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   合成纖維長絲(包括牽伸絲及低彈絲,不包括預(yù)取向絲)由于在織造過程中容易發(fā)生單絲分散,在后道加工過程中因與各運動部件摩擦出現(xiàn)單絲斷裂進(jìn)而斷頭,極大的降低了織造效率。斷頭數(shù)多到一定程度時還會產(chǎn)生較多布面疵點進(jìn)而形成次布。為解決這一問題,20世紀(jì)80年代末期,在整個化纖長絲生產(chǎn)企業(yè)中引入了由日本帝人公司創(chuàng)造的在絲條上加網(wǎng)絡(luò)度的新的生產(chǎn)方法。網(wǎng)絡(luò)加工是一項有效提高合成纖維長絲抱合力的技術(shù),其加工手段一般是通過在合成纖維長絲生產(chǎn)過程中加裝的網(wǎng)絡(luò)噴嘴裝置來實現(xiàn)的,整個過程包括:高速移動的絲條經(jīng)過噴嘴,被從噴嘴中噴射出的壓縮空氣吹動形成具有一定牢度的結(jié)點(交絡(luò)點)。網(wǎng)絡(luò)絲的生產(chǎn)原理如下圖1、圖2所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)絲生產(chǎn)原理之絲路圖 

 圖2  網(wǎng)絡(luò)度的形成機(jī)理

    高速運動的絲條穿過安裝有網(wǎng)絡(luò)噴嘴的絲路,由于壓縮空氣在絲路中形成具有較快速度的氣旋,從而使絲條產(chǎn)生一定密度的網(wǎng)絡(luò)點。網(wǎng)絡(luò)點的個數(shù)與牢度與絲條運行的速度、網(wǎng)絡(luò)噴嘴規(guī)格(主要是噴嘴孔徑)、壓縮空氣壓力等密切相關(guān)。

    根據(jù)網(wǎng)絡(luò)度的多少及網(wǎng)絡(luò)牢度的大小,具有網(wǎng)絡(luò)度的合成纖維長絲又可分為無網(wǎng)絲、輕網(wǎng)絲、重網(wǎng)絲等數(shù)種。由于網(wǎng)絡(luò)度的存在,極大的提高了絲條間的抱合力與抗摩擦力,從而有效的解決了織造過程中易出現(xiàn)斷頭的問題。

    根據(jù)FZ/T 50001–2005《合成纖維長絲網(wǎng)絡(luò)度試驗方法》,常規(guī)的測試網(wǎng)絡(luò)度方法可以分為三種,手工移針法、手工重錘法、儀器移針法,其測試原理基本相同。此外該標(biāo)準(zhǔn)以附錄的方式增加了水槽法,該方法只適合于無彈性長絲,且由于試驗過程中沒有對絲條施加解脫力,利用該方法測試的絲條網(wǎng)絡(luò)度個數(shù)偏大,因而在標(biāo)準(zhǔn)中是作為規(guī)范性的附錄D出現(xiàn)的,算是對各種網(wǎng)絡(luò)度測試方法的有益補(bǔ)充,該方法在國內(nèi)很多小企業(yè)中應(yīng)用廣泛。

    隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及儀器制造工藝的不斷改進(jìn),目前又有了利用光電原理測試網(wǎng)絡(luò)度的技術(shù),該技術(shù)僅利用在國外某些型號的網(wǎng)絡(luò)度測試儀器上,并沒有大面積推廣和應(yīng)用。我們盛虹化纖有限公司自2009年8月引進(jìn)了一臺美國勞森·亨普希樂爾(LAWSON-HEMPHILL)公司的電子檢視板式紗線測試儀EIB。

    本文研究了利用不同測式方法測試網(wǎng)絡(luò)度的優(yōu)劣,重點分析比較了全自動網(wǎng)度測試儀中光電法與移針計數(shù)法測試結(jié)果的差異性。

1 試驗

    1.1 樣品

    滌綸低彈絲,規(guī)格83dtex/72f,網(wǎng)絡(luò)度中心值120個/m;滌綸牽伸絲,規(guī)格55dtex/48f,網(wǎng)絡(luò)度中心值85個/m。

    1.2 儀器裝置與試劑

    EIB電子檢視板式紗線測試儀,美國LAWSON-HEMPHILL公司;R-2072全自動節(jié)數(shù)質(zhì)量分析儀,瑞士ROTSCHILD公司;立式量尺:最小分度值1mm,并附有夾持器;解脫力負(fù)荷,由重錘和針鉤質(zhì)量累加配套而成(要求:①一對質(zhì)量相同的帶圈解脫力重錘;②一個直徑為0.6mm的不銹鋼針鉤,尖端部分可以容易地插入絲條;③預(yù)加張力負(fù)荷:張力夾);重負(fù)荷:重負(fù)荷張力夾;軟水或純凈水;黑絨板、剪刀、鑷子、秒表、紅色印泥等。

    1.3 試樣準(zhǔn)備

    按照新修訂的GB/T 6502–2008《化學(xué)纖維長絲取樣方法》進(jìn)行取樣,每種規(guī)格產(chǎn)品隨機(jī)從批量樣品中抽取20個卷裝作為試驗室樣品,并對每個卷裝進(jìn)行表面剝?nèi)?00m~500m的操作,以避開生產(chǎn)過程中由于落絲操作時產(chǎn)生的表面受到損傷的絲條對試驗結(jié)果的影響。

    1.4 網(wǎng)絡(luò)度測試

    1.4.1手工移針法

    (1)測試原理

    將加有規(guī)定解脫力負(fù)荷的針鉤在規(guī)定長度的絲條中緩緩移動,每遇到網(wǎng)絡(luò)結(jié)時,針鉤即停止移動,經(jīng)此計數(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)數(shù)。

    (2)測試步驟

    a) 從樣品卷裝中取出有效長長度大于1.2m的試樣,上端還夾入立式量尺的夾持器中,下端加上標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 50001–2005式(1)規(guī)定的預(yù)加張力,30s后任取兩點標(biāo)記,兩點間距為1m。

    b) 將針鉤對準(zhǔn)試樣的起點處(對應(yīng)于量尺的零#p##e#點)插入絲條,在針鉤的兩端掛上解脫力負(fù)荷,針鉤緩緩下移,遇到阻礙時計數(shù)一個網(wǎng)絡(luò)點。

    c) 取出針鉤繞過網(wǎng)絡(luò)結(jié)點,再次插入絲條進(jìn)行下一個試驗,計數(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)數(shù)并記錄。

    d) 重復(fù)上述試驗,直至規(guī)定的試驗次數(shù)。一般每個樣品卷裝測兩次,如有失敗試驗,允許加測一次。

    1.4.2手工重錘法

    (1)測試原理

    沿絲條垂直方向施加規(guī)定的重負(fù)荷,在規(guī)定的時間釋放后,目測計數(shù)規(guī)定長內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)數(shù)。

(2)測試步驟

    a) 從樣品卷裝中取出有效長長度大于1.2m的試樣,上端還夾入立式量尺的夾持器中,下端加上標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 50001–2005式(1)規(guī)定的預(yù)加張力,30s后任取兩點標(biāo)記,兩點間距為1m。

    b) 去掉張力夾,在絲條下端加下式規(guī)定的重負(fù)荷,30s后去掉重負(fù)荷,將試樣取下放在黑絨板上目測標(biāo)記間網(wǎng)絡(luò)結(jié)數(shù)并聯(lián)記錄。

    c) 重復(fù)上述試驗,直至規(guī)定的試驗次數(shù)。一般每個樣品卷裝測兩次,如有失敗試驗,允許加測一次。

    1.4.3儀器移針法

    (1)測試原理

    將加有規(guī)定解脫力負(fù)荷的針鉤在規(guī)定長度的絲條中緩緩移動,每遇到網(wǎng)絡(luò)結(jié)時,針鉤即停止移動,經(jīng)此計數(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)數(shù)。當(dāng)針刺入絲中(將被刺絲分開兩半)的同時,儀器的程控馬達(dá)帶動移動羅拉驅(qū)動被測絲條向前移動,此時張力測試頭檢測絲條的張力,當(dāng)被測絲條有一節(jié)經(jīng)過針刺機(jī)構(gòu)時,由于節(jié)本身具有一定張力,該張力達(dá)到儀器預(yù)先設(shè)定的條件時,即檢測到有一節(jié)點,此時針刺快速縮回機(jī)構(gòu)中,再快速刺出,由于絲條在緩緩移動,剛好能重新刺入原測出的節(jié)點后方約5~10 mm(可設(shè)定),如此往復(fù),從而自動快速將絲條上每一節(jié)點測出并做記錄及統(tǒng)計分析。

    (2)儀器要求

     a) 具備試樣長度調(diào)節(jié)裝置;b) 具備分絲針上下移動速度、試驗速度、試驗頻率可調(diào)節(jié)裝置;c) 具備預(yù)加張力測試裝置;d) 具備數(shù)據(jù)自動分析處理裝置。

    (3)測試步驟

    a) 預(yù)先量取預(yù)測試樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點長度;

    b) 將絲依標(biāo)準(zhǔn)方法繞于主測試儀上;

    c) 按照打印機(jī)、顯示器、R-2072測試儀、計算機(jī)主機(jī)的順序打開各自電源;

    d) 待計算機(jī)屏幕上出現(xiàn)主畫面后,預(yù)先設(shè)定所需的測試條件,完成后按F10功能鍵保存設(shè)定;

    e) 按F1功能鍵,啟動主動卷取羅拉,將樣品空繞一段長度后,再次按F1功能鍵,此時主動卷取羅拉將停止;

    f) 按F6功能鍵,此時即開始測試,待完成原先設(shè)定的測試需求后,儀器自動將測試結(jié)果打印,主機(jī)保持停止?fàn)顟B(tài)直到下一次測試開始;

    g) 啟動F6功能鍵,重復(fù)上述試驗,直到完成所有測試。

    儀器要求的解脫力設(shè)定按照FZ/T 5001–2005式(2)的規(guī)定;預(yù)加張力按照牽伸絲選擇刻度0~5間、變形絲選擇刻度0~10間的要求設(shè)定,其它測試條件如表1所示。

表1  R-2072測試儀主要測試條件(參照)

參數(shù)設(shè)置

滌綸牽伸絲

滌綸低彈絲

MEASURING SPEED(測試速度)/(m/min)

15

20

NO  SHOW LENGTH(不顯示的長度)/m

1

1

INTER TRIP SPEED(循環(huán)速度)/(m/min)

5

5

KNOT LENGTH(網(wǎng)絡(luò)節(jié)長度)/m

0.05

0.003

TRIP LEVEL(預(yù)加張力)/cN

線密度×0.2

線密度×0.3

INTER TRIP(相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間隔)/%

20%

20%

TRIPS PER CYCLE(每個循環(huán)的針刺次數(shù))

20

20

NUMBER OF CYCLES(循環(huán)次數(shù))

2

2

INTER CYCLE SPEED(間性循環(huán)速度)/(m/min)

40

40

INTER CYCLE LENGTH(間性循環(huán)長度)/m

1

1

NEEDLE SPEED(針刺速度)/(次/分)

10

100

TRIP MODE(刺入模式)

MODE2 不選擇

#p##e#

    1.4.4光電法

    (1)儀器說明

    EIB(Electronic Inspection Board,電子檢測板)是由美國LASWON-HEMPHILL公司推出的用于評定紗線外觀質(zhì)量的檢測儀器,代表著計算機(jī)技術(shù)與光學(xué)測量系統(tǒng)在紡織領(lǐng)域應(yīng)用的最新成果。該儀器主要由線掃描CCD鏡頭、照明系統(tǒng)、CTT恒定張力紗供送系統(tǒng)和計算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。它可以連續(xù)、高速、精密地掃描紗線的徑向尺寸,當(dāng)紗線的運行速度為100m/min,其軸向掃描精度為0.5mm,徑向掃描精度為0.00325mm,是目前為止分辨率最高的紗線外觀質(zhì)量測試儀器。

    EIB外觀檢測的參數(shù)設(shè)定包括表觀直徑變異率(可以分為-50%、-25%、-10%、10%、25%、50%等6級)及表觀直徑變異長度(可以分為1~2mm、2~3mm、3~4mm、4~5mm、5~6mm、6~7mm、7~8mm、>8mm等8級),綜合算來,其設(shè)定參數(shù)總量達(dá)48組。

    (2)測試原理

    讓紗線以一定的速度從兩路正產(chǎn)交方向上的光電檢測系統(tǒng)內(nèi)通過,CCD相機(jī)對紗線外形進(jìn)行拍照,將紗線直徑信號轉(zhuǎn)化為電信號,對電信號進(jìn)行過濾分析并與設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行比較,從而得到網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的個數(shù)。

    (3)測試步驟

    設(shè)定EIB在Appearance(外觀)功能下測定紗線的投影直徑Average Diameter(平均直徑),然后按以下步驟操作:

    a)按照儀器總開關(guān)、電腦主機(jī)、打印機(jī)、顯示器的順序打開各自電源;

    b)打開網(wǎng)絡(luò)〈ACE6–23–09〉窗口,接上樣品,進(jìn)行攝像校正,校正完畢后關(guān)閉,根據(jù)名義纖度加張力,一般按照20D~150D加10g, 150D~500D加15g, 500D以上加25g,若張力較小,可調(diào)節(jié)最前面過絲加的預(yù)加張力;

    3)打開網(wǎng)絡(luò)〈ACE6–23–09〉窗口校驗后出現(xiàn)對話框‘Camera Wizard’,在‘Entang Lements/Meter’輸入網(wǎng)絡(luò)節(jié)數(shù)〉,然后在‘Yarn Denier Ranqe’根據(jù)規(guī)格選擇張力參數(shù),設(shè)置完畢后點擊‘Run’〈運行〉運行后點擊‘Show Profile’出現(xiàn)‘Profile Analysis’窗口,點擊‘Pixels’選擇所需參數(shù),點擊‘OK’看儀器顯示的網(wǎng)絡(luò)節(jié)數(shù)跟對話框里的網(wǎng)絡(luò)節(jié)數(shù)是否一樣,完畢后點擊‘Exit’返回,點擊‘Recal’之后再點擊‘OK’;

     4)在ACCU–COUNT ENTANGLEMENT點擊文件名‘Test’在最下方‘Waste Length’輸入測試長度,在‘Use Stop Motion attend of each test打〈√〉’設(shè)置完畢后點擊‘START〈F1〉’再點擊‘F2’自動運行測試。

2 結(jié)果與討論

    采用3種測試方法對不同樣品進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)度測試,其測試結(jié)果見表2。

表2  試樣測試結(jié)果

品種

序號

網(wǎng)絡(luò)度/(個/m)

手工移針法

手工重錘法

儀器移針法

光電法

低彈絲
83dtex/72f

1

120

121

116

118

2

118

123

115

105

3

122

125

110

107

4

121

120

107

109

5

119

118

102

100

與中心值的偏差

0.0

1.4

-9.9

-12.2

樣本變異系數(shù)

1.32

2.23

5.30

6.11

低彈絲
167dtex/96f

1

83

85

85

80

2

85

84

89

89

3

83

86

85

87

4

84

82

80

84

5

81

81

82

83

與中心值的偏差

3.2

3.6

4.2

4.6

樣本變異系數(shù)

1.78

2.48

4.06

4.15

低彈絲
22dtex/24f

1

150

152

157

158

2

152

152

152

152

3

152

154

152

152

4

152

154

154

152

5

153

152

152

156

與中心值的偏差

1.8

2.8

3.4

4.0

樣本變異系數(shù)

0.72

0.72

1.43

1.84

牽伸絲
83dtex/72f

1

55

55

55

60

2

55

55

54

61

3

52

54

52

60

4

54

60

59

52

5

56

55

60

53

與中心值的偏差

-0.6

0.8

1.0

2.2

樣本變異系數(shù)

2.79

4.28

6.06

7.56

牽伸絲
112dtex/48f

1

23

24

25

23

2

22

23

27

23

3

22

22

26

28

4

22

23

24

30

5

23

22

24

25

與中心值的偏差

0.4

0.8

3.2

3.8

樣本變異系數(shù)

2.45

3.67

5.17

12.07

#p##e#

     分別對采用上述4種測試方法的網(wǎng)絡(luò)度測試結(jié)果進(jìn)行比較分析,我們發(fā)現(xiàn):相對于生產(chǎn)工藝確定的網(wǎng)絡(luò)度中心值而言,手工移針法差距最小且變異系數(shù)最低,表明該方法最為可靠。此外,手工移針法與手工重錘法的測試結(jié)果與中心值的偏差均小于1個/米,說明在不考慮測試效率的前提下,手工法的精確度也是最高。由于生產(chǎn)過程中,產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)度的中心值在工藝調(diào)試時根據(jù)小試結(jié)果確定,在不出現(xiàn)特殊性況的前提下,網(wǎng)絡(luò)度實測值一般不會超出該中心值較大范圍。

    以測試方法為橫坐標(biāo),以網(wǎng)絡(luò)度測試結(jié)果的變異系數(shù)或測試結(jié)果與網(wǎng)絡(luò)度中心值的差的絕對值為縱坐標(biāo)分別作圖,如圖3、圖4所示??梢钥闯?,所考察的這兩項指標(biāo)隨著測試方法的變化呈逐漸增長的趨勢,該趨勢為:手工移針法→手工重錘法→儀器移針法→光電法。

圖3  網(wǎng)絡(luò)度測試結(jié)果與中心值的絕對差值的變化趨勢圖

圖4  網(wǎng)絡(luò)度測試結(jié)果變異系數(shù)的變化趨勢圖

3 結(jié)論

    1)通過對采用不同測試方法測試合成纖維長絲的網(wǎng)絡(luò)度進(jìn)行比較分析,手工移針法的測試結(jié)果最接近真實值,其離散性最小,因此可作為第三方仲裁時普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)方法。

    2)儀器移針法與光電法的測試速度較快,在網(wǎng)絡(luò)度中心值<100個/米的情況下,可作為生產(chǎn)過程控制的手段。

    3)手工重錘法因其測試效率低,操作手法復(fù)雜,一般不建議使用。


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