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毛羽产生的原因及控制方法
发布时间:
2025-03-13 09:31
环锭纺毛羽的形态及其相关性能
环锭纺纱线的过度毛羽不仅影响面料的外观,还会削弱面料的其他性能,同时降低后续工序的生产效率,尤其是织机的运行效率。对于毛羽较多的纱线,面料质地不够清晰,容易起球,且在后道加工过程中断头现象频发,导致生产效率低下,大量落物还会影响成品的产出率。此外,这还会引发面料染色不均匀,甚至出现经纱悬空、跳花和纬纱横档等疵点。
1.1 环锭纺纱线的毛羽形态
从纱线的横截面来看,纱线表面存在毛羽。沿纱线轴向观察,这些从纱体突出的毛羽呈现出不同的形状和长度。
通常分为三种基本形式:
消除毛糙:纤维的末端从纱线芯表面突出,而其余部分则被纱线包裹。
根据纱线的运行方向,末梢毛羽可分为头端毛羽、尾端毛羽及双向毛羽。通常,末梢毛羽占环锭纺纱线总毛羽数量的大部分。
环状毛羽:纤维末端被纱线包裹,而中间则向外拱起,形成一个环或环状结构。
浮游毛羽:附着在纱线表面的松散纤维。
1.2 环锭纺纱毛羽的形成机制
根据毛羽的形成机制,环锭纺纱的毛羽可分为捻接毛羽和工艺毛羽。
1.2.1 扭曲毛发的形成机制
扭曲的毛羽主要是在加捻过程中由须条形成的。前罗拉输出的须条呈扁平状态,纤维沿纱线轴向平行排列。随着钢领轮的旋转产生的加捻作用传递至前罗拉钳口,使钳口处的须条绕轴旋转,其宽度逐渐缩小,两侧则逐步折叠并卷入纱线中心,最终形成一个加捻三角区域。在这一加捻三角区域内,须条的宽度和截面不断变化,逐渐从扁平的带状结构演变为近乎圆柱形的形态。
在纺纱张力的作用下,加捻三角形中心外侧的纤维受到向心压力,导致边缘纤维被挤压向中心,而中心纤维则被挤向边缘。当边缘纤维被挤压至中心位置时,其所受的向心压力趋于零,并最终被周围的一些边缘纤维挤出。与此同时,纤维的头端因不再承受张力和向心压力而脱离与其他纤维的黏结,不再被压向内部,从而保留在纱线表面,形成毛羽。
因此,扭曲三角形在纱线表面毛羽的形成中起着决定性作用。控制前罗拉输出条子的宽度,是调控纱线捻度毛羽的关键因素(宽度越小,纤维所受向心压力的波动范围也越小,这有助于减少毛羽),这一点已通过紧密纺工艺得到验证。同时,条子中的纤维结构状态、短绒含量、纤维间抱合力以及纺纱张力,同样对纱线毛羽有着至关重要的影响。
1.2.2 工艺毛羽的形成机制
毛羽现象主要是指纺纱过程中,纱线与纱道摩擦而产生的毛羽。此时,生条和粗纱中纤维的抱合力较差。如果纱道不清洁或受到外力碰撞,极易导致纤维松散并形成毛羽;若纺纱通道本身不够洁净,原本存在的短毛羽会被刮擦拉伸,两端甚至已嵌入纱体内部;而位于中间部位的纤维则被刮断,原本藏于纱体内的纤维头端也被刮出,从而使毛羽进一步恶化,甚至引发新的毛羽生成。
导致纱线毛羽的主要因素是摩擦,这与纱线通道的表面光洁度、纱线张力、静电等密切相关。尤其值得一提的是,纺纱钢圈、导纱器和槽筒的状态对纱线毛羽有着重要影响。此外,纱线在槽筒上的周边弧长、卷绕速度、纤维油剂含量以及环境湿度等因素,也会显著影响毛羽的产生。
控制毛羽的主要方法与措施
控制毛羽的主要目的是减少有害的毛羽,即3毫米及以上的毛羽。
2.1 原材料的使用
(1)纤维的扭转和弯曲刚性越大,其越难以被扭曲和弯曲。一方面,很难将其完全捻入纱体中;另一方面,已被捻入纱体的纤维端部可能会从纱体中弹出,从而增加毛羽。
(2)纤维长度较长,单位长度纱线中的纤维数量减少,更易于捻合与加捻,使结构更加紧密,从而有助于降低毛羽。
(3)纤维细度对毛羽的影响是:粗纤维的毛羽较多,而细纤维的毛羽较少。
(4)严格控制回花比例,因为纤维经反复打击后会受损,从而导致毛羽增多,回花用量不得超过5%。
(5)应提前松开棉包,以平衡纤维的吸湿性,从而有效控制毛羽。在选择原料时,需严格把控纤维的细度、长度及均匀性,为降低毛羽创造良好条件。纺制化纤时,尤其要注意油剂含量:含量过低易引发静电,导致纱线毛羽增多;而含量过高则容易污染通道,使通道变得涩滞并拉扯毛羽,进一步加剧毛羽现象,同时还会造成梳理和牵伸效果不佳,最终导致产品质量下降。
2.2 各工序中减少设备、工艺、专用设备、操作、温度及湿度引起的毛羽问题的要求
2.2.1 吹制工艺
(1)重点在于减少纤维损伤。化学纤维几乎不含杂质,这有助于降低每根打条器的转速,并加大抓取点之间的距离,从而有效减少纱线的毛羽和棉结。
(2)气流畅通无阻,杜绝堵塞或滞流现象。气流不顺畅极易导致堵塞,而堵塞正是引发纱线毛粒的主要因素;这些毛粒在梳理过程中会形成大量短绒结块,从而显著增加毛羽。反之,顺畅的气流能够及时带走部分短绒灰尘,有利于后续工序的顺利进行。
(3)由于化纤的油性物质,棉料输送管道容易产生油污,从而增加阻力。因此,需定期清除油污,保持管道畅通。尤其青岗联合会更应予以重视。
(4)保持一定湿度,使纤维处于脱湿状态的精梳棉中,以利于精梳棉的梳理,并减少短绒和棉结。粘胶纤维生条的回潮率控制在约10%左右,这有助于后续加工及毛羽控制。
2.2.2 精梳工艺
(1)在此过程中,需减少损伤,采用多排短桩,并提高纤维的直度与平行度。可选用较低的刺辊转速(低于800转/分钟),加大锡林针布比,并适当增大刺辊与给棉板之间的间距。
(2)在设备上,务必确保机械状态和针布的状态。当锡林减速后,应加强对其状态的检查。锡林辊上的背齿针须及时修复,同时,机器上的除尘吸风口必须保持足够的负压。
(3)在运行过程中必须加强清洁,防止短纤维附着。及时清除梳理罗拉针和卷绕器上的污垢,并要求每班次前,梳理挡板用蘸有酒精的棉布彻底清洁罗拉针和卷绕器。同时,保持气缸及道夫三角区域始终干净,确保除尘吸风口无堵塞和灰尘堆积;停车时,更要彻底清理大小漏斗底部的积尘。
2.2.3 绘图过程
(1)梳理过程的重点在于优化牵伸工艺,提升纤维的直顺度与平行度。前区预并和总牵伸倍数应尽量小,不宜过大;后区牵伸倍数则宜大不宜小,且后区隔距应保持较大,而非过小;后区的牵伸倍数应低于前区,同时后区的钳口间隙需宽敞,而非狭窄;三区总牵伸倍数基本与总牵伸比相当。此外,前后区应施加较大压力,确保隔距紧密,并具备强有力的控制作用。
(2)保持牵伸通道清洁是减少纱线疵点和毛羽的有效措施。当筒子容量合适而定长较长时,会导致上条须条产生大量摩擦和起毛,严重影响产品质量。此外,筒子质量不佳或静电严重,也会影响条干表面光洁度。若机后条筒高度不合适,或筒子位置不恰当,条子将受到严重碰触和拉扯,从而导致后续工序中毛羽数量增加。
2.2.4 罗盘工艺
关键在于提高须条的紧密度,改善纤维的平直度和平行度,并提升粗纱的表面质量。
(1)如果罗布的总牵伸比过小,后区隔距过大难以控制,且后区牵伸比也过小而无法调控,此时最好对罗布的总牵伸比进行控制。
(2)在满足纺纱正常牵伸的前提下,粗纱的捻系数过大。
(3)带有整理区的四辊牵伸罗拉形式有利于减少毛羽。
(4)应采用合适的集束口。无论集束器是否清洁,其开口的大小与几何形状都会对纱线毛羽产生显著影响。集束口不宜过小,但必须能够有效收集须条,并确保粗纱紧密、光滑,同时避免因细纱与集束器之间的摩擦而产生蓬松现象;此外,选用合适的假捻装置也有助于降低毛羽。
(5)注意 drafting 区内各部件及飞花的顺畅性。上下围布和上辊应定期清洁并更换。上销与上围布形成的钳口应紧贴下销,并与下销齐平,以有效控制纤维的运动。同时,要定期清洁飞花,保持飞花清洁。
(6) 存储和运输罗维丝时应采取保护措施,以防罗维丝表面出现毛发。
2.2.5 纺纱工艺
纺纱过程不仅是产生捻度毛羽的关键,也是增加工艺毛羽的环节,更是控制毛羽的关键工序。
2.2.5.1 最优纺纱工艺
(1)粗纱重量较轻,而纺纱的牵伸倍数越大,毛羽现象越明显。
(2)在确保纺纱顺利牵伸的前提下,适当增加粗纱的捻度。
(3)适当增大纺纱纱线后部区域的罗拉间距。
(4)适当降低纺纱纱线后区的牵伸倍数。
(5)选择合适的纺纱速度。主轴转速越高,毛羽现象越明显。
(6)适当增加前橡胶辊对前辊的前向冲量,有利于捻度的传递,并能缩短和缩小捻度三角区的长度与宽度,从而达到减少毛羽的效果。
2.2.5.2 合理选择纺织设备
(1)上销采用尼龙上销,具有自动张力调节功能。
(2) 选用低硬度、高弹性的优质橡胶辊,有助于纤维的控制,从而减少毛羽现象。
(3)使用内外部图案橡胶圈。
(4)选择适应性强、成熟期短的走锭,以确保纱线通道宽畅,并防止纱线通道与走锭跑道交叉,从而避免摩擦和割伤;同时,尽管断头较少时,纱线分离器更应注重操作技巧的掌握。特别需要注意的是走锭的周期管理。当走锭磨损严重时,极易引发通道交叉现象,而纱线则会在磨损处被刮削,导致更多毛羽产生。
(5)钢环的表面硬度要求适中,以适应锭子;内、外跑道应光滑,且摩擦系数小而均匀;环的顶面平行度以及顶面与底面的平行度均应更佳。此外,钢环的使用期限对毛羽现象有显著影响,因此不应长期使用同一钢环。
(6)导纱钩的直径越小,对减少毛羽的改善效果越好;同时,导纱钩应光滑且耐磨。对于纺制的纱线,采用前集丝装置是降低纱线毛羽的非常有效措施。
2.2.5.3 加强设备管理,确保零部件状态良好且清洁。
如果导纱钩已磨损并出现沟槽,极易刮伤棉条,因此应及时更换磨损的导纱钩。此外,若纺纱导纱钩、钢圈与锭子不同心,会导致气圈偏离正常位置,使棉条与分纱器摩擦碰撞,并进一步磨擦到筒管顶部,从而成倍增加毛羽。当走锭清洁器与钢圈之间的距离过大时,清洁效果将大打折扣,走锭上的挂花现象会加剧,进而磨损纱线。同时,应保持纱布板清洁,避免污垢堆积,防止气圈相互碰撞而引发更多毛羽。生产过程中,务必确保棉条通道洁净,注重设备维护,确保设备始终处于良好状态。
2.2.5.4 加强运营管理
做好各部位的清洁工作,及时巡回检查,妥善处理断头问题,严格防止粘连和堵塞。彻底清除因积花、短绒及飞花附着而形成的浮毛。同时,加强牵伸部和卷绕部的清洁力度。每次落纱后,务必清除锭子包缠丝及清洁装置。
2.2.5.5 加强空调管理,严格控制车间的温度和湿度。
(1)温度和湿度会影响纤维的刚性和导电性。在相对较高的湿度下,某些纤维会变得更柔软,易于捻入纱体,并且静电也更容易消除。在确保胶辊不缠绕的前提下,提高相对湿度有助于消除静电、改善卷绕条件,同时有利于减少毛羽现象。
(2)车间内的气流呈湍流状态,飞花和短纤维增多,这将导致浮游毛羽增加;同时,区域内的温湿度差异较大,不利于毛羽的控制。在调节空调时,应避免引起气流紊乱,并尽量缩小区域内温湿度的差异。
2.2.6 绕线工艺
低速和低张力是关键。在卷绕过程中,毛羽增加最为显著,通常会增至约三倍,尤其是3毫米及以上粗细纱线的毛羽增幅呈几何级增长——这主要是由于机器各部件与纱线之间的摩擦所致。此外,由于风速较高,以及锥形筒子各点卷绕速度不一致,纱线在卷绕时极易发生较大滑移。结果,卷绕后纱锭表面的毛羽状况将严重恶化。因此,卷绕工序正是纱线生产过程中毛羽生成的重灾区,同时也是解决毛羽问题的又一关键环节。
品种:阳离子涤纶T/R 65/35 18.4tex,测试条件:YG172A纱线毛羽测试仪,测试速度:30m/min,测试长度:60m,卷绕速度:1300m/min
2.2.6.1 做好工艺优化工作,以控制自卷毛发的生长
(1)优化卷绕速度和卷绕张力时发现,自动卷绕机的卷绕张力与卷绕速度对毛羽现象有显著影响。在调整工艺参数时,应将卷绕速度和卷绕张力视为一个整体来考虑。若仅单独关注其中一个工艺参数,反而可能适得其反。而当两者相互配合时,便能在保持高速运行的同时,有效控制毛羽的增加。
品种:阳离子涤纶T/R 65/35 18.4tex,测试条件:YG172A纱线毛羽测试仪,测试速度:30m/min,测试长度:60m。
(2)优化绕线密度,同时优化绕线张力。随着线轴绕线密度的增加,线轴与筒体之间的接触压力会降低(P4气压越高,接触压力越小),从而有效减缓毛羽的增长速度。
2.2.6.2 加强运营管理
(1)清洁纱道、托盘、接头器、筒管座内部以及吸嘴。班次清洁时,必须同时停机,以减少飞花附着。
(2)在将纺纱筒管运送至卷绕工序时,做好转移保护工作,防止纱篮内出现压纱现象。
(3)相对湿度控制在70%-73%。适当提高绕线车间的湿度,有助于减少毛羽。
其他方面
3.1 橡胶辊的维护与管理
清洁周期:每周清理一次牵伸机,每半个月清理一次粗纱,同时确保细纱与导纱器同步。由于化纤中含有油性助剂,棉座和围裙容易积聚油污,因此应定期使用去油污能力强的清洁剂进行清洗,并在使用前彻底晾干。此外,鉴于化纤易产生静电的实际情况,橡胶辊制成后,应在涂层中加入抗静电剂。
3.2 根据季节性情况调整管理中心
毛羽的季节性变化非常显著。秋季时,化纤产生的静电不易消除,导致毛羽现象更加严重。此时应开启空调增加室内湿度,以有效去除静电。此外,秋季生产过程中飞花现象也明显增多,毛羽迅速加剧,这不仅缩短了设备的清洁周期,还减少了飞毛数量。必要时,可适当降低生产速度,这也有助于更好地控制毛羽问题。
总结发言
(1)毛羽现象随牵伸倍数和输出速度的增加而加剧,进而影响后续工序的生产效率和产品质量。因此,减少毛羽,尤其是3毫米及以上有害毛羽,是提升纱线质量的重要环节。
(2)解决毛羽问题是一项系统性工程,应从原料特性、设备管理、操作管理、工艺设定、设备选型以及温湿度调控等多方面入手,精心施策、有效推进,从而实现工艺合理、设备完善、通道顺畅,确保机器无粘附、无堵塞,环境整洁、物流有序,并持续改进,最大限度地减少有害毛羽的产生。
(3)毛羽主要形成于股纱中,并在卷绕过程中逐渐增多。纺纱是控制毛羽的关键工序。而筒子纱卷绕后,毛羽会显著恶化。因此,卷绕工序是纱线生产过程中毛羽产生的主要环节,同时也是解决毛羽问题的又一关键点。
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