減少粘膠賽絡(luò)紡纖維散失的措施

劉 超 張 盼 曹盼盼 姚靜靜 史華剛

（新型環(huán)保復(fù)合面料湖北省重點實驗室，湖北襄陽，441002）

1 原料

為了驗證原料對纖維散失率的影響，我們選用同一廠家不同細(xì)度的粘膠進(jìn)行對比，并對其中一種原料進(jìn)行特殊的防靜電處理。3種不同原料的規(guī)格和處理方法如下。原料A：纖維長度38 mm，細(xì)度1.33 dtex，未進(jìn)行特殊處理。原料B：纖維長度38 mm，細(xì)度1.11 dtex，未進(jìn)行特殊處理。原料C：纖維長度38 mm，細(xì)度1.11 dtex，1∶10抗靜電劑養(yǎng)生處理。

2 紡紗工藝流程

試驗所用的紡紗流程：FA002型抓棉機(jī)→SFA035型混開棉機(jī)→FA025型多倉混棉機(jī)→SFA161型振動給棉機(jī)→A076E型單打手成卷機(jī)→A186G型梳棉機(jī)→SB-D22s型并條機(jī)→RSBD45型并條機(jī)→CMT1801型粗紗機(jī)→JWF1516型細(xì)紗機(jī)。

3 纖維散失的原理分析及設(shè)備準(zhǔn)備

在實際生產(chǎn)中，散失纖維的比例主要受到紡紗原理和設(shè)備狀態(tài)兩方面的影響，設(shè)備狀態(tài)可以通過提高維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)人員的操作水平，并加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)來解決；紡紗原理方面導(dǎo)致的纖維散失，盡可能通過工藝技術(shù)手段去減少，卻無法徹底避免。

3.1 設(shè)備狀態(tài)的準(zhǔn)備

由于設(shè)備方面的問題是比較明顯的，且可以通過維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)人員的努力而杜絕或避免。所以在進(jìn)行對比試驗前，需對設(shè)備進(jìn)行以下的精心檢查和維護(hù)，以避免設(shè)備狀態(tài)的不良對纖維散失率的影響［1］。一是確保喇叭口的位置和羅拉中心對正，避免個別錠位出現(xiàn)一根粗紗跑出牽伸區(qū)的現(xiàn)象；二是確保輸出羅拉的表面光滑無毛刺；三是確保輸出羅拉的表面清潔，無油污、油劑等；四是確保輸出膠輥的硬度或粗糙度符合要求（一般粗糙度控制在0.6μm～0.8μm）；五是工藝吸風(fēng)風(fēng)量在允許的范圍內(nèi)偏小掌握，將通過變頻控制的吸風(fēng)風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)整為每錠0.001 4 m3/s；六是檢查和校準(zhǔn)導(dǎo)紗鉤的對中與表面狀態(tài)，確保表面光滑無鍍層脫落的現(xiàn)象，以減小捻度向上傳遞的阻力。

3.2 纖維散失的原理分析

3.2.1 紡紗三角區(qū)纖維的分布

紡紗三角區(qū)內(nèi)纖維的分布如圖1所示。給定的出口寬度B通常來講，在牽伸區(qū)專件等確定的情況下，其大小取決于喂入粗紗的定量與捻系數(shù)（僅針對環(huán)錠紡或普通賽絡(luò)紡），而實際的紡紗寬度b卻總是小于給定的出口寬度B，這主要是受到紡紗三角長度的影響。同時也是因為B和b的差異，導(dǎo)致了離開牽伸裝置的邊緣纖維失控，從而造成了這部分邊緣纖維的散失，并以飛花、毛羽或風(fēng)箱花的形式損失。所以給定出口寬度B和紡紗寬度b之間的差異越大，則纖維散失也就越多。

圖1 紡紗三角區(qū)內(nèi)纖維的分布

賽絡(luò)紡的紡紗三角區(qū)和合股三角區(qū)內(nèi)的纖維分布如圖2所示。

從圖2中可清楚地看出，賽絡(luò)紡的紡紗三角區(qū)內(nèi)纖維形態(tài)和環(huán)錠紡有所不同，在單根紗線的三角區(qū)內(nèi)幾乎只會有一側(cè)的邊緣纖維可能出現(xiàn)散失。而纖維散失的幾率不僅受到和環(huán)錠紡相同的因素影響，還受到合股三角區(qū)大小的影響。合股三角區(qū)β角和單股紗線合股前的長度L對散失纖維的影響尤為明顯，同時β角也影響著賽絡(luò)效果。有研究表明：β角越大，賽絡(luò)效果越明顯。然而β角的增大又會增加纖維散失的風(fēng)險，這就形成了賽絡(luò)紡效果和纖維散失的一對矛盾，需要我們在實際生產(chǎn)中去平衡［2-3］。

圖2 賽絡(luò)紡紗三角區(qū)和合股三角區(qū)纖維的分布

3.2.2 纖維指標(biāo)和纖維散失率的關(guān)系

粘膠短纖維的主要指標(biāo)是長度、細(xì)度和強(qiáng)度等。纖維強(qiáng)度幾乎不影響纖維散失；由于粘膠纖維的長度整齊度好，所以只要確保開清工序和梳棉工序不過度打擊和梳理，對纖維散失影響也比較小。纖維細(xì)度直接決定著紗線截面纖維根數(shù)，這也就意味著當(dāng)纖維細(xì)度不同時，散失一根纖維所占比例也不相同。纖維散失率是指所紡的紗線截面內(nèi)散失的纖維根數(shù)占纖維總根數(shù)的百分比。我們以細(xì)度為1.33 dtex和1.11 dtex的纖維紡9.84 tex紗為例，1.33 dtex所紡的紗線截面纖維根數(shù)為74根，而1.11 dtex所紡的紗線截面纖維根數(shù)為89根，紗線截面內(nèi)纖維根數(shù)增加了20.3%。當(dāng)同樣損失一根纖維時，1.33 dtex原料對應(yīng)的纖維散失率為1.35%，1.11 dtex原料對應(yīng)的纖維散失率為1.12%。這就說明，在一定范圍內(nèi)纖維細(xì)度越細(xì)，纖維散失率越低。

3.2.3 紗線號數(shù)和纖維散失率的關(guān)系

和纖維細(xì)度同樣的道理，不同的紗線號數(shù)，截面纖維根數(shù)也不相同。我們以細(xì)度為1.33 dtex的原料分別紡14.76 tex和9.84 tex的紗線為例，14.76 tex的紗線截面纖維根數(shù)為111根，而9.84 tex的紗線截面纖維根數(shù)為74根，這說明當(dāng)原料相同時，紗線截面纖維根數(shù)和紗線線密度呈正比例關(guān)系。假設(shè)同樣損失一根纖維，14.76 tex紗線損失了0.9%，而9.84 tex紗線損失了1.35%。由此可以看出，當(dāng)原料相同時，纖維散失率和紗線線密度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

4 測試與分析

4.1 纖維原料對纖維散失和質(zhì)量的影響

設(shè)定該方案的主要原因是為了更好地指導(dǎo)后續(xù)生產(chǎn)對原料的選擇。在試驗中，紡紗工藝（如粗紗定量、細(xì)紗機(jī)工藝設(shè)定等）基本保持一致，3種原料紡制賽絡(luò)紡9.84 tex紗的質(zhì)量指標(biāo)和纖維散失率對比情況見表1。

表1 不同原料對賽絡(luò)紡紗線質(zhì)量和纖維散失率的影響

由表1可以看出，采用相同的紡紗工藝，使用原料A的紗線質(zhì)量最差，纖維散失率最高。使用原料B，紗線質(zhì)量和纖維散失率得到較大程度的改善，這主要是因為紗線截面內(nèi)纖維根數(shù)由原料A的74根增加到89根，約增加20.3%；假設(shè)生產(chǎn)過程中纖維損失根數(shù)相同，則原料B的纖維散失率比原料A大約低16.9%；另一方面，由于原料B的纖維細(xì)度細(xì)，長徑比增加，纖維更不容易伸出紡紗寬度b范圍外，這就更進(jìn)一步降低了纖維散失率。由于散失纖維的大幅度減少，從而使得紗線細(xì)節(jié)也同樣降低，其他紗線質(zhì)量指標(biāo)也有較大幅度改善。從表1數(shù)據(jù)還可以看出，通過防靜電處理后，纖維散失率和紗線質(zhì)量得到進(jìn)一步的改善。這說明雖然粘膠纖維的回潮率高達(dá)13%，但在牽伸過程中，由于纖維間的相互摩擦而產(chǎn)生的靜電在被羅拉傳導(dǎo)出去之前依然會影響纖維的運動，從而導(dǎo)致邊緣纖維容易散失。

4.2 紗線號數(shù)對纖維散失率的影響

為了驗證紗線號數(shù)對纖維散失率的影響，我們使用1.33 dtex的粘膠纖維，粗紗號數(shù)400 tex，分別在同一臺細(xì)紗機(jī)上紡制19.68 tex、14.76 tex、11.81 tex、9.84 tex和8.44 tex的 賽 絡(luò) 紗。不 同紗線號數(shù)對纖維散失率的影響如圖3所示。

由圖3可以看出，隨著紗線號數(shù)的降低，纖維散失率呈指數(shù)關(guān)系增長。

圖3 不同紗線號數(shù)對纖維散失率的影響

5 效果分析

通過上述的分析和優(yōu)化試驗，最終選用原料B，并將設(shè)備狀態(tài)調(diào)整到最佳，原料B連續(xù)跟蹤1周的試驗數(shù)據(jù)見表2。通過對賽絡(luò)紡9.84 tex紗正常的批量生產(chǎn)驗證和對下游用戶的使用情況跟蹤分析，紗線質(zhì)量基本可以滿足后道工序的要求，所紡紗線不僅得到了用戶的認(rèn)可，紗線價格也得到一定幅度的提高。雖然原料和加工成本略有提高，但對生產(chǎn)成本和紗線售價等綜合測算顯示，紗線的綜合利潤率增加明顯。

表2 原料B連續(xù)跟蹤1周的試驗數(shù)據(jù)

6 結(jié)語

通過理論分析和兩種方案的試驗對比可以看出，原料、紗線號數(shù)和設(shè)備狀態(tài)等因素都對纖維散失率和紗線質(zhì)量存在一定的影響。選用細(xì)號粘膠并確保設(shè)備狀態(tài)良好，可以將紡制粘膠賽絡(luò)紡紗線過程中的纖維散失率控制在合理水平，且可大幅度提高紗線質(zhì)量。然而受成紗原理限制，普通賽絡(luò)紡紡紗過程中的纖維散失是不可完全避免的。因此不同企業(yè)仍需要結(jié)合自身前紡工序的供應(yīng)能力以及下游用戶的要求來合理選擇原料和生產(chǎn)工藝，并優(yōu)化機(jī)械狀態(tài)。