【纺织技术】成纱强力影响因素及提高措施

文/胡振龙 赵卫华 东营市宏远纺织有限公司

纱线强力是评价纱线质量的重要指标，有绝对强力和相对强力之分。影响成纱强力的主要因素有：原料性能（纤维长度、细度、单纤维强力等）、纺纱工艺、成纱结构（纤维伸直度、平行度、排列分布、纱线捻度等）、成纱均匀度（条干不匀率、捻度不匀率）等。因此提高成纱强力要从合理选择原料、改善须条结构、提高成纱条干、合理选择捻系数等方面入手。

1 原料与成纱强力的关系
1.1 纤维长度及整齐度与成纱强力的关系
纤维长度长，整齐度好、短纤维少，则成纱光洁，强力高，见表1。
表1纤维长度及整齐度与成纱强力的关系
品种
CJ40S
CJ80S
原来类别
细绒棉
长绒棉
纤维长度（mm）
27
29
31
33
35
37
纤维整齐度（HVT）
85.9
86.8
87.6
88.9
89.3
89.9
成纱强度（cN/tex）
16.8
17.6
18.1
20.6
21.0
21.7
成纱强力不匀率%
7.14
6.83
6.69
10.28
8.79
8.63
1.2 纤维线密度与成纱强力的关系

在其它条件相同的条件下，纤维的线密度小，成纱截面内纤维根数多，分布均匀，成纱条干均匀，纤维间接触面积大，摩擦力大，纱线在拉伸断裂时，滑脱纤维的根数将会减少，纱线强力就高。
1.3 单纤维断裂长度与成纱强力的关系
单纤维断裂长度大，则成纱强力高。单纤维强力差时，在纺纱过程中易断裂而形成短绒，被搓揉成结粒，恶化成纱条干，从而使成纱强力降低。
1.4 棉纤维性能与成纱强力的关系表
棉纤维主要指标与成纱强力的关系见表2。
表2 棉纤维主要指标与成纱强力的关系
指标
正常值
与纱线强力的关系。
长度（mm）
23-33
纤维长度长成纱强力高。
16mm以下短绒率（％）
1-15
短绒少，成纱条干均匀，强力好。
单纤维强力（cN）
3.5-4.5
单强高，纤维本身断裂困难，成纱强力高。
线密度（dtex）
1.5-2.0
成熟度正常时纤维细度细时纱线强力高。
成熟度
1.5-2.1
纤维成熟度好时成纱强力高。
2 纺纱工艺对成纱强力的影响

2.1 原料混合
减少原料差异率，提高纤维的混合均匀度是提高成纱强力的必要条件。纤维混合均匀，各成份在纱线内均匀分布，可获得最佳的纱线结构，使纱线强力得到提高。
（1）开发混纺纱线时，要充分考虑纤维特性的差异，特别是纤维线密度、长度、初始模量及包装密度和尺寸的差异。要尽可能避开临界混纺比。
（2）清花排盘要做好削高嵌缝工作，抓包机要做到勤抓少抓，提高设备运转效率，保证纤维开松良好、混合充分。
（3）提高梳棉机的梳理作用，增强单纤维间的混合机会，提高短绒排除率。
（4）适当增加精梳、并条的并合数，改进混合方式。
2.2 清梳工艺
在保证原料充分开松的情况下，尽可能避免猛烈打击，避免损伤纤维、增加短绒。保证各种成分混合均匀，提高各单机运转效率，在保证前后供应的条件下，单机运转效率越高越好，尽量达到98%以上。
开清工序各单机要优化工艺参数，做到薄喂快给、柔和开松，以梳代打，合理减少打击点。做到棉结、杂质、短绒兼顾。实践中证明：开清工序的总除杂效率，在原棉含杂率小于1.5%时应保持在30-40%；原棉含杂率在1.5-2%之间时应保持在40-50%；原棉含杂率大于2.0%时应保持在40-60%，最基本的要求是要保证筵棉含杂率不高于1.0%。
确定了开清工序的总除杂效率后，要合理分配各单机的除杂率，控制棉结和短绒增长率。筵棉对原棉的棉结增长率应控制在80%以内，短绒增长率应控制在1%以内，力求不增长或负增长。为优化开清棉工艺，我们对青纺机清梳联的JWF1107单轴流开棉机、JWF1115精开棉机进行了不同打手速度对棉结、短绒的影响进行了对比试验，见表3、表4。
试验条件：棉纤维上半部长度29.8mm，马克隆值4.43，单纤维强度30.31g/tex，含杂率4.43%，棉结237粒/g， 16mm以下短绒率7.72%。
表3 JWF1107打手速度对棉结、短绒的影响（AFIS测定值）
打手速度（r/min）
位置
棉结
短绒
数量（粒/克）
增长率（%）
短绒率（%）
增长率（%）
452
入口
241
37.7
7.61
8.1
出口
332
8.23
520
入口
251
28.7
9
0
出口
323
9
650
入口
322
-7.4
13.1
-19.9
出口
298
10.5
750
入口
337
-3
13.3
-3.8
出口
347
12.8
800
入口
255
2.7
8.4
-2.3
出口
262
8.2
表4 JWF1115对棉结、短绒的影响（AFIS测定值）
打手速度（r/min）
位置
棉结
短绒
数量（粒/克）
增长率（%）
短绒率（%）
增长率（%）
480
入口
324
2.47
8.6
-9.3
出口
332
7.8
540
入口
303
16.2
9.1
12
出口
352
10.2
600
入口
261
19.5
18.1
-2.4
出口
312
7.9
通过表1、表2的数据可以看出，机型不同、打手速度不同，棉结和短绒的增长率也会有很大差异，因此开清工艺必须根据企业的实际情况进行优选确定。
2.3 梳棉工序
生条的结杂、短绒含量等直接影响成纱强力，因此要尽可能提高梳理质量。
（1）要减少喂棉箱的棉结和短绒的增长率，在保证原料开松效果的前提下，尽量降低开松辊速度，采用薄喂轻打，顺向喂棉来减少纤维损伤。
（2）要选用优质梳理元件，做好梳理元件的配套；优化工艺速度，速度是根据产量和针布规格确定不同的工艺速度，通过实践获得针布与速度的最佳结合点；保证工艺隔距的精确度，棉结、短绒和除杂兼顾。比如我公司的实践结论是：棉结、短绒为最少时的锡林速度，采用AC2525针布时为510转/分，采用AC2030针布时为390转/分，而采用AC 2040针布时为360转/分。
（3）保证梳棉机上机工艺隔距的准确性非常重要，工艺隔距小有利于分梳和转移，纤维伸直平行度好，棉结容易被梳开，不易搓擦成结，但是隔距过紧易损伤纤维，造成短绒增加。一般情况下，生条中的短绒率应控制在14%以下。生条短绒率对成纱强力的影响见表5。
表5 生条短绒率对成纱强力的影响
生条短绒率（%）
25.4
20
17.7
14.5
成纱断裂强度（cN/tex）
11.2
12.4
12.8
13.3
成纱强力CV（%）
14.3
11.9
10.5
9.7
细纱断头率（根/千锭时）
40
31
27
25
2.4 精并粗工艺

要严格控制末并重量，降低台差、眼差。减少并条重量差异对粗纱伸长率锭差的影响，合理控制粗纱伸长率。因为成纱强力会随粗纱短片断不匀率的增加而降低，粗纱存在周期性不匀，会明显降低成纱强力。
要合理控制精梳落棉率，提高棉网质量。要保证精梳条纤维的伸直平行度，减少短绒和棉结，以利于后工序的牵伸。要合理确定定时定位，正确控制张力牵伸，减少意外伸长，保证机械正常运转。
增加精梳落棉量有利于排除更多的短绒、棉结和杂质，提高成纱强力，但不利于节约用棉。因此要找到产品质量与生产成本的最佳接合点。精梳落棉率与棉网质量的关系见表6。
表6 精梳落棉与棉网质量的关系
精梳落棉率（%）
短绒排除率（%）
精梳条短绒率（%）
9.92
33.77
10.59
13.24
44.06
10.78
15.9
49.28
6.09
18.6
66.76
6.01
20.12
73.16
5.43
21.05
77.06
5.62
24.23
78.07
4.92
25.02
80.59
4.38

2.5 细纱工艺

（1）细纱影响成纱强力的因素很多，如牵伸倍数、罗拉隔距、粗纱捻系数，尤其是细纱前区的工艺参数，如浮游区长度，钳口压力等，这些因素都会影响细纱条干均匀度，进而影响成纱强力。
（2）细纱百米重量不匀率是造成管间强力不匀的重要因素，一般细纱百米重量不匀率必须控制在2.5%以内，以避免单强不匀率超标。为此要从半制品质量加强控制，如棉卷米重不匀率控制在1%以内，精梳条短绒率控制在10%以内，粗纱伸长率差异控制在1.5%以内等。
（3）细纱加捻三角区须条的宽度、纤维排列状态等都对成纱强力有影响，如紧密纺通过改善加捻三角区须条的状态，可以明显减少毛羽，提高成纱强力。
（4）据观察，纯纺纱易在细节和大棉结的地方断头，混纺纱易在粗节或粗细节拐点的地方断头。大棉结大部分是没有梳开的纤维；粗节处捻度较小，强力相对偏低，这就是大棉结和粗节成为强力弱环的原因。
2.6车间温湿度
车间相对湿度对纤维的纺纱性能影响较大。棉纤维适当吸湿后，横断面膨胀，延伸性增加，增进和改善长链分子的整列度，使纤维的强力增加，纤维柔软，粘附性和摩擦系数增加，从而增加纤维间的抱合力和摩擦力，使纱线强力得以提高。
车间温湿度调节不当或不稳定，会影响各工序须条回潮率的稳定性，从而影响成纱强力和增加断头。
（1）开清工序要把棉块开松并除去杂质，回潮率较小时有利于除杂。但回潮率过小纤维脆弱，易被打断，增加短绒影响成纱强力。纺棉时相对湿度不宜超过60%（55%为宜），原棉回潮率控制在7.5-8.5%之间，使纤维处于外干内湿的放湿状态，增加纤维的柔软性和抗打击能力。
（2）梳棉工序的相对湿度要求与开清棉相接近或稍低一些，使延棉少量放湿，纤维呈内湿外干状态。外干有利于分梳，除杂效果好，内湿则延伸性好，不易梳断。梳棉相对湿度稍低于60%，一般在53%为宜，生条回潮率控制在6.0-7.0%之间。
（3）提高粗纱回潮率不但能提高细纱强力，而且能改善细纱条干和外观。相关资料指出：当棉纱回潮率在7.2%以上时，纱线光滑、圆润、毛羽少、光泽较好。当回潮率在6.%以下时，纱线成形松软、毛羽增多、光泽差，成纱强力也低。但是回潮过大时易缠胶辊和罗拉，成纱强力同样降低。熟条回潮率控制在6.3-7.0%之间，粗纱回潮率控制在6.2-7.0%之间，细纱回潮率控制在6.3-7.2%之间。
细纱相对湿度控制在50-60%，比并粗工序小一些，使粗纱保持放湿状态。细纱湿度过大，罗拉、胶圈表面易附着飞花，出现绕皮辊现象，造成粗节增多。细纱湿度过小，飞花增多，易产生静电，纤维抱合力差，成纱毛羽增加，成纱强力下降。细纱车间温度控制在26-30度，尽可能做到车间各区域温湿度分布均匀、稳定。
（4）络筒工序要成纱强力和回潮率，以有利于清除纱疵，减少成纱损失。湿度过大机件表面易生锈、沾附飞花；湿度过小会造成强力下降、断头增多。因此相对湿度一般控制在68-78%之间，回潮率在7.0-8.0%之间。
（5）棉纺企业各车间温湿度控制要求见表7。
表7 棉纺企业各车间温湿度控制要求
项目
清花
梳棉
精梳
并粗
细纱
后纺
温度（℃）
夏
28-30
28-30
28-30
28-30
30-32
30-32
冬
20-22
22-25
22-24
22-25
24-27
24-26
相对湿度（%）
夏
55-60
55-60
60-65
60-65
55-60
68-78
冬
50-60
55-60
60-65
60-65
55-60
60-65
3 结语

提高成纱强力是一项系统性的工作，要从原料、工艺、设备、温湿度调节方面进行全面控制，以取得良好的效果。
编辑：纺织大学堂
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