丁彩玲, 俞建勇, 張瑞云, 李 慧, 程隆棣, 秦 光

(1. 東華大學(xué)， 上海 201620； 2. 山東如意科技集團(tuán)有限公司， 山東 濟(jì)寧 272000；3. 國(guó)家紡紗工程技術(shù)研究中心， 山東 濟(jì)寧 272000)

超細(xì)羊毛低損傷梳毛加工技術(shù)

丁彩玲1,2, 俞建勇1, 張瑞云1, 李 慧2，3, 程隆棣1, 秦 光2,3

(1. 東華大學(xué)， 上海 201620； 2. 山東如意科技集團(tuán)有限公司， 山東 濟(jì)寧 272000；3. 國(guó)家紡紗工程技術(shù)研究中心， 山東 濟(jì)寧 272000)

為解決13.0 μm以下超細(xì)羊毛梳理?yè)p傷嚴(yán)重的問(wèn)題，對(duì)梳毛損傷進(jìn)行成因分析并探討解決辦法。通過(guò)對(duì)梳毛各工作區(qū)的纖維長(zhǎng)度、毛粒數(shù)、落毛率的測(cè)定，利用TEAM-3預(yù)測(cè)公式和正交試驗(yàn)法優(yōu)化各工藝參數(shù)，確定隔距、速比、錫林針布齒密、道夫針布齒密、出條定量等梳毛工藝的最優(yōu)配置條件：即2#隔距，3#速比，針布規(guī)格為錫林針布齒密60.7齒/cm2，道夫針布齒密62.5齒/cm2，出條定量20 g/m。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，利用此低損傷梳毛工藝制成的超細(xì)羊毛精梳毛條，纖維長(zhǎng)度平均損傷小于0.5 mm，毛粒減少，條干明顯改善。

超細(xì)羊毛； 梳毛； 低損傷； 優(yōu)化

超細(xì)羊毛具有細(xì)度細(xì)、強(qiáng)力低的特征，在加工過(guò)程中極易受到損傷，尤其是在梳理過(guò)程中受機(jī)械外力的作用易被拉伸斷裂，造成纖維長(zhǎng)度降低，影響后道紡紗的生產(chǎn)加工[1-3]。同時(shí)，在精梳系統(tǒng)中梳毛機(jī)上產(chǎn)生的毛粒，會(huì)使紗線條干惡化，影響織物的外觀質(zhì)量。結(jié)合以往超細(xì)羊毛的加工經(jīng)驗(yàn)，本文研究了13.0 μm以下超細(xì)羊毛的梳毛工藝及影響纖維損傷的3個(gè)主要參數(shù)：工作輥隔距、速比和針布規(guī)格。通過(guò)一系列試驗(yàn)，探討了毛條梳理前后各工藝參數(shù)與纖維平均長(zhǎng)度損傷及毛粒數(shù)的關(guān)系。

1 超細(xì)羊毛纖維損傷分析

為獲得優(yōu)質(zhì)超細(xì)羊毛毛條，降低超細(xì)羊毛纖維損傷，結(jié)合工廠實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)制條各工序中纖維長(zhǎng)度損傷進(jìn)行了分析比較[4-5]，如表1所示?？梢钥闯觯瑥膬裘绞崦^(guò)程，纖維長(zhǎng)度明顯下降，說(shuō)明梳毛是纖維長(zhǎng)度致?lián)p的關(guān)鍵工序。生產(chǎn)實(shí)踐表明，在制條過(guò)程中，纖維長(zhǎng)度損傷約有三分之一是由梳毛機(jī)引起的。有研究顯示，梳毛中纖維長(zhǎng)度損傷約90%是由預(yù)梳部位造成的，只有10%是由大錫林造成的[6]。

表1 毛條制造過(guò)程中各工序的纖維長(zhǎng)度Tab.1 Fiber length change in each process of wool top making mm

羊毛纖維在開(kāi)松梳理中受到的損傷主要包括2個(gè)方面[7-8]：纖維已經(jīng)斷裂，即顯性損傷；纖維沒(méi)有斷裂，但其表面已受到嚴(yán)重?fù)p傷，纖維強(qiáng)力明顯下降。羊毛纖維經(jīng)過(guò)反復(fù)的開(kāi)松、打擊以及梳理針布梳理等作用，承受纖維之間的摩擦力、針隙間的擠壓力以及彎曲力、拉伸力等外力作用，造成纖維斷裂或表面嚴(yán)重?fù)p傷[9-11]。

2 試驗(yàn)部分

2.1 原料與設(shè)備及工藝流程

原料：全部選用澳大利亞超細(xì)羊毛，長(zhǎng)度為63 mm，平均細(xì)度為13.0 μm，含脂率為17.6%，短毛含量為7.2%。

設(shè)備及工藝流程：和毛機(jī)(ANDAR)→梳毛機(jī)(OCTIR)→頭針(GC-13)→二針(SC400)→三針(SC40012V)→四針(SC40011V)→精梳(PB31LF)。

2.2 測(cè)試方法

采用SIEGFRIED PEYER AG公司的Texlab系統(tǒng)AL-100型纖維長(zhǎng)度測(cè)試儀，測(cè)量梳毛機(jī)下機(jī)毛條的長(zhǎng)度特征指標(biāo)[12]，即纖維平均長(zhǎng)度(用豪特長(zhǎng)度H表示)和落毛率(小于30 mm的短纖維含量)。隨機(jī)抽取10根10 cm長(zhǎng)的毛條，分2組進(jìn)行測(cè)試，求其平均值，記錄毛粒數(shù)。

2.3 試驗(yàn)方案

2.3.1 隔 距

隔距越小，纖維受到的擠壓力越大，纖維受損傷的概率越大，尤其是工作輥與胸錫林及大錫林之間這2個(gè)梳毛機(jī)上最重要的隔距，因此，合理配置主要工作輥的隔距至關(guān)重要。主要工作輥隔距的設(shè)置方案見(jiàn)表2。

表2 工作輥隔距設(shè)置方案Tab.2 Scheme of work roller gauge

2.3.2 速 比

同一工作輥上纖維塊受到的梳理次數(shù)越多，纖維損傷越嚴(yán)重[13]。2個(gè)工藝部件之間的速比設(shè)置方案見(jiàn)表3。

表3 速比設(shè)置方案Tab.3 Scheme of speed ratio

2.3.3 針布配置

錫林和道夫的針布齒密對(duì)毛條梳理時(shí)的纖維損傷有較大影響。齒密越大，則梳理過(guò)程對(duì)纖維的損傷也越大，齒密小，則梳理效果不明顯；因此，2個(gè)部位的齒密要合理設(shè)置。在梳理速比一定的條件下，通過(guò)改變梳毛機(jī)的喂入定量，控制出條定量。錫林和道夫的針布齒密及出條定量的設(shè)置方案見(jiàn)表4。

表4 因子水平表Tab.4 Table of factors and levels

3 結(jié)果與分析

經(jīng)過(guò)修正的TEAM-3預(yù)測(cè)公式[14-15]具有質(zhì)量控制的極限預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，將調(diào)整后的長(zhǎng)度差異的最小值與最大值作為長(zhǎng)度圖形表的上下限。在理想狀態(tài)下，預(yù)測(cè)值與實(shí)際值之間的差異應(yīng)該為零，但在實(shí)際生產(chǎn)中，該差異值會(huì)出現(xiàn)一些變動(dòng)。一般來(lái)講，基準(zhǔn)為零時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的方法計(jì)算得出2倍標(biāo)準(zhǔn)方差(95%的置信度)的數(shù)值，就可被看作允許誤差值。也就是說(shuō)，每加工20個(gè)批次，如果1次加工結(jié)果超出允許誤差的限制，此情況仍然可以被接受。

按照以上設(shè)計(jì)方案及分析方法，使用TEAM-3公式對(duì)10個(gè)批次的超細(xì)羊毛進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)，并對(duì)毛條加工中所得到的實(shí)際結(jié)果與預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較和分析。

3.1 工作輥隔距試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)表2中試驗(yàn)號(hào)為1#、2#、3#3種隔距設(shè)置方案，豪特長(zhǎng)度差異和落毛率差異的結(jié)果分析如圖1、2所示。豪特長(zhǎng)度預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的相關(guān)性如圖3所示。

由圖1可看出：1#隔距10個(gè)批次的試驗(yàn)，只有1個(gè)批次的實(shí)際長(zhǎng)度比預(yù)測(cè)長(zhǎng)度長(zhǎng)0.6 mm，其他批次實(shí)際長(zhǎng)度均短于預(yù)測(cè)長(zhǎng)度；2#隔距10個(gè)批次中有2個(gè)批次的實(shí)際長(zhǎng)度小于預(yù)測(cè)長(zhǎng)度，其他均大于預(yù)測(cè)長(zhǎng)度；3#隔距10個(gè)批次中8個(gè)批次的實(shí)際長(zhǎng)度比預(yù)測(cè)長(zhǎng)度小，其他批次大于預(yù)測(cè)長(zhǎng)度。

由圖2可看出：1#隔距10個(gè)批次中有7個(gè)批次的落毛率高于預(yù)測(cè)值；2#隔距中2個(gè)批次的落毛率高于預(yù)測(cè)值；3#隔距中9個(gè)批次的落毛率高于預(yù)測(cè)值。

綜上所述，1#隔距對(duì)羊毛纖維的損傷較大，3#隔距差于2#隔距方案，2#隔距試驗(yàn)方案是一個(gè)比較合理的參數(shù)配置方案。

3.2 錫林與工作輥的速比結(jié)果分析

根據(jù)表3中試驗(yàn)號(hào)為1#、2#、3#的3種速比設(shè)置方案，豪特長(zhǎng)度差異和落毛率差異的結(jié)果分析如圖4、5所示。豪特長(zhǎng)度預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的相關(guān)性如圖6所示。

3.3 錫林和道夫針布試驗(yàn)結(jié)果分析

以錫林針布齒密、道夫針布齒密、出條定量為影響因素，進(jìn)行L9(33)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)[16]，試驗(yàn)安排及分析結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果分析表Tab.5 Analysis of orthogonal array test results

由表5分析可看出，因素A錫林針布齒密對(duì)應(yīng)的極差最大，說(shuō)明其對(duì)纖維長(zhǎng)度損傷影響最大，其次是因素B道夫針布齒密，因素C出條定量對(duì)纖維長(zhǎng)度損傷影響最小，即A>B>C，最佳工藝配置為A3B3C1。同理，對(duì)毛粒數(shù)和落毛率的影響順序?yàn)锳>B>C，最佳工藝配置為A3B3C2。經(jīng)過(guò)初步優(yōu)先后，A3和B3選擇一致，而C出條質(zhì)量不能確定。為確定合適的出條質(zhì)量，在優(yōu)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行了追加試驗(yàn)，結(jié)果如表6所示。

表6 最佳配置追加試驗(yàn)Tab.6 Projects of supplemental tests

由表6可看出，2種方案測(cè)試的纖維長(zhǎng)度損傷差異不大，而方案2的毛粒數(shù)和落毛率明顯減少。綜合以上結(jié)果考慮，最優(yōu)方案為A3B3C2，即錫林針布齒密為60.7 齒/cm2，道夫針布齒密為62.5 齒/cm2，出條定量為20 g/m。

4 結(jié) 論

1)采用正交試驗(yàn)和TEAM-3公式，優(yōu)選出超細(xì)羊毛梳毛低損傷加工工藝，即2#隔距，3#速比，針布規(guī)格為錫林針布齒密60.7齒/cm2，道夫針布齒密62.5 齒/cm2，出條定量20 g/m。此低損傷羊毛加工技術(shù)的研究應(yīng)用，一定程度上提高了毛條制成率，因而賦予毛條生產(chǎn)過(guò)程低耗、低成本、低損傷、高制成率的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

2)采用正交試驗(yàn)優(yōu)化的工藝對(duì)超細(xì)羊毛進(jìn)行梳理，得到的毛粒數(shù)明顯降低，毛粒數(shù)低于16個(gè)/g。

[1] 姚穆.細(xì)毛綿羊及超細(xì)羊毛發(fā)展的現(xiàn)狀與前瞻[C]//2006中國(guó)羊業(yè)進(jìn)展：第三屆中國(guó)羊業(yè)發(fā)展大會(huì)論文集.北京:中國(guó)畜牧業(yè)協(xié)會(huì),2006:3-8. YAO Mu. The current situation and prospect of development of fine wool sheep and superfine wool[C]//2006 Development of China sheep industry: Proceedings of the Third China Sheep Industry Development Conference.Beijing: China Animal Agriculture Association, 2006:3-8.

[2] 陳剛,陳蘭珠.超細(xì)羊毛的生產(chǎn)實(shí)踐[J].中國(guó)纖檢,2007(11):48-50. CHEN Gang, CHEN Lanzhu. Practice production of superfine wool[J]. China Fiber Inspection,2007(11):48-50.

[3] 無(wú)錫協(xié)新集團(tuán)有限公司.極細(xì)羊毛的生產(chǎn)實(shí)踐[C]//2006中國(guó)國(guó)際毛紡織會(huì)議暨IWTO羊毛論壇論文集.西安:西安工程大學(xué),2006:773-776. Wuxi Xiexin Group Co Ltd. Innovation of ultrafine wool yarn[C]//Proceedings of 2006 China International Wool Textile Conference & IWTO Wool Forum. Xi′an: Xi′an Polytechnic University,2006:773-776.

[4] 孫稚楓,錢(qián)國(guó)平,潘書(shū)杭,等.澳大利亞超細(xì)羊毛制條工藝研究[J].上海毛麻科技,2008(4):11-14. SUN Zhifeng, QIAN Guoping, PAN Shuhang,et al. Research on Australian super-fine wooltop making process[J]. Shanghai Wool & Jute Journal,2008(4):11-14.

[5] 恒源祥有限公司.超細(xì)羊毛纖維毛條及其制造方法:中國(guó),200510029584.6[P].2007-03-21. Hengyuanxiang Group Co Ltd. Manufacturing method of superfine wool top:China,200510029584.6[P].2007-03-21.

[6] 王梅珍,唐小蘭.梳毛機(jī)預(yù)梳部分纖維損傷的研究[J].毛紡科技,1993(2):40-44. WANG Meizhen, TANG Xiaolan. Study on fibre damage in the forepart of the present card [J]. Wool Textile Journal,1993(2):40-44.

[7] 王華強(qiáng),于偉東.毛條中纖維長(zhǎng)度分布特征及損傷的定量估計(jì)[J].毛紡科技,2006(4):5-7. WANG Huaqiang, YU Weidong. The characteristic of fiber length distribution and the quantitative evaluation of fiber length damage in wooltops[J]. Wool Textile Journal,2006(4):5-7.

[8] 金永安.開(kāi)松梳理中的羊毛纖維損傷[J].毛紡科技,2007(12):38-40. JIN Yongan. Wool fiber damage in carding processes[J].Wool Textile Journal,2007(12):38-40.

[9] 姜為青.梳毛機(jī)分梳區(qū)損傷纖維的原因及解決措施[J].四川紡織科技,2004(3):21-24. JIANG Weiqing. The reasons and solutions of cardingarea on combing machines[J]. Sichuan Textile Technology,2004(3):21-24.

[10] GARNABY G A. Fiber breakage during carding： part 1: theory[J]. Textile Research Journal,1984,54(3):366-369.

[11] 任學(xué)勤,楊永革,奚柏君.毛條制造中的羊毛損傷及質(zhì)量控制[J].上海紡織科技,2000(5):14-15 REN Xueqin, YANG Yongge, XI Bojun. Wool damages and quality control in top making[J].Shanghai Textile Science & Technology,2000(5):14-15.

[12] GRIGENT J. Fiber length a new way forward using microprocessor techniques with the AL-100 and the texlab system[J]. Wool Science Review, 1980(5):81-89.

[13] 楊曉梅.精紡梳毛機(jī)預(yù)梳理部分的探討[J].紡織器材,2003,30(1):14-15. YANG Xiaomei. My view on the precarding section of the wool-carding machine[J]. Textile Accessories,2003,30(1):14-15.

[14] 張得昆,臧衍樂(lè),張星.TEAM-2和TEAM-3公式在毛條質(zhì)量測(cè)試中的對(duì)比分析[J].毛紡科技,2005(12):39-41. ZHANG Dekun, ZANG Yanle, ZHANG Xing. The contrast between TEAM-3 and TEAM-2 in the prediction of wool processing performance[J].Wool Textile Technology,2005(12):39-41.

[15] 范堯明.70支澳毛條的生產(chǎn)控制與TEAM-2預(yù)測(cè)[J].毛紡科技,2015,43(8):20-24. FAN Yaoming. Production control of Australia 70s wool tops and prediction of TEAM-2[J].Wool Textile Journal,2015,43(8):20-24.

[16] 倪春峰,于勤,高衛(wèi)東,等.基于精梳毛紡系統(tǒng)的超短羊絨純紡梳毛工藝與優(yōu)化[J].紡織學(xué)報(bào),2013,34(12):28-31. NI Chunfeng, YU Qin, GAO Weidong, et al. Process and optimization of carding process of pure super-short cashmere on worsted system[J]. Journal of Textile Research,2013,34(12):28-31.

Low-damage carding technology of superfine wool

DING Cailing1,2, YU Jianyong1, ZHANG Ruiyun1, LI Hui2，3, CHENG Longdi1, QIN Guang2，3

(1.DonghuaUniversity,Shanghai201620,China; 2.ShandongRuyiTechnologyGroup,Jining,Shandong272000,China; 3.NationalEngineeringResearchCenterforSpinningTechnology,Jining,Shandong272000,China)

In order to solve the problems of difficult processing and carding damage of the superfine wool, the paper analyzed the causes and solutions of carding damage. By the measurement on the fiber length, the number of neps and noil ratio in workspace of combing, the carding process parameters were optimized, and the optimal carding process conditions were determined by TEAM-3 and orthoronal tests. These parameters include 2#gauge, 3#speed ratio, the tooth density of cylinder wire cloth and doffer wire cloth was 60.7 teeth/cm2and 62.5 teeth/cm2, respectively, and top production was 20 g/m. The experimental results showed that the average loss of fiber length of the superfine wool tops derived from the optimal process were less than 0.5 mm, the number of neps were decreased, and the yarn quality was improved.

superfine wool; carding; low-damage; optimization

10.13475/j.fzxb.20150604405

2015-06-23

2016-01-21

山東省自主創(chuàng)新及成果轉(zhuǎn)化專項(xiàng)(2014ZZCX09301)

丁彩玲(1969—)，女，研究員，博士生。主要從事紡織技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品研發(fā)等工作。俞建勇，通信作者，E-mail:yujy@dhu.edu.cn。

TS 134.23

A