劉榮清

(上海市紡織工程學(xué)會，上海 200061)

0 引言

紗線的疵點簡稱“紗疵”，廣義的紗疵是指各種內(nèi)在和外觀的疵點，內(nèi)在疵點主要有強度、伸度、耐磨性、彈性等物理性疵點；而外觀疵點則包括棉結(jié)、雜質(zhì)、條干不勻、毛羽、異色和異纖等。作者僅討論成紗外觀疵點的清除和控制問題。

電子清紗器(以下簡稱“電清”)主要安裝在絡(luò)筒機上，也有安裝在并紗機上的，每錠一只，它實質(zhì)上是一個在線外觀疵點檢測和清除紗疵的裝置，是防止紗疵再發(fā)生、全面有效減少外觀紗疵、提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少后工序斷頭、提高產(chǎn)量與效率和降低成本的有效舉措。目前，約90%以上的紡紗品種都已使用電清。

1 電清的發(fā)展歷程

20世紀(jì)60年代以前，紗疵檢測主要依靠黑板目測對比，清除紗疵也僅有原始的清紗板清紗器；后來逐漸出現(xiàn)由紗線絡(luò)筒張力盤延伸發(fā)展的磨盤清紗器以及移刀式、梳針式和腰鼓式清紗器，但也只能去除細(xì)紗表層的大雜質(zhì)和棉結(jié)、大竹節(jié)和飛花。

20世紀(jì)80年代改革開放以后，我國紡織生產(chǎn)中引入了電清[1]，主要型號有瑞士的USTER UAM C型、Peyerfil PⅠ-12型、Loepfe30型，日本的seltex NC-52B型等。我國在學(xué)仿的基礎(chǔ)上也開發(fā)了多種型號，如無錫江寧產(chǎn)的QS-3型、南通無線電廠的NTQ型、上海無線電廠SMD-80型及安徽5329廠QSD-Ⅱ型，特別是上海棉紡織公司為使用電清企業(yè)給予行政補貼費用的利好，推動了電清的普遍應(yīng)用。目前，電清已成為自動絡(luò)筒機必配器材。

第1代清紗器結(jié)構(gòu)簡單、功能單一，主要去除竹節(jié)、粗節(jié)和雙紗。一般采用相對測量的方法[2]，用于純棉紗產(chǎn)品，雖然國內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量明顯差于國外，但也有相當(dāng)效果。

烏斯特公司光電和電容清紗技術(shù)(USTER QUANTUM)電清是在線全面檢測的基礎(chǔ)，它發(fā)展了光電和電容的組合式清紗技術(shù)[3]。之后推出智能清紗技術(shù)USTER QUANTUM 3清紗器質(zhì)量保證系統(tǒng)，構(gòu)建軟件平臺，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，其服務(wù)器可訪問每一控制單元，實現(xiàn)快速診斷、保證疵點被及時發(fā)現(xiàn)和清除、促使質(zhì)量水平和生產(chǎn)效率大幅提升，人工成本顯著降低。目前，USTER QUANTUM 3已發(fā)展為USTER QUANTUM 5，但僅是在分級上更加細(xì)化，增加了異纖含量檢測和評估，提供溫濕度報告等方面作了變化。

瑞士洛菲(Loepfe)公司的ZENIT光電式電清[4]，實行全模塊設(shè)計、采用IT編程的紅外光方式進(jìn)行清紗分級、實行全面檢測、控制，其中FP系列采用靜電摩擦機理，對異纖的清除特別有效，適用各種纖維。該電清也可實現(xiàn)中央單元控制，能管理每只清紗器。

日本KEISKI公司的三弦電清[5]是最早使用電容、光電組合檢測技術(shù)的電清?！叭摇敝浮半娙菔?光電式+異纖”檢測，其異纖檢測頭可安裝于電容式、光電式的探頭上。

近幾年，國產(chǎn)電清也取得長足的進(jìn)步。陜西長嶺紡電公司的精銳系列多種型號電清，能適應(yīng)國內(nèi)外多種型號絡(luò)筒機，并有適用轉(zhuǎn)杯紡紗機的電清。其中，DQSS系列電清用途廣泛，具有清紗、分級、切斷、報警、定長、統(tǒng)計、聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代清紗器的功能，可與烏斯特公司的同類型清紗器媲美。

2 光電式和電容式電清的比較

光電式和電容式電清的定性比較[2]，見表1。

表1 兩種電清的定性對比

電清類型光電式電容式紗疵信號直徑外形變化紗條質(zhì)量變化信號靈敏度較低較高纖維材料影響較小較大環(huán)境溫濕度影響小影響較大光照塵埃有影響無影響紗條回潮率無影響有影響電耗較大較小扁平紗疵有影響無影響導(dǎo)電、金屬纖維可檢出不易檢出包芯紗可檢出材料有影響沾色纖維需改造檢測頭不易檢出使用壽命較短較長

兩種電清各有優(yōu)勢和特點，近期有融合取長補短的趨勢。

電容式電清檢測紗疵質(zhì)量的變化時，紗條密度基本一致，其質(zhì)量隨截面積而變化。紗線截面呈近似圓形，即受直徑平方變化，計算公式為Q=πd2B。其中：Q為紗線質(zhì)量；d為紗線直徑；B為紗條密度。如果紗線直徑d增加2倍，則電容式的Q將增加4倍，因此電容式電清的測試靈敏度高。

烏斯特公司資料顯示[6]：當(dāng)紗線截面積增加1倍時，其光電直徑信號僅增加42%。如圖1所示。

圖1 紗線電容信號和光電信號比較

為了減少光電式電清對扁平紗疵的影響，不少制造廠采用多角度反射光或二維漫射光檢測或多光譜檢測等方法，以減少截面測試的誤差。

為了減少環(huán)境溫濕度對電容式電清的影響，可根據(jù)溫濕度變化，自動調(diào)整測試材料系數(shù)或自動修正補償電容值的變化。

3 近代電清功能的創(chuàng)新發(fā)展

3.1擴(kuò)大紗線品種的使用范圍

現(xiàn)代電清可適用棉、毛、絹、麻等各類纖維及其混紡產(chǎn)品以及包芯紗、賽絡(luò)紡紗、色紡紗、金屬纖維、碳纖維、濕紗和抗靜電紗等生產(chǎn)。

3.2增加去除異纖的功能

較高端的電清均有去除異纖功能，去除范圍包括各種有色、無色纖維及各類植物性異纖，特別關(guān)注無色、透明、不易發(fā)現(xiàn)的丙綸纖維。檢測清除的方法有采用360°無盲點強光掃描、紫外線、超聲波、偏振光檢測及纖維摩擦產(chǎn)生靜電等方法[7-8]。據(jù)有關(guān)資料介紹，開清棉異纖清除機只能去除10%的大異纖，小的、分散體異纖清除還需依靠電清。

3.3附加紗線毛羽檢測

現(xiàn)代電清具有毛羽檢測清除功能，可檢測毛羽指數(shù)等指標(biāo)。

3.4強化錯號檢測報警功能

紗線線密度大的變異，即“錯號”是需要注意的問題，必須及時發(fā)現(xiàn)、糾正并報警，特別要關(guān)注周期性發(fā)生的錯號問題。

3.5增加捻接功能

高端電清裝有紗線捻接質(zhì)量檢測，可保證捻接的質(zhì)量。

3.6特定品種的專用清紗器

紗線品種不同，其成紗工藝、紗線形態(tài)也不同，紗疵內(nèi)容也有較大的差別。目前，已針對性開發(fā)出長絲類、轉(zhuǎn)杯紡和噴氣渦流紡等專用電清，清除效果好、成本低。Loepfe最新電清增加了麻灰紗和色紗的鑒別和清除功能。

3.7增設(shè)電清吹氣裝置，檢測環(huán)境優(yōu)良

不少企業(yè)在電清檢測區(qū)，增設(shè)吹氣裝置，可及時去除飛花和塵埃，以保證電清的工作正常。

4 電清與紗疵分級儀評估和發(fā)展

1960年出現(xiàn)第1臺電清，1968年全球第1臺烏斯特紗疵分級儀CLASSMAT(簡稱“分級儀”)問世，后者是在前者基礎(chǔ)上研發(fā)的。前者是為了清除紗疵，后者是為了實現(xiàn)紗疵分級。分級儀是在離線的實驗室標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，按品種抽樣檢測紗疵，在規(guī)定運行速度下測試一定長度紗的紗疵并對其進(jìn)行分級，之后按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，評定該批紗線的品質(zhì)等級，也可根據(jù)其所測的紗疵數(shù)據(jù)，為設(shè)置電清工藝參數(shù)作參考。

目前，不少分級儀與電清幾乎都采用相同檢測頭和檢測參數(shù)，兩者數(shù)據(jù)一致，具有一定可比性；但測試環(huán)境有差異，也會導(dǎo)致結(jié)果的不同。如烏斯特電清分級儀(USTER QUANTUM 3)，測試數(shù)據(jù)較穩(wěn)定，但抽樣數(shù)量較少。測試結(jié)果往往不能代表大面積的真實水平，其推薦的工藝參數(shù)也會造成紗疵切除過多或過少。

由于現(xiàn)代電清功能不斷提高，測試項目不斷增多，基本已完全與分級儀一致或更多，加之電子計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，早先1臺絡(luò)筒機需2～3臺控制器分別控制電清的數(shù)據(jù)，目前只需1臺就能控制所有錠子?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展可將整個車間、所有品種的電清聯(lián)網(wǎng)管理統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)存儲可達(dá)5 a～10 a，從而形成計算機“大數(shù)據(jù)”，據(jù)此來評估質(zhì)量，控制紗疵的產(chǎn)生，制定清紗、切除及報警的界限，要比分級儀的統(tǒng)計更加科學(xué)、準(zhǔn)確。在產(chǎn)品流通中建立供給容器，如在對粗紗、條筒、管紗等進(jìn)行電子編號基礎(chǔ)下，可進(jìn)一步將產(chǎn)生異常紗疵的錠位找出或向前方機臺追蹤，及時清除產(chǎn)生紗疵的源頭，發(fā)揮電清全過程、全面控制成紗外觀疵點的作用。例如，當(dāng)電清發(fā)現(xiàn)某一錠子連續(xù)出現(xiàn)粗而長的竹節(jié)疵點時，先找出細(xì)紗機管紗的錠號，繼而找出粗紗機錠位、并條機眼別，經(jīng)檢查是該并條機羅拉隔距偏小、牽伸區(qū)纖維伸直扭結(jié)，在其集聚區(qū)和圈條部分形成“棉橄欖”所致，針對性進(jìn)行工藝調(diào)整后問題迎刃而解。

5 結(jié)語

5.1電清技術(shù)已取得長足的發(fā)展，現(xiàn)已能全面、綜合性地進(jìn)行在線檢測、監(jiān)控、清除、分級和追蹤紗疵產(chǎn)生原因；是實現(xiàn)“大數(shù)據(jù)”統(tǒng)計分析、遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)控制外觀紗疵的有效工具。紡紗企業(yè)必須重視并做好相應(yīng)管理工作，設(shè)專職技術(shù)人員負(fù)責(zé)測試數(shù)據(jù)的采集、分析，指導(dǎo)消除有害紗疵，并做好電清的定期檢修和保養(yǎng)工作。

5.2用戶應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品需要，科學(xué)設(shè)置電清對有害紗疵的切除、報警及追蹤等有關(guān)界限，嚴(yán)防清除不足和過度切斷。如小紗疵未被切除后變成小結(jié)頭，小結(jié)頭的強度又低于正常紗15%～20%，易使產(chǎn)量降低，回絲增加。

5.3傳統(tǒng)的質(zhì)量檢測手段只能反映質(zhì)量而不能解決質(zhì)量問題；而現(xiàn)代電清不僅能檢測有害紗疵，切斷疵點，還能找出發(fā)生紗疵的源頭，真正做到預(yù)防為主，具有非凡的意義。

5.4國產(chǎn)電清已基本達(dá)到國際一般水平，但與國際知名品牌相比仍有差距，必須從學(xué)仿走向創(chuàng)新研發(fā)，制造出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品，以占領(lǐng)國內(nèi)外高端市場。