毛粒和缠结在精纺加工中的重要性研究

毛粒和缠结在精纺加工中的重要性研究G.A.Robinson,M.W.Prins and M.G.Haigh(CSIRO Division of Wool Technology)张琳玫译孟家光校(西北纺织工学院)摘要各实验室对毛条中毛粒数的测试结果表明不同实验室间所测结果存在着很大差异。

毛粒在制条和细纱准备生产线的各个阶段都可能产生。

影响毛粒产生的因素可以追溯到梳理纤维前发生的缠结，这种缠结是在洗毛过程中形成的。

梳理会产生毛粒，并可能形成引起后序工艺中产生毛粒的纤维结构。

针梳与新毛粒的产生也有关系。

尽管精梳通常能有效地去除毛粒，但研究表明，精梳最终也是产生纱疵的一个来源。

复精梳对纱疵水平有重大影响。

对整个加工生产线中毛粒的追踪研究显示，至少对匹染织物，毛条中的毛粒与最终的织物外观几乎无关。

1引言羊毛加工中产生的纤维疵点使额外费用大大增加，这是由于加工效率降低和检测及减少疵点的附加操作造成的。

这些疵点的产生及来源很少有人了解。

毛粒是指毛条中的一种特定的纤维疵点，然而不知道这些毛粒是不是造成纱疵的主要来源?是否需要在络纱或织物修补时去除?也不知道毛粒对成品织物的外观是否有较大程度的破坏?那么，什么是毛粒?我们为什么如此关注它?毛粒是在哪道工序产生及怎样增加的?我们过多地担心它对吗?首先，什么是毛粒?Townend ［1］ 定义为：“在梳理网、梳条或毛条的检测中不能被针分开的任何缠结。

”美国标准试验手册ASTM ［2］ 则定义为：“以缠结和无序团状态存在的单根或多根纤维”。

一旦采纳了毛粒的一个定义，测量毛粒就容易了吗?本组 ［3］ 在1992～1993年期间的研究表明，对于取自同一根毛条的试样，各实验室间所测得的毛粒结果差异很大。

从对两种羊毛的测试结果可以看出(见表1)，不仅各实验室之间所测得的毛粒数不同，而且选择的毛粒尺寸范围也不同。

从原毛到织物的加工过程中，有很多因素会改变毛粒水平，如梳理、针梳和精梳。

机械安装、针和针布的状况、上油以及湿度也有一定影响。

但以下讨论集中在与“热点”有关的纤维加工过程上。

\;表1实验室间毛粒数测试结果2结果和讨论\;2 1背景研究在制条工艺路线的每个阶段，毛粒数的变化规律已经成熟。

图1(见英文原文，下同)显示了在制条过程中，毛粒数的典型变化情况。

从罗拉梳理到三道理条针梳，毛粒数增加，精梳后毛粒数显著减少。

良好的精梳工艺起着有效的毛粒过滤器的作用，它通过顶梳和圆梳 ［4］ 的作用，使大多数毛粒成为落毛而被除去。

另外，图1还显示了纤维细度影响毛粒变化的规律。

由于细度较细，刚度较小， 17.6μm 的羊毛比22.7μm的羊毛产生的毛粒和落毛多。

复精梳是显著影响毛条中毛粒水平的另一个加工工艺。

试验所用羊毛试样的豪特长度为79mm，细度为22.8μm。

试验结果(见表2)表明，复精梳使粗纱中的毛粒和细纱中的疵点减少，从而使络纱效率从非复精梳羊毛的85%提高到复精梳羊毛的95%。

假设每一个疵点在络纱中需2分钱的费用，对于同种情况的复精梳羊毛，在络纱中将节省65分钱/km。

也许，由于复精梳，还有其它方面的节省，这里没有考虑。

表2复精梳对毛粒和纱疵的影响2 2梳理之前的纤维缠结Townend ［1］ 认为：羊毛的状态即进入梳理机的缠结程度，比适当的长度差异或细度差异对毛粒的影响都大。

但他没有说明，洗净毛的缠结是否是毛粒形成的唯一原因，以及梳理机本身是否会影响毛粒形成水平。

我们研究证实了纤维缠结程度确实影响毛粒形成。

试验将不缠结羊毛纤维和常规洗净而缠结的羊毛纤维同时喂入梳理机。

将常规洗净上油的18μm羊毛试样一半加工成毛条，染成红色，而后复精梳(再上油)，把制好的毛条切断成长约120mm的小段，并以50/50的比例与另一半没有梳理、没有染色的羊毛混合，而后经梳理加工成毛条。

从梳理到毛条，每个阶段都要测试毛粒，测试结果如图2所示。

实际上染色和没染色羊毛的混合毛粒情况没有出现，毛粒要么是红色的，要么是没染色的，这证实了毛粒的产生是局部现象 ［1］ 。

图2是喂入梳理机的羊毛状态影响毛粒产生的极好证据。

常规的、缠结的纤维组分直接影响它进入梳理机的状态，梳理时产生的毛粒总数要多得多。

有趣的是，缠结和不缠结的纤维组分在三道理条针梳过程中，毛粒数都保持增加，这说明即使喂入的是相对不缠结的纤维，梳理也会造成纤维缠结或在以后的每一道针梳工序中可能转变成能产生毛粒的纤维结构。

并且不管纤维进入梳理机时的缠结程度如何，梳理会使其进一步增加潜在的形成毛粒的结构。

2 3复精梳在产生纱疵中的作用并不是所有纱疵都是毛粒样的疵点。

有许多疵点，通常是在纱线表面或被几根较长的纤维固定的松散的纤维缠结，如图3所示。

通常把这些疵点叫做“飞毛型”疵点。

“飞毛型”这一术语，暗示这些疵点可能源于积聚在加工机械上的纤维，如针梳机、粗纱机和细纱机。

通过研究发现随着“飞毛”积聚的增加，“飞毛型”疵点没有明显增加，实验是在针梳机带有和不带有吸尘箱以及允许细纱机上积聚大量飞毛的情况下进行的。

然而，纱疵中的很大一部分比例是由“飞毛型”疵点构成的。

一份1973年乌斯特新闻简报报道了一项那时的研究结果，即纱疵中的75%可划分为“飞毛型”纱疵。

澳大利亚CSIRO和商业细纱的最新分析仍然如此。

如果“飞毛型”疵点不是源于机械上纤维的堆积，那是源于哪里呢?一个完整的答案目前还没有，但是下面是一些有趣的结果和想法。

以前已经观察到，精梳机拔取皮板上纤维网的边缘纤维会被打乱或弄混乱，这可能是皮板旁空气喷嘴的位置不合适。

这个喷嘴的作用是将下边的边缘纤维卷起，从而控制毛网稀薄程度而导致纤维沿边缘脱离。

皮板拔取罗拉与集束喇叭口之间的毛网不受控制地摆动也是影响毛网质量的因素，特别是当精梳机高速运行时，影响更大。

因此，在梳理的基础上，假设精梳引起在后序牵伸过程中可能合成一体的纤维结构，那就是“飞毛型”疵点的预兆。

因此，以下主要研究确定从复精梳到纱线，精梳输入量和速度对纤维疵点的影响。

所用羊毛豪特长度为65.5mm，平均细度为20.4μm。

开始研究之前，将毛条试样分成两组，并在低温下染色，以减少纤维损伤。

一组染成蓝色，另一组染成红色。

染色后，将条子重新上油、复精梳、制成毛条。

在一台能改变喂入量和精梳速度的新式精梳机上进行复精梳研究。

为了研究出现在精梳毛网边缘的任何混乱，两根靠外的喂入毛条是一种颜色的，而其它的毛条是另一种颜色。

为了便于控制，这种颜色的组合可以倒换。

输入量为240ktex和480ktex，精梳速度为175转/min和210转/min。

喂入量特别是运转速度的改变可以通过输出条子观察到。

当纤维网被剥离皮板时，便在喇叭口处集束，并由下边的一对罗拉导入填塞箱。

在集合器中，纤维网的边缘在下面是弯曲的，以便它们在条子的两边互相平行。

条子的横截面呈压扁的U 形。

除了它们的条子位置以外，网的边缘还通过不同颜色可以容易地辨别出。

这些边缘的外观对精梳量和速度的改变是很敏感的。

当输入量增加时，网边的混乱或扰乱减少，但是当速度增加时，网边的混乱增加。

精梳过程的高速摄像为此提供了一些解释。

在精梳的摆动循环期间，皮板拔取罗拉和集合器之间的纤维网几乎没有受到控制，当皮板向前运动时，纤维网也从皮板喂到喇叭口，但是，这时纤维网的长度比皮板拔取罗拉到集合器下面的卷取罗拉之间的距离要长，当皮板和喇叭到达它们向前移动的最远点时，超长的网继续向前运动，并撞到喇叭的前边缘，很象浪击防浪堤。

当进入喇叭口时，网收拢集束，因此，边缘向外张开。

在210转/min速度下，加速和减速相当快。

使网无控制地四处运动。

在高速精梳时，当喇叭开始往回运动，纤维网散落在喇叭的前面。

这种运动是剧烈的，足以引起网边破裂，特别是在少量喂入时。

有时，当网在皮板和喇叭之间来回喂入时，在皮板拔取罗拉处也可以看到网边破裂。

为了便于分析，将生产的毛条纺成纱，在络纱过程中测试并除去疵点。

突出的是，除去的疵点为“飞毛型”疵点。

当精梳量增加时，纱疵水平降低，这表明，在精梳量较高的情况下，增加精梳速度可能导致纱疵量增加，但增加很小。

最有趣的是观察被去除的纱疵的来源。

由于几乎所有的纱疵，要么是蓝色的，要么是红色的，而两种颜色相混的纱疵低于10%。

当计数各种毛条和粗纱中的纤维缠结和毛粒时，同样可以看到这一现象。

针梳阶段合并加工不必损伤条子成份的状态，但是通过合并和牵伸，由于截面中纤维根数减少，使它们各自的影响减少。

基本上没有纤维的横向混合，因此，在加工过程中，一个小的纤维结构一旦形成，它将趋向保持它的特性(它的原色)。

假设精梳网的各处产生(和去除)毛粒和纤维缠结的机会是相等的，纱中疵点的比例应该与输入精梳条子颜色的比例相同。

令人吃惊的是，从纱中去除的疵点并不是如此。

表3所列的结果是，预期的纱疵百分率，它们是源于网边，取决于精梳输入量的，和实测的从纱中去除的疵点百分数。

统计分析表明，实测的百分数大大超出了它们各自预期的百分数，换句话说，源于精梳网边的纱疵数量是不相称的。

表3从纱中去除的疵点起源总之，观察表明，在复精梳过程中，精梳网边对某些输入量和精梳速度下的干扰是敏感的。

可以看出，边缘的混乱，对纱疵水平有很大的影响，网越混乱，纱疵水平越高，特别是在边缘。

以上，对精纺生产线中早期加工步骤如何影响纱疵水平的进一步证据做了阐述。

新一代的精梳机具有短的回程。

为了测试减小皮板和喇叭机构的摆动，是否将减小对精梳网的损伤，在毛条厂中对改进的、具有短回程凸轮的新式精梳机进行了高速摄像，精梳机的速度为210转/min。

摄像结果显示，皮板拔取罗拉与喇叭之间网的运动，仍然足以引起一定的边缘混乱。

建议，对短回程精梳机影响的变化，以及在精梳过程中如何努力减少网边缘的混乱，做进一步的研究。

2 4毛条到织物要强调的一个重要的问题是，毛条中毛粒是否会产生所关注的织物疵点。

为了强调这个问题，本组将两批商品毛条加工成织物，追踪加工过程中毛粒密度的变化。

这两批羊毛的直径分别为 21.1μm 和23 8μm，将两批试样各自对半分开，一半进行单精梳，而加一半进行复精梳。

把两批毛纺成截面名义根数为40根纤维的纱线，对于21.1μm的羊毛是25tex。

所纺单纱的公制支数制捻系数为90α m，络纱清纱后合股，股线的公制支数制捻系数为110α m。

对原毛条、每一牵伸阶段的精梳毛条、粗纱以及经细纱机牵伸后的粗纱纤维束(在本报告中称为牵伸粗纱)进行了毛粒测试，根据ASTM，对毛粒进行分类，并用毛粒数/100g表示。

从毛条到粗纱各工艺阶段取来进行毛粒测试的试样量均为100g，牵伸粗纱试样，取自安放在细纱机上前牵伸罗拉上的大直径绒辊，试样量限制在10～15g。

条子(毛条和牵伸毛条)和粗纱试样用Toenniessen测试仪(用于毛粒计数的罗拉牵伸装置)测试。