环锭纱络筒质量的检测与控制

孙志豪，邢明杰，逄邵伟，陶继昊，李 浩

(青岛大学 纺织服装学院，山东 青岛 266071)

络筒是织前准备的第一道工序，是将管纱或绞纱在络筒机上卷绕加工成符合一定要求的筒子纱(简称筒纱)。络筒的主要目的是增加纱筒容纱量，以提高后道工序的生产效率，并在该过程中检测纱线条干均匀度，尽可能清除纱线上的疵点和杂质，改善纱线品质。目前，筒纱存在因纱线重叠导致的磨损严重、因卷绕过程摩擦产生的毛羽过多、随筒纱直径逐渐加大而产生的纱线条干不匀等问题[1]。针对这些问题，本文利用对比实验的方法，对不同直径(厚度)筒纱的毛羽、条干、强力、卷绕点分布等进行检测和分析[2]，得出络筒过程对纱线质量的影响因素，并提出优化方案。

1 实验部分

1.1 实验材料

线密度为27 tex的涤纶筒纱。

1.2 实验仪器

YG171LB型纱线毛羽测试仪，采用高精度激光光源、高灵敏度光敏元件、高稳定度检测电路,仪器工作稳定可靠,测试数据稳定性高,一致性好。YG138电容式条干均匀仪，采用数字工业计算机技术,Windows操作系统；先进的传感器检测电路,信号准确稳定；双滚筒拉伸机构体积大、速度低、阻尼设计独特,传动平稳；滚筒自动开合,自动伸缩,可更换使用,减少纱线磨损；光谱可以显示波长,图形可以任意缩放,便于分析。

1.3 测试方法

抽取20支络筒后纱管筒纱，将每个筒纱线以相距7～8 mm半径(厚度)为1组，分成10组，分别测试每组纱线的毛羽数、条干均匀度、强力指标和卷绕点分布。随机抽出1支筒纱数据进行分析。

2 纱线性能测试与分析

2.1 纱线毛羽

由于纱体表面的纤维与纱线主体联系较为松散，受到外部摩擦挤压后，表层纤维易被勾起形成毛羽[3]。纱线毛羽指数测试结果见表1。

表1 纱线毛羽指数测试结果

由表1可以看出：筒纱的毛羽量随着纱线直径的增大，先减少后增加[4]。具体原因为：当筒子的直径较小时，纱筒和筒槽在卷绕过程中速度差异较大，所以纱线受到较大摩擦，导致条干均匀度较差，毛羽增多[5]，但当纱筒直径增大时，纱筒和筒槽的速度差异不再明显，所以中等厚度筒纱所受摩擦相对较小，纱线的毛羽数相对较少。随着筒纱直径的增大，纱筒重量成为毛羽产生的主要因素，随着重量的增加，纱筒与筒槽的摩擦增加，摩擦力增大[6-7]，纱线受到摩擦的概率增加。所以纱线的毛羽增多。

2.2 纱线条干不匀率

纱线不匀率测试结果见表2。

表2 纱线不匀率测试结果 %

由表2可以看出：随着筒纱直径减小纱线不匀率先减小后增大。为保证后道工序正常退绕，络筒时需将管纱卷绕成圆锥筒纱。络筒时，筒纱上只有一点的线速度与槽筒的线速度相等，这一点被称为传动点。纱筒和槽筒的相对速度随着纱线与传动点距离的增大而增大。纱筒中间部分的纱线距离传动点较近，相对速度小，纱线CV值小，条干均匀度较好。随着筒纱直径的增加或者减少，其距传动点的距离越来越大，槽筒与纱线之间的摩擦增加，导致筒纱的条干不匀增加，因此纱线条干呈现先减小后增大的趋势。

2.3 纱线强伸性

纱线强力指标测试结果见表3。

由表3可以看出：筒纱里、外层纱线断裂强力较大，中层纱线断裂强力较小。这是因为里、外层纱线在卷绕过程中与槽筒的相对速度较大，受到的摩擦力比中层纱线大，导致其张力比中层纱线大，而张力是影响纱线断裂强力的重要因素[8]。影响纱线断裂强度的因素包括纱线的纤维强度、纤维长度，纱线线密度，纱线结构和捻度等[9]，由于本文实验的纱线相同，所以各组纱线强度不同是由于里外层纱线结构差异造成的[10]。

2.4 卷绕点分布

在络筒过程中，纱线绕过纱筒大小头端完成1个卷绕周期后，重新开始卷绕的位置点称为卷绕点[11]。

络筒过程中，纱筒在摩擦力作用下随槽筒转动，

表3 纱线强力指标测试结果

如果槽筒转速不变，则在某一时期在1个或几个卷绕周期中纱筒正好转过整数转时，纱筒上的纱圈便会前后重叠起来。由于纱筒的半径变化很慢，纱筒与槽筒间的这种传动关系会持续相当长时间，结果在纱筒表面会形成密集而凸起的条纹，将这种凸起称为纱线重叠。

纱线重叠的情况可以用纱筒的卷绕点表征。纱线在卷绕过程中卷绕点的分布可以通过手工退绕的方法得到。实验选择在恒温恒湿条件下将筒纱按照半径分成5组。在纱筒的底部画1个圆模拟纱筒底部，对每组纱线进行手工退绕，每到1个卷绕点时在模拟圆的相应位置画点作为卷绕点标记，每组取40个标记点，将标记点密集区域用实线划分，不同半径筒纱卷绕点区域分布如图1所示。实线分布越密集则卷绕点分布越集中，重叠越严重。由图1可以看出纱筒直径越小，重叠越明显。

图1 不同半径筒纱卷绕点区域分布

纱筒直径较大时，络筒卷绕点的分布比较分散，随着纱筒直径变小，卷绕点的分布越来越集中，纱线的重叠也更严重[12-13]，因此，在纱线络筒过程中纱线卷绕点重叠的部分随着筒子直径的增大变得越来越少[14]。

3 优化措施

3.1 改善络筒质量

毛羽在锥形纱筒大小头端较多，因此应选择合适的槽筒材质，提高其表面光滑程度。络简速度对纱线毛羽的影响较大，速度越大，毛羽越多。一般情况下，直线型纱道可以减少纱线对导纱部件的摩擦包角，可以减少对纱线的摩擦，进而减少毛羽的产生；纱道包角偏小，可以减小倍积张力的产生，对纱线张力均匀也有一定作用；过高的络筒张力对纱线条干CV 值、强力CV 值等会造成不利影响。为减少络筒加工对纱线质量的影响，应采用较小的络筒张力和适宜的络纱速度。

3.2 改善卷绕质量

纱筒卷绕是通过纱线与槽筒之间的摩擦传动实现的，因此会由于纱线与槽筒之间的摩擦产生毛羽而影响纱线条干均匀。为此采取的措施为：①将槽筒表面刻画沟槽轨道以减小摩擦；②用金属槽筒取代胶木槽筒；③将弹簧锭子改为轴承，以减小筒子的摩擦力矩；④尽量减轻张力盘质量，络筒车速不宜过高，并通过加强维修保养，确保锭子的转动灵活和导纱通道光洁。

4 结 论

①络筒筒纱的最外层纱线毛羽较多，由外层向内层纱线的毛羽逐渐减少，当到达一定的临界点时筒纱的毛羽数量又开始增加。因此筒纱外层的均匀性最好、千米纱疵少，而最内层纱线疵点、粗条较多，纱线条干均匀度较差，纱线疵点最严重。筒纱断裂强力先随纱筒直径的减小而减小，而后强力逐渐增加，在筒纱中层时强力到达最小值。

②通过对比不同直径筒纱质量可以看出，络筒过程对纱线质量造成很大影响，而络筒过程产生的纱线重叠是影响纱线条干均匀性、CV值和强力波动的主要原因。

③卷绕质量对络筒工序的筒纱质量产生影响,卷绕质量不佳直接造成自动络筒工序效率下降，且对成纱质量造成影响。