纱线条干均匀度的分析与控制

欧怀林

（湖北省荆州市神舟纺织有限公司）

纱线条干均匀度（质量变异系数CV%值）表示纱线中纤维质量在长度方向上分布不匀（即条干不匀）的程度。纱线条干不匀体现了纱线质量的均匀性和稳定性的问题，对下道工序和布面的影响体现在以下几个方面：一是造成下工序的断头，影响下工序的生产效率；二是造成布面的感观差异，阴影、色档等；三是使得布面的机械、物理性能的出现差异，达不到标准要求。因此，必须降低纱线条干不匀，使纱线质量满足下工序和客户的需要。

CV%=S/x×****。

S—标准差，x—平均值。

1 影响条干均匀度的因素

1.1 纺纱原料

纤维的性能是决定成纱条干均匀度的基础条件。

1.1.1 纤维长度及整齐度

在纺纱过程中，牵伸机构对不同长度纤维的控制效果是不同的，长度较短的纤维容易在牵伸区中失控，出现“浮游”现象，浮游纤维变速点不集中，移距偏差增大，造成成纱条干恶化。特别是在纤维长度差异较大情况下，成纱条干CV%明显恶化，细节、粗节、棉结升高。

1.1.2 纤维细度

纤维细度直接影响纱条截面中的平均纤维根数，对纤维在纺纱过程中因纤维随机排列而引起的不匀率具有显著影响，从而影响成纱条干。理论上，纱线条干CV%能够达到的*限值是由纱条截面内的纤维根数确定的，CV_*限=1/n^1/2，而一定号数的纱条截面内的纤维根数却是由纤维的细度确定的。

1.1.3 短绒

在牵伸区中，按运行状态的不同可以分为三种状态：快速纤维、慢速纤维和浮游纤维，其中浮游纤维的运动不稳定，会产生移距偏差，是造成CV%明显恶化的关键因素。由于短绒长度较短，在牵伸区中运行的过程中，容易出现在某一时段内既不能倍前面的罗拉钳口控制，又不能被后面的罗拉钳口控制的“浮游”状态，而形成浮游纤维的大都是短绒。浮游纤维的移距偏差A=(E-1)X，式中X为纤维的浮游动程。

1.1.4 纤维中有害疵点

原料中的有害疵点（特别是带纤维的杂质、软籽皮、不孕籽等），在清梳工序中不易被去除，在牵伸过程中，会引起纤维的不规则运动，从而造成牵伸力的波动，破坏纤维的正常运行状态，使条干恶化。

1.1.5 回花

回花的特点是细小棉结增多，短纤维也略有增加，纤维比较疲劳，抱合力差。因此原料中如果使用了较多的回花，会使混合原料的可纺性变差，从而影响成纱条干。

1.1.6 其它

如成熟度，强度，回潮率等。在正常成熟度范围内的纤维强力高、天然卷曲多，手感纤维的弹性、刚性越好，吸放湿性优良，在开松、打击、分梳、牵伸过程中承受机械力作用的能力强，不易因损伤、断裂而形成短绒，有利于成纱条干的稳定性。

1.2 半制品结构

1.2.1 纤维分离度、伸直度和平行度

纤维在须条中理想的排列结构是纤维全部分离成单根纤维、完全伸直并在须条轴线方向上平行排列，须条任意截面上的纤维量完全相等。但在实际生产过程中，纤维不可能完全按理想的状态进行排列，须条结构中的纤维会有伸直和弯曲两种形态；在须条的三维空间里，一些纤维呈现出不规则的形态，主要有三种状态：弯钩纤维（包括前弯钩纤维、后弯钩纤维、两头弯钩纤维），对折、打圈、卷曲纤维和倾斜纤维（包括空间各个方向的倾斜），这些状态的纤维都会对须条牵伸力的稳定性造成不利的影响，从而影响条干CV%。

另外，纤维分离度不好，会形成束纤维，在牵伸过程中的同步运动，在成纱上表现为粗节，牵伸对束纤维的抽取还可能形成棉结。

1.2.2 棉结杂质

成纱截面内纤维根数较少，棉结、杂质会对纱线的条干产生很大的影响，在生产过程中要控制好半制品中棉结杂质的含量。

1.2.3 短绒率

短绒对成纱条干CV%具有明显的恶化作用，因此半制品中要尽量多排除短绒。表1为短绒含量不同的精梳条对成纱质量的影响。

表1 精梳条短绒含量对成纱质量的影响

1.2.4 纱条条干

须条每经过一次牵伸，就会增加一些附加不匀。

CV_c2=CV_a2+CV_b2

CV_c—牵伸后须条的条干CV%

CV_a—牵伸前须条的条干CV%

CV_b—牵伸过程中产生的附加不匀

比如：某工厂正常情况下粗纱的条干CV₁=4%，以此粗纱喂入细纱纺出的细纱条干CV₂=13.5%。若粗纱条干变化到CV₃=5.5%，那么在同样条件下细纱的条干CV₄将会是多少？

设细纱机在牵伸过程中产生的附加不匀为CV₅。根据上述公式及条件可得：

CV₂2=CV₁2+CV₅2

即：13.52=42+CV₅2

求得：CV₅=12.89%

同理：CV₄2=CV₃2+CV₅2

即:CV₄2=5.52+12.892

求得:CV₄=14.01%

1.2.5 并合对条干均匀度的影响

须条的并合数对半制品的纤维结构也有较大的影响，因为在须条定量一定的情况下，并合数直接决定了牵伸倍数，而牵伸倍数越大，牵伸附加不匀也就越大。另外，牵伸倍数及其分配也会直接影响纤维的伸直平行度。

比如在喂入头并的生条中，纤维排列紊乱且前弯钩居多，所以头并应以处理前弯钩为主，为了较好的伸直前弯钩头并应配较大的后区牵伸倍数（2.0倍左右）、较小的前区牵伸倍数（3.0倍左右），所以头并应以6根并合6倍或则倍以下牵伸为好。喂入二并的棉条以后弯钩居多，所以二并应以处理后弯钩为主，为了提高伸直后弯钩的比例，二并应采用集中牵伸，即主牵伸7-8倍，后牵伸1.2倍以下，总牵伸9倍左右，所以二并8根并合为好。

1.3 牵伸工艺、捻度、速度

1.3.1 定量与牵伸倍数

生条定量和牵伸倍数的选择对梳棉机的分梳除杂效果有明显影响。生条定量过大，分梳、除杂效果降低，易堵塞圈条斜管；生条定量过小，棉网易漂浮，断头增多。生产不同线密度的成纱，生条定量有不同的适宜范围，表2是瑞士Rieter公司推荐的梳棉工序线密度值及生条定量推算值。

表2 Rieter推荐梳棉线密度值及生条定量推算值

1.3.2 牵伸分配

合理分配粗细纱的牵伸倍数有利于提高成纱条干CV%。表3、表4分别为瑞士Rieter公司推荐的粗纱线密度及细纱牵伸倍数设计值、细纱牵伸倍数与牵伸分配。

表3 Rieter推荐的粗纱线密度及细纱牵伸倍数设计值

表4 Rieter推荐的细纱牵伸倍数与牵伸分配表

1.3.3 罗拉隔距

准确设置罗拉隔距对提高纱线质量至关重要。罗拉隔距一般要根据纤维的品质长度来确定。罗拉隔距（握持距）过大会恶化条干，过小则牵伸效率减弱，容易产生粗细节。

1.3.4 粗纱、细纱钳口隔距

钳口隔距决定了牵伸区中部摩擦力界的强度，钳口隔距一般要根据钳口所握持须条的线密度来选择，钳口握持的纤维量越大，钳口隔距越大。

1.3.5 胶辊压力

胶辊压力应根据定量、皮辊状态和纤维性能确定，在保证顺利牵伸的情况下，偏小掌握有利于减轻设备负荷。

1.3.6 捻度

粗纱捻系数直接影响细纱牵伸的稳定性。表5是生产CJ18.2tex时，不同粗纱捻系数对纱线条干与针织布面的影响情况。

表5 不同粗纱捻系数对产品质量的影响

1.4 设备状态

设备的运行状态，特别是牵伸元器件对成纱条干CV%有直接的影响。罗拉和胶辊共同对纤维产生握持作用，是*重要的牵伸元器件。罗拉的制造精度，表面光洁度，沟槽齿形，刚度，柔韧性等；胶辊的弹性，硬度，耐磨性，抗疲劳程度，弹性恢复能力等决定了对牵伸区纤维的长期，有效和可靠的握持和控制能力；胶圈的弹性，表面光洁度，抗老化能力，尺寸精度及合理选型与搭配决定胶圈对纤维的有效控制及运行的平稳程度和长期使用的可靠性；摇架的刚度，制造精度，加压元件长期稳定有效的工作决定牵伸区隔距和压力的精准可靠；上下销的形状，刚度，表面光洁度决定对牵伸区纤维长期有效的控制。这些都是决定条干均匀度长期保持稳定的重要条件。

2 温湿度纱线的影响

适当的温湿度可以使棉纤维表面的棉蜡处于软化状态（既不发硬又不发粘），可以起到润滑作用，对牵伸有利。

适当的温湿度可以改善纤维的柔韧性，增强纤维的抱合力，稳定粗纱捻回，有利于牵伸。

适当的温湿度可以增加纤维的导电性，防止静电现象的发生和缠绕以及对牵伸区纤维的干扰，有利于牵伸。

纤维保持内湿外干的状态有利于牵伸。

3 条干均匀度的控制方法

3.1 控制好原料选配和使用把关

3.1.1加强原料的检验和试纺把关工作

原料的性能与条干均匀度和其他成纱质量指标的关系*大。掌握原料的基本性能，理解每批原料的性能与纺纱质量的关系，是我们合理配棉，稳定质量的基础。

3.1.2合理选配原料

合理选配原料包含三个方面的基本要求：一是要保持生产过程和质量的相对稳定；二是要满足品种和用途的实际需要；三是要合理降低成本和节约用棉。

3.1.3 控制回花质量和使用比例

控制回花质量包含两个方面：一是什么样的回花可以回用；二是对回用的回花怎样处理。回花的回用量一般应控制在5%以内，在生产中要努力降低回花的数量，防止大量循环使用。

3.2 改善半制品结构

3.2.1 提高纤维分离度和平行伸直度，梳棉是关键，并条是保证

梳棉工序的工艺重点是提高纤维的分离度。提高分梳度可以有效提高纤维的分离度，但分梳度的提高加剧纤维的损伤。为此要优选强力较高的纤维、合理调整棉卷中纤维的结构、选择合适的刺辊速度，用控制握持分梳，增强自由分梳的办法，达到既保证纤维的分离度又兼顾纤维损伤的目的。生条中纤维良好的分离度是提高后工序纤维伸直平行度的重要条件。

并条工序的工艺重点是优化牵伸配置，提高纤维的伸直平行度。头并、预并并合数和总牵伸倍数宜小不宜大，后区牵伸倍数宜大不宜小，后区隔距宜大不宜小；二并的并合数和总牵伸倍数宜大不宜小，后区牵伸倍数宜小不宜大，前区牵伸倍数宜大不宜小，前后区应实施“重加压、适当的隔距、强控制”的工艺思想。

3.2.2 减少短绒率和棉结杂质 ，清、梳、精三个工序是关键

清花应做到“薄喂轻打、早落防碎”。梳棉应选择合适的定量，加强自由分梳，控制握持分梳，优选刺辊速度和盖板速度，合理配置针布齿密，优选后车肚工艺，保证机械状态，做到“七锋一准”，充分发挥固定盖板、棉网清洁器和除尘排风的作用。特别是目前清梳联得到了广泛的使用，我们应正确认识清梳联的“一组矛盾”，充分理解“三个规律”，掌握好“两个关键”，降低清梳联生条的棉结杂质和短绒率。

一组矛盾：开松度、除杂效率与棉结增长率、短绒增长率是一组矛盾。开松度越好，除杂效率越高，带来的矛盾就是棉结增长率也高，短绒增长率也高。很多人为了降低棉结，在清花拼命的提高打手速度，增加打击，这是错误的。

三个规律：一是清花流程越长，除杂越好，同时棉结，短绒增长越高；二是开清部分打手速度越高，棉结短绒增长越多；三是清钢具有互补性。即清花落得少，梳棉就落得多，但总的除杂效率基本接近。

两个关键：正确处理好清梳联棉结、杂质和短绒这一组矛盾，必须掌握两个关键：一个是如何做到棉结，杂质，短绒兼顾；另一个是如何做到清梳除杂的合理分工。在掌握这两个关键时，应对清梳相关指标进行量化。原则上，保持筵棉的含杂率不高于1.0%是基本要求。根据原棉的含杂确定了清棉的总除杂效率后，还要对开棉、清棉之间的除杂进行合理分配。为提高预开松能力，实现柔和开松，降低短绒增长，一般开棉、清棉之间的除杂分配为1:1为宜。筵棉对原棉的棉结增长率应控制在80%以内，*高不超过****。短绒增长率应控制在1%以内，力求不增长或负增长。

精梳工序是减少棉条短绒含量的重要工序。精梳可以大量排除短纤维，*大程度地提高纤维的伸直平行度，为改善条干均匀度、减少毛羽奠定良好的基础。在一定落棉率的情况下，提高落棉的短绒含量是节约成本，改善质量的有效措施。除精梳设备状况外，精梳的准备工艺尤为重要。

3.2.3 降低纱条条干不匀率

改善纱条条干，一是合理配置并粗工艺；二是保持良好的机械状态；三是保持牵伸隔距精准合理，加强工艺状态的检查，防止突发性纱疵的产生。

3.2.4 减小和减少非周期性条干不匀和潜在不匀

在黑板条干检验时，非周期性条干不匀呈雨点状分布，俗称“雨状条干”。主要在并粗工序形成，对布面影响很大。潜在不匀包含条子抱合力不好可能因意外牵伸而产生的细节；张力牵伸过大而产生的细节；条子成型不好粘连而产生的粗细节；粗纱张力控制不当而产生的细节；粗纱成型不好在细纱退绕时产生的粗细节和双股纱等。这些粗细节经细纱牵伸放大后，会在布面上形成较长的粗细节条干不匀，影响布面质量。因此，必须从源头上进行消除。

3.2.5 消灭机械波、牵伸波等周期性条干不匀

机械波、牵伸波对条干均匀度的恶化可以说是致命性的。消除机械波、牵伸波是控制条干均匀度*重要、*基础的工作，必须引起高度重视。

造成机械波的主要原因是：针布损伤；罗拉胶辊弯曲、偏心或损伤；胶圈损伤；罗拉胶辊轴承以及牵伸区各轴承间隙过大或回转不灵活；牵伸传动齿轮磨损、缺齿，齿轮啮合过紧或过松；销键、联轴节松动；齿形带、传动齿轮嵌花嵌杂等。因此，消灭机械波就是要消除运转部件产生的上述问题，使各部件处于良好状态。

牵伸波是在纺纱过程中由于牵伸分配不合理、牵伸部件状态不佳、牵伸工艺设计不适当（如隔距，压力）、原料中的短纤维含量过高或生产环境（如湿度突然增加）等因素造成的近周期性牵伸不良。在工艺设计时应避免临界牵伸。当出现牵伸波时，通过调整相应的工艺参数是完全可以消除牵伸波的。

为了分析并条、粗纱质量与成纱质量的关系，我们在CJ18.2tex品种上进行了一系列对比试验，见表6。

表6 粗纱质量对成纱质量的影响

3.3 降低细纱条干不匀率

3.3.1 采用先进的牵伸型式

采用先进的牵伸形式是降低细纱条干不匀率的前提条件。尤其是粗纱和细纱的牵伸形式，对成纱条干均匀度有较大的影响。

3.3.2 使用性能好的牵伸元器件

在某种程度上，牵伸元器件对质量的影响要大于牵伸形式的影响。在平时的质量控制中，应注意牵伸元器件的质量。使用性能好的牵伸元器件，是提高条干均匀度*简单、*有效、投资回报率*高的选择。

3.3.3 进行合理的工艺设计

采用较小的粗纱牵伸倍数和较大的粗纱捻系数、较小的细纱后区牵伸倍数和较大的细纱中后区隔距的“两大两小”工艺有利于成纱质量的提高。

在粗纱工序，A系列老机的总牵伸倍数不应超过8倍；FA系列新机的总牵伸倍数不应超过10倍。粗纱捻系数以细纱牵伸顺畅为原则，偏大掌握为宜，纯棉精梳（细绒棉）粗纱捻系数一般在105-110之间，纯棉普梳在100-105之间，T/C65/35在65-72之间，T/C40/60在75-82之间。

在细纱工序，中后区隔距与后牵伸倍数必须要有效组合。隔距大，后牵伸可以小；隔距小，则后牵伸相应要大一些。一般情况后区牵伸倍数掌握在1.15-1.18之间，可以兼顾各方面情况。中后区隔距平面牵伸（25mm罗拉直径）一般掌握在30-35mm较为合适，V型牵伸隔距可以小一点。

3.3.4 加强设备的保全保养工作

机械状态的差异，特别是台与台，锭与锭牵伸部分和卷绕部分的差异（包含器材专件的差异）是造成成纱条干CV%差异较大、影响条干CV_b的主要原因。因此在设备日常的保全保养过程中，要重点消除这些差异。

3.3.5 采用优质新器材，新技术降低条干不匀率

使用软胶辊，高精度罗拉，新型胶圈，碳纤上销，新型下销等优质器材是提高质量的有效措施。

3.4 加强运转操作管理

加强运转操作管理工作，要做好四个方面的工作：

一是通过强化操作管理来保证和改善产品质量的均匀性。

二是通过提高操作水平来保证产品质量。

三是通过“纺疵捉疵，把关守关”工作减少质量隐患。

四是通过改进操作管理来适应不断变化的各种生产条件。

3.5 控制好车间温湿度

清花的相对湿度过大不利于排杂，且容易产生索丝；太小纤维容易脆短，飞花多，棉卷成形蓬松。

棉卷在梳棉处于放湿状态，使纤维处于内湿外干状态，有利于分梳。

并粗相对湿度大一点，纤维的导电性，柔韧性，抱合力增加，粗纱捻度稳定，有利于牵伸；但过高，容易缠绕，同时牵伸力过大容易产生疵点。

粗纱在细纱处于放湿状态，有利于牵伸。细纱湿度过小，牵伸区纤维扩散严重，毛羽多，同时容易出现1-2mm的短粗节；湿度过大，容易缠绕以及牵伸力增大冒硬头。

冬天温度低，胶辊硬度会增加，使得握持力下降，在粗纱和细纱容易产生牵伸不开的现象，工艺应提前调整。

夏天湿度大，纤维抱合力强，并条容易产生牵伸不开的现象，工艺应提前调整。

4 纱线条干的改善与控制案例

某公司的客户对他们生产的CJ9.7tex纱线质量不太满意，提供了一家优秀企业生产的较高档次的样纱，要求该公司按纱样的质量标准组织生产。为更有针对性地进行质量公关、提升产品质量，对本公司及样纱的质量情况进行了测试，结果见表7。

表7 CJ9.7tex纱线质量对比

4.1 原因分析

从表7中产品质量的对比分析可以看出，该公司产品质量的各项指标均比样纱的指标要差一些，为此从五大基础管理方面对CJ9.7tex纱线质量的影响因素进行了排查，见表8。

4.2 采取的主要措施

针对排查发现的问题，采取了一系列针对性的质量攻关技术措施，见表9。

表9 质量攻关技术措施

4.3 质量攻关的效果

经过全面整改，CJ9.7tex纱线的质量显著提高。表10是质量攻关后的管纱质量指标测试情况：

表10 质量攻关后的管纱质量指标

质量攻关后，CJ9.7tex纱线的质量得到了客户的充分认可，取得了良好的经济效益。

5 结语

纱线条干CV%体现了纱线质量的均匀性和稳定性的问题，解决条干不匀是纱线质量控制一个非常重要的方面。改善纱线条干不匀的思路、方法和措施还有待于在生产过程中进一步实践、探索和完善。