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
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
压力环
直径/mm
强力
/CV%
1.35
14
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
2.52
3.92
11.53
15.66
13.46
7.8
2.54
3.98
11.50
15.60
13.52
7.2
2.61
4.15
11.63
15.55
13.41
1.1
2.60
11.65
13.30
8.1
2.53
3.76
15.82
13.79
2.63
4.18
11.72
13.24
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
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
头并
19.4
6
6.43
3×12
250
末并
19.0
8
8.20
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
1.28
114
3.71
15.38
12.97
6.3
118
3.62
15.88
1.22
3.57
11.41
6.9
3.44
11.34
13.63
1.16
3.60
13.13
8.4
3.54
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
细纱隔距块/mm
1.383
普通2.5
12.95
15.22
12.91
8.8
压力棒3.0
12.56
8.3
1.291
12.25
11.87
6.6
1.212
11.74
11.31
14.07
1.136
11.98
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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联系电话：18862269008
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