)繞柄停下，傳感器會(huì)要求整臺(tái)設(shè)備停止工作。若環(huán)繞柄沒(méi)有按正常速度工作，傳感器會(huì)減慢紡錘的速度。否則10%的紡錘會(huì)造成50%的末端破裂，所以如何修復(fù)和清理這些部分則成為生產(chǎn)者的關(guān)注焦點(diǎn)。

在美國(guó)，安裝用于棉線分類的高容量器械成為20世紀(jì)70年代中期的又一突破。在透徹研究幾年后，這一開(kāi)發(fā)成就促使美國(guó)農(nóng)業(yè)局與美國(guó)電子產(chǎn)業(yè)聯(lián)手，運(yùn)用這種纖維束檢測(cè)系統(tǒng)，可在幾秒鐘內(nèi)就將所有纖維分類檢測(cè)出質(zhì)量特性。該方法同樣也促進(jìn)了纖維測(cè)試的發(fā)展，使其作為一種最為適合的工具運(yùn)用于紡織廠。烏斯特與美國(guó)兩家公司合作，于1990年和1993年進(jìn)一步開(kāi)發(fā)這一技術(shù)。由此，烏斯特高級(jí)纖維系統(tǒng)，一種單纖維測(cè)試裝置在1993年問(wèn)世。它在測(cè)量時(shí)，就自動(dòng)計(jì)算棉結(jié)的數(shù)量和大小。這種器械還有一些附加功能，如：基于終端原料圖、纖維成熟度和直徑大小確定纖維長(zhǎng)度和短纖維的容量。1997年以來(lái)，用于平坦檢測(cè)器的傳感器已能精確測(cè)量紗線加工中漏下的灰塵和垃圾粒子紗。傳感器可監(jiān)測(cè)梳棉機(jī)、精梳機(jī)和開(kāi)放式（光電）轉(zhuǎn)杯紡紗。在同一年，一個(gè)光學(xué)傳感器開(kāi)始集成到均勻儀上。該傳感器可測(cè)定在很短的切點(diǎn)長(zhǎng)度和偏離圓形橫截面處的紗線直徑、直徑變異、均勻度等。

烏斯特公司為世界紡織業(yè)創(chuàng)建了一個(gè)基準(zhǔn)，以此將紡織實(shí)驗(yàn)室與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的（纖維）質(zhì)量特性聯(lián)系在一起。1957年，烏斯特統(tǒng)計(jì)數(shù)字第一次引入所有紡織基準(zhǔn)。全世界的樣本評(píng)估都表明，長(zhǎng)度為28mm的纖維中棉結(jié)的平均數(shù)為每克300個(gè)棉結(jié)。最好的棉樣品每克也有120個(gè)棉結(jié)，最多的每克有450個(gè)棉結(jié)。但在長(zhǎng)絨棉里檢測(cè)出的棉結(jié)比率就很低，因?yàn)檫@類棉紗大部分都被輥式軋花機(jī)軋過(guò)。這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如測(cè)量棉結(jié)、垃圾、粉塵和成熟的纖維，目前用于棉纖維和各類紗線都非常有效。梳理、制圖和梳毛的目的是要減少棉結(jié)和短纖維，以及長(zhǎng)條的不均勻。棉結(jié)在相當(dāng)程度上會(huì)使紡織品的外觀受損并降級(jí)，因此生產(chǎn)廠家會(huì)十分重視棉結(jié)的比率。

一般有兩類棉結(jié)：一類是纖維棉結(jié)，它是纖維的一種糾纏物，在機(jī)械處理時(shí)形成；另一類叫種皮棉結(jié)，它是棉種子和殘留纖維結(jié)合碎粒帶來(lái)的。它們主要是在纖維和棉種分離時(shí)的壓軋下產(chǎn)生的。廢渣和灰塵顆粒等雜質(zhì)粒是棉株的一部分，如樹葉或莖稈的斷片等。這些微粒需要在軋棉和紡織過(guò)程中剔除。軋棉的目的是要將壓軋的破壞性影響最小化，同時(shí)減少短纖和棉結(jié)的形成。纖維成熟度是評(píng)定棉花質(zhì)量的重要參數(shù)。為計(jì)算不成熟纖維，纖維的圓截面要與有同樣圓周環(huán)形截面的纖維進(jìn)行比較，這樣才能鑒別出紗線的品質(zhì)。

在過(guò)去的60年里，瑞士烏斯特技術(shù)開(kāi)發(fā)公司創(chuàng)造了既可在線生產(chǎn)，又可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行織物質(zhì)量檢測(cè)的系統(tǒng)，該公司由此已成為世界紡織業(yè)的功臣。

（據(jù)美國(guó)《紡織世界》最新資料http://www.textileworld.com/Articles/2008/September_2008/Features/Efficient_Yarn_Production.html）