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客观检验在国产细羊毛纺纱加工中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-03-09  来源:中国家纺品牌网
核心提示:  目前世界毛纺加工业正朝着篼质量、篼附加值、低成本、低消耗、无污染生态环境生产的趋势发展。就毛纺预测技术而言,作为企业高级管理手段之一,也在不断完善和发展。近期澳大利亚羊毛科学家加大了毛条加工质量预

  目前世界毛纺加工业正朝着篼质量、篼附加值、低成本、低消耗、无污染生态环境生产的趋势发展。就毛纺预测技术而言,作为企业高级管理手段之一,也在不断完善和发展。近期澳大利亚羊毛科学家加大了毛条加工质量预测技术TEAM"1和纺纱加工质量预测技术Sirolan-Yarnspec研究的力度,并着手毛混纺纱线加工质量预测和织物质量预测技术方面的研究,这表明预测技术的应用在纺织行业得到普遍的认同和具有实际的应用意义。织物加工质量的预测和控制是建立在对毛纱客观检验基础之上的,而对毛纱加工质量的预测和控制是建立在对羊毛条客观检验基础之上的,毛条质量的预测最终归结为对羊毛(原毛)的客观检验。

  1999年在中国首次引进纺纱预测技术及其相关的质量控制技术。这项技术是由澳大利亚农业研究中心(ACIAR)和澳大利亚联邦科学工业研究组织(CSIR0)联合赞助的项目。项目的主要目的是为中国工厂开发纺纱预测软件包并进行应用。目前已为个别项目合作厂家建立了适应于澳毛纺纱性能和质量预测的特殊预测模型,其使用结果表明:中国工厂之间的纺纱水平不一,其纺纱性能通常与标准纱线预报模型Yarnspec预测的结果不同,而标准模型的预测结果代表着最佳商业实践。

  Yarnspec纺纱预测模型目前只是应用在澳毛纺纱加工中,并不适应对国毛纺纱性能和质量的预测,因此发展国毛纺纱预测技术就必须充分掌握国毛毛条纤维特性与纱线之间的内在关系,再运用数学工具建立其之间的各种关系。

  国毛毛条纤维特性对纱线质量和纺纱性能的影响纱线的纺纱性能和质量主要依赖于羊毛纤维特性。在现代羊毛纺纱理论研究中,羊毛纤维的特性与纺纱性能和质量之间的关系始终占有较大的比重,这些理论的研究绝大多数是建立在澳毛加工试验的基础上,因此国内众多厂家在加工国毛时,经常借助传统经验与近期澳毛加工研究的新成果相结合,来指导国毛的加工。然而在实际生产加工中时而遇到i些反常规的问题,使国毛的精细加工受到限制。因此理解国毛纤维品质对纱线质量和纺纱性能的影响是非常重要的。纵观原料状况与纺纱性能之间的关系有:纤维直径和变异占75-80%,纤维长度和变异占15-20%,纤维强力占5%,其它诸如卷曲度、粗纤维含量等特性占5%.下面就国毛纤维的特性与纺纱的关系作一介绍1.1国毛毛条基本特征兰州三毛纺织集团每年耗用毛条约80万公斤,其中国毛条约占2030%,国毛条的来源:一是来自于集团内部加工制条,二是外购国毛条,内部制条加工的原毛来自于新疆、内蒙和甘肃三个产地,外购国毛条原产地大都也是以上产区。因此所使用的国毛具有一定的代表性。本文中所测试的数据来自于兰州三毛所加工的国毛表1中列出了使用批量集中的国毛,其国毛的主要品质为66' 64%和一级毛,澳毛的品质指标为大家所熟悉,不在列出表中可以看出:与涣毛相比,国毛CVD较大,豪特长度H偏短,束纤维强伸性偏低,以及断裂伸长率和卷曲度变化大。

  表1:国毛纤维基本特征特征量平均值标准差方差最小值最大值豪特长度H豪特长度变异(CVH%)短纤维含童H平均直径MFD(网)细度变异(CVD%)卷曲度(7mra)束纤维强度(cN/tex)束纤维断裂伸长率(%)1.2平均直径(MFD)和直径变异系数(CVD)纤维平均直径(MFD)是最重要的纤维品质它是决定纱线截面内纤维根数、纱线条干不匀率、粗细节、纱线强度、伸长和纺纱断头率的主要因素。此外,纤维平均直径也影响着织物的手感、外观和舒适性。特别应当说明的是纤维的平均直径决定着羊毛的价格1“。国际上公认的细纱截面纤维根数通常最低为36根,否则会影响到纱线或织物质量、纺纱和织造生产效率(产量)、消耗、劳动力强度或劳动费用等等,这些实践经验和理论都是以严格控制细纱断头率作为纤维截面根数确定的前提,如对细纱的千锭时断头一般要求小于40根,或控制在40-60根,这是目前欧洲厂家的生产准则w.目前国内企业对细纱纤维截面根数也是非常重视,在选择原料指标时,但以考虑可纺支数优先,断头则是后事。因此加工预测技术的开发和应用更加迫切。

  纺纱理论研究得出m:纱线截面内纤维根数于纤维平均直径的关系如下:3纤维平均豪特长度(H)与长度变异(CVH)在毛纤维品质中,豪特长度的重要性仅次于细度。它影响着纱线条干不匀、粗细节、纱线强力和纺纱断头等。研究表明:纤维的长度增加,不仅有利于提篼纱线的均匀度,同时还可显著提高纱线强力、降低断头率。在不改变纺纱性能(断头率水平保持在一定水平时)的前提下,随着纤维平均长度的增加,可相应提篼纺纱速度和/或降低纱线的抢度。、5、6、7和8为国毛条豪特长度和变异系数与纱线特性之间的关系或趋势。一般来讲,一级毛适合纺32Nm及以下纱支,64了以上分类。

  图中还可以看出:CVH对纱线不匀和强力的影响较小。CVH值高,将会轻微改善纱线条干均度,这是因为纤维长度的变化导致纤维在牵伸过程中变速点变化所造成的,这与澳毛相吻合。对于澳毛而言:高的CVH值,将会使纱线强力有所降低(国毛不明显),这是因为高的CVH值意味着短纤维含量高,而短纤维多会对纱线强力和纺纱断头产生不良影响,为了折中这两个相反的影响,选择CVH值在35%-55%之间的毛条来组织加工是比较明智的121.对于国毛而言:篼的CVH值,对纱线强力的影响不明显,而CVH过篼或过低对纺纱断头有不利影响,此外短纤维含量篼纺纱断头也有上升的趋势从国毛实际加工结果综合来看(和8),国毛毛条的CVH在40-55%的范围内对纺纱性能较好。同时还需要大量收集数据来进步找出明确的关系。

  1.4束纤维强力(BT)在隔距很短的条件下测得的毛条中束纤维的强力,是纤维角蛋白平均强力的测量值。经化学处理过(如染色、防缩等)的毛条,纤维受到一定程度的损伤,从而使强度和伸长有所降低纱线强度与毛束强度之间成正比例关系,见,0和1表明,随着束纤维强度的提篼,对纱线的条干有利,使纺纱断头下降毛细纱CV%一纽:毛条H与细纱CV的关系:毛条H与细纱千锭时断头豪特长度变异cv:毛条CVH与细纱CV:毛条CVH与细纱断头1.5卷曲度纤维篼卷曲度对纱线不匀度和纺纱性能有不良影响,低卷曲度可使布面光滑、细致和手感柔软,高卷曲度可改善纱线和面料的蓬松特性,使面料手感丰满。加工数据表明:国毛纤维高卷曲度对纺纱加工产生不利的影响,2表明了纤维卷曲度与纱线条干不匀率CV%之间的趋势,其余指标趋势相同不再列出。

  以上将国毛品质和纺纱性能之间的关系作了简要的解释。事实上国毛毛条纤维特性对纱线质置和纺纱性能的影响是复杂的,其纤维品质和纺纱性能之间的关系大都呈非线性关系,因此还需要进一步深入研宄。

  :毛条束纤维强度与细纱强度0:毛条束纤维强度与纺纱断头1:毛条束纤维强度与细纱CV2:毛条纤维卷曲度与细纱CV纺纱加工预测由研究结果得知,国毛纤维直径平均值变化范围较窄,各项性能指标的离散性较大,纤维性能与预测指标的关系曲线主体上呈现线性关系,所以,根据纺纱工艺理论和各个指标的物理概念,选择出合理的原料指标作为预测参量,构造多元回归方程组,建立纱线质量预测基础数学模型。同时对每一个输入参数的影响程度进行了分析,对输入参数间的交互作用也进行了分析,参数间的相互作用大小也进行了对照分析,最终采用建立了数学与物理模型相结合的方法,得到了拟合优度高的非线性数学模型。

  2.1纱线预测模型根据近几年的加工批次和生产加工结果,以及研究试验等工作,开发了纺纱预测模型软件,模型分为两个主要部分,条干CV倌预测模型:条干CV值预测模型是核心模型,尤其对于较细的纱线显得更为突出,实际生产中,由于纱线条干CV值的波动势必带来纱线强度、断头率的波动。纤维的性能决定着极限不的大小,而设备产生的附加不和纤维的可纺性能、工艺设计、设备运转状况及加工路线密切相关。因此该模型的建立最为关键。

  强度预测模型:纤维经过梳理、牵伸、加捻、卷绕而成纱。通过对纱线断裂机理的研究和实测结果的分析得知,影响纱线强度的因素有:纱线的细度、德度、条干均度;纤维的细度、截面纤维根数、长度、尤其是短于滑脱长度的含量(它随抢度而变)、强度与伸长率等简而言之,纱线强度来源于纱中以断裂方式出现的纤维贡献的断裂力和以滑脱方式出现的纤维贡献的摩擦抱合力。‘滑脱长度’以及纤维在纱中的‘强力利用系数’都较好地说明了这一点,纤维集合体的断裂特征和纱线的强度关系密切,其核心问题是断裂的不同时性,而不同时性的根源在于各根纤维的断裂伸长不同,所以伸长率的大小和变异系数的大小对纱线的强力的影响是比较大的2纤维性能和纱线指标的确定输入变量:长度指标:豪特平均长度(H)、变异系数(CVH)、短毛率(服);细度指标:平均直径(MFD)、变异系数(CVD),卷曲度(MFC):强度指标:平均断裂强度(BT)、断裂伸长率(E)和断裂功(ff)。

  纱线细度:设计特数(Tex);细纱捻度:设计捻度(捻系数)(T)。

  主要工艺参数:毛条是否染色(分浅、中、深)、防缩、复精梳、复洗:细纱机的车速(或转速);牵伸倍数;钢领直径和钢丝圈重量。

  预测指标:纱线质量指标:细纱条干不匀率CV%值、粗节、细节、毛粒数和毛羽值;纱线强伸性指标。强度,断裂伸长率:经济技术指标:千锭时断头率。

  预测技术的应用和经济效益预测模型在兰州三毛进行了使用和验证,结果表明该模型具有一定的精确度和可靠性。但目前仅适用于本厂全毛产品(可含有5%以内的化纤)的加工,其它合作工厂的应用正在展开,同毛条加工预测模型一样,都需要根据不同厂家的生产实际情况和加工条件,对模型进行修正或调整。

  3.1应用情况目前对20个批次的纱线进行预测,在这些批次中,原料的范围:20. 123.5um;纱线支数:26-60Nm;其中单批原料纱线16批,混批原料纱线2批,5%化纤纱线2批,单纬5批。各个预测纱线指标的实测值和预测值的拟合情况见3、4、15和6(其余略可以看出:总体而言模型预测值和实测值之间的拟合性较好,反映出预测具有一定的可靠性和精确性,随着时间的延长和加工批次的增加,可对模型进行更全面性的评价。

  2经济效益预测技术在纺纱加工中的应用,可取得一定的经济效益,表现在:较传统经验估计准确可靠提高了对纱线质量指标和加工性能传统经验估计的准确性和可靠性,以及细纱前对纺纱成本的估计。

  有潜力提高生产效率,降低成本和消耗在纺纱加工中,在中间个别关键工序引入先进的测试仪器以增加质量控制点,如在条染复洗工序对染后条进行束纤维强力的测试,并制定了相应的质量考核指标,强力合格率由原来的22%提高到目前60%,制成率提高0.02%;对毛条复精梳B306下机条的豪特长度短纤维含量进行控制,引入短纤维含量合格率这一新的考核指标,以保证复精梳质量,该指标由原来的50%提篼到目前的65%,降低了原料消耗。

  加强对加工过程的控制,提高了产品质童根据预测结果和最终实际加工结果,可找出针对工厂实际加工情况下的质量控制方法(如采用质量控制图),对生产过程中的异常值及时分析和判断,或针对工艺改进来了解对实际加工结果的影响。在模型的验证过程中,对极个别异常值进行了加工过程中的追踪,找到了原因所在。

  可实现按成品规格来选择原毛或毛条一优化原料预测粗节(/Km)预测技术的应用,根据纱线要求对毛条原料的选择或调整有了科学的理由,可以实现以最低的成本来满足毛纱规格的要求。即在优化原料方面起到明显的作用。

  5:粗节6:强度结语国毛毛条纤维品质特性与纺纱加工性能和纱线质量指标之间具有一定的相关性,因此对毛条进行全面的客观测试尤为重要。

  在对毛条纤维特性客观测试结果的基础上,根据以往加工结果和它们之间的关系,发和建立纺纱加工性能和质量预测模型是可行的。

  研究和初步的加工验证表明,国毛纺纱加工预测模型具有一定的精确度和可靠性(在兰州三毛内部验证),预测软件的使用会使工厂具有潜在的经济效益。

 
 
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