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現(xiàn)代棉紡紡前生產(chǎn)中離線質(zhì)量監(jiān)測管理技術(shù)的發(fā)展

來源：中國紡機(jī)網(wǎng)編輯部　發(fā)布時間：2013年09月02日

紡紗部份要監(jiān)測及控制的質(zhì)量問題有：棉結(jié)、毛羽、不成熟纖維、異纖、單紗強(qiáng)力、不勻率及紗疵等

一、棉結(jié)的測定與管理

1、USTER HVI1000試驗議HVI（High Volume instruments）開始于美國農(nóng)業(yè)對棉花纖維特性的檢測，主要是用于纖維性能的分析與定級，近年來這項技術(shù)得到迅速發(fā)展，在棉花生產(chǎn)、貿(mào)易以及紡織業(yè)領(lǐng)域里得到廣泛應(yīng)用，它可對棉纖維的成熟度、細(xì)度、含糖率、棉結(jié)、雜質(zhì)、單纖維強(qiáng)力及色澤含雜分等分級等項目快速大容量的檢測，提供準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)，目前USTER HVI1000檢測儀已有1100多臺遍布全球60多個國家。1998年國際紡織生產(chǎn)聯(lián)合會舉辦的棉花檢驗技術(shù)第10次會議正式向國際推薦使用HV1檢測儀。USTER HVI1000測試儀還在棉紡廠里參與定等定級及混棉排隊等原棉管理，對棉纖維成熟度的檢測結(jié)果的單位為成熟度指數(shù)。對原棉品質(zhì)質(zhì)量的監(jiān)測是搞好紡紗生產(chǎn)提高紡紗質(zhì)量的第一個重要的離線監(jiān)測關(guān)口。USTER HVI1000試驗議（HVI）在原棉管理中具有很重要的作用，首先可把初加工的原棉進(jìn)行質(zhì)量檢驗及分等分級并輸入到電子計算機(jī)內(nèi)，做為向紡紗廠或其它有關(guān)用戶供應(yīng)原棉的質(zhì)量及價格的依據(jù)。經(jīng)過長期USTER AFIS棉纖維性質(zhì)檢測儀實際應(yīng)用認(rèn)為由于原棉及軋花初加工的一些工藝因素，使皮棉經(jīng)過軋花廠加工后產(chǎn)生一定數(shù)量的棉結(jié)及短絨；開清棉是增加棉結(jié)及短絨的主要工序，梳棉及精梳是減少棉結(jié)的重要工序，除此外，原棉生長受原棉品種、溫度、土壤、雨水及光照等條件的影響，棉纖維的成熟度與細(xì)度均有差異，會影響初加工及開清棉、梳棉等棉結(jié)含量的分布。因此要利用USTER HVI1000及USTER AFIS棉纖維性質(zhì)檢測儀對紡紗廠的庫存使用的原棉進(jìn)行混棉排隊，以保持按品種合理用棉，使生產(chǎn)較長期的穩(wěn)定。（見圖1、）

圖1、烏斯特統(tǒng)計資料對紡前各工序的棉結(jié)的分佈

2、2007年烏斯特烏斯特公報對

紡前各工序的棉結(jié)的分佈如圖1所示

在開清棉中強(qiáng)調(diào)精細(xì)抓取，柔和打擊，漸增開松的原則，握持打擊對棉結(jié)增加影響大，自由打擊對棉結(jié)增加影響小，握持打擊，精細(xì)開棉棉結(jié)增長20%，自由打擊棉結(jié)增長僅為10%。開清棉工藝流程越長，棉絮受打擊次數(shù)越多，棉結(jié)及短絨增加率亦高。開清棉設(shè)備的好壞及合理與否是增加棉結(jié)及短絨多少的關(guān)鍵。

3、通過對棉包的逐包檢驗及對開清棉各工序的半制品棉結(jié)的檢測。可提供改進(jìn)開清棉工藝的依據(jù).2007年幕尼黑機(jī)2011巴塞羅納ITMA展出的超短流程的開清棉工藝機(jī)組就是在對1999年的工藝的基礎(chǔ)上改進(jìn)的。

4、對生產(chǎn)過程中棉結(jié)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控應(yīng)用USTER AFIS棉纖維性質(zhì)檢測儀，可以根據(jù)纖維長度、棉結(jié)、雜質(zhì)含量等纖維參數(shù)的變異對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。通過監(jiān)測這些參數(shù)，可以對不同生產(chǎn)設(shè)備的除雜和牽伸進(jìn)行正確的設(shè)置，同時了解每一生產(chǎn)過程的除雜效率及零摸塊化技術(shù)在測試儀器部件磨損情況。

圖2應(yīng)用USTER AFIS對各工序在制品的棉結(jié)含量測試結(jié)果的分布圖（上右圖為轉(zhuǎn)杯紡紗）

二、檢測與控制精梳落棉量，

1、檢測與控制精梳落棉量是提高精梳條及精梳紗質(zhì)量的重要途徑。精梳機(jī)的落棉對于從條卷中排除短纖維、棉結(jié)、帶籽屑棉結(jié)、不成熟纖維、提高精梳條中好纖維占的比例，減少精梳條及紗線中的短纖維及棉結(jié)等起重要的作用。不同的精梳機(jī)落棉率，會使精梳條及紗線中短纖維、棉結(jié)含量不同，好纖維的比例亦不相同，對成紗質(zhì)量有顯著影響，短纖維含量的多少影響紗線的性質(zhì)，如單紗強(qiáng)力、強(qiáng)力不勻率、斷裂伸長、伸長不勻率及強(qiáng)力弱環(huán)等物理指示。紗線毛羽與精梳落棉量有關(guān)，落棉量加大不僅減少棉結(jié)精梳機(jī)落棉率加大，棉結(jié)含量相應(yīng)減少，實踐中根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求生條棉結(jié)含量的情況以及精梳制成率對工廠經(jīng)濟(jì)效益的影響，適當(dāng)確定最佳落棉量與棉結(jié)含量的比值。如果精梳機(jī)落棉率加大能與轉(zhuǎn)杯紡相結(jié)合，則加大精梳機(jī)落棉率，一方面可進(jìn)一步減少精梳條

及精梳紗的棉結(jié)和短絨，提高精梳紗的品質(zhì)，另一方面把精梳機(jī)落棉用于轉(zhuǎn)杯紡生產(chǎn)轉(zhuǎn)杯紗，在經(jīng)濟(jì)上是合算的。國外一些棉紡織企業(yè)，為了使精梳條更潔凈，進(jìn)一步降低精梳條中的結(jié)雜含量，提高精梳條的質(zhì)量，加大了精梳落棉量達(dá)到18-20%左右或更大，將落棉應(yīng)用在轉(zhuǎn)杯紡中紡制相應(yīng)支數(shù)的轉(zhuǎn)杯紗，即提高了精梳紗的產(chǎn)品質(zhì)量，又使精梳落棉得到充分利用，使產(chǎn)品質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到一定的平衡。

2、立達(dá)公司的新型E80精梳機(jī)的錫林梳理弧長由90度加長到130度是一項重大的改進(jìn)，增加了梳理面積45% 產(chǎn)質(zhì)量都有提高，要比提高頂梳板的上下跳動鉗次來提高精梳機(jī)的產(chǎn)量要有效而現(xiàn)實的多。現(xiàn)在看來，像E8精梳機(jī)的錫林梳理弧加長以提高精梳條的產(chǎn)質(zhì)量的做法是項科學(xué)技術(shù)的重大改革，是今后進(jìn)一步提高精梳機(jī)的產(chǎn)質(zhì)量的好方向。

三、對原棉熟度的逐包檢驗

1、在測試成熟度MR時可應(yīng)用測試成熟度的傳感器，測得成熟度的情況的單位是成熟度比率，轉(zhuǎn)換很方便。棉纖維成熟度對棉紗質(zhì)量影響很大。

不成熟纖維含量越多會使紗線的棉結(jié)短絨增多，從而使紗線和織物的外觀粗糙而不均勻，成紗強(qiáng)力也因為不成熟纖維的增多及所造成的短絨增加而降低，使得織造效率降低。此外，還由于不成熟纖維分布不均勻，會造成織物的染色橫擋疵點，影響成品織物的外觀，因此，棉纖維的成熟度應(yīng)做為紡紗混配棉的重要控制指標(biāo)。同時也要應(yīng)用先進(jìn)的檢測儀器進(jìn)行逐包檢驗，并控制與掌握不成熟纖維含量及分布，以穩(wěn)定與提高產(chǎn)品質(zhì)量。

成熟度好的纖維在紡紗加工中具有較高的強(qiáng)力及彈性，不成熟的纖維強(qiáng)力弱，在軋花及紡紗過程中容易斷裂，從而使平均長度減少，增加短纖維含量。不成熟的纖維剛性亦差，在加工生產(chǎn)中容易造成棉結(jié)，使紗及織物外觀粗糙而不均勻，在紡紗加工中斷頭高，不成熟纖維還會產(chǎn)生廢纖，成紗強(qiáng)力低、紗疵增多。

2、對不成熟的纖維含量的檢控

不成熟的纖維含量多，使織造效率低并影響最終織物的外觀及質(zhì)量。不成熟纖維對后工序化學(xué)加工也有

影響，如絲光、印染加工、樹脂整理等，成熟的棉纖維絲光的效果均勻，在染色時棉結(jié)對染料的親合力相對低，使染后織物外觀出現(xiàn)白點。由于不成熟纖維的分布不均勻，也會使織物產(chǎn)生染色橫擋疵點，不成熟纖維定型性差，染料吸收性能較大，染后洗滌時染料對紡織品的外觀質(zhì)量十分重要的影響，織物中存在的各種外觀疵點會直接影響紡織品的競爭力。實踐表明，有70%影響織物染色效果的原因是原棉本身造成的，其中織物染色后出現(xiàn)的橫檔疵點更為突出。，對此國內(nèi)外專家進(jìn)行了許多有效研究，并取得了極大進(jìn)展，不成熟纖維在織物中洗掉，形成織物條影輕重的變化及橫檔疵點。為了控制織物條影輕重的變化及橫檔疵點，在逐包檢驗中要達(dá)到如下要求

①、每批與批棉包間不成熟纖維含量差別最大不超過0.5%。

②、每批內(nèi)棉包包與包之間IFC偏差系數(shù)差異最大不超過2%，

在上述控制范圍，由于不成熟纖維含量百分比的分布造成的橫擋疵點會基本消除。紡紗生產(chǎn)也基本穩(wěn)定.

長嶺產(chǎn)的FM10棉纖維成熟度測試儀，是一種快速試棉纖維成熟度的測試儀，可測試棉纖維的成熟度、馬克隆值機(jī)細(xì)度等項指標(biāo)，但還不能直接反應(yīng)出不成熟纖維的占的百分比

四、毛羽的檢測與作用

紗線的毛羽對紡織產(chǎn)品質(zhì)量，織造效率及生產(chǎn)環(huán)境都有明顯的副作用。紡織過程中細(xì)紗及絡(luò)紗是產(chǎn)生毛羽的重要工序，其中細(xì)紗的紡紗三角區(qū)、鋼領(lǐng)鋼絲圈卷拈組件及絡(luò)紗張力等對毛羽的產(chǎn)生有十分顯著的影響。在減少紗線毛羽時，要努力降低紗線毛羽值及其分布，使其控制在2007烏斯特公報的25%水平內(nèi)。紗線的毛羽分布不均勻以及在織造中毛羽形成新的棉結(jié)等都會影響染色布的外觀質(zhì)量及織造效率，有的還會形成橫檔疵點。在紡紗過程中環(huán)錠細(xì)紗機(jī)錠子與錠子、絡(luò)紗機(jī)筒子與筒子之間，紗在線毛羽分布的有差異。由于伸出紗體外的毛羽比紗體內(nèi)的纖維更容易染色，從而造成坯布染色后的色差，形成橫檔疵點。噴氣織機(jī)生產(chǎn)高密織物時毛羽使相鄰經(jīng)紗相互纏連造成開口不清，經(jīng)紗上３毫米以上的毛羽

還會使引緯失敗。

關(guān)于紗線毛羽的特性及其對噴氣織機(jī)效率和織物外觀的影響，國內(nèi)外早已進(jìn)行了許多研究，對毛羽數(shù)量的測定也相應(yīng)地研制出各式儀器，烏斯特07年公報是應(yīng)用烏斯特條干儀—3、4、型條干儀增加測試毛羽摸塊測試毛羽H值。

1、德國蔡爾偉格（zweigle）G565型G566型毛羽測試儀是測定紗線毛羽長度及分布狀況的最新式儀器。有人對棉、粘膠短纖的普梳及精梳紗進(jìn)行了測試，認(rèn)為細(xì)紗毛羽長度的分布呈指數(shù)規(guī)律分布，棉紗約有75%的毛羽及毛圈長度低于1毫米，而僅有1%的毛羽長度超過3毫米。3毫米長及以上的毛羽為有害毛羽。會顯著的影響噴氣織機(jī)的效率。

2、國外紗線毛羽測定的儀器除了德國的G565外，瑞士Uster3-4-5型及最新的試驗室USTER OH傳感器與USTER TESTER5-S400或USTER TESTER5-S800 型條干儀結(jié)合測試紗線毛羽；還有英國錫萊研究所的毛羽測試儀等。

3、國產(chǎn)毛羽測定有YG172A型及BT—2型在線毛羽測試儀，YG172A型YG171B型毛羽儀是在YG171A型基礎(chǔ)上進(jìn)步發(fā)展起來的第三代毛羽測試儀。YG172A型儀器與日本DT201及錫萊毛羽儀等原理基本相似，而YG171B型則與G565相似，是目前國內(nèi)最為理想的毛羽測試儀。可連續(xù)測試1—50次，任意選定；毛羽長度一次同時測定1、2、3、4、5、7、10、12毫米，另外有數(shù)據(jù)自動顯示及打印記錄機(jī)械，可報告平均值，不勻率CV%及毛羽直方圖等，我國長嶺紡織電子儀器廠生產(chǎn)供應(yīng)以上檢測毛羽的儀器。別特YG172A型毛羽測試儀能對紗線中毛羽的長短、數(shù)量及分布進(jìn)行自動測試和統(tǒng)計分析，適于對短纖紗及上漿后的經(jīng)紗毛羽的測試，它是利用光電轉(zhuǎn)換原理，把毛羽遮光引起的光的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?jīng)放大整形處理而形成毛羽計數(shù)脈沖，經(jīng)電子計算機(jī)給于轉(zhuǎn)換顯示。YG172A毛羽測定儀能反應(yīng)出毛羽的分布的性質(zhì)，適合于高速噴氣織機(jī)的要求，

對噴氣織機(jī)提高織機(jī)效率有作用。

4、紗線毛羽的分布及烏斯特H值的確定

應(yīng)用德國Wzweigle565型及Wzweigle566型毛羽檢測儀對各種類型紗線的毛羽進(jìn)行大量測試,發(fā)現(xiàn)大約有75%以上的毛羽長度低于1毫米,而有害的3毫米以上毛羽僅占1%。根據(jù)毛羽分布狀況及實際生產(chǎn)質(zhì)量的要求，確定3毫米及以上的毛羽長度為臨界長度或稱有害長度，并把臨界長度３毫米的毛羽分布情況作為考核紗線毛羽的重要依據(jù)。

對毛羽狀況進(jìn)行測定分析，得出紗線毛羽的累計分布符合負(fù)指數(shù)涵數(shù)規(guī)律，如圖3

烏斯特烏斯特公報對紗線毛羽的參考值早在８９年統(tǒng)計資料中做出明確規(guī)定，2007年公報中也規(guī)定了參考內(nèi)容及相關(guān)的曲線，有毛羽值Ｈ、毛羽標(biāo)準(zhǔn)差ＳH、變異系數(shù)等指標(biāo)。毛羽值H是指在紗線１厘米測量范圍內(nèi)伸出紗體外的纖維長度，以毫米計算的累計長度，即每厘米長的紗上毛羽長度×毛羽根數(shù)。毛羽值H與紗線支數(shù)、捻度相關(guān)，紗線越細(xì)其橫截面中纖維根數(shù)越少，伸出紗外的毛羽數(shù)亦少。紗線捻度越大，毛羽捻入紗體內(nèi)的機(jī)會越大，毛羽亦少。

圖3紗線毛羽的累計分布圖

圖3中X─毛羽的設(shè)定長度（X-長度的毛羽根數(shù)）N(x)=Ae^-bx-

式中：N(x)─等于或大于-1 A、B─反映紗線毛羽特性作為評價毛羽的指數(shù)

實踐證明：單色染色織物相鄰兩個用緯紗的筒子紗毛羽值H相差１及１以上時，織物染色后會出現(xiàn)色差橫檔，雖然在原色布上這種毛羽分布的差別不明顯，但染色后會有明顯差別。

毛羽的標(biāo)準(zhǔn)差ＳH是考核毛羽分布的第二指標(biāo)，是描述紗線卷裝內(nèi)部毛羽變異的數(shù)值，相對于筒子卷裝紗而言，相鄰兩個筒子的緯紗間毛羽的差別也會影響織物的外觀。

毛羽的變異系數(shù)是CVh描寫整體毛羽分布的情況，是考核批量生產(chǎn)的紗線毛羽分布的均勻情況在生產(chǎn)實踐中要特別注意解決毛羽H值及標(biāo)準(zhǔn)差ＳH的考核，要努力消除錠子之間、筒子之間毛

羽H值的差別，縮小毛羽分布的離散程度。改善整體毛羽分布的均勻度。

純滌綸短纖維純紡或混紡紗，由于毛羽存在會引起織物起球影響織物外觀，希望H值要要更小。

五、紗線的斷裂強(qiáng)力特性的檢測

1、單紗強(qiáng)力指標(biāo)的重要性

隨著無梭織機(jī)速度不斷的提高，織機(jī)對原紗質(zhì)量的要求也越來越高，特別是噴氣織機(jī)，引緯率已達(dá)3000米/分，織機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到800-1000轉(zhuǎn)/分，有的高達(dá)1800轉(zhuǎn)/分以上，這種高速織機(jī)由于速度快，開口小、經(jīng)緯紗張力大、緯紗的噴射張力大，因此對原紗質(zhì)量提出更高的要求。日本編織協(xié)會織布技術(shù)委員會認(rèn)為對原紗質(zhì)量的要求首先是原紗的抗拉強(qiáng)度，其它質(zhì)量指標(biāo)如接頭、毛羽、不勻、結(jié)雜等均次之，瑞士蘇爾壽魯?shù)俟菊J(rèn)為40精梳紗斷裂強(qiáng)度應(yīng)大于是18CN/tex，斷裂強(qiáng)度不勻率應(yīng)小于10%，斷裂伸長率應(yīng)大于5%。噴氣織機(jī)用紗的斷裂強(qiáng)度指標(biāo)要求達(dá)到2007烏斯特公報的5%以內(nèi)。但國內(nèi)外許多織造廠家及有關(guān)織造技術(shù)的研究單位認(rèn)為保證織機(jī)高效運行，單獨考核平均強(qiáng)力機(jī)單強(qiáng)不勻率兩項指標(biāo)是很不夠的，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真考核關(guān)于原紗抗拉強(qiáng)力指標(biāo)的最低強(qiáng)力（強(qiáng)力弱環(huán)）。許多國外紡織品貿(mào)易商在中國購買原紗時特別指出要考核原紗最低強(qiáng)力的指標(biāo)。事實上，即使單紗強(qiáng)力值及強(qiáng)力離散程度都很理想，也會由于最低強(qiáng)力的存在而造成原紗斷裂，從而影響織機(jī)效率。對于原紗強(qiáng)力弱環(huán)問題早已引起國內(nèi)外紡織生產(chǎn)及研究單位的高度重視，也取得很大的進(jìn)展。

2、大容量原紗抗拉強(qiáng)力試驗儀的作用

⑴、為了真實反映原紗強(qiáng)力弱環(huán)的數(shù)量，瑞士烏斯特公司開發(fā)研制成功高速單紗強(qiáng)力機(jī)USTER TENSOJET,，這種高容量單紗強(qiáng)力試驗儀，最大試驗速度為400米/分，一小時可進(jìn)行30000次單紗強(qiáng)力試驗，比目前普通試驗儀試驗速度快速238倍。國外早已把USTER TENSOJET-4高速強(qiáng)力作儀為考核原紗質(zhì)量，把好原紗質(zhì)量關(guān)口，提高織機(jī)效率的重要手段。

⑵、USTERTENSOJET-4高速

單紗強(qiáng)力儀是把好原紗關(guān)的重要儀器

①、測試速度高：如前所述USTERtensojet-4每小時可測3萬次試樣，最大檢測速度為400米。在USTERTENSOJET-4高速強(qiáng)力機(jī)試驗過程中由于是大容量的快速試驗，可發(fā)現(xiàn)一些偶發(fā)性的強(qiáng)力及伸率弱環(huán)，這是用抽樣試驗及數(shù)理統(tǒng)計的方法得不到的資料。但這些偶發(fā)性的強(qiáng)力機(jī)伸率弱環(huán)卻是后道工序提高生產(chǎn)效率的重要問題。

②、 USTERTENSOJET-4高速強(qiáng)力機(jī)還在試驗中可摸擬噴氣織機(jī)引緯時的噴射張力，當(dāng)最大噴射張力與緯紗強(qiáng)力弱環(huán)相遇時必然會產(chǎn)生斷頭。現(xiàn)代紡織廠的生產(chǎn)速度成幾倍的增加，這就意味著在經(jīng)緯紗上的負(fù)荷峰值的增加，也成為引起紗線斷頭降低生產(chǎn)效率的主要因素，應(yīng)用USTERTENSOJET-4高速強(qiáng)力機(jī)的摸擬噴氣織機(jī)引緯時的噴射張力的作用可迅速準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)為數(shù)不多的強(qiáng)力及伸率弱環(huán)。

③、根據(jù)產(chǎn)生斷頭的情況可對生產(chǎn)過程中強(qiáng)力弱環(huán)產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析并加以改進(jìn)，大約有57-61%的強(qiáng)力弱環(huán)是紗在線的細(xì)節(jié)（細(xì)于正常原紗直徑的40%）造成（表3），細(xì)節(jié)產(chǎn)生的斷頭的種類有短細(xì)節(jié)、長細(xì)節(jié)及粗節(jié)細(xì)節(jié)的接合處三種。其它還有短粗節(jié)、植物性纖維、飛花、異纖、弱拈、及夾有結(jié)雜及大顆?；覊m的紗等，可根據(jù)紗線強(qiáng)力弱環(huán)產(chǎn)生原因分析改進(jìn)。

經(jīng)過長期生產(chǎn)試驗表明有61.03%的斷裂點是發(fā)生在細(xì)節(jié)處。但有些細(xì)節(jié)并不發(fā)生斷裂，還表明斷裂點不一定都發(fā)生在細(xì)節(jié)處。即斷裂點與細(xì)節(jié)并不完全吻合。約有39%的斷裂點發(fā)生在弱捻、粗節(jié)、結(jié)頭等處。轉(zhuǎn)杯紡紗有57%的斷裂點是發(fā)生在細(xì)節(jié)處。