邵軍杰 王建坤 胡艷麗 張 毅

(1.河北力科紡織有限責任公司，河北滄州，061600；2.天津工業(yè)大學，天津，300160)

隨著用戶對棉紗品質要求的與日俱增，提高成紗質量將成為重點[1]。很多紡織企業(yè)采用負壓式集聚紡來提高棉紗質量[2]。負壓式集聚紡是在環(huán)錠紡的基礎上，加裝負壓集聚裝置構成負壓系統(tǒng)[3]，使牽伸后的須條先經過負壓氣流集聚后再輸出加捻，實現(xiàn)了負壓氣流對牽伸后須條的集聚與收縮，從而消除加捻三角區(qū)，減少邊緣纖維的散失[4]。我公司為提高成紗強力、降低條干CV值和毛羽，特對EJM128K型環(huán)錠細紗機進行了負壓式集聚紡改造，并針對負壓吸風壓力(以下簡稱負壓值)、搖架壓力、網格圈目數(shù)3個影響成紗質量與生產消耗的主要因素，進行了大量試驗，確定了最優(yōu)工藝配置，并在整個試驗過程中測試對比了不同工藝配置對耗電的影響，從而在顯著提升我公司所紡棉紗質量的同時達到了較好的節(jié)能降耗效果。

1 試驗部分

試驗原料與儀器設備：試驗采用精梳棉，粗紗定量5.5 g/10 m，紡出細紗線密度27.8 tex,細紗錠速14 500 r/min；紡紗采用加裝江陰市華方新技術科研有限公司集聚紡負壓裝置的EJM128K型細紗機，采用SY600E型條干均勻度測試儀、YG023B-111型全自動單紗強力機、USTER ZWEIGLE HL400型毛羽儀測試紗線性能，采取試驗機臺掛電表的方法測試每小時實際耗電量。

試驗條件：固定細紗機10個錠為試驗錠子(每次試驗取10個管紗)，測試長度為1 000 m；紗線條干CV、斷裂強力和3 mm毛羽數(shù)指標均在溫度23 ℃、相對濕度65%的標準實驗室環(huán)境下測試。

2 結果與討論

2.1 單因素試驗分析

2.1.1 負壓值對成紗質量與耗電的影響

負壓值分別選擇2 300 Pa、2 600 Pa、2 900 Pa三水平進行紡紗，并測試成紗條干CV、斷裂強力、3 mm毛羽數(shù)，試驗結果見圖1。

(a)條干CV和斷裂強力

(b)3 mm毛羽數(shù)

圖1 負壓值與成紗條干、強力、毛羽的關系

由圖1可知，負壓值在2 300 Pa至2 600 Pa時，紗線條干CV值和毛羽值均有所下降，斷裂強力增加；但是負壓值超過2 600 Pa時,紗線條干CV值增加，斷裂強力和毛羽值變化較小。試驗證明：負壓值最優(yōu)水平是2 600 Pa。其原因是負壓值太小時，集聚效果差、須條松散，并且在集聚槽上跳動[5]，使紗線粗細節(jié)、棉結等與負壓值大時相比有所增加，紗線質量提高效果有限；但當負壓值過大時，氣流吸風量過大，須條集聚過緊，影響了須條的正常運動和纖維排列，雖然紗線毛羽值下降，但會造成條干惡化和強力下降，同時增加了耗電。

2.1.2 搖架壓力對成紗質量與耗電的影響

雙錠搖架壓力分別選擇160 N、180 N、200 N三水平進行紡紗，并測試成紗的條干CV、斷裂強力、3 mm毛羽數(shù)，試驗結果見圖2。

(a)條干CV和斷裂強力

(b)3 mm毛羽數(shù)

圖2 搖架壓力與成紗條干、強力、毛羽的關系

由圖2可知，雙錠搖架壓力在180 N時，紗線條干CV值和毛羽值均有所下降，斷裂強力增加；雙錠搖架壓力在160 N和200 N時，紗線條干CV值和毛羽值均有所增加，斷裂強力下降。試驗結果證明：雙錠搖架壓力最優(yōu)水平為180 N。其原因是雙錠搖架壓力在160 N時，膠輥握持力小，須條牽伸不開，造成粗細節(jié)增加；但當雙錠搖架壓力在200 N時，羅拉因受力大而變形，造成羅拉回轉時頸部產生跳動[6]，膠輥、膠圈磨損大，從而影響纖維牽伸效果，造成條干惡化，強力下降。

2.1.3 網格圈對成紗質量的影響

網格圈分別選擇2 000目/cm2、2 800目/cm2、3 200目/cm2三水平進行紡紗，并測試成紗的條干CV、斷裂強力、3 mm毛羽數(shù)，試驗結果見圖3。

(a)條干CV和斷裂強力

(b)3 mm毛羽數(shù)

圖3 網格圈與成紗條干、強力、毛羽的關系

由圖3 可知，網格圈目數(shù)在選擇2 800目/cm2、3 200目/cm2時，紗線條干CV值和毛羽值增加，斷裂強力降低。試驗結果證明：網格圈目數(shù)最優(yōu)水平是2 000目/cm2。其原因是網格圈型號在選擇2 800目/cm2、3 200目/cm2時，由于網格圈經緯密度高、透氣率低[7]，車間內附著力強的微塵、棉蠟和微纖維容易嵌入網孔導致網格圈運轉不良[8]，嚴重影響網格圈的負壓集聚功能，會造成紗線粗細節(jié)、棉結和毛羽增加。

2.2 正交試驗

綜合以上單因素試驗，設計正交試驗方案。選擇三因素分別為負壓值(因素A)、雙錠搖架壓力(因素B)、網格圈目數(shù)(因素C)，因素水平見表1。試驗方案及結果見表2，極差分析見表3。

表1因素水平表

水平因素A/Pa B/N C/目·cm-21232 3002 6002 9001601802002 0002 8003 200

表2正交試驗因素水平與試驗方案結果

方案因素ABC條干CV/%斷裂強力/cN3 mm毛羽數(shù)/根·(100 m)-112345678911122233312312312312323131212.6012.6812.6212.3811.8111.9212.2412.5112.14524.9514.9507.1529.3534.9495.9514.3524.4499.1275256288214197184233229230

表3極差分析

指標項目因素A因素B因素C條干CV條干CV條干CV條干CV斷裂強力斷裂強力斷裂強力斷裂強力3 mm毛羽數(shù)3 mm毛羽數(shù)3 mm毛羽數(shù)3 mm毛羽數(shù)k1k2k3極差k1k2k3極差k1k2k3極差12.5012.0312.300.47515.6519.6512.672731982317612.4012.2012.230.20522.5524.7500.7242402272341312.6812.2712.220.46515.0514.1518.74.623923322910

由表3可知，各因素影響紗線條干CV的主次順序是A>C>B，影響紗線強力的主次順序為B>A>C,影響3mm毛羽數(shù)的主次順序為A>B>C，三因素的較優(yōu)組合均為A2B2C3，即負壓值2 600Pa、雙錠搖架壓力180N、網格圈2 000目/cm2。

2.3 對比試驗與分析

試驗前我公司純棉27.8tex產品的相應參數(shù)是負壓值3 100Pa、雙錠搖架壓力190N、網格圈3 200目/cm2；而優(yōu)化后的最優(yōu)工藝為負壓值2 600Pa、雙錠搖架壓力180N、網格圈2 000目/cm2。兩種工藝對比結果如下。

項目 試驗前 優(yōu)化后

條干CV/% 12.14 11.81

-30%細節(jié)/個·km-1791.8 754.0

+35%粗節(jié)/個·km-1281.0 248.3

+200%棉結/個·km-185.8 83.5

斷裂強力/cN499.1 534.9

3mm毛羽數(shù)

/根·(100m)-1230 197

耗電/kW·h11.53 10.84

由以上數(shù)據可知，運用最優(yōu)因素水平組合工藝，紗線質量明顯提高，在節(jié)約用電方面更為明顯，從而提高了我公司的產品利潤和該紗線在市場中的競爭力。

3 結論

通過單因素試驗和正交試驗結果得出，負壓式集聚紡細紗機紡純棉27.8tex時，負壓值選擇2 600Pa，紗線條干、強力、毛羽等質量指標得到了提高，并且降低了耗電。雙錠搖架壓力選擇180N，由于牽伸部件受力均勻且握持力可滿足牽伸要求，從而降低了搖架圈簧、膠輥、膠圈以及羅拉軸承等機件的磨損，提高了使用壽命。網格圈選擇2 000目/cm2，網格圈表面清潔狀況良好,網孔吸堵少，使紗線粗細節(jié)、棉結明顯減少，并延長了網格圈的清洗周期，從而降低了工人的勞動強度。為了能夠充分發(fā)揮集聚紡性能和達到節(jié)能降耗的目的，要正確調整和選擇負壓式集聚紡工藝參數(shù)和工藝部件，本文所采用的方法與得出的結論對紡其他產品也具有參考價值。