纺纱试验仪器应用与质量控制的关系

赵 阳

（新疆溢达纺织有限公司，乌鲁木齐 830054）

·综合述评

纺纱试验仪器应用与质量控制的关系

赵 阳

（新疆溢达纺织有限公司，乌鲁木齐 830054）

通过对新疆溢达纺织有限公司主要纺纱试验仪器的阐述，说明充分利用先进的纺纱试验仪器AFIS单纤维测试仪在前纺关键工序质量控制、设备保全保养、优化工艺、原料选用、原料混配、控制落物等方面应用的优越性；大量具体生产实践和测试数据控制图、数据分析证明：纺纱厂充分借助纺纱试验仪器AFIS单纤维测试仪进行纺纱半制品和落物测试控制，为技术人员调整和优化纺纱工艺、设备维护维修提供依据，达到稳定纱线质量、节约纺纱成本和提高工作效率的目的。

棉结；短纤维含量；落棉率；AFIS单纤维测试仪；质量控制

0 引言

新疆溢达纺织有限公司以生产11.66tex～1.96tex（J 50s～J 330s）细号纯棉精梳紧密纱为主，生产过程中采用乌斯特（USTER）公司制造的最先进的检测设备对纺纱原料、半制品棉条、成品棉纱、落物质量进行监测和控制。采用的主要试验仪器有：HVI SPECTRUM大容量测试仪，AFIS单纤维测试仪，TESTER4条干仪，TENSORAPID强力测试仪，TENSOJET4高速强力测试仪；CLASSIMAT QUANTUM十万米纱疵仪。

以下是我公司利用AFIS单纤维测试仪进行质量控制的一点实践经验。

1 基本应用

USTER®AFIS单纤维测试仪可准确地测试棉纤维及其他纤维的长度、棉结、杂质及短纤维含量等指标，被广泛地应用于原料、半制品检测控制及纺纱前纺工艺过程监控。工程技术人员和管理人员也可参考检测到的数据对原料和纺纱半制品进行有效的质量控制、前纺工序工艺优化、前纺设备管理和设备的维护保养等。

与传统人工目测法检测棉结、杂质的方法相比较，单纤维测试仪除具有测试操作方便、人为影响小、测量精确度高等特点外，还可以检测纤维的直径、棉结的大小、短纤维含量、成熟度百分比、未成熟纤维百分含量、带纤维籽屑、带纤维籽屑的大小、杂质大小和灰尘的含量，也可用于检测原棉、棉卷（筵棉）、棉条、粗纱条的一些相关控制质量指标。

2 生产过程质量控制

在前纺车间工艺流程控制过程中，梳棉工序、精梳工序是质量控制的关键工序，利用AFIS单纤维测试仪周期性地检测梳棉条和精梳条的质量，并借助统计方法分析梳棉条和精梳条质量变化规律，制定原料混配和前纺工序相应的质量控制措施和质量改进措施。

2.1 制定单机台棉结质量控制图

公司试验室人员采用AFIS单纤维测试仪每天对每台梳棉机进行测试，并将每天测试的棉结、带纤维籽屑等数据按照测试时间、测试机台、测试数量绘制成棉结、带纤维籽屑曲线控制图表的形式。在长期的生产实践和棉纱质量控制要求方面，我们摸索和总结出梳棉机棉结控制的警戒线（如：55粒／g），当梳棉机某机台棉结超过棉结控制警戒线时，质量管理和设备管理、维护人员必须对该梳棉机台棉结突变的原因进行分析，找出解决办法，将此案例产生的原因建立质量管理控制台帐，防止其他梳棉机台在同一时间范围内或者不同时间范围内出现同样的问题。

图1是我公司4号梳棉机在20天内的棉结变化曲线图，第7天单纤维测试仪检测到棉结超出警戒控制线，表明4号梳棉机第7天进行棉结测试前已经出现质量故障。经梳棉保全保养人员多次检修梳理原件、除尘系统、清洁系统，反复对该机台的棉结进行测试后棉结降低，测试数据回归到棉结警戒控制线以内。

图1 4号梳棉机棉结变化曲线

2.2 绘制多机台棉结对比图

我公司在绘制单机台梳棉机棉结控制图时，也在同一时期内绘制了多机台梳棉机棉结对比图，将生产相同品种的多台梳棉机多次测试的棉结质量进行多次比较，来寻找梳棉机台之间存在的质量差异，便于随时找出梳棉质量落后的机台。

图2为同条生产线上8台梳棉机在2011年1月份棉结平均水平对比情况。从图2中可以明显看出6号梳棉机存在质量隐患，需制定与其他梳棉机不同的保全保养控制措施保养来改进和完善其状态。在正常情况下，同条生产线上各机台棉结水平应当保持一致，各台梳棉机的棉结数量变化应不超过生产相同品种所有梳棉机台平均棉结的10%；而6号梳棉机已明显超出这个水平，应停产并严格地检修直到其棉结测试数据满足质量控制标准为止。

图2 1号～8号梳棉机2011年1月份棉结统计

以上两种方法也同样适用于梳棉机短绒含量、除杂率、带纤维籽屑棉结、未成熟纤维百分比的控制与分析。AFIS单纤维测试仪检测指标的变化，一定程度上反映出纱线上不同大小的细小疵点质量的潜在波动，因此质量管理人员和设备管理人员都必须每天阅读梳棉机棉结控制图，这样有利于及时发现梳棉机问题，主动、有效地采取措施控制半制品质量，达到减少质量和成本损失的目的。

3 优化纺纱工艺

3.1 优化开清棉工艺

清花工序清棉机打手速度对筵棉质量影响相当显著，纺纱时针对不同原料必须做相应调整；否则，造成筵棉的疵点数量和短绒率的大量增加，详见图3、图4。

图3 不同清洁强度筵棉短绒含量对比

图4 不同清洁强度筵棉棉结数量对比

清洁强度是指清棉机打手与尘棒之间的隔距。不同的清洁强度对应着不同的梳针打手速度，清洁强度越大，打手速度越高，对纤维的梳理强度越大。试验原棉为100%新疆长绒棉，试验时用USTER®AFIS单纤维测试仪测试不同清洁强度时出口处筵棉的质量。图3、图4中试验数据表明：使用该配棉纺纱清洁强度设定为0.3时（打手速度为608r／min），筵棉的短绒率和棉结指标较好；清棉机打手与尘棒之间的隔距过大时，打手速度高，则纤维损伤严重，筵棉的短绒率和棉结显著增加，不利于短纤维和未成熟纤维的清除，亦不利于带纤维籽屑棉结的降低。

3.2 优化梳棉工艺

3.2.1锡林、刺辊速度试验锡林、刺辊是梳棉机主要的分梳元件，它们的速度对梳棉条质量影响很大，表1是在C60型高产梳棉机上的锡林和刺辊速度对比数据。试验条件：原料相同，生条产量相同，测试条件相同。

表1 刺辊速度不变、锡林速度提高试验

从表1中可以看出：随着梳棉机锡林速度的提高，棉结有减少的趋势，但梳棉条中短绒含量无论是根数计短绒率还是重量计短绒率都明显增多；所以，增加梳棉机锡林的速度虽然可以降低梳棉条的棉结，但是会增加纺纱的生产成本，不利于节约用棉，也不利于棉纱毛羽和其它疵点的控制。

为了降低梳棉条中的短绒含量，在梳棉机锡林速度不变的情况下刺辊降速，试验结果见表2。

表2 锡林速度不变、刺辊速度降低试验

在梳棉机其它纺纱工艺条件不变时，梳棉机刺辊速度由1 440r／min降为1 080r／min，无论是根数计还是重量计，梳棉条短绒率含量降低都是十分显著的，但是梳棉条的棉结却呈现上升趋势。

在梳棉工序进行梳棉机锡林、刺辊速度调整时，必须根据筵棉的质量状况和梳棉条棉结、短绒率的控制标准进行控制性调整。

3.2.2梳棉机不同产量梳棉条质量对比试验

随着梳棉机产量提高，梳理元件对单纤维的梳理度降低，排除棉结和短绒效果会随之变差；在其它工艺条件不变时，随着梳棉机产量提高，生条棉结增加，短绒含量也升高。因此，纺纱生产过程中，可以根据最终棉纱产品质量要求，合理选择梳棉机的生产产量（见表3）。

表3 梳棉机不同产量梳棉条AFIS单纤维测试仪测试质量对比

必须注意：梳棉机的产量与质量的要求永远是矛盾的，相同混配棉、工艺流程、设备条件、工艺条件下，梳棉机产量越高则质量越差；克服这一矛盾的最好方法就是调整混配棉质量、改变梳棉机设备和工艺条件，降低梳棉机的产量，梳棉机产量试验数据在棉结上的反应是产量增加一倍，梳棉条的棉结也相应增加一倍，同时也伴随着短绒的大量增加。这种棉结疵点增加的危害性是巨大的，因此在后工序棉纱质量要求较高的条件下，牺牲质量、提高产量只会减少生产利润。

3.3 精梳、并条工艺隔距优化

牵伸隔距的设置对半制品及成纱质量有决定性作用，对其进行优化是纺纱工艺控制的一个重要环节。生产时，可先用AFIS单纤维测试仪器检测前道工序纤维长度，参考其UQL（w）和L（n）5%长度初步设定牵伸隔距，再进一步进行纺纱试验优选最合理的隔距，以达到纺纱质量最优。

4 设备上的应用

4.1 合理制定和调整保全保养计划

在梳棉机上，不同材质梳理针布的使用周期不同；即使相同材质的针布也会因为各机台的加工原料、生产量、机械性能及使用情况的差异，针布的工作状态会有显著的差异，从而影响生条质量。借助于USTER®AFIS单纤维测试仪对梳棉机各机台梳棉条质量的检测数据分析，并结合最终成纱质量要求，可制定出更合理、更实用的清梳联和梳棉机维修维护保养计划，可以更有效地控制筵棉、梳棉条质量和降低设备维修维护成本。另外，当AFIS单纤维测试仪检测出前纺工序某机台出现突发性的质量波动时，也可灵活调整前纺设备相关工序的保全保养计划。

4.2 精梳机分梳专件优选

精梳锡林是精梳机关键的梳理器材，其梳理性能直接影响精梳条的质量。不同型号的精梳锡林，其梳理点、梳理角、梳针形状、梳理点密度、梳理点针尖节距及制造精度不同，对纤维的梳理度也不同，见表4。

精梳机锡林不同，虽然在实际生产上没有反应出精梳条棉结数量和短绒率、各种纤维长度的差异，但是，棉结的直径大小存在较为明显的差距，也是影响后工序棉纱疵点数量和大小的关键（见表5）。

试验结论：新型精梳锡林成纱质量明显优于普通锡林。

表4 不同精梳机锡林的精梳条AFIS质量数据

表5 精梳机不同锡林成纱质量（精梳集聚纺纱CJ 9.72tex）

该对比试验所使用的精梳小卷相同、精梳落棉率接近、棉结数量也相同，但成纱质量却有显著差异。分析两种不同锡林的精梳条AFIS检测指标发现：虽然大多数指标比较接近，但两种精梳条的棉结直径却有明显差异。进一步分析认为，采用新型锡林后精梳条中所含的棉结直径小，部分小棉结在后道工序纺纱时易被纤维包缠在纱体内而最终不被显露；因此，成纱中的棉结数量少。相反，普通锡林对纤维的梳理效果较差，精梳条中的棉结直径大，精梳条中残留的棉结在纺纱时绝大多数不能被纤维包缠在纱体内而成为棉结；另外，不可忽视的重要因素是新型精梳机锡林梳理后的精梳棉网清洁度、清晰度高，纤维的伸直度好，纤维的弯钩数量少，也是造成新型精梳机锡林产生较低数量棉结的另一个重要因素之一。

由此可见，选用新型锡林对纤维的梳理更加细致合理，可达到改善成纱质量的目的。

5 AFIS单纤维测试仪的其它应用

5.1 原棉选批

目前，国际上普遍使用USTER®HVI大容量纤维测试仪做为原棉检测仪器，HVI大容量纤维测试仪可提供原棉的马克隆值、成熟度系数、上半部平均长度、长度整齐度指标、断裂比强度、短纤维率和棉结等测试数据。

USTER®AFIS单纤维测试仪不但可测得棉纤维的单纤维长度，同时可检测出棉纤维的直径、重量短绒和根数短绒含量；而直径指标直观地反映出棉纤维的粗细程度。棉纤维线密度对成纱的条干、强力、毛羽指标影响最为显著，尤其在生产粗号纱时对原棉的线密度要求更加严格。原棉中的短绒含量不仅影响成纱质量的多项物理指标，同时还直接关系到纺纱厂的纺纱生产用棉成本。

USTER®HVI大容量纤维测试仪和AFIS单纤维测试仪相结合对原棉进行数据检测，可帮助我们准确掌握原棉和混配棉的各项物理指标信息，正确选择纺纱所需原棉和合理进行混配棉，使得混配棉变得更加科学。

5.2 合理控制精梳落棉率

精梳机的落棉率直接影响成纱质量和生产成本，落棉率的大小一般应依照原料情况和纱线质量要求进行确定。

生产过程中，不能完全依赖加大落棉率来满足和改进成纱质量，不同的原料、前道工序的加工质量、精梳机配置等，都会对精梳机的落棉率产生很大的影响。为了合理控制精梳机落棉率，应对精梳条的AFIS单纤维测试仪检测短绒率和各类疵点数据进行分析，当精梳条中短绒含量和棉结数量、其它疵点数量可满足成纱质量要求时，就不必采用过大的落棉率来降低精梳条中的棉结和短绒率。

USTER®AFIS单纤维测试仪还可以用来直接检测精梳落棉的纤维长度，以确定精梳落棉率的合理性。精梳落棉率过大或精梳机机台故障都可能导致精梳落棉中的长纤维含量过高，从而造成纺纱成本的增加。在进行质量控制的过程中，可采用AFIS单纤维测试仪定期检测精梳机机台落棉长度和其他指标，分析落棉AFIS单纤维测试仪测试的各项指标，合理控制落棉率，减少长纤维损失。

以下是使用USTER®AFIS单纤维测试仪检测精梳机落棉指标的一个实例（见表6、表7）。纺纱原料为100%新疆长绒棉；试验机台为E62精梳机。

表6 精梳机正常机台与4号精梳机精梳条AFIS单纤维测试仪指标对比

试验数据分析表明：4号精梳机与其它机台相比落棉率接近，精梳条中短绒含量高，精梳条质量较差；同时，其精梳落棉中纤维平均长度大，长纤维含量高，短绒含量低。由此可知，该机可能存在故障，会造成纺纱原料浪费。经维修工对指标异常的4号精梳机落棉风压及锡林定位校准，找出了问题所在，消除了这种异常状况。

表7 精梳机正常机台与4号精梳机落棉AFIS单纤维测试仪指标对比

6 结语

在现代纺纱生产中，应用USTER®AFIS单纤维测试仪对前纺关键工序各机台进行周期性的主要质量指标监控，可有效地进行半制品质量和纺纱质量控制，测试仪提供准确的质量技术指标信息，为纺织厂技术人员调整和优化纺纱工艺、设备维护维修提供了依据。事实证明，纺纱厂有效借助各类纺纱试验仪器可稳定和提高产品质量、降低纺纱成本、提高经济效益。

Application of the Textile Instruments in Relation to the Quality Control

ZHAO Yang
（Xinjiang Yida Textile Corporation，Urumchi 830054，China）

Through the expatiation on the instruments in Xinjiang Yida Textile Corporation，introduction is done to the advantages of the advanced AFIS single yarn tester applicated in quality control in the key process of the preparation area，in equipment maintenance，process optimization，selection of material and material mixing as well as noil control.The mass production and production data prove that full use of the advanced AFIS single yarn tester for the control of the semi－product and the noil can lay solid foundation for the process optimization and equipment maintenance，consequently stablizing the yarn qualitic and economic of the production cost and increasing production efficiency.

neps；content of short fiber；noil rate；AFIS single yarn tester；quality control

TS103.65

A

1001－9634（2012）05－0043－05

2012－04－01

赵 阳（1973—），男，陕西咸阳人，工程师，主要从事棉纺织设备、工艺、检测、纺专器材等方面的研究。