文 / 許鑑良（東華大學，金輪科創股份有限公司研究中心）
<strong>
<strong>0 前言
<strong>
梳棉棉結不高，但並條以後棉結成倍增加，致使成紗棉結大幅度增多。這種現象在不少棉紡廠中存在，長期找不到一個良好的解決辦法。
究其原因：
（1）牽伸工藝不符合纖維彎鉤伸直的理論。梳棉機錫林道夫間為分梳配置。錫林表面速度遠遠大於道夫表面速度。纖維從錫林轉移到道夫上時，道夫針齒往往抓住揚起在錫林針面的纖維尾端，其前端，則受錫林針齒梳理而伸直。前端伸直，尾部被道夫針齒握持的纖維，被剝棉羅拉剝下後，在棉條中便成為後彎鉤纖維（約佔50%左右，屬多數）。這種後彎鉤纖維圈入條筒再引出喂入頭並或預並時，便成為前彎鉤纖維。前彎鉤纖維圈入條筒再引出喂入二並時，便成了後彎鉤纖維。其餘以此類推。如圖1所示。所以，喂入頭並或預並的是以前彎鉤纖維居多的生條，而喂入二並（或條卷、條並卷）的是以後彎鉤纖維居多的半熟條。
圖１ 梳棉和後續工序纖維彎鉤的變化
彎鉤纖維在牽伸過程中若得不到伸直，在高速回轉的羅拉和皮輥劇烈搓擦下，就可能形成棉結。所以，普梳頭並、精梳預並的牽伸工藝，應有利於前彎鉤纖維的伸直；普梳二並或條卷、條並卷的牽伸工藝，應有利於後彎鉤纖維的伸直。
以此類推，普梳喂入粗紗機的是以前彎鉤纖維居多的熟條，粗紗的牽伸工藝，應有利於前彎鉤纖維的伸直；普梳喂入細紗的是以後彎鉤纖維居多的粗紗，故細紗牽伸工藝應利於後彎鉤纖維的伸直。精梳準備工藝纖維彎鉤變化，亦可按此類推。但經精梳後，彎鉤纖維已基本伸直，均可按後彎鉤纖維伸直要求設計牽伸工藝。
（2）生條中纖維分離度和平行伸直度差。梳棉棉結雖不多，但纖維分離度和平行伸直度差。紊亂的纖維在牽伸過程中被抽拉時，本來蓬鬆不成結的纖維，被拉扯成了死結。
（3）生條中短絨高。開清和梳理過程中，纖維損傷嚴重，致使生條中短絨大幅度增加。短絨在高速牽伸過程中易聚集在紗條的某一局部，或飛散積聚在紗線通道的機件上，積到一定數量，便進入紗條，經與紗線通道機件摩擦，便形成棉結。
鑑於上述，可採取如下對策：
（1）普梳頭並、精梳預並、普梳粗紗牽伸工藝應符合前彎鉤纖維伸直的理論；
（2）普梳二並、精梳並卷或條並卷、普梳細紗牽伸工藝應符合後彎鉤纖維伸直的理論；
（3）提高生條的纖維分離度和平行伸直度；
（4）減少生條短絨率；
（5）嚴格控制各工序溫溼度。
<strong>1 並條機上彎鉤纖維伸直的理論
<strong>1.1 前彎鉤纖維伸直的理論
前彎鉤纖維的伸直開始於彎鉤的中點到達變速點R′時，此時纖維主體中點仍在R′的後方，仍以慢速前進。見圖2。
圖2 牽伸變速點和前彎鉤纖維的伸直過程
FF′-前鉗口線；BB′-後鉗口線；N1-快速纖維數量；N2-慢速纖維數量；R′-變速點；R-變速點離前鉗口的距離；G-握持距；η-纖維原始伸直度係數；η′ -纖維結果伸直度係數；L-彎鉤纖維原長；VF-前羅拉速度；VB-後羅拉速度； NR′-變速點處快速或慢速纖維的數量
<strong>1.1.1 當牽伸倍數較小時（Ε≤3）
牽伸倍數Ε為：
此時變速點位置R′離前鉗口較遠，見圖2中（2），
主體長度的一半，伸直過程不受前鉗口的干擾。結果伸直度係數η′為：
在不同的原始伸直度係數η下,在牽伸倍數較小時（估計E＜
3倍左右時），對前彎鉤纖維有一定的伸直效果，在伸直過程不受前鉗口乾擾的條件下，其伸直效果隨牽伸倍數增大而相應增大。
<strong>1.1.2 當牽伸倍數較大時（E＞3）
牽伸倍數E為 
變速點離前鉗口的距離R則為：
，見圖2中（3），變速點位置R
<strong>
<strong>1.1.3 當牽伸倍數更大時（E＞4）
見圖2中（4），牽伸倍數E為：
，即變速點位置R′靠近前鉗口，前彎鉤未伸直前，彎鉤的前端首先進入前鉗口，前鉗口對彎鉤纖維伸直干擾作用嚴重，前彎鉤纖維絲毫得不到伸直。
<strong>1.1.4 前彎鉤纖維伸直的延續時間t為
（3 ）式中VB為後羅拉速度。這是前彎鉤開始變速到纖維主體也變速的時間。此時間越長，前彎鉤伸直的可能越大。所以要設法延長前彎鉤伸直的延續時間。
前彎鉤在不同牽伸倍數和原始伸直度係數下的結果伸直度係數如圖3所示。圖3中①、②、③區為上述三種情況的區間範圍。
圖3 前彎鉤纖維伸直效果的函數圖形
由圖3可見：
（1）當牽伸倍數E＜3倍時，各種原始伸直度係數下，隨牽伸倍數增大，結果伸直度係數均有不同程度的提高。原始伸直度係數高的，結果伸直度係數提高較快；原始伸直度係數小的，結果伸直度係數提高較慢。
（2）當E=1.5～4倍，結果伸直度係數有一個最高點。最高點的位置，原始伸直度係數小的，牽伸倍數較小；原始伸直度係數大的,牽伸倍數較大。
（3）不論何種原始伸直度係數，牽伸倍數越大（E＞4倍時），前彎鉤伸直效果越差。這是因為牽伸倍數越大，快速纖維數量越少，快速纖維不可能包圍慢速纖維的彎鉤前端，對前彎鉤的快速摩擦力（引導力）很小，不足以克服前彎鉤的彎曲剛度而伸直；也因牽伸倍數越大，變速點越靠近前鉗口，伸直延續時間越短，彎鉤來不及伸直便進入前鉗口，受前鉗口乾擾嚴重所致。
<strong>1.2 後彎鉤纖維的伸直理論
後彎鉤纖維的伸直過程開始於纖維主體部分的中點到達變速點,纖維主體快速，後彎鉤仍以後羅拉慢速運動，伸直過程一直延續到剩餘的彎鉤部分的中點也到達變速點R′，如圖4所示。
圖4 後彎鉤纖維的伸直過程（符號同圖2）
<strong>1.2.1 當牽伸倍數較小時（見圖5中①）
當牽伸倍數較小
，可求得結果伸直度係數為：
<strong>1.2.2 當牽伸倍數較大時（見圖5中②）
牽伸倍數
，此時R值較小， 
，即主體部分的中點尚未到達R′點，而其頭端已進入前鉗口，伸直過程提前開始，延續時間有所增長。可求得結果伸直度係數為：
<strong>1.2.3 當牽伸倍數更大時（見圖5中③）
當牽伸倍數更大時，此時R值最小，R≤
以上三種情況可用圖5 的函數圖形表示。
圖5 後彎鉤伸直效果的函數圖形
圖5中①、②、③區的曲線，表明上述三種情況，其結果伸直度係數都是隨牽伸倍數的增大而逐漸提高，且牽伸倍數越大，對後彎鉤纖維的伸直效果越好。圖5中可見，原始伸直度係數越大，牽伸倍數增大時，結果伸直度係數提高越快；原始伸直度係數小的，結果伸直度係數提高較慢。
<strong>2 頭、預並牽伸工藝應符合前彎鉤伸直理論
<strong>2.1 頭、預並併合根數宜少不宜多，總牽伸倍數宜小不宜大
鑑於前述牽伸倍數越大，前彎鉤伸直效果越差，故頭、預並併合根數應少。只有併合數少，才能減小總牽伸倍數。一般可控制在 5～6根，使頭、預並的總牽伸控制在6倍以內。
<strong>2.2 頭、預並的後區牽伸倍數宜大不宜小
鑑於前彎鉤在較小牽伸倍數時提高牽伸倍數，可提高前彎鉤的伸直效果，故後區牽伸倍數應儘量增大，一般可在1.8～2.0內（E後=1/3E總），以使前區牽伸控制在3 倍左右，不要大於3.5倍，使其處於前彎鉤伸直的最高點（見圖3中的②區曲線的最高峰對應的牽伸倍數區間）。當生條中原始伸直度係數較小時，後牽伸倍數取下限；當生條中原始伸直度係數較大時，後牽伸倍數取上限（見圖3中②區內不同原始伸直度係數曲線最高峰點對應的牽伸倍數）。
例如華寶公司，頭道並條機為FA305C，紡半精梳27.76tex紗,改變牽伸工藝前後的棉結和纖維伸直度列於表1。
由表1可見，頭並或預並後區牽伸倍數和羅拉隔距增大後，經頭、預並後，結果伸直度係數提高，棉結和雜質顯著降低，棉結降低42.85%，效果極顯著。
又如湖北3542紡織有限公司，FA306並條機,紡JC/Tencel（60/40） 7.3 tex紗，頭並牽伸工藝改變前後的結果伸直度係數列於表2。
由表2可見，後區牽伸倍數和隔距增大，結果伸直度係數η′提高。
<strong>2.3 頭、預並的後區握持距宜大不宜小
鑑於前彎鉤伸直需要有足夠的伸直延續時間，即需要提早變速,故後區握持距宜大不宜小。一般在53～60 mm。纖維長，後握持距取上限，纖維短，後握持距取下限；重定量取上限，輕定量取下限；紡化纖取上限，紡棉纖取下限。
頭、預並的前區握持距亦可比常規放大2～3 mm,以增長彎鉤伸直的延續時間，防止前彎鉤來不及伸直，經搓擦形成棉結。
後區握持距放大後的工藝效果見表1、2。由表1、2可知，後區握持距放大後，棉結降低28.27%，工藝效果較顯著。結果伸直度係數η′均有不同程度提高（表1中的方案一、表2）。
徐州天地緣紡織有限公司在FA303並條機上試驗如表3所示。
由表3可見：頭並併合根數減少，定量加重，後牽伸倍數增大和前後區握持距增大後，烏斯特條幹CV值改善，棉結雜質顯著減少，工藝效果顯著。
總之，頭、預並應採用重定量、小總牽伸、後區大隔距、大牽伸工藝，前區較大隔距、小牽伸，以利於前彎鉤的伸直。
必須指出：以上工藝是針對並條後成倍增加棉結而採取的牽伸工藝，此工藝能有效降低棉結，但對條幹可能不利。故實際生產中應視當前的主要矛盾方面而定。
<strong>3 二並牽伸工藝應符合後彎鉤伸直的理論
<strong>3.1 二並的併合數和總牽伸倍數宜大不宜小
鑑於前述後彎鉤伸直理論：牽伸倍數越大，伸直效果越好。故併合數宜大不宜小。只有併合數多，或者採用較重定量喂入，牽伸倍數才有可能增大。一般併合數均為8根，可使總牽伸倍數控制在8～9倍。以利於後彎鉤的伸直。
<strong>3.2 二並的後區牽伸倍數宜小不宜大，前區牽伸倍數宜大不宜小
每經一次牽伸，就產生一個牽伸波疊加到紗條上，此牽伸波在後續牽伸中，波幅減小，波長拉長。為減少牽伸波疊加，後區牽伸倍數應小。另外，鑑於前述，牽伸倍數越大，後彎鉤伸直效果越好，為使前區牽伸倍數儘可能大，後區的牽伸倍數就應減小。一般後區牽伸倍數為1.15～1.2，以便集中前區一次牽伸。
<strong>3.3 二並前後區應重加壓緊隔距強控制
為防止纖維提前變速，產生移距偏差，影響條幹，前後區握持距在不出硬頭的前提下，應偏緊掌握。一般 3上3下壓力棒牽伸，紡細絨棉時，前區握持距為纖維品質長度Lp＋（8～10）mm，一般在41～48 mm，後區握持距為品質長度Lp＋（10～15）mm，常在44～53 mm。纖維長、喂入定量重、紡化纖時，此握持距適當放大；纖維短、喂入定量輕，紡棉，此握持距應小。
二並牽伸工藝對結果伸直度係數的影響，如表 4所示，紡紗條件同表2。
由表4可見,二並的後區小牽伸、前後區緊隔距、壓力棒直徑較大時，對提高結果伸直度係數η′有利。
如徐州天地緣公司，紡18.22 tex紗,FA303並條機，在二道並條上改變牽伸工藝的試驗如表5所示。由表5可見：二並後區牽伸倍數減小後，棉結顯著降低，雜質亦有所減少，但因後區中心距略有放大，烏斯特條幹CV值（%）有所惡化。
江蘇華寶紡半精梳14.58K，FA305並條機，二並牽伸工藝的對比試驗列於表6。
由表6可見：在定量、併合數和總牽伸倍數相同的情況下，二並後區牽伸倍數改小，後區隔距放大,熟條棉結減少、薩氏條幹改善,成紗棉結和粗節減少。熟條烏氏條幹，成紗烏氏條幹，因後區隔距放大，互有上下。
總之，二並應採用緊隔距，後區小牽伸，前區大牽伸，重加壓，強控制工藝，利於降低棉結，改善條幹。
精梳以後的並條，因基本上無彎鉤纖維，故可採用類似二並的牽伸工藝。
<strong>3.4 減少並條牽伸區內短絨
現代高速並條機上，牽伸過程中紗條速度高，紗條中短絨在高速氣流的作用下，很易飛散積聚在紗線通道的機件上，積聚多了，便進入紗條，或形成紗疵，或搓擦成結。對此應加強吸棉清潔：縮短吸棉箱掏棉週期，經常保持吸棉箱較大的吸棉風壓和風量；加快回轉絨套轉速，加速吸除積聚的短絨；防止吸風管漏風，穩定吸棉風量和風壓等。
<strong>3.5 控制並條車間溫溼度
並條車間應處於吸溼狀態，以利於牽伸過程中纖維的平行伸直，防止靜電產生。但溫溼度也不宜過大，以免纏羅拉、纏皮輥，反而產生紗疵。一般溫度可控制在22～24 ℃。溫度超過32 ℃時，棉蠟融化，含油脂的化纖發粘，易纏羅拉，纏皮輥。一般相對溼度控制在60%～65%。加工合成纖維時，相對溼度低於55%，會因靜電嚴重而纏羅拉或皮輥。
<strong>4 粗紗牽伸工藝
據前述，普梳喂入粗紗機的是前彎鉤居多的纖維。但經頭、二道並條牽伸，纖維的伸直度係數已有很大提高，伸直度係數一般可在 90%以上。根據前彎鉤纖維伸直的理論，在頭、預並牽伸工藝設計指導思想的基礎上，亦可作適當調整。故粗紗應採用“重定量、小牽伸、後區大隔距、高捻係數”的工藝。
粗紗“重定量、小牽伸、高捻係數”：一是可減少牽伸波的累積，減少成紗中長片段不勻率；二是可減少粗紗加捻、卷繞過程中和粗紗在細紗機上退繞過程中的意外伸長，可減少細紗的長細節，顯著改善布面條幹；三是粗紗高捻係數，可促進捻度重分佈，粗節處抗扭力矩大，細節處抗扭力矩小，使捻度向細節傳遞，增加細節處捻度，從而減少粗紗的弱環；四是經細紗後區牽伸後，進入細紗前區的須條密集，纖維不易擴散，易於控制浮游纖維運動，減少成紗短片段不勻，改善Uster條幹；五是重定量、高捻係數，可減少飛花和毛羽，從而減少紗疵；六是粗紗重定量，可提高粗紗臺時產量，提高勞動生產率，降低紡紗成本，實現高效工藝，產生顯著的經濟效益。
粗紗“重定量”，就是不論何種紗號，用足細紗的牽伸能力來設計粗紗的定量。由粗紗定量和喂入條定量計算粗紗實際牽伸。在粗紗小牽伸，重定量時，牽伸力必然增大，容易出硬頭，故粗紗後區隔距應放大，可在55～60 mm內選擇。喂入定量重、纖維長、紡化纖，取上限；喂入定量輕、纖維短、紡純棉，取下限。後區牽伸倍數，因喂入條纖維的伸直度已較高，以小為宜，以減少牽伸波累積。一般可在1.15～1.2內選取。
粗紗“高捻係數”，就是在細紗牽伸不出硬頭的前提下，儘量增大粗紗捻係數。一般粗紗捻係數與纖維類別、粗紗定量和纖維長度、細度密切相關：粗紗定量輕、纖維粗、短，粗紗捻係數應高；純棉的粗紗捻係數大於化纖的粗紗捻係數；反之，粗紗定量重、纖維細、長，粗紗捻係數可低些。
<strong>（未完待續）
◆ ◆ ◆ ◆ ◆
閱讀更多 老王談紡織 的文章
