并条后棉结增加的原因及对策上.docx

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并条后棉结增加的原因及对策上

并条后棉结增加的原因及对策（上）

并条后棉结增加的原因及对策（上）许鑑良（东华大学，金轮科创股份有限公司研究中心）0前言梳棉棉结不高，但并条以后棉结成倍增加，致使成纱棉结大幅度增多。

这种现象在不少棉纺厂中存在，长期找不到一个良好的解决办法。

究其原因：

（1）牵伸工艺不符合纤维弯钩伸直的理论。

梳棉机锡林道夫间为分梳配置。

锡林表面速度远远大于道夫表面速度。

纤维从锡林转移到道夫上时，道夫针齿往往抓住扬起在锡林针面的纤维尾端，其前端，则受锡林针齿梳理而伸直。

前端伸直，尾部被道夫针齿握持的纤维，被剥棉罗拉剥下后，在棉条中便成为后弯钩纤维（约占50%左右，属多数）。

这种后弯钩纤维圈入条筒再引出喂入头并或预并时，便成为前弯钩纤维。

前弯钩纤维圈入条筒再引出喂入二并时，便成了后弯钩纤维。

其余以此类推。

如图1所示。

所以，喂入头并或预并的是以前弯钩纤维居多的生条，而喂入二并（或条卷、条并卷）的是以后弯钩纤维居多的半熟条。

图１梳棉和后续工序纤维弯钩的变化

弯钩纤维在牵伸过程中若得不到伸直，在高速回转的罗拉和皮辊剧烈搓擦下，就可能形成棉结。

所以，普梳头并、精梳预并的牵伸工艺，应有利于前弯钩纤维的伸直；普梳二并或条卷、条并卷的牵伸工艺，应有利于后弯钩纤维的伸直。

以此类推，普梳喂入粗纱机的是以前弯钩纤维居多的熟条，粗纱的牵伸工艺，应有利于前弯钩纤维的伸直；普梳喂入细纱的是以后弯钩纤维居多的粗纱，故细纱牵伸工艺应利于后弯钩纤维的伸直。

精梳准备工艺纤维弯钩变化，亦可按此类推。

但经精梳后，弯钩纤维已基本伸直，均可按后弯钩纤维伸直要求设计牵伸工艺。

（2）生条中纤维分离度和平行伸直度差。

梳棉棉结虽不多，但纤维分离度和平行伸直度差。

紊乱的纤维在牵伸过程中被抽拉时，本来蓬松不成结的纤维，被拉扯成了死结。

（3）生条中短绒高。

开清和梳理过程中，纤维损伤严重，致使生条中短绒大幅度增加。

短绒在高速牵伸过程中易聚集在纱条的某一局部，或飞散积聚在纱线通道的机件上，积到一定数量，便进入纱条，经与纱线通道机件摩擦，便形成棉结。

鉴于上述，可采取如下对策：

（1）普梳头并、精梳预并、普梳粗纱牵伸工艺应符合前弯钩纤维伸直的理论；

（2）普梳二并、精梳并卷或条并卷、普梳细纱牵伸工艺应符合后弯钩纤维伸直的理论；（3）提高生条的纤维分离度和平行伸直度；（4）减少生条短绒率；（5）严格控制各工序温湿度。

1并条机上弯钩纤维伸直的理论［1］1.1前弯钩纤维伸直的理论前弯钩纤维的伸直开始于弯钩的中点到达变速点R′时，此时纤维主体中点仍在R′的后方，仍以慢速前进。

见图2。

图2牵伸变速点和前弯钩纤维的伸直过程FF′-前钳口线；BB′-后钳口线；N1-快速纤维数量；N2-慢速纤维数量；R′-变速点；R-变速点离前钳口的距离；G-握持距；η-纤维原始伸直度系数；η′-纤维结果伸直度系数；L-弯钩纤维原长；VF-前罗拉速度；VB-后罗拉速度；NR′-变速点处快速或慢速纤维的数量1.1.1当牵伸倍数较小时（Ε≤3）牵伸倍数Ε为：

此时变速点位置R′离前钳口较远，见图2中

（2），主体长度的一半，伸直过程不受前钳口的干扰。

结果伸直度系数η′为：

在不同的原始伸直度系数η下,在牵伸倍数较小时（估计E＜3倍左右时），对前弯钩纤维有一定的伸直效果，在伸直过程不受前钳口干扰的条件下，其伸直效果随牵伸倍数增大而相应增大。

1.1.2当牵伸倍数较大时（E＞3）牵伸倍数E为：

变速点离前钳口的距离R则为：

，见图2中（3），变速点位置R′离前钳口距离较近，伸直过程易受前钳口干扰，前弯钩纤维伸直效果并不始终随牵伸倍数的增大而提高，而是先增加后减小，达某一点最高值后，牵伸倍数再增大，伸直效果因受前钳口干扰反而降低。

其结果伸直度系数η′为：

1.1.3当牵伸倍数更大时（E＞4）见图2中（4），牵伸倍数E为：

，变速点离前钳口的距离R为：

，即变速点位置R′靠近前钳口，前弯钩未伸直前，弯钩的前端首先进入前钳口，前钳口对弯钩纤维伸直干扰作用严重，前弯钩纤维丝毫得不到伸直。

1.1.4前弯钩纤维伸直的延续时间t为

（3）式中VB为后罗拉速度。

这是前弯钩开始变速到纤维主体也变速的时间。

此时间越长，前弯钩伸直的可能越大。

所以要设法延长前弯钩伸直的延续时间。

前弯钩在不同牵伸倍数和原始伸直度系数下的结果伸直度系数如图3所示。

图3中①、②、③区为上述三种情况的区间范围。

图3前弯钩纤维伸直效果的函数图形

由图3可见：

（1）当牵伸倍数E＜3倍时，各种原始伸直度系数下，随牵伸倍数增大，结果伸直度系数均有不同程度的提高。

原始伸直度系数高的，结果伸直度系数提高较快；原始伸直度系数小的，结果伸直度系数提高较慢。

（2）当E=1.5～4倍，结果伸直度系数有一个最高点。

最高点的位置，原始伸直度系数小的，牵伸倍数较小；原始伸直度系数大的,牵伸倍数较大。

（3）不论何种原始伸直度系数，牵伸倍数越大（E＞4倍时），前弯钩伸直效果越差。

这是因为牵伸倍数越大，快速纤维数量越少，快速纤维不可能包围慢速纤维的弯钩前端，对前弯钩的快速摩擦力（引导力）很小，不足以克服前弯钩的弯曲刚度而伸直；也因牵伸倍数越大，变速点越靠近前钳口，伸直延续时间越短，弯钩来不及伸直便进入前钳口，受前钳口干扰严重所致。

1.2后弯钩纤维的伸直理论［1］后弯钩纤维的伸直过程开始于纤维主体部分的中点到达变速点,纤维主体快速，后弯钩仍以后罗拉慢速运动，伸直过程一直延续到剩余的弯钩部分的中点也到达变速点R′，如图4所示。

图4后弯钩纤维的伸直过程（符号同图2）

1.2.1当牵伸倍数较小时（见图5中①）当牵伸倍数较小时，此时变速点离前钳口的距离R较大，，可求得结果伸直度系数为：

1.2.2当牵伸倍数较大时（见图5中②）牵伸倍数，此时R值较小，，即主体部分的中点尚未到达R′点，而其头端已进入前钳口，伸直过程提前开始，延续时间有所增长。

可求得结果伸直度系数为：

1.2.3当牵伸倍数更大时（见图5中③）当牵伸倍数更大时，此时R值最小，R≤更小，这时主体快速，后弯钩慢速，更利于后弯钩伸直。

只有在后弯钩长度较大，当弯钩的中点尚未到达R′点位置，而弯钩的端点，即纤维的尾端已经进入前钳口，才使伸直过程中断。

可求得结果伸直度系数η′为：

以上三种情况可用图5的函数图形表示。

图5后弯钩伸直效果的函数图形图5中①、②、③区的曲线，表明上述三种情况，其结果伸直度系数都是随牵伸倍数的增大而逐渐提高，且牵伸倍数越大，对后弯钩纤维的伸直效果越好。

图5中可见，原始伸直度系数越大，牵伸倍数增大时，结果伸直度系数提高越快；原始伸直度系数小的，结果伸直度系数提高较慢。

2头、预并牵伸工艺应符合前弯钩伸直理论2.1头、预并并合根数宜少不宜多，总牵伸倍数宜小不宜大鉴于前述牵伸倍数越大，前弯钩伸直效果越差，故头、预并并合根数应少。

只有并合数少，才能减小总牵伸倍数。

一般可控制在5～6根，使头、预并的总牵伸控制在6倍以内。

2.2头、预并的后区牵伸倍数宜大不宜小鉴于前弯钩在较小牵伸倍数时提高牵伸倍数，可提高前弯钩的伸直效果，故后区牵伸倍数应尽量增大，一般可在1.8～2.0内（E后=1/3E总），以使前区牵伸控制在3倍左右，不要大于3.5倍，使其处于前弯钩伸直的最高点（见图3中的②区曲线的最高峰对应的牵伸倍数区间）。

当生条中原始伸直度系数较小时，后牵伸倍数取下限；当生条中原始伸直度系数较大时，后牵伸倍数取上限（见图3中②区内不同原始伸直度系数曲线最高峰点对应的牵伸倍数）。

例如华宝公司，头道并条机为FA305C，纺半精梳27.76tex纱,改变牵伸工艺前后的棉结和纤维伸直度列于表1。

由表1可见，头并或预并后区牵伸倍数和罗拉隔距增大后，经头、预并后，结果伸直度系数提高，棉结和杂质显著降低，棉结降低42.85%，效果极显著。

又如湖北3542纺织有限公司［2］，FA306并条机,纺JC/Tencel（60/40）7.3tex纱，头并牵伸工艺改变前后的结果伸直度系数列于表2。

由表2可见，后区牵伸倍数和隔距增大，结果伸直度系数η′提高。

2.3头、预并的后区握持距宜大不宜小鉴于前弯钩伸直需要有足够的伸直延续时间，即需要提早变速,故后区握持距宜大不宜小。

一般在53～60mm。

纤维长，后握持距取上限，纤维短，后握持距取下限；重定量取上限，轻定量取下限；纺化纤取上限，纺棉纤取下限。

头、预并的前区握持距亦可比常规放大2～3mm,以增长弯钩伸直的延续时间，防止前弯钩来不及伸直，经搓擦形成棉结。

后区握持距放大后的工艺效果见表1、2。

由表1、2可知，后区握持距放大后，棉结降低28.27%，工艺效果较显著。

结果伸直度系数η′均有不同程度提高（表1中的方案一、表2）。

徐州天地缘纺织有限公司在FA303并条机上试验如表3所示。

由表3可见：

头并并合根数减少，定量加重，后牵伸倍数增大和前后区握持距增大后，乌斯特条干CV值改善，棉结杂质显著减少，工艺效果显著。

总之，头、预并应采用重定量、小总牵伸、后区大隔距、大牵伸工艺，前区较大隔距、小牵伸，以利于前弯钩的伸直。

必须指出：

以上工艺是针对并条后成倍增加棉结而采取的牵伸工艺，此工艺能有效降低棉结，但对条干可能不利。

故实际生产中应视当前的主要矛盾方面而定。

3二并牵伸工艺应符合后弯钩伸直的理论3.1二并的并合数和总牵伸倍数宜大不宜小鉴于前述后弯钩伸直理论：

牵伸倍数越大，伸直效果越好。

故并合数宜大不宜小。

只有并合数多，或者采用较重定量喂入，牵伸倍数才有可能增大。

一般并合数均为8根，可使总牵伸倍数控制在8～9倍。

以利于后弯钩的伸直。

3.2二并的后区牵伸倍数宜小不宜大，前区牵伸倍数宜大不宜小每经一次牵伸，就产生一个牵伸波叠加到纱条上，此牵伸波在后续牵伸中，波幅减小，波长拉长。

为减少牵伸波叠加，后区牵伸倍数应小。

另外，鉴于前述，牵伸倍数越大，后弯钩伸直效果越好，为使前区牵伸倍数尽可能大，后区的牵伸倍数就应减小。

一般后区牵伸倍数为1.15～1.2，以便集中前区一次牵伸。

3.3二并前后区应重加压紧隔距强控制为防止纤维提前变速，产生移距偏差，影响条干，前后区握持距在不出硬头的前提下，应偏紧掌握。

一般3上3下压力棒牵伸，纺细绒棉时，前区握持距为纤维品质长度Lp＋（8～10）mm，一般在41～48mm，后区握持距为品质长度Lp＋（10～15）mm，常在44～53mm。

纤维长、喂入定量重、纺化纤时，此握持距适当放大；纤维短、喂入定量轻，纺棉，此握持距应小。

二并牵伸工艺对结果伸直度系数的影响，如表4所示［2］，纺纱条件同表2。

由表4可见,二并的后区小牵伸、前后区紧隔距、压力棒直径较大时，对提高结果伸直度系数η′有利。

如徐州天地缘公司，纺18.22tex纱,FA303并条机，在二道并条上改变牵伸工艺的试验如表5所示。

由表5可见：

二并后区牵伸倍数减小后，棉结显著降低，杂质亦有所减少，但因后区中心距略有放大，乌斯特条干CV值（%）有所恶化。

江苏华宝纺半精梳14.58K，FA305并条机，二并牵伸工艺的对比试验列于表6。

由表6可见：

在定量、并合数和总牵伸倍数相同的情况下，二并后区牵伸倍数改小，后区隔距放大,熟条棉结减少、萨氏条干改善,成纱棉结和粗节减少。

熟条乌氏条干，成纱乌氏条干，因后区隔距放大，互有上下。

总之，二并应采用紧隔距，后区小牵伸，前区大牵伸，重加压，强控制工艺，利于降低棉结，改善条干。

精梳以后的并条，因基本上无弯钩纤维，故可采用类似二并的牵伸工艺。

3.4减少并条牵伸区内短绒现代高速并条机上，牵伸过程中纱条速度高，纱条中短绒在高速气流的作用下，很易飞散积聚在纱线通道的机件上，积聚多了，便进入纱条，或形成纱疵，或搓擦成结。

对此应加强吸棉清洁：

缩短吸棉箱掏棉周期，经常保持吸棉箱较大的吸棉风压和风量；加快回转绒套转速，加速吸除积聚的短绒；防止吸风管漏风，稳定吸棉风量和风压等。

3.5控制并条车间温湿度并条车间应处于吸湿状态，以利于牵伸过程中纤维的平行伸直，防止静电产生。

但温湿度也不宜过大，以免缠罗拉、缠皮辊，反而产生纱疵。

一般温度可控制在22～24℃。

温度超过32℃时，棉蜡融化，含油脂的化纤发粘，易缠罗拉，缠皮辊。

一般相对湿度控制在60%～65%。

加工合成纤维时，相对湿度低于55%，会因静电严重而缠罗拉或皮辊。

4粗纱牵伸工艺据前述，普梳喂入粗纱机的是前弯钩居多的纤维。

但经头、二道并条牵伸，纤维的伸直度系数已有很大提高，伸直度系数一般可在90%以上。

根据前弯钩纤维伸直的理论，在头、预并牵伸工艺设计指导思想的基础上，亦可作适当调整。

故粗纱应采用“重定量、小牵伸、后区大隔距、高捻系数”的工艺。

粗纱“重定量、小牵伸、高捻系数”：

一是可减少牵伸波的累积，减少成纱中长片段不匀率；二是可减少粗纱加捻、卷绕过程中和粗纱在细纱机上退绕过程中的意外伸长，可减少细纱的长细节，显著改善布面条干；三是粗纱高捻系数，可促进捻度重分布，粗节处抗扭力矩大，细节处抗扭力矩小，使捻度向细节传递，增加细节处捻度，从而减少粗纱的弱环；四是经细纱后区牵伸后，进入细纱前区的须条密集，纤维不易扩散，易于控制浮游纤维运动，减少成纱短片段不匀，改善Uster条干；五是重定量、高捻系数，可减少飞花和毛羽，从而减少纱疵；六是粗纱重定量，可提高粗纱台时产量，提高劳动生产率，降低纺纱成本，实现高效工艺，产生显著的经济效益。

粗纱“重定量”，就是不论何种纱号，用足细纱的牵伸能力来设计粗纱的定量。

由粗纱定量和喂入条定量计算粗纱实际牵伸。

在粗纱小牵伸，重定量时，牵伸力必然增大，容易出硬头，故粗纱后区隔距应放大，可在55～60mm内选择。

喂入定量重、纤维长、纺化纤，取上限；喂入定量轻、纤维短、纺纯棉，取下限。

后区牵伸倍数，因喂入条纤维的伸直度已较高，以小为宜，以减少牵伸波累积。

一般可在1.15～1.2内选取。

粗纱“高捻系数”，就是在细纱牵伸不出硬头的前提下，尽量增大粗纱捻系数。

一般粗纱捻系数与纤维类别、粗纱定量和纤维长度、细度密切相关：

粗纱定量轻、纤维粗、短，粗纱捻系数应高；纯棉的粗纱捻系数大于化纤的粗纱捻系数；反之，粗纱定量重、纤维细、长，粗纱捻系数可低些。

（未完待续）

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