超細羊毛低損傷梳毛加工技術(shù)

丁彩玲, 俞建勇, 張瑞云, 李 慧, 程隆棣, 秦 光

(1. 東華大學， 上海 201620； 2. 山東如意科技集團有限公司， 山東 濟寧 272000；3. 國家紡紗工程技術(shù)研究中心， 山東 濟寧 272000)

超細羊毛低損傷梳毛加工技術(shù)

丁彩玲1,2, 俞建勇1, 張瑞云1, 李 慧2，3, 程隆棣1, 秦 光2,3

(1. 東華大學， 上海 201620； 2. 山東如意科技集團有限公司， 山東 濟寧 272000；3. 國家紡紗工程技術(shù)研究中心， 山東 濟寧 272000)

為解決13.0 μm以下超細羊毛梳理損傷嚴重的問題，對梳毛損傷進行成因分析并探討解決辦法。通過對梳毛各工作區(qū)的纖維長度、毛粒數(shù)、落毛率的測定，利用TEAM-3預測公式和正交試驗法優(yōu)化各工藝參數(shù)，確定隔距、速比、錫林針布齒密、道夫針布齒密、出條定量等梳毛工藝的最優(yōu)配置條件：即2#隔距，3#速比，針布規(guī)格為錫林針布齒密60.7齒/cm2，道夫針布齒密62.5齒/cm2，出條定量20 g/m。經(jīng)過驗證，利用此低損傷梳毛工藝制成的超細羊毛精梳毛條，纖維長度平均損傷小于0.5 mm，毛粒減少，條干明顯改善。

超細羊毛； 梳毛； 低損傷； 優(yōu)化

超細羊毛具有細度細、強力低的特征，在加工過程中極易受到損傷，尤其是在梳理過程中受機械外力的作用易被拉伸斷裂，造成纖維長度降低，影響后道紡紗的生產(chǎn)加工[1-3]。同時，在精梳系統(tǒng)中梳毛機上產(chǎn)生的毛粒，會使紗線條干惡化，影響織物的外觀質(zhì)量。結(jié)合以往超細羊毛的加工經(jīng)驗，本文研究了13.0 μm以下超細羊毛的梳毛工藝及影響纖維損傷的3個主要參數(shù)：工作輥隔距、速比和針布規(guī)格。通過一系列試驗，探討了毛條梳理前后各工藝參數(shù)與纖維平均長度損傷及毛粒數(shù)的關(guān)系。

1 超細羊毛纖維損傷分析

為獲得優(yōu)質(zhì)超細羊毛毛條，降低超細羊毛纖維損傷，結(jié)合工廠實際經(jīng)驗，對制條各工序中纖維長度損傷進行了分析比較[4-5]，如表1所示?？梢钥闯觯瑥膬裘绞崦^程，纖維長度明顯下降，說明梳毛是纖維長度致?lián)p的關(guān)鍵工序。生產(chǎn)實踐表明，在制條過程中，纖維長度損傷約有三分之一是由梳毛機引起的。有研究顯示，梳毛中纖維長度損傷約90%是由預梳部位造成的，只有10%是由大錫林造成的[6]。

表1 毛條制造過程中各工序的纖維長度Tab.1 Fiber length change in each process of wool top making mm

羊毛纖維在開松梳理中受到的損傷主要包括2個方面[7-8]：纖維已經(jīng)斷裂，即顯性損傷；纖維沒有斷裂，但其表面已受到嚴重損傷，纖維強力明顯下降。羊毛纖維經(jīng)過反復的開松、打擊以及梳理針布梳理等作用，承受纖維之間的摩擦力、針隙間的擠壓力以及彎曲力、拉伸力等外力作用，造成纖維斷裂或表面嚴重損傷[9-11]。

2 試驗部分

2.1 原料與設(shè)備及工藝流程

原料：全部選用澳大利亞超細羊毛，長度為63 mm，平均細度為13.0 μm，含脂率為17.6%，短毛含量為7.2%。

設(shè)備及工藝流程：和毛機(ANDAR)→梳毛機(OCTIR)→頭針(GC-13)→二針(SC400)→三針(SC40012V)→四針(SC40011V)→精梳(PB31LF)。

2.2 測試方法

采用SIEGFRIED PEYER AG公司的Texlab系統(tǒng)AL-100型纖維長度測試儀，測量梳毛機下機毛條的長度特征指標[12]，即纖維平均長度(用豪特長度H表示)和落毛率(小于30 mm的短纖維含量)。隨機抽取10根10 cm長的毛條，分2組進行測試，求其平均值，記錄毛粒數(shù)。

2.3 試驗方案

2.3.1 隔 距

隔距越小，纖維受到的擠壓力越大，纖維受損傷的概率越大，尤其是工作輥與胸錫林及大錫林之間這2個梳毛機上最重要的隔距，因此，合理配置主要工作輥的隔距至關(guān)重要。主要工作輥隔距的設(shè)置方案見表2。

表2 工作輥隔距設(shè)置方案Tab.2 Scheme of work roller gauge

2.3.2 速 比

同一工作輥上纖維塊受到的梳理次數(shù)越多，纖維損傷越嚴重[13]。2個工藝部件之間的速比設(shè)置方案見表3。

表3 速比設(shè)置方案Tab.3 Scheme of speed ratio

2.3.3 針布配置

錫林和道夫的針布齒密對毛條梳理時的纖維損傷有較大影響。齒密越大，則梳理過程對纖維的損傷也越大，齒密小，則梳理效果不明顯；因此，2個部位的齒密要合理設(shè)置。在梳理速比一定的條件下，通過改變梳毛機的喂入定量，控制出條定量。錫林和道夫的針布齒密及出條定量的設(shè)置方案見表4。

表4 因子水平表Tab.4 Table of factors and levels

3 結(jié)果與分析

經(jīng)過修正的TEAM-3預測公式[14-15]具有質(zhì)量控制的極限預警標準，將調(diào)整后的長度差異的最小值與最大值作為長度圖形表的上下限。在理想狀態(tài)下，預測值與實際值之間的差異應該為零，但在實際生產(chǎn)中，該差異值會出現(xiàn)一些變動。一般來講，基準為零時，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法計算得出2倍標準方差(95%的置信度)的數(shù)值，就可被看作允許誤差值。也就是說，每加工20個批次，如果1次加工結(jié)果超出允許誤差的限制，此情況仍然可以被接受。

按照以上設(shè)計方案及分析方法，使用TEAM-3公式對10個批次的超細羊毛進行工藝參數(shù)優(yōu)化試驗，并對毛條加工中所得到的實際結(jié)果與預測結(jié)果進行比較和分析。

3.1 工作輥隔距試驗結(jié)果分析

根據(jù)表2中試驗號為1#、2#、3#3種隔距設(shè)置方案，豪特長度差異和落毛率差異的結(jié)果分析如圖1、2所示。豪特長度預測值與實際值的相關(guān)性如圖3所示。

由圖1可看出：1#隔距10個批次的試驗，只有1個批次的實際長度比預測長度長0.6 mm，其他批次實際長度均短于預測長度；2#隔距10個批次中有2個批次的實際長度小于預測長度，其他均大于預測長度；3#隔距10個批次中8個批次的實際長度比預測長度小，其他批次大于預測長度。

由圖2可看出：1#隔距10個批次中有7個批次的落毛率高于預測值；2#隔距中2個批次的落毛率高于預測值；3#隔距中9個批次的落毛率高于預測值。

綜上所述，1#隔距對羊毛纖維的損傷較大，3#隔距差于2#隔距方案，2#隔距試驗方案是一個比較合理的參數(shù)配置方案。

3.2 錫林與工作輥的速比結(jié)果分析

根據(jù)表3中試驗號為1#、2#、3#的3種速比設(shè)置方案，豪特長度差異和落毛率差異的結(jié)果分析如圖4、5所示。豪特長度預測值與實際值的相關(guān)性如圖6所示。

3.3 錫林和道夫針布試驗結(jié)果分析

以錫林針布齒密、道夫針布齒密、出條定量為影響因素，進行L9(33)正交試驗設(shè)計[16]，試驗安排及分析結(jié)果見表5。

表5 正交試驗結(jié)果分析表Tab.5 Analysis of orthogonal array test results

由表5分析可看出，因素A錫林針布齒密對應的極差最大，說明其對纖維長度損傷影響最大，其次是因素B道夫針布齒密，因素C出條定量對纖維長度損傷影響最小，即A>B>C，最佳工藝配置為A3B3C1。同理，對毛粒數(shù)和落毛率的影響順序為A>B>C，最佳工藝配置為A3B3C2。經(jīng)過初步優(yōu)先后，A3和B3選擇一致，而C出條質(zhì)量不能確定。為確定合適的出條質(zhì)量，在優(yōu)方案的基礎(chǔ)上進行了追加試驗，結(jié)果如表6所示。

表6 最佳配置追加試驗Tab.6 Projects of supplemental tests

由表6可看出，2種方案測試的纖維長度損傷差異不大，而方案2的毛粒數(shù)和落毛率明顯減少。綜合以上結(jié)果考慮，最優(yōu)方案為A3B3C2，即錫林針布齒密為60.7 齒/cm2，道夫針布齒密為62.5 齒/cm2，出條定量為20 g/m。

4 結(jié) 論

1)采用正交試驗和TEAM-3公式，優(yōu)選出超細羊毛梳毛低損傷加工工藝，即2#隔距，3#速比，針布規(guī)格為錫林針布齒密60.7齒/cm2，道夫針布齒密62.5 齒/cm2，出條定量20 g/m。此低損傷羊毛加工技術(shù)的研究應用，一定程度上提高了毛條制成率，因而賦予毛條生產(chǎn)過程低耗、低成本、低損傷、高制成率的技術(shù)優(yōu)勢。

2)采用正交試驗優(yōu)化的工藝對超細羊毛進行梳理，得到的毛粒數(shù)明顯降低，毛粒數(shù)低于16個/g。

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Low-damage carding technology of superfine wool

DING Cailing1,2, YU Jianyong1, ZHANG Ruiyun1, LI Hui2，3, CHENG Longdi1, QIN Guang2，3

(1.DonghuaUniversity,Shanghai201620,China; 2.ShandongRuyiTechnologyGroup,Jining,Shandong272000,China; 3.NationalEngineeringResearchCenterforSpinningTechnology,Jining,Shandong272000,China)

In order to solve the problems of difficult processing and carding damage of the superfine wool, the paper analyzed the causes and solutions of carding damage. By the measurement on the fiber length, the number of neps and noil ratio in workspace of combing, the carding process parameters were optimized, and the optimal carding process conditions were determined by TEAM-3 and orthoronal tests. These parameters include 2#gauge, 3#speed ratio, the tooth density of cylinder wire cloth and doffer wire cloth was 60.7 teeth/cm2and 62.5 teeth/cm2, respectively, and top production was 20 g/m. The experimental results showed that the average loss of fiber length of the superfine wool tops derived from the optimal process were less than 0.5 mm, the number of neps were decreased, and the yarn quality was improved.

superfine wool; carding; low-damage; optimization

10.13475/j.fzxb.20150604405

2015-06-23

2016-01-21

山東省自主創(chuàng)新及成果轉(zhuǎn)化專項(2014ZZCX09301)

丁彩玲(1969—)，女，研究員，博士生。主要從事紡織技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品研發(fā)等工作。俞建勇，通信作者，E-mail:yujy@dhu.edu.cn。

TS 134.23

A