An IBM Proof of Technology 影响纱线质量的因素 分析与生产技术改进 东华大学 纺织面料技术教育部重点实验室 汪 军 junwang@dhu.edu.cn Discovering the value of IBM Workplace Forms - Technical Overview 1

？ 紊乱的纤维 纱线

何为纱线质量？ 取决于纱线的最终用途 内在质量 外观质量 不同用途的纱线有不同的质量要求

布面外观（黑板条干）与电容条干相关性不大； 纱线在一般拉伸速度的条件与高速织造时的条件无法相提并论。 应该以纺织品最终需求对成纱质量的进行表征是最为准确的，然而这也是最为困难的。 布面外观（黑板条干）与电容条干相关性不大； 纱线在一般拉伸速度的条件与高速织造时的条件无法相提并论。

影响纱线质量的因素： 原料 设备 工艺 人员 环境 测试 专件

主 要 内 容 USTER公报与纱线质量的分析评价方法 1 纱线毛羽等问题分析与控制措施 2 减少纱线断头率的技术措施 3

第一部分 USTER公报与 纱线质量的分析评价方法

USTER公报 USTER® STATISTICS 2007 USTER®统计公报 (统计值)

优势 权威性 代表性 可比性 延续性

1989、1997、2001和2007年USTER统计公报的样品来源及比例（%） 地区 1989 1997 2001 2007 非洲及中东地区 11 12 9 亚洲及太平洋地区 20 22 31 51 东欧 6 5 1 西欧 50 40 35 南美及北美 13 10 24 17

纯棉普梳、精梳，涤/棉，涤纶，粘胶，涤/粘，纯毛，涤/毛，腈纶 纯棉普梳、精梳，涤/棉，涤纶，粘胶，涤/粘，纯毛，涤/毛 项目 1989年 1997年 2001年 2007年 统计值张数 280 382 745 1239 统计纱线品种 环锭纱 纯棉普梳、精梳，涤/棉，涤纶，粘胶，涤/粘，纯毛，涤/毛，腈纶 纯棉普梳、精梳，涤/棉，涤纶，粘胶，涤/粘，纯毛，涤/毛 环锭紧密纺 — 纯棉精梳 转杯纺 纯棉普梳，涤/棉 纯棉普梳，涤/棉，粘胶 喷气纺 涤/棉 50/50，65/35 涤/棉 50/50 包芯纺 棉/氨纶 统计品种总数 12 15 22 36

劣势 原料差异未考虑 设备差异未考虑 测试设备要求严格 测试指标尚不尽如人意

半制品质量指标与成纱质量指标之间相关性； 成纱质量指标与制成布面后布面评分的相关性； 条干仪的检测的条干指标与纱线黑板条干的相关性； 毛羽指数与纱线实际外观的相关性。

正确理解USTER®统计公报 USTER®统计公报反映的是当今世界上各个“参评”国家和地区纺纱企业的技术水平，而其他企业也可以把自己的产品进行测试后所得到的结果跟USTER®统计公报所反映的数据进行比较，从而确定一下自己的“位置”。这应该是USTER®统计公报对广大纺纱企业所作的主要贡献。

从纤维到纱线 HVI-棉花 AFIS—前纺的棉结、短纤维含量等 条干仪 强力仪

核心问题 通过前纺工艺优化实验为纺纱厂质量管理人员提供技术资料参考，使其应用于指导生产。

正确使用USTER®统计公报 结合测试仪器，结合企业实际情况，结合测试数据、结合具体问题，综合判断。

案例： 利用AFIS检测系统测试前纺各道工序半制品质量指标，将测试数据乌斯特公报USTER® STATISTICS2007数据对比，通过分析数据变化来发现纺纱工艺问题并及时优化纺纱工艺。

精梳条中的棉结、短绒及杂质含量均小于乌斯特公报5%的水平值 精梳梳理过度？ 精梳落棉率较高 能否考虑降低精梳落棉率？ 24

降低精梳落棉率2%左右，精梳条和细纱质量仍达到要求。 25

指标 组别 CVm% 细节 -40% /km -50% /km 粗节+50% /km 棉结 +140% /km 棉结+200% /km H JC60/T40 13.0tex 指标 组别 CVm% 细节 -40% /km -50% /km 粗节+50% /km 棉结 +140% /km 棉结+200% /km H 优化组 13.41 147.6 4.5 34.1 91.8 24.9 3.41 对照组 13.32 139.7 3.1 35.5 94.8 23.4 3.38

小结： （ 1 ）“扬长避短”，正确使用USTER仪器及USTER公报。 （ 2 ） USTER测试仪器给予了“纤维至纱线”过程中重要指标的测试数据，为判断提供基础依据。 （ ３ ）USTER公报给予了指标的“正常范围”，为诊断提供了评判数据。 （４）对于纺纱厂而言，要根据自身的原料、设备、产品和技术力量进行综合分析。

第二部分 纱线毛羽等问题分析 与控制措施

毛羽的产生： 机理较复杂，主要的原因是纤维排列不整齐，没有达到理想的平行伸直状态，使纤维的部分不在纱线主体，形成毛羽。

纱线毛羽产生来源： 浮游纤维在运动过程中的扩散 纤维同机械的摩擦 原料性能 环境 毛羽在各工序均会产生 环锭纺在细纱加捻三角区产生较多 纤维同机械的摩擦是纤维通过机械通道的光滑性和粗糙性产生的 原料性能 环境

加捻三角区是毛羽产生的一个重要原因 紧密纺 赛络纺

纺织器材厂家对罗拉、钢领、钢丝圈和纱线通道部位光滑性的进一步发展与提高，从根本上解除了产生毛羽最大问题的钢领。 钢丝圈现在的使用寿命也可超过十五天，有的甚至达到一个月，在使用过程中被摩损的机会越来越小，毛羽的变化在更换钢丝圈后的前几天和十五天后几乎不存在差异； 罗拉的沟槽和表面的光滑程度加强，胶辊的分散度和硬度的改进，致使浮游纤维在牵伸系统内的浮游变化进一步减少，纤维的握持能力加强。

浮游纤维在纺纱过程中浮游扩散的主要原因是来自混配棉中棉花的短绒率、纤维长度的一致性，纤维粗细、纤维成熟度，纤维摩擦系数的一致性等，它们都将在纺纱过程中增加或减少浮游纤维量

棉纤维短绒率与细纱、筒子纱毛羽间的关系 棉纤维的细度对纺纱细纱毛羽、筒子纱毛羽的影响 棉纤维的长度、整齐度对纺纱细纱、筒子纱毛羽的影响 棉纤维成熟度,未成熟棉纤维含量百分率对细纱筒子纱毛羽的影响

控制毛羽的关键是减少短绒率，改善棉纤维的细度，提高棉纤维的成熟度，纺纱通道光洁；主要方法是混配棉严格，控制纺纱长度、细度、成熟度、短绒率，使各个工序通道保持光洁，细纱按周期更换钢领钢丝圈，严格控制粗纱、细纱、络筒机的纺纱速度；减少锭间差异。 毛羽、毛羽CV%对布面的影响是：布面毛头较多，毛粒毛球明显，染色吸色不一致，布面支斑。

各工序温湿度的控制 温湿度同回潮率的关系是：温度高、湿度大回潮率大；对毛羽的影响是细纱、络筒工序湿度大，毛羽少，温度高，温度大毛羽少。

温度（℃） 湿度（%） 清花 20—30 65—75 梳棉 27—32 52—58 精梳 25—30 50—56 并条 52—60 粗纱 细纱 25—32 58—67 络筒 68—75 成品 70—80

毛羽假性减少 自动络筒工序是可以减少部分偶发性纱疵和极少部分长发性纱疵的，自动络筒工序本身并不减少棉纱的毛羽，因为自动络筒工序不存在清除短绒率的功能，也没有并合、加捻、吸附功能存在，尽管日本村田自动络筒机21C具有减少棉纱毛羽功能，这个功能的原理是采用气流压力的作用是棉纱毛羽吸附于棉纱主体表面，根本没有将前工序已经形成的毛羽加捻与纤维主体之间，这样的毛羽在后工序的摩擦中又会暴露出来，不是真正意义上的毛羽减少，只是毛羽减少的一种假象而已。

第三部分 减少纱线断头率的技术措施

断头的本质： 须条的动态张力大于动态强力 在须条的任何一点出现上述条件即发生断头 动态强力下降的可能性有：杂质、棉结、短纤维、条干不匀等等。

细纱断头率是衡量一个工厂、一个产品的技术、管理等方面的综合体现。

减少断头率 技术方面 管理方面

成纱前断头 指纱条在从前钳口输出前的断头。因此其发生在喂入部分和牵伸部分，产生的原因主要有：粗纱断头、空粗纱、须条跑出集合器、集合器阻塞、皮圈内集花、纤维缠绕罗拉和皮辊等等。

成纱后断头 指纱条从前罗拉输出后至筒管间的这部分纱段在加捻卷绕过程发生的断头。

产生的原因有： 加捻卷绕机件不正常（如锭子振动）跳筒管、钢丝圈飞圈 气圈形态不正常（过大、过小或歪气圈） 吸棉笛管堵塞或真空度低、温湿度掌握不好等 原料性质波动大 工艺设计不合理 半制品结构不良

成纱后断头的规律如下： （1）落纱中的断头分布，一般是小纱最多、大纱次之、中纱最少。断头较多的部位是空管始纺处和管底成形即将完成卷绕大直径位置以及大纱小直径卷绕处。 措施：变频调速  

（2）成纱后断头较多的部位在纺纱段（称为上部断头），在钢丝圈至筒管间断头（称下部断头）出现较少。 加捻三角区是断头的主要发生区域 措施：减小加捻三角区的宽度；采用假捻技术

（3）在正常生产情况下，绝大多数绽子在一落纱中没有断头，只在个别锭子上出现重复断头，这是由于机械状态不良而造成纺纱张力突变而引起的。 措施：加强保全保养

（4）当锭速增加或卷装增大时，纺纱张力也会随着增大，断头一般也随着增加。 措施：合理控制锭速

案例：为什么JC140s以上纱支的断头率表现在细纱工序纺纱时特多？

由于细纱工序成纱过程中纤维根数较少，而这些纤维中12 由于细纱工序成纱过程中纤维根数较少，而这些纤维中12.7mm以下，16mm以下，28mm以下的纤维仍有存在，它们在纺纱时导致强烈的弱环产生，单位截面内的纤维根数所承受的力无法承受钢领板的振动力和钢丝圈的重力、向心力，从而产生大量断头；

细纱在生产过程中，粗纱的退绒靠粗纱纤维间的抱合力来完成，对于粗纱吊锭转动不大时产生的拉力极大，断粗纱极明显； 前纺带来的夹杂于粗纱中的疵点，它们在牵伸过程、加捻过程、卷绕过程中特别容易形成断裂面和阻绕点，增加断头数。

解决JC140s以上高支纱的断头率降低方法：提高纺纱纤维的细度、长度、强力、增加纤维与纤维之间的摩擦力，减少粗纱条中的疵点，减少钢领板的振动，增加钢板的平整度，减小钢领与钢丝圈之间的摩擦阻力，增加粗纱吊锭的灵活性，提高纤维的成熟度、整齐度，降低粗纱条中28mm以下的短纤维含量。

结论 （1）纺纱是一个非常复杂的过程，其主要受到原料、设备、工艺、环境、测试、人员等因素的影响。 （2）纺纱质量的稳定性或一致性是非常重要的，这个指标考验我们的对纺纱随机性的控制能力。

（3）现代纺纱生产质量控制技术的发展方向，主要体现为单锭控制、在线检测、模拟用户、预警预控、最佳质量等特点，运用先进测试仪器和控制手段，在传统控制基础上加以改进提高，以适应现代纺纱生产中高档纱线的品质要求。

（4）纺纱质量管理是个系统工作，要从纵横多方面进行研究与分析，抓住关键环节，对要求的指标，在各工序中重点控制，一定会达到理想指标。