宋均燕，劉 霞，唐新軍

(新疆溢達(dá)紡織有限公司，烏魯木齊 830054)

0 引言

三繞問(wèn)題在紡紗技術(shù)領(lǐng)域一直備受關(guān)注，因?yàn)槔p繞既影響紡紗生產(chǎn)的操作，又影響成紗質(zhì)量，也是車(chē)間擋車(chē)工生活是否好做的具體表現(xiàn)[1]。通常所說(shuō)的纏繞，是指纖維纏繞在紡紗器材專(zhuān)件上(主要包括：膠輥、膠圈、羅拉及集聚紡網(wǎng)格圈等)。造成纏繞問(wèn)題的主要原因有：紡紗過(guò)程產(chǎn)生的靜電、棉花含糖量、環(huán)境溫濕度變化和膠輥膠圈抗繞性等；當(dāng)然，設(shè)備紡紗通道及器材專(zhuān)件是否清潔、維護(hù)保養(yǎng)周期是否合理，都會(huì)影響纏繞[2]。

纏繞問(wèn)題往往是在影響生產(chǎn)操作時(shí)才會(huì)得到特別關(guān)注，事實(shí)上，在紡紗正常生產(chǎn)過(guò)程中，纖維纏繞在器材上是普遍現(xiàn)象[2]?，F(xiàn)代紡紗設(shè)備的設(shè)計(jì)及運(yùn)轉(zhuǎn)已考慮到此問(wèn)題，并配備了相應(yīng)裝置，細(xì)紗機(jī)上用絨輥收集絨輥花就是典型范例。筆者在此關(guān)注棉精梳紡紗正常生產(chǎn)中的普遍繞花問(wèn)題，討論其收集方式，并測(cè)試分析繞花中纖維的特點(diǎn)。

1 繞纖

1.1產(chǎn)生原因

在棉紡生產(chǎn)過(guò)程中，凡能握持運(yùn)送纖維的位置就有繞花，用普通數(shù)碼相機(jī)即可輕易捕捉到纖維纏繞在細(xì)紗膠輥上；觀察發(fā)現(xiàn)，纏繞到膠輥上的纖維往往是單根，而且會(huì)在轉(zhuǎn)到與纖維須條接觸時(shí)重新進(jìn)入纖維須條，之后再有新的纖維纏繞。這種纖維纏繞在紡紗器材專(zhuān)件上的現(xiàn)象，本文稱(chēng)之為繞纖。繞纖在所有以羅拉加膠輥或膠圈加膠圈握持纖維的位置發(fā)生，主要有并條機(jī)的牽伸區(qū)、精梳機(jī)的分離膠輥和牽伸區(qū)、粗紗機(jī)的牽伸區(qū)和細(xì)紗機(jī)的牽伸區(qū)。一般情況下，繞纖不會(huì)形成積累疊加的惡化；為了避免各種誘因下纏繞惡化，需對(duì)繞纖進(jìn)行收集。

1.2收集方式

當(dāng)前技術(shù)裝備條件下，紡紗設(shè)備在設(shè)計(jì)制造時(shí)已經(jīng)考慮到繞纖的收集問(wèn)題，并配備了相應(yīng)裝置，該裝置可簡(jiǎn)單分為吸風(fēng)收集與絨面材料收集兩種。

1.2.1吸風(fēng)收集

前紡設(shè)備中預(yù)并條機(jī)、條并卷機(jī)、精梳機(jī)及單并機(jī)4種設(shè)備的牽伸區(qū)都采用吸風(fēng)收集的方式，考慮到吸風(fēng)風(fēng)力大會(huì)加劇繞纖或影響條干均勻度，風(fēng)力小收集效果不好導(dǎo)致生活不好做的矛盾，在對(duì)繞纖處理要求高的位置，如單并機(jī)的牽伸區(qū)及精梳機(jī)的牽伸區(qū)，會(huì)輔以刮片收集。圖1是并條機(jī)牽伸區(qū)繞纖收集的工作示意圖(箭頭代表氣流方向)；而在精梳牽伸系統(tǒng)中吸繞纖的附件是風(fēng)管及刮片，刮片與膠輥之間的距離可調(diào)整。

圖1 單并機(jī)繞纖處理示意

1.2.2絨面材料收集

絨面材料收集裝置，在細(xì)紗機(jī)、精梳機(jī)和粗紗機(jī)上都有，細(xì)紗機(jī)是在前膠輥上放置絨輥，見(jiàn)圖2；依靠絨輥?zhàn)灾丶敖q輥的粗糙表面與膠輥表面形成摩擦，在與膠輥一同轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)收集膠輥上的繞纖。精梳機(jī)分離膠輥上放置的絨輥，作用方式與細(xì)紗絨輥相同。粗紗機(jī)上一般采用絨布帶，見(jiàn)圖3；每錠上的絨布帶覆蓋前、中、后三檔牽伸膠輥或膠圈，絨布由專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，并輔以刮片及巡回吸風(fēng)收集繞纖。

圖3 粗紗牽伸區(qū)上下的絨布帶

2 測(cè)試與分析

筆者特別取精梳棉紡過(guò)程中具有典型代表性的繞纖：?jiǎn)尾⒗@纖、粗紗繞纖和細(xì)紗繞纖，與正常熟條用AFIS測(cè)試并對(duì)比分析。

2.1測(cè)試

測(cè)試儀器：USTER AFIS PRO 2。

測(cè)試環(huán)境：溫度為20 ℃±2 ℃，相對(duì)濕度為65%±3%，平衡24 h。

測(cè)試量：測(cè)試3個(gè)小樣，每個(gè)小樣質(zhì)量為0.5 g。

表1為繞纖的AFIS測(cè)試值。取單并繞纖試樣，先將單并機(jī)收集繞花的濾網(wǎng)清理干凈，正常開(kāi)機(jī)一定時(shí)間后再取濾網(wǎng)上的纖維。粗紗絨布花采用手工將刮片從絨布上刮下的纖維取下；細(xì)紗絨輥花采用手工剝?nèi)〗q輥上的纖維。

表1 繞纖的AFIS測(cè)試結(jié)果

項(xiàng)目熟條單并繞纖粗紗絨布花細(xì)紗絨輥花上四分位長(zhǎng)度(w)/mm38．130．528．235．3長(zhǎng)度(n)/mm28．418．312．211．9長(zhǎng)度(n)CV/%35．756．983．7105．1短纖維(n)0．5/%5．431．460．367．5線(xiàn)密度/mtex166150135125成熟度0．980．910．820．79籽皮棉結(jié)數(shù)/(粒·g?1)03113總雜質(zhì)/(?！?1)51730251

2.2分析

分析表1數(shù)據(jù)，以熟條測(cè)試結(jié)果為參照，從纖維長(zhǎng)度、線(xiàn)密度、成熟度及結(jié)雜4個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比分析。

2.2.1整體規(guī)律

3種繞纖的線(xiàn)密度和成熟度都比熟條低，因此認(rèn)為，纖維越細(xì)、成熟度越差越容易形成繞纖。

繞纖中的籽皮棉結(jié)數(shù)及雜質(zhì)數(shù)高，表明籽皮棉結(jié)及雜質(zhì)可能是形成繞纖的誘因；當(dāng)然，繞纖雜質(zhì)含量高的另一個(gè)原因是繞纖收集裝置如絨輥，長(zhǎng)時(shí)間在車(chē)間環(huán)境中轉(zhuǎn)動(dòng)聚集了空氣中的各類(lèi)雜質(zhì)。

繞纖的上四分位長(zhǎng)度短、平均長(zhǎng)度短、短絨率高、長(zhǎng)度變異大，說(shuō)明繞纖中長(zhǎng)度分布比較離散，但長(zhǎng)的那部分纖維(上四分位長(zhǎng)度)比正常熟條的纖維短，且短絨率很高，說(shuō)明短纖維更易成為繞纖。

由此分析認(rèn)為，收集到的繞纖長(zhǎng)度短，線(xiàn)密度、成熟度較差，結(jié)雜含量高。

2.2.2相互比較

從表1可以看出，繞纖AFIS測(cè)試值工序間的差異也非常明顯，其中單并繞纖的整體性能最好，而細(xì)紗絨輥花最差。

與單并機(jī)比較，粗紗機(jī)和細(xì)紗機(jī)速度低，處理纖維量和膠輥工作溫度較低，但由于單并到粗紗再到細(xì)紗的牽伸控制依次增強(qiáng)，纖維承受的牽伸力也相應(yīng)增大，纖維在牽伸過(guò)程中被拉斷的可能性增大。拉斷形成的短纖易繞在膠輥、膠圈或羅拉上，這也可能是粗紗與細(xì)紗的繞纖中短纖維含量高的原因。

從繞纖收集方式看，單并機(jī)上的繞纖采用吸風(fēng)收集，可實(shí)現(xiàn)即繞即收集，同時(shí)在收集區(qū)域均有設(shè)備罩蓋，這樣繞纖收集系統(tǒng)與外界環(huán)境之間的相互影響較小，所以，單并繞纖的雜質(zhì)數(shù)較低。與單并機(jī)比較，粗紗機(jī)和細(xì)紗機(jī)的牽伸區(qū)暴露在車(chē)間環(huán)境中，容易收集到環(huán)境空氣中的塵雜。因此，單并、粗紗、細(xì)紗繞纖中的總雜質(zhì)粒數(shù)依次增加。

3 細(xì)紗絨輥花中短纖討論

細(xì)紗工序接近紗線(xiàn)成品，繞纖對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和擋車(chē)工操作的影響也最明顯，細(xì)紗繞纖收集的頻率高、涉及的錠數(shù)多，需要的人工操作最多，需要絨輥逐錠取下用搖絨輥機(jī)將繞纖清理干凈后，再把絨輥安裝到細(xì)紗機(jī)上。那么細(xì)紗絨輥收集到繞纖的性能如何，其形成機(jī)理是什么？

由表1從長(zhǎng)度的角度分析，細(xì)紗絨輥花的長(zhǎng)度(n)CV值最大，即絨輥花中的纖維長(zhǎng)度離散度最大。現(xiàn)場(chǎng)觀察絨輥上收集到的繞纖外觀特點(diǎn)是在絨輥上形成寬度不同且重疊的兩個(gè)圈，為便于描述，命名為外圈和內(nèi)圈。外圈與膠輥的寬度接近，纖維較少；內(nèi)圈與膠輥的實(shí)際牽伸工作區(qū)寬度(即膠輥與須條實(shí)際發(fā)生接觸的寬度)接近，纖維根數(shù)多。進(jìn)一步手扯分析，可以看出外圈纖維長(zhǎng)度與正常纖維接近，而內(nèi)圈則多數(shù)是長(zhǎng)度小于10 mm的短絨。

為進(jìn)一步了解細(xì)紗絨輥花中纖維的特性，采用手扯法將短纖去除，作為測(cè)試樣用于分析絨輥花中長(zhǎng)纖維的性能，AFIS測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 細(xì)紗絨輥花AFIS測(cè)試

項(xiàng)目熟條細(xì)紗絨輥花絨輥花中較長(zhǎng)纖維上四分位長(zhǎng)度(w)/mm38．135．336．8長(zhǎng)度(n)/mm28．411．926．7長(zhǎng)度(n)CV/%35．7105．145．2短纖維(n)0．5/%5．467．514．6線(xiàn)密度/mtex166125158成熟度0．980．790．98未成熟纖維/%2．711．53．9

由表2可以看出，絨輥花中較長(zhǎng)纖維的整體纖維性能稍差于熟條，同之前的結(jié)論吻合，細(xì)紗牽伸過(guò)程中，未成熟的纖維易形成繞纖。對(duì)比絨輥花和熟條的纖維長(zhǎng)度分布直方圖，見(jiàn)圖4和圖5，發(fā)現(xiàn)絨輥花中小于6.4 mm的纖維約占50%。

細(xì)紗絨輥花為什么會(huì)形成外圈、內(nèi)圈形態(tài)，且內(nèi)圈短絨集中？

筆者認(rèn)為內(nèi)圈的形成有兩個(gè)機(jī)理：一是內(nèi)圈對(duì)應(yīng)膠圈的牽伸工作區(qū)域，細(xì)紗牽伸中拉斷的纖維因?yàn)椴灰资芸刂乒矢仔纬衫@纖；二是膠圈在牽伸工作區(qū)，纖維與纖維之間以及纖維與膠圈之間形成較強(qiáng)的摩擦，容易出現(xiàn)靜電吸附[3]，可同時(shí)吸附拉斷形成的短纖和環(huán)境中浮游的短纖。

圖4 細(xì)紗絨輥花纖維長(zhǎng)度分布直方圖

圖5 熟條纖維長(zhǎng)度分布直方圖

而外圈則是較長(zhǎng)纖維形成繞纖后，被絨輥捕捉發(fā)生彎曲、折疊、積累形成；同時(shí)，絨輥在膠輥上一直轉(zhuǎn)動(dòng)，還有機(jī)會(huì)捕捉到空氣中的浮游纖維，從而形成外圈[4]。

4 減少繞纖的研究方向

繞纖本身雖然不會(huì)導(dǎo)致?lián)踯?chē)生活難做，但在紡紗設(shè)備向高速、連續(xù)化發(fā)展的背景下，牽伸器材轉(zhuǎn)速提高、搖架壓力增大、纖維間摩擦增大，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)更多的繞纖。基于相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，筆者認(rèn)為需要在以下3個(gè)方向進(jìn)行深入的應(yīng)用研究。

4.1高速下?tīng)可炱鞑墓ぷ鳒囟冉档?/p>

高速下?tīng)可炱鞑墓ぷ鳒囟冉档?，主要是指并條機(jī)、精梳機(jī)和單并機(jī)的前膠輥工作溫度高，易軟化原棉中含有的蠟及膠質(zhì)，造成繞纖甚至纏繞；目前已通過(guò)吸風(fēng)的方式，在收集繞纖的同時(shí)加速牽伸區(qū)的空氣流動(dòng)，有利于降低膠輥表面溫度，但這與實(shí)際要求的降溫效果相差很遠(yuǎn)，需要進(jìn)一步研究與開(kāi)發(fā)。

4.2靜電吸附問(wèn)題的解決

在牽伸區(qū)產(chǎn)生靜電的摩擦主要有：牽伸器材與纖維之間的摩擦、纖維與纖維間相對(duì)位移帶來(lái)的摩擦、膠輥與繞纖收集裝置的摩擦。以粗紗機(jī)用絨布帶收集繞纖為例，如圖3所示，一個(gè)絨布帶要同時(shí)與前、中、后三檔的膠輥、膠圈接觸，與前膠輥的速差大，且絨布表面粗糙，易形成摩擦靜電，引起更多的繞纖[4]。在立達(dá)F36型粗紗機(jī)上用凹凸膠輥代替絨布帶收集繞纖，與絨布帶比較可以避免較大速差帶來(lái)的摩擦靜電；圖6為精梳機(jī)分離羅拉上的絨輥改為毛刷形式的應(yīng)用。當(dāng)然，膠輥、膠圈導(dǎo)電性提高也是改善靜電引起繞纖的一個(gè)技術(shù)方向，同時(shí)纖維之間摩擦產(chǎn)生靜電的消除也是一個(gè)研究方向。

圖6 精梳機(jī)分離羅拉上的毛刷

4.3纖維性能的改善

筆者在試紡中發(fā)現(xiàn)同年同產(chǎn)地兩個(gè)品系棉花的繞纖情況差異明顯，對(duì)比纖維成熟度和馬克隆值方面均有差異，但與繞纖情況無(wú)規(guī)律可循，后嘗試參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 5009.4—2007《中空滌綸短纖維蓬松性和纖維彈性試驗(yàn)方法》中的方法，測(cè)試兩品系棉花的彈性，發(fā)現(xiàn)繞纖情況與彈性有相關(guān)性。因此，棉花在已有測(cè)試項(xiàng)目基礎(chǔ)上，需研究其彈性的測(cè)試方法及彈性與抗擾性的理論關(guān)系。

5 結(jié)語(yǔ)

5.1繞纖是紡紗牽伸器材的常發(fā)問(wèn)題，現(xiàn)有紡紗設(shè)備均配有收集繞纖裝置，工廠也有相應(yīng)的操作分工。

5.2并條、粗紗和細(xì)紗三個(gè)典型工序繞纖的AFIS測(cè)試，數(shù)據(jù)對(duì)比呈現(xiàn)的規(guī)律是：未成熟纖維和短纖更易成為繞纖。通過(guò)對(duì)細(xì)紗絨輥花長(zhǎng)度的進(jìn)一步分析，并深入分析其形成機(jī)理，認(rèn)為靜電吸附是絨輥花中短絨含量高的主要原因。

5.3繞纖收集方式在不斷發(fā)展進(jìn)步，高速、連續(xù)化生產(chǎn)的背景下，還需關(guān)注降低繞纖技術(shù)的應(yīng)用研究，提出從降低牽伸器材工作溫度、消除靜電吸附和棉花彈性測(cè)試三個(gè)方向進(jìn)行研究。

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