王學(xué)元

(杭州精紗信息技術(shù)有限公司，杭州 311203)

1 梳棉纖維轉(zhuǎn)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(guān)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(dá)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(jié)等疵點(diǎn)。

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

1.1 握持轉(zhuǎn)移

由于錫林針齒的線速度遠(yuǎn)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(duì)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(huì)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(zhuǎn)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(jì)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(diǎn)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(yīng)的工藝技術(shù)措施可以獲得較高的伸直平行度(絕大多數(shù)會(huì)被完全拉直)。

1.2 粘連轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移。這部分纖維的比例，與梳棉機(jī)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(guān)。其在生條中的排列形態(tài)特點(diǎn)是：纖維伸直平行度相對(duì)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(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致牽伸附加不勻升高，節(jié)結(jié)增多。

1.3 飄附轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移。這部分纖維的比例，與梳棉機(jī)的工藝條件、氣流狀態(tài)、錫林針齒的握持能力等因素有關(guān)。其在生條中的排列形態(tài)特點(diǎn)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(jié)等，且定向度較差，有些纖維甚至?xí)霈F(xiàn)與棉網(wǎng)運(yùn)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(duì)纖維的正常變速影響較大，會(huì)導(dǎo)致牽伸附加不勻升高，節(jié)結(jié)增多。

受纖維轉(zhuǎn)移方式的影響，在生條或熟條或粗紗中會(huì)存在卷曲、彎鉤、粘連、橫斜(相對(duì)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(zhǎng)度小于纖維的實(shí)際長(zhǎng)度，因而在后續(xù)的牽伸過程中會(huì)對(duì)須條的均勻度造成不利影響。

纖維在須條中的有效投影長(zhǎng)度與其實(shí)際長(zhǎng)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(zhǎng)度(h)占纖維伸直長(zhǎng)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(zhǎng)度與各根纖維的平均長(zhǎng)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(diǎn)

根據(jù)纖維在錫林—道夫三角區(qū)3種轉(zhuǎn)移方式及纖維的形態(tài)特點(diǎn)，梳棉工序提高纖維伸直平行度的主要著力點(diǎn)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(zhuǎn)移的纖維比例；② 提高設(shè)備運(yùn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)移的纖維比例；③ 理順梳棉機(jī)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(shí)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(zhuǎn)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(zhuǎn)移時(shí)，道夫針齒對(duì)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(zhuǎn)移纖維。同時(shí)，保證各梳理器材對(duì)纖維的梳理效果，提高纖維的分離度和轉(zhuǎn)移過程中的單纖維率。

b) 適當(dāng)提高錫林轉(zhuǎn)速。在纖維轉(zhuǎn)移過程中，在保證道夫針布對(duì)纖維有效握持的前提下，適當(dāng)提高錫林轉(zhuǎn)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(duì)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(zhuǎn)移隔距，可以提高梳理效果，順利完成纖維的轉(zhuǎn)移，特別是適當(dāng)減小錫林—道夫隔距，可以有效提高道夫針布對(duì)纖維的抓取能力和握持效果，有效提高握持轉(zhuǎn)移的纖維比例，從而改善生條中纖維的排列結(jié)構(gòu)。

e) 適當(dāng)降低梳棉機(jī)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(jī)運(yùn)行過程中，穩(wěn)定、順暢的氣流是提高梳棉機(jī)梳理質(zhì)量、保證纖維順利轉(zhuǎn)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(shí)，會(huì)造成道夫針布抓取纖維困難、飄附轉(zhuǎn)移纖維比例增加的問題，導(dǎo)致棉網(wǎng)中的纖維結(jié)構(gòu)混亂。

g) 提高設(shè)備運(yùn)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(fēng)管道堵塞，保證纖維經(jīng)過錫林、道夫時(shí)具有良好的棉網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

h) 適當(dāng)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(duì)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(jié)構(gòu)紊亂。因此，并條工序的工藝配置應(yīng)以“有效伸直纖維、改善須條內(nèi)在結(jié)構(gòu)”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(yīng)以有效伸直前彎鉤纖維為主，二并應(yīng)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(jié)構(gòu)，必須掌握“牽伸順暢、通道光潔、運(yùn)行良好、不纏不繞”的技術(shù)原則。

3.1 合理設(shè)計(jì)牽伸倍數(shù)及牽伸分配

牽伸倍數(shù)及牽伸分配應(yīng)根據(jù)纖維彎鉤方向優(yōu)化設(shè)計(jì)[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(shí)，應(yīng)重點(diǎn)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(yīng)不大于3.0，過大會(huì)對(duì)前彎鉤纖維產(chǎn)生負(fù)面影響，防止半熟條中棉結(jié)增長(zhǎng)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(shí)，應(yīng)重點(diǎn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(dāng)偏小掌握(加大羅拉隔距對(duì)后彎鉤纖維的改善影響不大)；當(dāng)纖維平均投影長(zhǎng)度較頭并略長(zhǎng)時(shí)，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(zhǎng)度、線密度、整齊度、喂入量及牽伸倍數(shù)等因素密切相關(guān)，一般主牽伸區(qū)羅拉隔距以2.5%纖維跨距長(zhǎng)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(chǔ)上增加4 mm～8 mm。

3.3 保證設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好

a) 以喇叭口中心線為對(duì)稱基準(zhǔn)線，精心調(diào)整牽伸區(qū)內(nèi)須條的位置，通過調(diào)整導(dǎo)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(jìn)入集束器時(shí)，在收束成條前不會(huì)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(yīng)定期揩擦須條通道上的棉蠟、油劑等污垢，保證清潔、吸風(fēng)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(yīng)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(dāng)，左右調(diào)節(jié)環(huán)的規(guī)格一致，壓力棒放置位置準(zhǔn)確，以防止對(duì)棉網(wǎng)的運(yùn)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(duì)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(dǎo)條張力牽伸倍數(shù)。

h) 有良好的圈條成型，保證條子退繞時(shí)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(xì)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(xì)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(fù)荷

a) 在并、粗、細(xì)各工序中，由于喂入須條中的纖維排列結(jié)構(gòu)差異較大，纖維的伸直平行狀態(tài)各有特點(diǎn)，而且不同工序的牽伸型式和纖維喂入量不同，對(duì)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(duì)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(jié)構(gòu)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(xì)紗的彈性鉗口等，都有利于對(duì)纖維的有效控制，可以多分擔(dān)一部分牽伸任務(wù)，特別是對(duì)纖維具有較強(qiáng)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(dāng)須條中后彎鉤纖維較多時(shí)，應(yīng)采用較大的前區(qū)牽伸倍數(shù)；而后牽伸區(qū)一般是簡(jiǎn)單的羅拉牽伸(細(xì)紗機(jī)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(duì)較弱，不宜承擔(dān)較大的牽伸任務(wù)，特別是喂入的須條中后彎鉤纖維較多的工序，應(yīng)盡量偏小配置后區(qū)牽伸倍數(shù)(如頭并、細(xì)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(cè)試方法

5.1 質(zhì)量法測(cè)試原理

假定須條中的纖維排列結(jié)構(gòu)完全相同，那么在每一段纖維的平均長(zhǎng)度L內(nèi)，纖維排列形態(tài)都具有重復(fù)性。首先，用寬度為L(zhǎng)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(huì)出現(xiàn)變動(dòng)。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(zhǎng)度就相當(dāng)于在長(zhǎng)度為L(zhǎng)的須條中，所有具有前彎鉤特點(diǎn)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(zhǎng)度。同理，夾持工具后端的纖維總長(zhǎng)度也等于長(zhǎng)度為L(zhǎng)的須條中所有具有后彎鉤特點(diǎn)的纖維，在后夾持線之后沿須條軸向上的投影總長(zhǎng)度。

圖1 質(zhì)量法測(cè)試?yán)w維伸直平行度原理示意

由于被夾持住的纖維形態(tài)不會(huì)變動(dòng)，其前后夾持線可以看成是長(zhǎng)度為L(zhǎng)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(zhǎng)度與后端纖維的總長(zhǎng)度之和，就代表長(zhǎng)度為L(zhǎng)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(zhǎng)度，其與夾持工具內(nèi)所有纖維總長(zhǎng)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(zhǎng)度與質(zhì)量成正比。由于測(cè)量纖維總長(zhǎng)度的難度較大，為便于測(cè)算，可用質(zhì)量之比來代替長(zhǎng)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(xì)均勻的情況下，須條的長(zhǎng)度與質(zhì)量也成正比，夾持工具內(nèi)須條長(zhǎng)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(jì)算結(jié)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(zhǎng)度(等于夾持工具的寬度)/mm；

L——纖維平均長(zhǎng)度/mm。

另外，采取質(zhì)量法還可以分別測(cè)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(zhǎng)度內(nèi)的須條中，所有具有前彎鉤特點(diǎn)的纖維在須條軸向上的投影總長(zhǎng)度與所有纖維的總長(zhǎng)度之比。

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

纖維方向性系數(shù)是指同樣長(zhǎng)度內(nèi)的須條中，所有具有前彎鉤特點(diǎn)的纖維與所有具有后彎鉤特點(diǎn)的纖維在須條軸向上的投影總長(zhǎng)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(fù)，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(cè)試?yán)w維伸直平行度，測(cè)試結(jié)果與“示蹤纖維法”的測(cè)試結(jié)果非常接近[4]，說明其測(cè)試方法是可靠的。但采用質(zhì)量法測(cè)試?yán)w維伸直平行度，是以“須條中各部位的纖維排列結(jié)構(gòu)完全相同，在每一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)(纖維平均長(zhǎng)度)的須條中，纖維排列形態(tài)都具有重復(fù)性”為假定條件；而實(shí)際生產(chǎn)中，每一段須條中的纖維排列結(jié)構(gòu)總有差異，所以其測(cè)試結(jié)果與纖維實(shí)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(cè)試，由于示蹤纖維的樣本數(shù)量相對(duì)較少及其本身形態(tài)特征具有隨機(jī)性，其測(cè)試結(jié)果也與須條中纖維實(shí)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(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)論造成不利影響。

5.2 質(zhì)量法測(cè)試操作步驟和注意事項(xiàng)

質(zhì)量法測(cè)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(cè)試須條(生條、熟條、精梳條、粗紗等)。

質(zhì)量法測(cè)試操作步驟如下。

a) 取一段要測(cè)試?yán)w維伸直平行度的須條，要求須條長(zhǎng)度大于(2L+H)，且前后方向不能錯(cuò)。

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(biāo)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(zhǎng)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(dòng)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(cè)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(cè)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(shí)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(duì)切下的前端纖維、后端纖維和夾持工具中的中段纖維進(jìn)行稱量，并記錄數(shù)據(jù)。

e) 采用公式(1)～(4)計(jì)算纖維伸直平行度及相關(guān)系數(shù)。

6 結(jié)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(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)，可以用來評(píng)判工藝參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)良性。因此，定期或不定期測(cè)試各工序半制品的纖維伸直平行度，采取相應(yīng)措施來改善半制品纖維的排列結(jié)構(gòu)，對(duì)提高成紗質(zhì)量具有顯著效果。