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        客觀檢驗在國產細羊毛紡紗加工中的應用

        放大字體  縮小字體 發布日期:2016-03-09  來源:中國家紡品牌網
        核心提示:  目前世界毛紡加工業正朝著篼質量、篼附加值、低成本、低消耗、無污染生態環境生產的趨勢發展。就毛紡預測技術而言,作為企業管理手段之一,也在不斷完善和發展。近期澳大利亞羊毛科學家加大了毛條加工質量預

          目前世界毛紡加工業正朝著篼質量、篼附加值、低成本、低消耗、無污染生態環境生產的趨勢發展。就毛紡預測技術而言,作為企業高級管理手段之一,也在不斷完善和發展。近期澳大利亞羊毛科學家加大了毛條加工質量預測技術TEAM"1和紡紗加工質量預測技術Sirolan-Yarnspec研究的力度,並著手毛混紡紗線加工質量預測和織物質量預測技術方面的研究,這表明預測技術的應用在紡織行業得到普遍的認同和具有實際的應用意義。織物加工質量的預測和控制是建立在對毛紗客觀檢驗基礎之上的,而對毛紗加工質量的預測和控制是建立在對羊毛條客觀檢驗基礎之上的,毛條質量的預測最終歸結為對羊毛(原毛)的客觀檢驗。

          1999年在中國首次引進紡紗預測技術及其相關的質量控制技術。這項技術是由澳大利亞農業研究中心(ACIAR)和澳大利亞聯邦科學工業研究組織(CSIR0)聯合贊助的項目。項目的主要目的是為中國工廠開發紡紗預測軟體包並進行應用。目前已為個別項目合作廠家建立了適應於澳毛紡紗性能和質量預測的特殊預測模型,其使用結果表明:中國工廠之間的紡紗水平不一,其紡紗性能通常與標準紗線預報模型Yarnspec預測的結果不同,而標準模型的預測結果代表著最佳商業實踐。

          Yarnspec紡紗預測模型目前只是應用在澳毛紡紗加工中,並不適應對國毛紡紗性能和質量的預測,因此發展國毛紡紗預測技術就必須充分掌握國毛毛條纖維特性與紗線之間的內在關係,再運用數學工具建立其之間的各種關係。

          國毛毛條纖維特性對紗線質量和紡紗性能的影響紗線的紡紗性能和質量主要依賴於羊毛纖維特性。在現代羊毛紡紗理論研究中,羊毛纖維的特性與紡紗性能和質量之間的關係始終佔有較大的比重,這些理論的研究絕大多數是建立在澳毛加工試驗的基礎上,因此國內眾多廠家在加工國毛時,經常藉助傳統經驗與近期澳毛加工研究的新成果相結合,來指導國毛的加工。然而在實際生產加工中時而遇到i些反常規的問題,使國毛的精細加工受到限制。因此理解國毛纖維品質對紗線質量和紡紗性能的影響是非常重要的。縱觀原料狀況與紡紗性能之間的關係有:纖維直徑和變異佔75-80%,纖維長度和變異佔15-20%,纖維強力佔5%,其它諸如捲曲度、粗纖維含量等特性佔5%.下面就國毛纖維的特性與紡紗的關係作一介紹1.1國毛毛條基本特徵蘭州三毛紡織集團每年耗用毛條約80萬公斤,其中國毛條約佔2030%,國毛條的來源:一是來自於集團內部加工制條,二是外購國毛條,內部制條加工的原毛來自於台湾、內蒙和台湾三個產地,外購國毛條原產地大都也是以上產區。因此所使用的國毛具有一定的代表性。本文中所測試的數據來自於蘭州三毛所加工的國毛表1中列出了使用批量集中的國毛,其國毛的主要品質為66' 64%和一級毛,澳毛的品質指標為大家所熟悉,不在列出表中可以看出:與渙毛相比,國毛CVD較大,豪特長度H偏短,束纖維強伸性偏低,以及斷裂伸長率和捲曲度變化大。

          表1:國毛纖維基本特徵特徵量平均值標準差方差最小值最大值豪特長度H豪特長度變異(CVH%)短纖維含童H平均直徑MFD(網)細度變異(CVD%)捲曲度(7mra)束纖維強度(cN/tex)束纖維斷裂伸長率(%)1.2平均直徑(MFD)和直徑變異係數(CVD)纖維平均直徑(MFD)是最重要的纖維品質它是決定紗線截面內纖維根數、紗線條幹不勻率、粗細節、紗線強度、伸長和紡紗斷頭率的主要因素。此外,纖維平均直徑也影響著織物的手感、外觀和舒適性。特別應當說明的是纖維的平均直徑決定著羊毛的價格1「。國際上公認的細紗截面纖維根數通常最低為36根,否則會影響到紗線或織物質量、紡紗和織造生產效率(產量)、消耗、勞動力強度或勞動費用等等,這些實踐經驗和理論都是以嚴格控制細紗斷頭率作為纖維截面根數確定的前提,如對細紗的千錠時斷頭一般要求小於40根,或控制在40-60根,這是目前歐洲廠家的生產準則w.目前國內企業對細紗纖維截面根數也是非常重視,在選擇原料指標時,但以考慮可紡支數優先,斷頭則是後事。因此加工預測技術的開發和應用更加迫切。

          紡紗理論研究得出m:紗線截面內纖維根數於纖維平均直徑的關係如下:3纖維平均豪特長度(H)與長度變異(CVH)在毛纖維品質中,豪特長度的重要性僅次於細度。它影響著紗線條幹不勻、粗細節、紗線強力和紡紗斷頭等。研究表明:纖維的長度增加,不僅有利於提篼紗線的均勻度,同時還可顯著提高紗線強力、降低斷頭率。在不改變紡紗性能(斷頭率水平保持在一定水平時)的前提下,隨著纖維平均長度的增加,可相應提篼紡紗速度和/或降低紗線的搶度。、5、6、7和8為國毛條豪特長度和變異係數與紗線特性之間的關係或趨勢。一般來講,一級毛適合紡32Nm及以下紗支,64了以上分類。

          圖中還可以看出:CVH對紗線不勻和強力的影響較小。CVH值高,將會輕微改善紗線條幹均度,這是因為纖維長度的變化導致纖維在牽伸過程中變速點變化所造成的,這與澳毛相吻合。對於澳毛而言:高的CVH值,將會使紗線強力有所降低(國毛不明顯),這是因為高的CVH值意味著短纖維含量高,而短纖維多會對紗線強力和紡紗斷頭產生不良影響,為了折中這兩個相反的影響,選擇CVH值在35%-55%之間的毛條來組織加工是比較明智的121.對於國毛而言:篼的CVH值,對紗線強力的影響不明顯,而CVH過篼或過低對紡紗斷頭有不利影響,此外短纖維含量篼紡紗斷頭也有上升的趨勢從國毛實際加工結果綜合來看(和8),國毛毛條的CVH在40-55%的範圍內對紡紗性能較好。同時還需要大量收集數據來進步找出明確的關係。

          1.4束纖維強力(BT)在隔距很短的條件下測得的毛條中束纖維的強力,是纖維角蛋白平均強力的測量值。經化學處理過(如染色、防縮等)的毛條,纖維受到一定程度的損傷,從而使強度和伸長有所降低紗線強度與毛束強度之間成正比例關係,見,0和1表明,隨著束纖維強度的提篼,對紗線的條幹有利,使紡紗斷頭下降毛細紗CV%一紐:毛條H與細紗CV的關係:毛條H與細紗千錠時斷頭豪特長度變異cv:毛條CVH與細紗CV:毛條CVH與細紗斷頭1.5捲曲度纖維篼捲曲度對紗線不勻度和紡紗性能有不良影響,低捲曲度可使布面光滑、細緻和手感柔軟,高捲曲度可改善紗線和面料的蓬鬆特性,使面料手感豐滿。加工數據表明:國毛纖維高捲曲度對紡紗加工產生不利的影響,2表明了纖維捲曲度與紗線條幹不勻率CV%之間的趨勢,其餘指標趨勢相同不再列出。

          以上將國毛品質和紡紗性能之間的關係作了簡要的解釋。事實上國毛毛條纖維特性對紗線質置和紡紗性能的影響是複雜的,其纖維品質和紡紗性能之間的關係大都呈非線性關係,因此還需要進一步深入研宄。

          :毛條束纖維強度與細紗強度0:毛條束纖維強度與紡紗斷頭1:毛條束纖維強度與細紗CV2:毛條纖維捲曲度與細紗CV紡紗加工預測由研究結果得知,國毛纖維直徑平均值變化範圍較窄,各項性能指標的離散性較大,纖維性能與預測指標的關係曲線主體上呈現線性關係,所以,根據紡紗工藝理論和各個指標的物理概念,選擇出合理的原料指標作為預測參量,構造多元回歸方程組,建立紗線質量預測基礎數學模型。同時對每一個輸入參數的影響程度進行了分析,對輸入參數間的交互作用也進行了分析,參數間的相互作用大小也進行了對照分析,最終採用建立了數學與物理模型相結合的方法,得到了擬合優度高的非線性數學模型。

          2.1紗線預測模型根據近幾年的加工批次和生產加工結果,以及研究試驗等工作,開發了紡紗預測模型軟體,模型分為兩個主要部分,條幹CV倌預測模型:條幹CV值預測模型是核心模型,尤其對於較細的紗線顯得更為突出,實際生產中,由於紗線條幹CV值的波動勢必帶來紗線強度、斷頭率的波動。纖維的性能決定著極限不的大小,而設備產生的附加不和纖維的可紡性能、工藝設計、設備運轉狀況及加工路線密切相關。因此該模型的建立最為關鍵。

          強度預測模型:纖維經過梳理、牽伸、加捻、卷繞而成紗。通過對紗線斷裂機理的研究和實測結果的分析得知,影響紗線強度的因素有:紗線的細度、德度、條幹均度;纖維的細度、截面纖維根數、長度、尤其是短於滑脫長度的含量(它隨搶度而變)、強度與伸長率等簡而言之,紗線強度來源於紗中以斷裂方式出現的纖維貢獻的斷裂力和以滑脫方式出現的纖維貢獻的摩擦抱合力。『滑脫長度』以及纖維在紗中的『強力利用係數』都較好地說明了這一點,纖維集合體的斷裂特徵和紗線的強度關係密切,其核心問題是斷裂的不同時性,而不同時性的根源在於各根纖維的斷裂伸長不同,所以伸長率的大小和變異係數的大小對紗線的強力的影響是比較大的2纖維性能和紗線指標的確定輸入變數:長度指標:豪特平均長度(H)、變異係數(CVH)、短毛率(服);細度指標:平均直徑(MFD)、變異係數(CVD),捲曲度(MFC):強度指標:平均斷裂強度(BT)、斷裂伸長率(E)和斷裂功(ff)。

          紗線細度:設計特數(Tex);細紗捻度:設計捻度(捻係數)(T)。

          主要工藝參數:毛條是否染色(分淺、中、深)、防縮、復精梳、復洗:細紗機的車速(或轉速);牽伸倍數;鋼領直徑和鋼絲圈重量。

          預測指標:紗線質量指標:細紗條幹不勻率CV%值、粗節、細節、毛粒數和毛羽值;紗線強伸性指標。強度,斷裂伸長率:經濟技術指標:千錠時斷頭率。

          預測技術的應用和經濟效益預測模型在蘭州三毛進行了使用和驗證,結果表明該模型具有一定的精確度和可靠性。但目前僅適用於本廠全毛產品(可含有5%以內的化纖)的加工,其它合作工廠的應用正在展開,同毛條加工預測模型一樣,都需要根據不同廠家的生產實際情況和加工條件,對模型進行修正或調整。

          3.1應用情況目前對20個批次的紗線進行預測,在這些批次中,原料的範圍:20. 123.5um;紗線支數:26-60Nm;其中單批原料紗線16批,混批原料紗線2批,5%化纖紗線2批,單緯5批。各個預測紗線指標的實測值和預測值的擬合情況見3、4、15和6(其餘略可以看出:總體而言模型預測值和實測值之間的擬合性較好,反映出預測具有一定的可靠性和精確性,隨著時間的延長和加工批次的增加,可對模型進行更全面性的評價。

          2經濟效益預測技術在紡紗加工中的應用,可取得一定的經濟效益,表現在:較傳統經驗估計準確可靠提高了對紗線質量指標和加工性能傳統經驗估計的準確性和可靠性,以及細紗前對紡紗成本的估計。

          有潛力提高生產效率,降低成本和消耗在紡紗加工中,在中間個別關鍵工序引入先進的測試儀器以增加質量控制點,如在條染復洗工序對染后條進行束纖維強力的測試,並制定了相應的質量考核指標,強力合格率由原來的22%提高到目前60%,製成率提高0.02%;對毛條復精梳B306下機條的豪特長度短纖維含量進行控制,引入短纖維含量合格率這一新的考核指標,以保證復精梳質量,該指標由原來的50%提篼到目前的65%,降低了原料消耗。

          加強對加工過程的控制,提高了產品質童根據預測結果和最終實際加工結果,可找出針對工廠實際加工情況下的質量控制方法(如採用質量控制圖),對生產過程中的異常值及時分析和判斷,或針對工藝改進來了解對實際加工結果的影響。在模型的驗證過程中,對極個別異常值進行了加工過程中的追蹤,找到了原因所在。

          可實現按成品規格來選擇原毛或毛條一優化原料預測粗節(/Km)預測技術的應用,根據紗線要求對毛條原料的選擇或調整有了科學的理由,可以實現以最低的成本來滿足毛紗規格的要求。即在優化原料方面起到明顯的作用。

          5:粗節6:強度結語國毛毛條纖維品質特性與紡紗加工性能和紗線質量指標之間具有一定的相關性,因此對毛條進行全面的客觀測試尤為重要。

          在對毛條纖維特性客觀測試結果的基礎上,根據以往加工結果和它們之間的關係,發和建立紡紗加工性能和質量預測模型是可行的。

          研究和初步的加工驗證表明,國毛紡紗加工預測模型具有一定的精確度和可靠性(在蘭州三毛內部驗證),預測軟體的使用會使工廠具有潛在的經濟效益。

         
         
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