環錠紗絡筒質量的檢測與控制

孫志豪，邢明杰，逄邵偉，陶繼昊，李 浩

(青島大學 紡織服裝學院，山東 青島 266071)

絡筒是織前準備的第一道工序，是將管紗或絞紗在絡筒機上卷繞加工成符合一定要求的筒子紗(簡稱筒紗)。絡筒的主要目的是增加紗筒容紗量，以提高后道工序的生產效率，并在該過程中檢測紗線條干均勻度，盡可能清除紗線上的疵點和雜質，改善紗線品質。目前，筒紗存在因紗線重疊導致的磨損嚴重、因卷繞過程摩擦產生的毛羽過多、隨筒紗直徑逐漸加大而產生的紗線條干不勻等問題[1]。針對這些問題，本文利用對比實驗的方法，對不同直徑(厚度)筒紗的毛羽、條干、強力、卷繞點分布等進行檢測和分析[2]，得出絡筒過程對紗線質量的影響因素，并提出優化方案。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

線密度為27 tex的滌綸筒紗。

1.2 實驗儀器

YG171LB型紗線毛羽測試儀，采用高精度激光光源、高靈敏度光敏元件、高穩定度檢測電路,儀器工作穩定可靠,測試數據穩定性高,一致性好。YG138電容式條干均勻儀，采用數字工業計算機技術,Windows操作系統；先進的傳感器檢測電路,信號準確穩定；雙滾筒拉伸機構體積大、速度低、阻尼設計獨特,傳動平穩；滾筒自動開合,自動伸縮,可更換使用,減少紗線磨損；光譜可以顯示波長,圖形可以任意縮放,便于分析。

1.3 測試方法

抽取20支絡筒后紗管筒紗，將每個筒紗線以相距7～8 mm半徑(厚度)為1組，分成10組，分別測試每組紗線的毛羽數、條干均勻度、強力指標和卷繞點分布。隨機抽出1支筒紗數據進行分析。

2 紗線性能測試與分析

2.1 紗線毛羽

由于紗體表面的纖維與紗線主體聯系較為松散，受到外部摩擦擠壓后，表層纖維易被勾起形成毛羽[3]。紗線毛羽指數測試結果見表1。

表1 紗線毛羽指數測試結果

由表1可以看出：筒紗的毛羽量隨著紗線直徑的增大，先減少后增加[4]。具體原因為：當筒子的直徑較小時，紗筒和筒槽在卷繞過程中速度差異較大，所以紗線受到較大摩擦，導致條干均勻度較差，毛羽增多[5]，但當紗筒直徑增大時，紗筒和筒槽的速度差異不再明顯，所以中等厚度筒紗所受摩擦相對較小，紗線的毛羽數相對較少。隨著筒紗直徑的增大，紗筒重量成為毛羽產生的主要因素，隨著重量的增加，紗筒與筒槽的摩擦增加，摩擦力增大[6-7]，紗線受到摩擦的概率增加。所以紗線的毛羽增多。

2.2 紗線條干不勻率

紗線不勻率測試結果見表2。

表2 紗線不勻率測試結果 %

由表2可以看出：隨著筒紗直徑減小紗線不勻率先減小后增大。為保證后道工序正常退繞，絡筒時需將管紗卷繞成圓錐筒紗。絡筒時，筒紗上只有一點的線速度與槽筒的線速度相等，這一點被稱為傳動點。紗筒和槽筒的相對速度隨著紗線與傳動點距離的增大而增大。紗筒中間部分的紗線距離傳動點較近，相對速度小，紗線CV值小，條干均勻度較好。隨著筒紗直徑的增加或者減少，其距傳動點的距離越來越大，槽筒與紗線之間的摩擦增加，導致筒紗的條干不勻增加，因此紗線條干呈現先減小后增大的趨勢。

2.3 紗線強伸性

紗線強力指標測試結果見表3。

由表3可以看出：筒紗里、外層紗線斷裂強力較大，中層紗線斷裂強力較小。這是因為里、外層紗線在卷繞過程中與槽筒的相對速度較大，受到的摩擦力比中層紗線大，導致其張力比中層紗線大，而張力是影響紗線斷裂強力的重要因素[8]。影響紗線斷裂強度的因素包括紗線的纖維強度、纖維長度，紗線線密度，紗線結構和捻度等[9]，由于本文實驗的紗線相同，所以各組紗線強度不同是由于里外層紗線結構差異造成的[10]。

2.4 卷繞點分布

在絡筒過程中，紗線繞過紗筒大小頭端完成1個卷繞周期后，重新開始卷繞的位置點稱為卷繞點[11]。

絡筒過程中，紗筒在摩擦力作用下隨槽筒轉動，

表3 紗線強力指標測試結果

如果槽筒轉速不變，則在某一時期在1個或幾個卷繞周期中紗筒正好轉過整數轉時，紗筒上的紗圈便會前后重疊起來。由于紗筒的半徑變化很慢，紗筒與槽筒間的這種傳動關系會持續相當長時間，結果在紗筒表面會形成密集而凸起的條紋，將這種凸起稱為紗線重疊。

紗線重疊的情況可以用紗筒的卷繞點表征。紗線在卷繞過程中卷繞點的分布可以通過手工退繞的方法得到。實驗選擇在恒溫恒濕條件下將筒紗按照半徑分成5組。在紗筒的底部畫1個圓模擬紗筒底部，對每組紗線進行手工退繞，每到1個卷繞點時在模擬圓的相應位置畫點作為卷繞點標記，每組取40個標記點，將標記點密集區域用實線劃分，不同半徑筒紗卷繞點區域分布如圖1所示。實線分布越密集則卷繞點分布越集中，重疊越嚴重。由圖1可以看出紗筒直徑越小，重疊越明顯。

圖1 不同半徑筒紗卷繞點區域分布

紗筒直徑較大時，絡筒卷繞點的分布比較分散，隨著紗筒直徑變小，卷繞點的分布越來越集中，紗線的重疊也更嚴重[12-13]，因此，在紗線絡筒過程中紗線卷繞點重疊的部分隨著筒子直徑的增大變得越來越少[14]。

3 優化措施

3.1 改善絡筒質量

毛羽在錐形紗筒大小頭端較多，因此應選擇合適的槽筒材質，提高其表面光滑程度。絡簡速度對紗線毛羽的影響較大，速度越大，毛羽越多。一般情況下，直線型紗道可以減少紗線對導紗部件的摩擦包角，可以減少對紗線的摩擦，進而減少毛羽的產生；紗道包角偏小，可以減小倍積張力的產生，對紗線張力均勻也有一定作用；過高的絡筒張力對紗線條干CV 值、強力CV 值等會造成不利影響。為減少絡筒加工對紗線質量的影響，應采用較小的絡筒張力和適宜的絡紗速度。

3.2 改善卷繞質量

紗筒卷繞是通過紗線與槽筒之間的摩擦傳動實現的，因此會由于紗線與槽筒之間的摩擦產生毛羽而影響紗線條干均勻。為此采取的措施為：①將槽筒表面刻畫溝槽軌道以減小摩擦；②用金屬槽筒取代膠木槽筒；③將彈簧錠子改為軸承，以減小筒子的摩擦力矩；④盡量減輕張力盤質量，絡筒車速不宜過高，并通過加強維修保養，確保錠子的轉動靈活和導紗通道光潔。

4 結 論

①絡筒筒紗的最外層紗線毛羽較多，由外層向內層紗線的毛羽逐漸減少，當到達一定的臨界點時筒紗的毛羽數量又開始增加。因此筒紗外層的均勻性最好、千米紗疵少，而最內層紗線疵點、粗條較多，紗線條干均勻度較差，紗線疵點最嚴重。筒紗斷裂強力先隨紗筒直徑的減小而減小，而后強力逐漸增加，在筒紗中層時強力到達最小值。

②通過對比不同直徑筒紗質量可以看出，絡筒過程對紗線質量造成很大影響，而絡筒過程產生的紗線重疊是影響紗線條干均勻性、CV值和強力波動的主要原因。

③卷繞質量對絡筒工序的筒紗質量產生影響,卷繞質量不佳直接造成自動絡筒工序效率下降，且對成紗質量造成影響。