A1级纱疵的成因和控制
2020-12-22陈洪奎刘建忠封玉蓉
陈洪奎,刘建忠,封玉蓉
(宁夏恒丰纺织事业部 吴忠德悦纺织科技有限公司,宁夏 吴忠 751100)
1 A1级纱疵的概念
纱疵按长度可分为长纱疵和短纱疵,按粗度(截面积)可分为粗节纱疵和细节纱疵。图1是纱疵分级矩阵(classlficmation matrix)[1]。纱疵一般分为23级,其中短粗节为16级(A,B,C,D四个区),长粗节为3级(E,F,G三个区),长细节为4级(H,I两个区)。短粗节纱疵在水平方向的长度范围见表1[2]。
图1 纱疵分级矩阵
表1 短粗节纱疵长度分级
在截面积方向,短粗节纱疵按截面积大小分级(相对于纱线主体截面积的百分比)见表2。
表2 短粗节纱疵按截面积大小分级
在每组纱疵的分级中,均有4个代表纱疵级别的范围。例如:在C3组中,截面大小范围在平均纱线有限的+250%~+400%,长度为2 cm~4 cm。通过观察表1和表2可以看出乌斯特短粗节纱疵分级的概念,其中A1级纱疵为截面积相对于纱线主体(纱线的平均截面积)截面积百分比为+100%~+150%、长度小于1 cm的纱疵。
理解短粗节概念,结合乌斯特纱体分级图,可得到以下要点。
a) A1级纱疵是一个相对概念。粗度方向将纱线主体定义为1,即100%,相对于纱线的主体截面积(粗度)的百分比只要在+100%~+150%,且长度小于1 cm的疵点,就是A1级纱疵。
b) 按照A1级纱疵的特征,笔者认为A1纱疵属于常发性纱疵,电子清纱器不对其进行切除,会影响布面风格。
c) A1级纱疵的数量往往能够影响A2~A4级纱疵及B~D级纱疵的数量。从某种程度而言,A1级纱疵多,就意味着B~D级纱疵多,甚至细节也多。细节多不是绝对的,有时细节数量和粗节数量成反比。
d) A1级纱疵综合反映纺织企业的纱疵管理水平,包括工艺、设备、原料、操作、空调和器材专件的管理水平。A1级纱疵少,企业的管理水平高。
2 从纱体实例看A1级纱疵重要性
图2是M 14.8 tex KSJ纱的纱体实例。结合图1可以看出,A1部分区域中,深色纱体和浅色纱体变异约各占50%,是可以保留下来的纱疵,按照乌斯特的观念,此部分纱线属于含可容忍纱疵的正常纱线。
图2 M 14.8 tex KSJ纱的纱体实例
既然A1级纱疵不切除,研究它的意义何在?A1级纱疵是留在纱线中的纱疵,决定布面质量和风格,几乎是留在布面上最大的纱疵。在实际生产中,笔者通过每日观察络筒机上的纱体图和A1级纱疵数量发现,相比其他级别纱疵,A1级纱疵出现的数量最多、频率最高,这一点从图2纱体图中可明显看出,从这个角度上而言,A1级纱疵直接决定布面质量,不仅仅是风格。
单纯从纺纱角度而言,A1级纱疵位于A,B,C,D区16级纱疵的最短和最宽处,可以说A1级纱疵是最多的,也是灵敏度最高的。因此,A1级纱疵决定其他级纱疵的数量,即A1级纱疵数量多,B,C,D区纱疵就多;反之,B,C,D区纱疵就少,呈正相关关系。A1级纱疵少就意味着纺纱企业在原料、设备、工艺、操作和空调等方面的管理做得好。
通过对原料、设备、工艺、操作和空调的管理,能稳定并减少A1级纱疵。只要关注A1级纱疵,在质量控制方面敏感度就高,甚至在试验室的质量指标还未发现问题前,就能提前发现质量问题,真正做到未雨绸缪,防患未然,做好质量管理。
3 从纱体实例看A1级纱疵的形状
图3是乌斯特纱疵样照,可以看出A1级纱疵的外观形态。
图3 Uster Classimat 系统纱疵样照
生产中发现CJ 14.6texKSJ纱A1级纱疵大幅增加,100km纱A1级纱疵为530个~560个。通过捉A1级纱疵、看纱疵黑板图,发现是小纱疵,共计有34个,粗度在100%~143%,长度集中在2mm~6mm,其中2mm的有9个,4mm的有18个,6mm的有7个。2mm~4mm A1级纱疵占总纱疵数约79.4%。
根据实践,纯棉品种A1级纱疵分为棉结型和杂质型2类。通过观察纱疵黑板,产生A1级纱疵的原因具体有:① 看形状,此A1级纱疵不是大的短粗节,也不是短绒集聚,可以肯定不是细纱机牵伸区出现问题;② 很可能是棉籽壳、杂质引起,因为此A1级纱疵大多浮在或附在纱线主体上,不是纺入的,是植物性的,Uster Quantum(昆腾)3电子清纱器具有植物过滤器功能,而其对植物性的A1级纱疵是保留的(这种植物性的A1级纱疵对下游客户是否有影响,尚待客户反馈);③ 不可否认的是清花和梳棉落杂问题导致小的棉籽壳和棉籽皮未排出,只是杂质性地浮在或粘在纱线主体上。
4 A1级纱疵的水平
根据长期观察和实践经验,以CJ 14.6 tex KSJ品种为例,提出该品种A1级纱疵水平,具体见表3。
表3 CJ 14.6 tex KSJ品种纱疵水平
5 偶发性短粗节纱疵产生的原因
偶发性短粗节纱疵分级矩阵如图4所示。
图4 偶发性短粗节纱疵分级矩阵
偶发性短粗节纱疵产生的原因从工序讲主要有3类:① 由原料和梳棉导致(A1级纱疵的位置在纱疵分布图的左下角,很显然主要由原料和梳棉造成);② 由前纺工序导致;③ 由纺纱过程导致。
5.1 由原料和梳棉引起的纱疵
这种纱疵与原料的质量有关。对于天然纤维,主要与纤维的物理性能有关,如纤维的线密度、长度和短纤维含量等;对于合成纤维,主要与纤维开松为单纤维状态的程度有关,开松不足会导致单纤维粘连,可能与柔软剂、油剂、润滑剂或气候条件等有关。
5.2 由前纺工序引起的纱疵
严重的纤维直径变异或纤维束摩擦力不良均会引起纱疵。通常由纤维束引起,即在牵伸区中未受到控制,造成纤维束未完全牵伸开,纱线中就会出现直径增加的问题,产生短粗节。
5.3 纺纱过程中形成的纱疵
大部分纱疵是由纺纱过程中的飞花和粘挂在牵伸区或其他零件上的纤维残留物进入纱线形成,有时在清洁过程中飞花也会被纺入纱线。此外,环锭细纱机的工艺参数设定也会影响偶发性纱疵的数量,如牵伸区的牵伸倍数或隔距设置。
6 影响A1级纱疵水平的因素
6.1 纺纱种类
普梳纱和精梳纱A1级纱疵的数量大不相同。与普梳纱相比,精梳纱A1级纱疵的数量显著减少。
6.2 纺纱型式
通过观察纯M 14.8 tex KS(赛络纺)品种和纯M 14.8 tex KSJ(集聚赛络纺)品种的纺纱情况,发现两者A1级纱疵差异很大。
纯M 14.8 tex KS(赛络纺)品种的A1级纱疵为325个/(100 km),纯M 14.8 tex KSJ(集聚赛络纺)品种A1级纱疵为141个/(100 km)。
这2个品种前纺清花设备和梳棉设备均一样,而细纱纺纱型式分别为赛络纺和集聚赛络纺,说明不同的细纱纺纱型式对A1级纱疵的影响非常大。
纺制同品种Modal时,负压吸风对小纱疵,特别是A1级纱疵数量影响非常大。其实质是负压吸风凝聚纤维,在网格圈部分吸住纤维和短绒,对细小纱疵的控制非常有益。负压吸风使得A1级纱疵减少了57%,反向证明牵伸部分对细小纱疵的影响不到50%,可见,负压对减少A1级纱疵作用较大。
以上分析不同程度上颠覆了乌斯特关于纱疵形成的理念。乌斯特理念认为A1级纱疵的产生与清花流程的开松效果及梳棉流程的梳理效果相关,并未说细纱纺纱型式的不同对A1级纱疵产生重大影响。笔者认为,以上观点既是对A1级纱疵的认识,又是对乌斯特纱疵产生根源的补充和完善。
6.3 纺纱号数
CJ 14.6 tex KSJ(集聚赛络纺)、CJ 11.7 tex KSJ(集聚赛络纺)、CJ 22.4 tex KS CR(赛络纺超柔纱)3种不同纱号对应的A1级纱疵示例见表4。
表4 不同纱号对应的A1级纱疵
由表4可明显看出,赛络纺超柔纱的A1级纱疵很低,只有70.4个/(100 km)。结论:① 管纱号数越大,A1级纱疵越少;② 管纱号数越大,A1级纱疵控制越容易;③ 对同一纺纱企业而言,纱号越小,控制难度越大,管理上就需要在配棉、工艺、操作和设备上重点控制。
6.4 清花工序
笔者在清梳联清花部分增加一个凝棉器,产量增大了5000 m3/h,CJ 14.6 tex KSJ品种的A1级纱疵由220个/(100 km)下降到176个/(100 km)。这说明清花部分增加排杂能力可减少A1级纱疵。
6.5 是否采用半精梳方式
R/C 50/50 14.7 tex KSJ品种的A1级纱疵是1600个/(100 km)、半精梳(加入1根普梳条)时,A1级纱疵为696个/(100 km)~800个/(100 km),下降幅度为50%~56.5%,这说明同种纤维由普梳变为半精梳时,A1级纱疵减少。
6.6 梳棉针布锐度
梳棉针布锐度对A1级纱疵影响非常大。针布锐度下降,则A1级纱疵会逐步恶化。无锐度,则梳理针布手感无正反向,这是质量的灾难,更是A1级纱疵恶化的灾难。
6.6.1 纺纱示例1
M 14.8 tex KSJ品种A1级纱疵开始为717个/(100 km),次日A1级纱疵为820个/(100 km),A1级纱疵数量增长太快。纯Modal(唐m)品种刚开始较正常,A1纱疵略高于300个/(100 km)。因纺涤粘品种,将化纤品种调整到二组清花以后,3日后,A1级纱疵开始逐步增长,从略高于300个/(100 km)逐步增加到观察截止时的高于800个/(100 km)。因5,6排梳棉机针布已经更换完成,而3,4排梳棉机有4台车梳棉锡林针布未更换,怀疑是针布的问题。引申分析,原R/C 50/50 14.7 tex KSJ 品种纱疵过高也可能和针布有关,不仅仅是R纤维的问题。
因此,暂且将梳棉机车速由140 m/min降为130 m/min,或减台,以降低M 14.8 tex KSJ纱产量,待梳棉问题解决后再提速。
6.6.2 纺纱示例2
精梳CJ 14.6 tex KSJ品种 A1级纱疵从略高于200个/(100 km),逐步增至700个/(100 km)~800个/(100 km),增加非常快,笔者怀疑针布有问题。对梳棉机针布进行鉴定,发现锡林针布无锐度,平整度较好,正反向已经没有,必须更换针布。
6.6.3 采取措施
a) 试验室人员用手感法分析棉结,对所有机台的针布进行鉴定;
b) 更换到期的锡林针布;
c) 对前纺车间梳棉上棉箱给棉导板进行网眼化改造,排除细小杂质和籽屑。
6.6.4 效果
更换针布后,CJ 14.6 tex KSJ品种的A1级纱疵约为200个/(100 km)。M 14.8 tex KSJ品种的A1级纱疵低于200个/(100 km)。
6.6.5 机理分析
按照乌斯特纱疵的观点,A1级纱疵取决于2个因素:一是原料,二是梳棉短绒。原料对A1级纱疵的影响非常大。
一般认为,针布使用寿命到期之前的锡林—盖板隔距是最小的。如果锡林锐度下降,甚至锡林针齿无正反向,则意味着纤维在锡林—盖板间搓转,产生大量短绒,影响了纤维的伸直度和平行度,从而产生大量纱疵,包括A1级纱疵。梳棉短绒率过大,对A1级纱疵影响非常大。再结合纱体的理念,短绒率高,在纱体图上浅色的纱体变异大。纱体变异在B2级,甚至C2级,表现为2 mm~4 mm的短粗节多。企业纱体好的时候,在17.44 tex~14.58 tex,纱体变异B1级只是在左下角极小的三角区域,不到B1级整个面积的25%。只要纱体变异超过B1级进入到B2级,就说明出现了大的质量问题。
纯棉品种A1级纱疵的表现不同,有的表现为棉结,有的表现为杂质(棉籽壳等),这种不同表现可以作为采取不同控制措施和管理措施的依据。
7 A1级纱疵产生的主要机理
7.1清花速度过高或纤维原料回潮率过小,造成纤维损伤,产生纤维性小纱疵,即纤维性A1级纱疵;速度过低或回潮率过大,杂质无法排出,造成小纱疵增多,即杂质型A1级纱疵增加。
7.2梳棉工序工艺不当,特别是锡林等针布锐度下降,甚至无锐度,纤维在隔距之间被反复搓转,造成短绒增加,纤维伸直度和平行度变差,A1级纱疵大面积增加。
7.3梳棉、精梳、并条、粗纱和细纱的风箱存在问题,清洁不规范、棉网堵塞、破网,使短绒、游离性的杂质和棉结无法排出,造成A1级纱疵。
7.4所有纺纱机台的走纱通道出现勾、挂、缠问题,造成A1级纱疵。
7.5短绒量大,牵伸区难以控制,导致短绒集聚,造成A1级纱疵。
7.6牵伸部分,尤其是细纱机牵伸部分小飞花及牵伸胶圈、罗拉、胶辊缠花形成A1级纱疵。
7.7牵伸装置的牵伸力和握持力不当,造成常发性纱疵,包括A1级纱疵大量增加。
7.8前纺、细纱区温湿度控制不当,导致纤维发散或缠绕,造成A1级纱疵增加。
8 解决A1级纱疵问题的主要措施
8.1优选合适的原料,且原料存放时间不宜过长,应先到先用。
8.2清梳、精梳工艺措施要适当。
8.3纺部各工序,尤其梳棉工序和精梳工序要控制好短绒。
8.4各部器材专件必须按照周期进行管理,针布周期管理尤为重要,必要时周期宜偏短掌握。要根据不同的纺纱品种、纺纱号数、纤维类别优选针布。化纤和棉宜在不同区域纺纱,采用不同的温湿度控制利于纺纱。以精梳14.58 tex、棉型化纤和混纺为例,当精梳品种的A1级纱疵在600个/(100 km)~800个/(100 km),棉型化纤或混纺品种在500个/(100 km)~600个/(100 km)时,且短期内变化幅度大,持续时间长,首先要考虑梳棉针布和短绒的问题。
8.5A1级纱疵黑板分析法。当怀疑A1级纱疵升高过多时,我们不妨在后纺车间自动络筒机上,将A1级纱疵捉出,摇在黑板上,分析是棉结型的还是杂质型的,还是兼而有之;是全局的还是局部的;是短期的还是长期的。这样,根据不同的情况可采取不同的有效措施。如果是棉结型的,就在梳棉工序控制好棉结;如果是棉籽、杂质,就要在清花、梳棉和精梳工序多排除棉籽和杂质,这样就可以将A1级纱疵控制下来。
8.6从前纺到后纺的温湿度管理要到位,要勤调、早调,按照固定时间调整温湿度,避免出现大的波动。
8.7梳棉机、并条机、粗纱机和细纱机吸棉风箱管理不能忽视,这是排除短绒、尘杂和小杂质量控制点。滤网密度合适,不能破损,不能有毛刺等挂花点。
8.8清花、梳棉和精梳等滤尘设备需控制合理,主风道风压适当,滤尘各部风压适当,这样有利于排除短绒和尘杂。
9 结语
A1级纱疵是留在纱线中的纱疵,决定布面的质量和风格,是留在布面上最大的纱疵。笔者通过阐述A1级纱疵的概念和重要性,提出 CJ 14.6 tex KSJ品种A1级纱疵的高、中、低水平,分析了偶发性短粗节纱疵产生的原因,用实例分析A1级纱疵产生的原因、机理和解决A1级纱疵过多的思路,最后提出解决A1级纱疵的措施。