楊 東 柴云云 張涇龍

（1.新疆奧美醫(yī)用紡織品有限公司，新疆昌吉，831200；2.陜西省紡織科學(xué)研究院，陜西西安，710038；3.陜西元豐紡織技術(shù)研究有限公司，陜西西安，710038）

新疆奧美醫(yī)用紡織品有限公司年產(chǎn)醫(yī)用坯布5億m，主要為集團(tuán)醫(yī)用衛(wèi)材產(chǎn)品提供原料。通過生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)摸索，我們總結(jié)了C 14.6 tex轉(zhuǎn)杯紗的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，為轉(zhuǎn)杯紡生產(chǎn)細(xì)號(hào)紗奠定了實(shí)踐基礎(chǔ)。

1 原棉選配

針對(duì)細(xì)號(hào)轉(zhuǎn)杯紗對(duì)原料性能的要求，在保證原棉品級(jí)相對(duì)于同號(hào)數(shù)普梳環(huán)錠紗不明顯提高的前提下，主要控制棉纖維馬克隆值及單纖維強(qiáng)力等指標(biāo)，這對(duì)于提高紡紗速度及保證成紗質(zhì)量起著關(guān)鍵性作用。特別是纖維馬克隆值，它直接反映棉紗截面的纖維根數(shù)，從而決定了原棉的可紡性，因此在原棉選配時(shí)一定要注意。

根據(jù)國際紡紗設(shè)備主流生產(chǎn)商工藝工程人員提出，轉(zhuǎn)杯紡棉紗要求單根紗線截面內(nèi)纖維根數(shù)不能少于100根，我們通過進(jìn)一步試紡摸索，認(rèn)為此理論對(duì)于生產(chǎn)C 14.6 tex紗具有一定的局限性。紡制C 14.6 tex轉(zhuǎn)杯紗時(shí)，具體的試紡試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 纖維馬克隆值與紗線截面纖維根數(shù)對(duì)照表

按照以上理論要求，單根紗線截面內(nèi)纖維要達(dá)到100根以上，馬克隆值就要在3.2以下；即使是達(dá)到90根以上，也需要馬克隆值在3.7以內(nèi)；馬克隆值為3.2～3.5原棉的單纖維強(qiáng)力已經(jīng)相對(duì)較低，會(huì)對(duì)成紗強(qiáng)力以及斷頭率造成影響。因此，我們通過不斷摸索，將生產(chǎn)C 14.6 tex紗的配棉要求確定到一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶?，?.5～3.9。

對(duì)于C 14.6 tex紗，要求原棉馬克隆值在3.5～3.9之間，并非要求每個(gè)批次的原棉馬克隆值都在這個(gè)范圍，而是通過不同馬克隆值原棉的搭配，使其平均值在這個(gè)范圍內(nèi)即可，但是對(duì)于各批原棉馬克隆值的搭配是有一定要求的。通過我們生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，常用的馬克隆值搭配方案見表2。

表2 各批次原棉常用馬克隆值搭配方案

由表2可以得出，3種搭配方案的馬克隆值平均值：方案1為3.87，方案2為3.89，方案3為3.86。以上3種搭配方案雖然均采用了不同馬克隆值批次的原棉，但通過不同比例的搭配，最終使得配棉的馬克隆值平均值均在紡C 14.6 tex紗的要求范圍之內(nèi)。但需要關(guān)注的是不同搭配方案的紡紗情況卻大有不同：方案1基本可以生產(chǎn)，但是紡紗斷頭率比較高；方案2的高馬克隆值和低馬克隆值原棉占配棉主體，雖然馬克隆值平均值達(dá)到了紡紗要求，但是基本難以正常生產(chǎn)，棉紗強(qiáng)力低，斷頭率很高；方案3采取適宜馬克隆值原棉為主體，適當(dāng)搭配高馬克隆值和低馬克隆值原棉，其生產(chǎn)效果相對(duì)最好，斷頭率低，還可相應(yīng)降低紡紗捻度，提高引紗速度，棉紗的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)也相對(duì)最好。從上述試驗(yàn)結(jié)果來看，純棉細(xì)號(hào)轉(zhuǎn)杯紗不僅要求紗線截面內(nèi)纖維根數(shù)要達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，還要求馬克隆值相對(duì)均勻，差異小。

2 棉條質(zhì)量要求

根據(jù)轉(zhuǎn)杯紡與環(huán)錠紡加捻方式和成紗原理的不同，其對(duì)于棉條的質(zhì)量要求也是不同的［1］。根據(jù)這一點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)研究，在配棉確定的條件下，影響環(huán)錠紡成紗質(zhì)量和產(chǎn)量的熟條質(zhì)量因素，按照重要程度關(guān)系依次為纖維平均長度、短絨率、條干均勻度、棉結(jié)、棉雜含量；而轉(zhuǎn)杯紡雖也受這幾種指標(biāo)的影響，但側(cè)重點(diǎn)不同，通過試驗(yàn)驗(yàn)證，棉條質(zhì)量指標(biāo)影響C 14.6 tex轉(zhuǎn)杯紗的主要因素依次為纖維長度、大棉結(jié)、棉雜、短絨率、條干均勻度。這幾點(diǎn)不同的要求對(duì)于前紡工藝設(shè)計(jì)非常重要。

2.1 纖維長度以及短絨率

由于環(huán)錠紡是從內(nèi)到外精確握持的加捻模式，所以其纖維長度以及短絨率對(duì)于成紗的捻度設(shè)計(jì)和質(zhì)量影響都比較大。但是轉(zhuǎn)杯紡的加捻模式是靠轉(zhuǎn)杯旋轉(zhuǎn)的無握持自由端加捻，是從外向內(nèi)的，很大一部分捻度是靠包纏纖維纏繞加捻，因此對(duì)于纖維的長度適應(yīng)性就比較強(qiáng)，而且對(duì)于短絨的要求也不高。在不影響紗線強(qiáng)力的前提下，適當(dāng)?shù)脑黾佣探q率還可以起到優(yōu)化條干均勻度的作用。

2.2 棉條條干均勻度

對(duì)于環(huán)錠紡，并條之后再?zèng)]有混和過程，只有牽伸過程，因此熟條的條干均勻度直接影響著粗紗和細(xì)紗的條干均勻度。而對(duì)于轉(zhuǎn)杯紡，由于在分梳輥處還存在重新開松和混和過程，將纖維在一定程度上打亂通過負(fù)壓進(jìn)入轉(zhuǎn)杯溝槽，存在一個(gè)重新組合的過程［2］。在此過程中，由于棉條中纖維長度的不同，給棉羅拉的握持程度和釋放纖維的時(shí)間也就不同，這樣以來短纖維和長纖維進(jìn)入分梳輥分梳的時(shí)間就有了差異，進(jìn)而使得并合纖維在分梳齒中的分布位置以及進(jìn)入轉(zhuǎn)杯的先后順序有了差異，相當(dāng)于纖維在小范圍之內(nèi)發(fā)生了一次重新的組合和排列。進(jìn)入轉(zhuǎn)杯后，短纖維的隨意性又對(duì)于溝槽內(nèi)的細(xì)節(jié)部分起到了一個(gè)彌補(bǔ)作用，因此使得轉(zhuǎn)杯紗的條干均勻度優(yōu)于環(huán)錠紗，這也是前文所述的適當(dāng)增加短絨有利于改善紗線條干均勻度的意義所在。

2.3 棉結(jié)與棉雜的控制

對(duì)于環(huán)錠紡，棉條中棉結(jié)、棉雜的控制主要是基于對(duì)成紗中棉結(jié)和棉雜的影響［3］，考慮到紗線的質(zhì)量，從而竭力減少棉條中的棉結(jié)和棉雜；但對(duì)于轉(zhuǎn)杯紡，棉結(jié)、棉雜的控制主要是基于對(duì)紡紗過程中斷頭的影響。與環(huán)錠紡不同的是，轉(zhuǎn)杯紡有分梳輥再次開松，此時(shí)纖維基本呈現(xiàn)出單纖維狀態(tài)，可以顯著提高排雜效果；相比于在梳棉機(jī)上排雜，轉(zhuǎn)杯紡排雜最大的優(yōu)勢(shì)就是大大減少纖維損失量，充分發(fā)揮分梳輥的排雜能力，可以一定程度上彌補(bǔ)前紡“多排雜就要多排纖維”的缺點(diǎn)。轉(zhuǎn)杯紡排雜工藝的選擇主要為分梳輥速度、負(fù)壓以及棉條定量，三者相結(jié)合。試驗(yàn)證明，其他工藝不變的前提下，“大定量，大牽伸”工藝更有利于排雜和成紗條干均勻度，生產(chǎn)C 14.6 tex紗時(shí)建議熟條定量確定在25 g/5 m～30 g/5 m。對(duì)于分梳輥速度和負(fù)壓的選擇，分梳輥速度影響排雜效果以及斷頭率，棉條中雜質(zhì)含量多、棉結(jié)多、纖維分離度差，可適當(dāng)提高分梳輥速度，增加排雜和排除棉結(jié)能力，提高纖維分離度，以減少斷頭的產(chǎn)生。分梳輥速度與負(fù)壓設(shè)定相結(jié)合，可發(fā)揮較好的排雜作用，如分梳輥速度低時(shí)，可適當(dāng)提高負(fù)壓。分梳輥速度一方面影響排雜效果以及斷頭率，另一方面還會(huì)影響纖維的損傷情況，如轉(zhuǎn)速太高時(shí)會(huì)加大對(duì)纖維的損傷，影響紗線的強(qiáng)力。在紡C 14.6 tex紗，棉條短絨率（≤12.7 mm）在8.0%以內(nèi)時(shí)，我們通過試驗(yàn)，分梳輥速度與斷頭以及紗線強(qiáng)力的關(guān)系見表3。試驗(yàn)必須結(jié)合分梳輥的針布狀態(tài)來進(jìn)行，此次試驗(yàn)為分梳輥運(yùn)行約8 000 h階段的試驗(yàn)。

表3 分梳輥速度與斷頭以及紗線強(qiáng)力的關(guān)系

從以上數(shù)據(jù)可以看出，在棉條短絨率確定的條件下，當(dāng)分梳輥速度提高到9 300 r/min以后，紡紗的斷頭率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而分梳輥速度在8 000 r/min～9 300 r/min時(shí)，紡紗強(qiáng)力基本沒有明顯的變化趨勢(shì)；但當(dāng)分梳輥速度提高到9 500 r/min時(shí)，紡紗強(qiáng)力開始有下降趨勢(shì)。因此，在工藝設(shè)定方面，要綜合斷頭率和成紗強(qiáng)力兩方面要求來選擇分梳輥速度。

3 轉(zhuǎn)杯紡工藝配置和紡紗元件的選擇

轉(zhuǎn)杯紡工藝設(shè)置相對(duì)比較簡單，影響生產(chǎn)效率以及成紗質(zhì)量的主要因素為轉(zhuǎn)杯速度、捻度、分梳輥速度等因素。所以轉(zhuǎn)杯紡工藝的關(guān)鍵在于紡紗元件的配置，即轉(zhuǎn)杯、阻捻頭、分梳輥等選擇，這幾項(xiàng)紡紗元件的組合對(duì)于紡紗穩(wěn)定性以及紗線質(zhì)量尤為重要。

3.1 轉(zhuǎn)杯的選擇

轉(zhuǎn)杯的選擇主要是在于所紡棉紗的號(hào)數(shù)以及棉紗的質(zhì)量要求，號(hào)數(shù)細(xì)可選擇較小轉(zhuǎn)杯，以利于高速高產(chǎn)。Autocoro 480型轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)最高生產(chǎn)轉(zhuǎn)速為150 000 r/min，實(shí)際生產(chǎn)中可采用最小轉(zhuǎn)杯直徑為28 mm。轉(zhuǎn)杯直徑與轉(zhuǎn)杯速度以及所紡紗號(hào)范圍可參照表4。

表4 轉(zhuǎn)杯直徑與轉(zhuǎn)杯速度以及所紡紗號(hào)范圍參照表

我公司常年生產(chǎn)C 14.6 tex紗，選用28 mm轉(zhuǎn)杯，速度135 000 r/min，實(shí)際生產(chǎn)引紗速度可達(dá)到120 m/min；生產(chǎn)C 18.2 tex紗的速度可以達(dá)到140 000 r/min，實(shí)際生產(chǎn)引紗速度可達(dá)到150 m/min。我公司曾做過使用26 mm轉(zhuǎn)杯試紡C 14.6 tex紗的試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果不穩(wěn)定，其原因是由于轉(zhuǎn)杯直徑太小，在旋轉(zhuǎn)過程中離心率較小，造成轉(zhuǎn)杯速度與紡紗斷頭、成紗質(zhì)量之間的矛盾無法得到解決。因此，實(shí)際生產(chǎn)C 14.6 tex紗使用的最小轉(zhuǎn)杯直徑為28 mm，G型溝槽。

3.2 阻捻頭的選擇

阻捻頭書面術(shù)語為假捻頭，因?yàn)槠渥饔脼橥ㄟ^纖維在假捻頭表面旋轉(zhuǎn)摩擦，對(duì)轉(zhuǎn)杯溝槽到假捻頭之間的一段須條進(jìn)行假捻，這種假捻是為了增加這段須條的捻度，從而減少斷頭，增強(qiáng)紡紗穩(wěn)定性。因此，阻捻頭型號(hào)的選擇對(duì)于紡紗穩(wěn)定性尤為重要。紡C 14.6 tex紗時(shí)，由于紗號(hào)細(xì)，紗線截面內(nèi)纖維根數(shù)少，所以在生產(chǎn)過程中很容易造成斷頭，尤其是采用小轉(zhuǎn)杯、高速度時(shí)，對(duì)于整個(gè)加捻過程的控制就需要更加嚴(yán)謹(jǐn)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：斷頭基本發(fā)生在轉(zhuǎn)杯凝聚槽和阻捻頭之間的這段須條上，更多的是產(chǎn)生在須條從凝聚槽剝離時(shí)的位置。造成這種斷頭的原因很多，如棉條質(zhì)量、轉(zhuǎn)杯的溝槽清潔狀態(tài)以及鍍層光滑度，但是在以上情況確定的前提下，造成這種斷頭最主要原因?yàn)槟矶葌鬟f的問題，也即捻度從阻捻頭傳遞到剝離點(diǎn)時(shí)的程度。理論上，傳遞的假捻越多，越有利于增強(qiáng)這段須條的強(qiáng)力，增加紡紗穩(wěn)定性，那么就需要選擇假捻作用較強(qiáng)的阻捻頭。因此，選擇螺旋加刻槽的阻捻頭將更有利于增強(qiáng)假捻作用。在14.6 tex～18.4 tex紗號(hào)范圍內(nèi)，我們對(duì)幾種型號(hào)的阻捻頭進(jìn)行優(yōu)選試驗(yàn)，其對(duì)紡紗穩(wěn)定性以及強(qiáng)力及毛羽質(zhì)量的影響見表5。

表5 阻捻頭對(duì)紡紗的影響情況

通過以上試驗(yàn)可以看出，各種不同型號(hào)的阻捻頭對(duì)于紡紗穩(wěn)定性、紗線質(zhì)量的影響是有很大差異的。根據(jù)我公司對(duì)于產(chǎn)量和質(zhì)量的需要，最終選擇螺旋內(nèi)壁有6槽的KSK6-A型阻捻頭。其原因是我公司追求的主要是紡紗穩(wěn)定性以及產(chǎn)量，對(duì)于毛羽要求不是很高。當(dāng)然，阻捻頭的選型具體需要根據(jù)用戶的要求進(jìn)行選擇，一方面要考慮紡紗穩(wěn)定性，也需要考慮對(duì)于紗線質(zhì)量的影響，尤其是成紗強(qiáng)力和毛羽。

3.3 分梳輥的選擇

分梳輥的作用主要是對(duì)棉條進(jìn)行再梳理，將纖維分離成單根狀態(tài)，同時(shí)去除棉條中的大棉結(jié)和雜質(zhì)，為紡紗做好準(zhǔn)備工作［4］。分梳輥對(duì)于紡紗穩(wěn)定性以及棉紗質(zhì)量的影響主要在于以下幾點(diǎn)：梳理纖維分離度、結(jié)雜程度以及短絨率?？筛鶕?jù)這幾項(xiàng)質(zhì)量要求來選擇分梳輥，但分梳輥的選擇范圍相對(duì)比較小，主要還是根據(jù)所紡原料的不同進(jìn)行選擇。針對(duì)棉纖維的特征，我公司通過試驗(yàn)優(yōu)選了B174型、B300DN型分梳輥，這兩種類型的分梳輥適合于中細(xì)號(hào)紗，有利于提高紡紗的穩(wěn)定性以及棉紗質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，通過工藝優(yōu)選以及生產(chǎn)實(shí)踐探討，生產(chǎn)C 14.6 tex轉(zhuǎn)杯紗在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益上是可行的。主要從配棉開始，配棉重點(diǎn)掌握單纖維強(qiáng)力和馬克隆值，原棉馬克隆值控制在3.5～3.9以內(nèi)。工藝配置方面，梳棉工藝重點(diǎn)以去除大的棉結(jié)、雜質(zhì)為主，可適當(dāng)放寬短絨率以及條干的控制，按照重要性順序依次為纖維長度、大棉結(jié)、棉雜、短絨率、條干均勻度。轉(zhuǎn)杯紡工藝選擇方面，重點(diǎn)優(yōu)選三大紡紗元件：阻捻頭選取假捻系數(shù)高的螺旋帶多槽的KSK6-A型，以增加假捻效應(yīng)，減少成紗在轉(zhuǎn)杯中的斷頭率；轉(zhuǎn)杯選取小直徑，28 mm為宜，G型溝槽，這樣更有利于實(shí)現(xiàn)高速高產(chǎn)；分梳輥選取齒槽較淺的B300DN型，在細(xì)號(hào)紗配棉含雜較小的情況下更有利于分梳效果，減少紡紗斷頭率。通過優(yōu)選配棉、紡紗工藝設(shè)計(jì)以及紡紗元件的合理搭配，可實(shí)現(xiàn)較高的產(chǎn)量和較好的經(jīng)濟(jì)效益。