华芳集团 顾永科
摘要：本文探讨了在纺纱原料与细纱捻度既定的条件下，通过优化各工序工艺参数，加强设备、运转操作和温湿度管理，提高环锭纺CJ18.2tex纱线强力的生产实践。清梳联工序柔和打击梳理，避免纤维损伤；并粗细工序优选后区牵伸倍数，改善条干均匀度，提高纱线强力。实践表明，CJ18.2tex的平均断裂强度可以稳定在15.5cN/tex以上，强力CV%控制在8%以下，基本满足了高速喷气织机对纱线强力的要求。
关键词：纱线强力；条干均匀度；伸直平行度；后区牵伸倍数；优选
由于新型织机地飞速发展，纯棉品种喷气织机的主轴转速达到了1200r/min，引纬速度也达到了1800m/min，在高速状态下纱线在织造过程中承受了很大的喷射张力，此时为减少经纬纱断头，保证生产效率，必须提高纱线的平均强力。目前技术水平较高的织机一般要求经纱强力15cN/tex以上，单纱强力变异系数9%以下。因此，为满足客户需求和应对市场竞争，棉纺企业必须着手提升纱线强力等相关指标，才能立于不败之地[1]。
通过数理研究表明，在影响纱线强力的因数中，捻度起最主要的作用，其次是纤维线密度，最后是各工序的工艺过程等。所以本文旨在成纱捻度和原料既定的条件下，从优化各工序工艺参数和加强实践生产管理入手，探讨如何提升CJ18.2tex纱线强力等相关指标[2]。
1 原料指标
线密度相同的纱线，纤维细度越细，单位截面内包含的纤维根数越多，纤维间接触面积越大，拉伸时相互间抱合力越大，平均强力也会相应提高。因此在控制原料组价的基础上，尽量选择线密度细的原棉。本厂原料主要以新疆棉为主，贯彻“长配短、粗配细、优势互补、提高可纺性”的配棉原则，CJ18.2tex纱线品种的配棉指标如表1所示：
表1 CJ18.2tex的配棉指标
原棉产地 | 技术等级 | 成熟度 | 短绒率/% | 断裂强度/cN.tex-1 | 长度mm | 马克隆值 | 回潮率/% | 含杂率/% |
新疆地方棉 | 3.9 | 0.86 | 9.0 | 27.5 | 28.52 | 4.21 | 5.4 | 0.9 |
2 工艺流程
JWF1012型往复式抓棉机→FA113系列单轴流开棉机→FA028C多仓混棉机→JWF1124型开棉机→FA177B喂棉箱→JWF1204A型梳棉机→FA306A型并条机→JWF1383型条并卷机→JWF1275型精梳机→FA306A型并条机（头并）→JWF1312A型并条机（末并）→JWF1415型粗纱机→JWF1562型细纱机→村田NO.21C型自动络筒机
3 优选各工序工艺参数
3.1 开清棉工序
针对原棉短绒和杂质含量较少的特点，开清棉工序贯彻“精细抓棉、早落少碎、以梳代打”的工艺原则，提高打手开松效率，避免剧烈打击，防止损伤纤维增加短绒[3]。适当降低抓棉机打手速度（1350r/min）及打手伸出肋条隔距（-3mm），提高抓棉机运转效率至90%，同时对FA113单轴流开棉机的打手速度进行了不同挡位的调整，优选最佳打手速度，试验结果如表2所示：
表2 FA113不同打手速度短绒率增长表
打手速度 /r.min-1 | AFIS短绒（进口） /% | AFIS短绒（出口） /% | 短绒增长率 /% |
650 | 10.58 | 11.46 | 8.32 |
600 | 10.36 | 10.98 | 5.95 |
550 | 10.11 | 10.58 | 4.65 |
注：AFIS短绒为重量法短绒 | |||
从表2中可以看出打手速度越慢，短绒增长率越小。当打手速度降到500 r/min时，棉流转移量过小容易造成FA028C多仓混棉机空仓，因此最终选用550 r/min。
3.2 梳棉工序
梳棉工序贯彻“强分梳、易转移、紧隔距、少损伤”的工艺原则，后部适中握持分梳多除杂、少伤纤维，前部自由梳理紧隔距，多除棉结与短绒，具体工艺参数如表3所示：
表3 梳棉工序主要工艺参数
项目 | 工艺参数 |
生条定量/g.5m-1 | 22 |
出条速度/m.min-1 | 120 |
锡林速度/r.min-1 | 410 |
刺辊速度/r.min-1 | 900 |
盖板速度/mm.min-1 | 210 |
给棉板与刺辊隔距/mm | 0.77 |
刺辊与锡林隔距/mm | 0.20 |
锡林与盖板隔距/mm | 0.25、0.21、0.21、0.25 |
锡林与道夫隔距/mm | 0.15 |
3.3 并条工序
并条工序的主要任务是降低中、长片段不匀率，提高纤维的伸直平行度。为了提高成纱强力，并条采用顺牵伸，头并牵伸小二并牵伸大，改善熟条纤维伸直度[4]。
头并采用较大后区牵伸倍数有利于纤维的伸直平行，改善成纱质量，但是后区牵伸过大纤维易扩散，对浮游纤维控制不利，条干反而会恶化，对FA306A后区牵伸进行最优工艺试验，试验结果如表4所示：
表4 头并后区牵伸倍数对成纱指标的影响
后区牵伸倍数 | 并条条干/CV% | 粗纱条干/CV% | 细纱条干/CV% | 单纱断裂强度/cN.tex-1 | 最低断裂强度/cN.tex-1 | 强力/CV% |
1.56 | 2.78 | 3.89 | 11.52 | 15.06 | 12.76 | 7.3 |
1.71 | 2.56 | 3.49 | 11.38 | 15.67 | 13.49 | 6.5 |
1.87 | 2.69 | 3.56 | 11.62 | 15.19 | 12.63 | 7.1 |
从表4可以看出，头并后区牵伸倍数选择1.7倍时效果最佳。棉条经头并牵伸后，须条中纤维的伸直平行度得到了很大的提高，此时喂入末并的纤维以后弯钩居多，因此末并牵伸应根据弯钩伸直原理采用较小的后区牵伸倍数，前区牵伸适当增大，提高熟条质量。同时结合压力棒加强对浮游纤维的控制，提高条干均匀度[5]。为获得最优工艺组合，开展了末并后区牵伸分配及压力环直径优选试验，试验结果如表5所示：
表5 末并牵伸分配及压力环直径对比试验
后区牵伸倍数 | 压力环 直径/mm | 并条条干/CV% | 粗纱条干/CV% | 细纱条干/CV% | 单纱断裂强度/cN.tex-1 | 最低断裂强度/cN.tex-1 | 强力 /CV% |
1.35 | 14 | 2.78 | 4.05 | 11.66 | 15.49 | 13.35 | 7.4 |
13 | 2.46 | 3.67 | 11.39 | 16.04 | 13.85 | 6.4 | |
12 | 2.84 | 4.22 | 11.75 | 15.44 | 13.19 | 7.9 | |
1.25 | 14 | 2.52 | 3.92 | 11.53 | 15.66 | 13.46 | 7.8 |
13 | 2.54 | 3.98 | 11.50 | 15.60 | 13.52 | 7.2 | |
12 | 2.61 | 4.15 | 11.63 | 15.55 | 13.41 | 7.8 | |
1.1 | 14 | 2.60 | 4.05 | 11.65 | 15.55 | 13.30 | 8.1 |
13 | 2.53 | 3.76 | 11.50 | 15.82 | 13.79 | 6.5 | |
12 | 2.63 | 4.18 | 11.72 | 15.44 | 13.24 | 7.9 |
从表5中可以看出，末并后区牵伸倍数1.35倍，压力棒调节环直径选用13mm时，纱线条干及强力指标最好，可以满足客户对CJ18.2tex纱线的上机需求。并条工艺参数如表6所示：
表6 并条工序主要工艺参数
项目 | 干定量/g.5m-1 | 并合根数 /根 | 后区牵伸倍数 /倍 | 总牵伸倍数 /倍 | 压力环直径/mm | 罗拉隔距/mm | 出条速度/m.min-1 |
头并 | 19.4 | 6 | 1.71 | 6.43 | 14 | 3×12 | 250 |
末并 | 19.0 | 8 | 1.35 | 8.20 | 13 | 3×12 | 250 |
3.4 粗纱工序
粗纱工序中容易发生意外牵伸，形成偶发性纱疵，影响成纱质量。为防止意外牵伸，首先将粗纱导条辊整体前移5cm，缩短棉条进入牵伸区的距离；其次在保证细纱不出硬头的情况下，尽量加大粗纱捻系数来提高纤维间的抱和力，增加纤维动态摩擦力，减少粗纱退绕过程中的意外牵伸。此外，在粗纱牵伸机构中，后区牵伸分配对改善粗纱条干均匀度也有一定的影响，因此开展了优选粗纱后区牵伸倍数及粗纱捻系数的相关试验[6]，试验结果如表7所示：
表7 粗纱牵伸分配及粗纱捻系数对比试验结果
后区牵伸倍数/倍 | 粗纱捻系数 | 粗纱条干/CV% | 细纱条干/CV% | 单纱断裂强度/cN.tex-1 | 最低断裂强度/cN.tex-1 | 强力 /CV% |
1.28 | 114 | 3.71 | 11.52 | 15.38 | 12.97 | 6.3 |
118 | 3.62 | 11.46 | 15.88 | 13.30 | 7.2 | |
1.22 | 114 | 3.57 | 11.41 | 15.60 | 13.41 | 6.9 |
118 | 3.44 | 11.34 | 15.82 | 13.63 | 7.2 | |
1.16 | 114 | 3.60 | 11.46 | 15.44 | 13.13 | 8.4 |
118 | 3.54 | 11.39 | 15.93 | 13.68 | 7.6 | |
注：粗纱定量5.5g/10m | ||||||
从表7中可以看出，粗纱捻系数在合理范围内越大，成纱指标越好，后区牵伸倍数为1.22倍时成纱质量最优，所以为了提高纱线强力，选择118的粗纱捻系数和1.22倍的后区牵伸倍数。
3.5 细纱工序
由于粗纱定量不变，细纱总牵伸倍数也保持不变，所以主要考虑前区与后区牵伸分配、上下胶圈隔距变换等工艺配置来改善成纱条干均匀度，从而提高纱线强力。
前区胶圈钳口对浮游纤维的控制力强，故后区牵伸倍数宜小掌握，但后区牵伸倍数过小会有粗纱打曲现象；新型压力棒隔距块可以减小浮游区长度，加强对浮游纤维的控制，但过小会造成“出硬头、牵不开”等问题[7]。因此需要优选最佳工艺配置来达到提高强力目的，优选试验结果如表8所示：
表8 细纱牵伸分配及隔距块对比试验结果
后区牵伸倍数/倍 | 细纱隔距块/mm | 细纱条干/CV% | 单纱断裂强度/cN.tex-1 | 最低断裂强度/cN.tex-1 | 强力 /CV% |
1.383 | 普通2.5 | 12.95 | 15.22 | 12.91 | 8.8 |
压力棒3.0 | 12.56 | 15.55 | 13.19 | 8.3 | |
1.291 | 普通2.5 | 12.25 | 15.55 | 13.68 | 7.2 |
压力棒3.0 | 11.87 | 15.82 | 13.52 | 6.6 | |
1.212 | 普通2.5 | 11.74 | 15.66 | 13.41 | 7.2 |
压力棒3.0 | 11.31 | 16.04 | 14.07 | 6.5 | |
1.136 | 普通2.5 | 11.98 | 15.60 | 13.52 | 7.8 |
压力棒3.0 | 11.66 | 15.82 | 13.79 | 7.1 | |
注：细纱捻系数380 | |||||
从表8可以看出，细纱后区牵伸倍数1.212倍时，使用3.0mm的压力棒隔距块，成纱质量指标达到最佳，满足了客户的要求。
4 车间温湿度管理
车间温湿度控制直接影响产品的产量、质量、消耗以及员工的身心健康，加强空调温湿度管理才能确保各工序生产正常进行，实现优质高产低耗的生产目标。
车间温湿度对纤维纺纱性能影响较大，回潮率增大会增加纤维间的抱合力和摩擦力，有利于消除静电，可以改善细纱条干和外观，提高成纱强力。但湿度过大，不利于开松除杂；而湿度过小，纤维太脆容易被打断产生短绒，因此合理控制原棉的湿度对于提高成纱质量指标至关重要[8]。
本厂使用的新疆棉，回潮率较低，因此在棉包进入车间后必须预松加湿处理，以提高纤维的强力，减少纤维在打击过程中的断裂，降低短绒增长率。清花工序湿度控制在65%左右，梳棉工序控制在55%左右，使纤维在生产过程中处于内湿外干的放湿状态，增强纤维的柔软性和抗打击能力；并粗工序湿度适当偏高掌握，控制在65%左右，使纤维处于内干外湿的吸湿状态；粗纱回潮控制在6.5%左右，有利于纤维伸直，牵伸后纤维内应力易于消失，提高条干均匀度；细纱工序相对湿度控制在55%左右，使纤维在生产过程中处于内湿外干的放湿状态，纤维柔软，导电性能好、摩擦力小、对牵伸有利，条干均匀度好，有利于提高成纱强力。由于我公司采用细络联设备，自络筒工序湿度还需兼顾细纱工序，湿度控制在60%-65%，保持一定的湿度，可提高成纱的强力，并减少纱疵和毛羽。
5 设备和运转管理
5.1 设备管理
众所周知，设备是纺纱的基础，没有良好的设备状态，纱线质量无从谈起。首先要重点做好设备周期性保养工作，每月提前制订好平揩车作业计划，并根据作业计划安排好每天的工作内容，确保计划百分之百完成。在保养工作中重点抓好各工序通道部位的光洁度，各回转部件的灵活度等，并且有严格的交接手续。
其次是做好专件器材合理使用工作，专件器材是纺纱设备的关键部件，专件的选择直接影响到车间生产效率及产品质量。本厂以保证产品质量稳定和降低机物料成本为出发点，通过大量的专件试纺数据并结合多年的生产实践经验，优选了适合的纺纱专件品牌和型号，确保了产品质量和生产效率的稳定。同时各类专件严格按照周期使用，避免因专件的超期或使用不当造成产品质量的波动。
5.2 运转操作管理
运转操作管理的重点是抓好日常培训和检查考核工作，杜绝违操和恶意破坏，避免人为质量事故。首先抓好机台清洁工作，减少飞花附入，实行循环清洁法，班班做、天天做，保持机台通道清洁无挂花，且正确使用清洁工具，杜绝拍、打、煽、吹等现象；其次是培养挡车工质量意识，提高操作水平，强化操作技能，做好定置定位和半制品流转保护工作，保证产品质量。
6 结束语
在原料和细纱捻度既定的条件下，为提高CJ18.2tex的成纱强力，主要从以下几个方面着手：
（1）开清棉工序为降低短绒增长率，适当降低打手速度，做到既充分开松，又避免纤维损伤；梳棉工序贯彻“强分梳、易转移”的工艺原则，为提高成纱强力保驾护航。
（2）并粗工序通过优选后区牵伸倍数来改善条干均匀度，提高成纱强力。
（3）细纱工序优选后区牵伸倍数及新型专件来改善牵伸稳定性，减少常发性纱疵，提高成纱条干均匀度和强力。
（4）严格控制车间温湿度环境，提高原料的适纺性和纺纱过程连续性。
（5）加强设备和运转操作管理，为提高纱线品质打好坚实基础。
提高纱线强力是一个系统工程，看似简单实际上却难以做到，需要全方位综合考虑。本厂通过上述一系列的工艺优化和精细管理，CJ18.2tex成纱平均断裂强度在15.5cN/tex以上，强力CV%控制在8%以下，基本满足了客户需求，但是还需进一步保持并加强各方面整合，使得成纱强力突破更高水平。
参考文献
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作者简介：顾永科（1978-12），男，中国华芳集团有限公司总裁、党委书记，张家港，215600
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