瑞士乌斯特公司创造高效的纱线生产方式

魏道培

一家纺织厂的原材料花费要超过生产总成本的50%。为降低成本和优化加工过程，纺织商都要高度关注纤维的质量特性，并可随时监控它。为什么要这样呢？这是因为，电子质量管理系统已能最大限度降低生产过程中的原料消耗。

根据过去60年来业界对纱线（粗纱和长条）的精确度量，全世界的纺纱机械开发商都在改良纺织加工方式，致使它们逐步减少了纤维纱线生产的变异。这不仅提高了产量，而且在相当程度上降低了原料的消耗，这是每一个生产者都倍感兴趣的。而更感兴趣的是，他们期望进一步了解纤维的质量特性更进一步减少花费，使纺织生产达到最优化。

2008年标志着纺织电子工业的第60个年头即将过去。在过去的60年里，乌斯特公司开发的技术扮演着重要角色。2008年在中国上海举办的国际纺织机械展览会暨ITMA亚洲展会上，乌斯特公司特意举行了招待会，并准备了一个大蛋糕，以庆祝纱线均匀度电子测试仪问世60周年。

18世纪末，世界上第一家机械纺织厂问世。自那以后的150年里，纺织工业的检测仪器都十分落后。纱线生产很难在可视条件下接受检查，一般而言，靠人工肉眼监控，或极少数利用著名的“电子黑板”进行实时检测。随着生产力的显著提高，检验方式逐渐减少了同一生产期间出现的不均匀纱线状况。在精梳纱线中，普通纱线均匀度的变化系数从1957年的20.2%下降至2007年的13.7%。这有力地说明，人类的纺织技术发生了质的飞跃。1935年至1945年，军事工业设备和电子产业的突飞猛进刺激了纺织工业的发展。二战后，新发明的电子元件不断应用于提高各种测量技术，而纺织产业则是获得长足发展的多个领域之一。到了1950年，人们开始利用终端原料图表设备测量纤维长度，仅需30分钟即能获得结果。但利用现代纤维测试系统后，十多种质量特性可在几秒钟之内就测出。1944年到1948年间，乌斯特发明了第一个纤维均匀度检测仪。几年后，美国公司也发明了可确定棉纤维长度的电子测量仪。此后，半导体引入纺织检验领域，它再次带来质的飞跃。

在纺织电子中出现两大进步：一是半导体和信号放大器开始用于纺织生产，二是1949年第一代电子晶体管问世。它由于要比电子管小很多，因此它给10年后开发更简单的联机传感器奠定了基础。第一代纱线均匀度检测器可利用一个电容传感器来确定纱线的多种变化并依靠记录器记录纱线的多种变化。1951年，乌斯特公司又推出自动检测器，以加强对断裂强度和变化强度的系统测量。

1992年，纱线强度测试揭开了纺织检验的新篇章，即乌斯特公司开发出称为Tensojet的高速强度检测器，它每小时可进行3万次测试。该系统的运用让人们轻易找出纱线中特别脆弱点，也使人们在编织过程中发现了经常出现末端断裂的原因。

在2008中国ITMA亚洲展会上，乌斯特公司特意展出了世界上第一代带有传感器的均匀检测仪，随之又创建完整的纺织业质量管理系统。该系统在所有纱线生产工序中的应用可极大地减少浪费和节省资金。20世纪60年代初，自动络纱机引入绕线设备，从而推动了第一代监控系统在该种机械上的广泛运用。第一次发明的电子纱线清理器就可解决纱线偏粗的问题。绕线机上的数字系统则可以监控所有清理器。1968年，乌斯特将称为Classimat的分类系统引入（纤维）厚度分析系统。在该系统的帮助下，操作人员可确定哪些厚重部分是通过纺织机就可消除。除了分类缺陷和弯曲外，绕线空间的前部也将决定切点的数量，要求每100 km一个切点，以消除最麻烦的缺陷，同时也可提高机器的效率。

20世纪70年代早期，由于引进了滑槽式喂纱系统，原属劳动力密集型的清棉设备实现了自动化。然而，这样随意地将纱线“喂入”卡中，更容易引起卡片长条的变化。于是，乌斯特又设计出针梳机自调匀整装置，最终该装置也应用到勾画结构图上。清棉设备质量管理系统的目的在于将短纤维和棉结最小化，以减少长条不均匀状况。20世纪70年代中期，纺织厂的数字系统更加发达，它可以监控纺纱的准备、纺织和绕线过程中所有的生产步骤。为避免均匀度和计算偏差，在纺纱准备过程中，长条纱应一直处于被监控状态。一旦超过预定质量标准，它就会通过警灯提示操作员，并指出故障位置。随后，监控绕纺机所有纺锤的数字系统开发出来。它随着环绕柄移动，传感器记下每一个环绕柄的旋转次数。若有一个环绕柄停下，传感器会要求整台设备停止工作。若环绕柄没有按正常速度工作，传感器会减慢纺锤的速度。否则10%的纺锤会造成50%的末端破裂，所以如何修复和清理这些部分则成为生产者的关注焦点。

在美国，安装用于棉线分类的高容量器械成为20世纪70年代中期的又一突破。在透彻研究几年后，这一开发成就促使美国农业局与美国电子产业联手，运用这种纤维束检测系统，可在几秒钟内就将所有纤维分类检测出质量特性。该方法同样也促进了纤维测试的发展，使其作为一种最为适合的工具运用于纺织厂。乌斯特与美国两家公司合作，于1990年和1993年进一步开发这一技术。由此，乌斯特高级纤维系统，一种单纤维测试装置在1993年问世。它在测量时，就自动计算棉结的数量和大小。这种器械还有一些附加功能，如：基于终端原料图、纤维成熟度和直径大小确定纤维长度和短纤维的容量。1997年以来，用于平坦检测器的传感器已能精确测量纱线加工中漏下的灰尘和垃圾粒子纱。传感器可监测梳棉机、精梳机和开放式（光电）转杯纺纱。在同一年，一个光学传感器开始集成到均匀仪上。该传感器可测定在很短的切点长度和偏离圆形横截面处的纱线直径、直径变异、均匀度等。

乌斯特公司为世界纺织业创建了一个基准，以此将纺织实验室与现实生产中的（纤维）质量特性联系在一起。1957年，乌斯特统计数字第一次引入所有纺织基准。全世界的样本评估都表明，长度为28mm的纤维中棉结的平均数为每克300个棉结。最好的棉样品每克也有120个棉结，最多的每克有450个棉结。但在长绒棉里检测出的棉结比率就很低，因为这类棉纱大部分都被辊式轧花机轧过。这些统计数据，如测量棉结、垃圾、粉尘和成熟的纤维，目前用于棉纤维和各类纱线都非常有效。梳理、制图和梳毛的目的是要减少棉结和短纤维，以及长条的不均匀。棉结在相当程度上会使纺织品的外观受损并降级，因此生产厂家会十分重视棉结的比率。

一般有两类棉结：一类是纤维棉结，它是纤维的一种纠缠物，在机械处理时形成；另一类叫种皮棉结，它是棉种子和残留纤维结合碎粒带来的。它们主要是在纤维和棉种分离时的压轧下产生的。废渣和灰尘颗粒等杂质粒是棉株的一部分，如树叶或茎秆的断片等。这些微粒需要在轧棉和纺织过程中剔除。轧棉的目的是要将压轧的破坏性影响最小化，同时减少短纤和棉结的形成。纤维成熟度是评定棉花质量的重要参数。为计算不成熟纤维，纤维的圆截面要与有同样圆周环形截面的纤维进行比较，这样才能鉴别出纱线的品质。

在过去的60年里，瑞士乌斯特技术开发公司创造了既可在线生产，又可在实验室进行织物质量检测的系统，该公司由此已成为世界纺织业的功臣。

（据美国《纺织世界》最新资料http://www.textileworld.com/Articles/2008/September_2008/Features/Efficient_Yarn_Production.html）