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    (2)隨著無(wú)梭織機(jī)的廣為采用 ,因其小梭口、 大張力、 高速度的工藝特點(diǎn) ,紗線之間相互作用的頻率激增 ,毛羽的存在易使經(jīng)紗糾纏 ,對(duì)織造的影響十分突出。在噴氣織機(jī)上引起經(jīng)紗斷頭和緯紗阻斷 ,在劍桿和片梭織機(jī)上引起經(jīng)紗阻擋斷頭 ,從而影響織造效率。

    據(jù)資料 反映 ,噴氣織機(jī)上的經(jīng)停或緯停比例分別為30 %和 70 % ,而 70 %的緯停原因絕大多數(shù)與經(jīng)紗有關(guān) ,主要是毛羽的存在導(dǎo)致梭口不清 ,使緯紗不能順利通過(guò)。國(guó)外研究也表明:織機(jī)的停臺(tái) 30 %的原因與細(xì)紗毛羽有關(guān)。

    由于紗線毛羽的諸多危害 ,所以非常有必要研究紗線毛羽。國(guó)外在上世紀(jì) 50 年代時(shí)紗線毛羽就已成為測(cè)量紗線性能的一個(gè)指標(biāo) ,國(guó)外學(xué)者在這方面做了大量的研究。Barella 按照毛羽的形態(tài)將紗線毛羽分為:端毛羽 (頭向尾向) 、 圈毛羽和浮游毛羽 3 種 ;Wang 指出 82 % ～87 %的毛羽是端毛羽 ,9 % ～12 %是圈毛羽 ,4 % ～6 %是浮游毛羽 ;Barea 指出一般的紗線毛羽儀測(cè)量出來(lái)的紗線毛羽數(shù)與毛羽長(zhǎng)度呈負(fù)指數(shù)關(guān)系;Wang 在研究紗線毛羽測(cè)量方面做了大量實(shí)驗(yàn) ,指出測(cè)試速度對(duì)紗線毛羽的檢測(cè)結(jié)果是有影響的 ,從他的研究中可以得出隨著速度的增加 ,毛羽測(cè)量值越小。通常認(rèn)為紗線毛羽產(chǎn)生于紡紗工序 ,增長(zhǎng)于絡(luò)筒工序 ,減少于漿紗工序。在紡紗工序 ,Pillay 指出纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng)、 細(xì)度和扭轉(zhuǎn)剛度越小 ,有利于減少紗線毛羽 紗線捻度提高 毛羽數(shù)減少。國(guó)內(nèi) 的研究與他的觀點(diǎn)一致。 在研究滌粘混紡紗毛羽與纖維性質(zhì)的文章中指出 纖維細(xì)度是影響紗線毛羽指數(shù)主要的因素。在毛羽產(chǎn)生機(jī)理研究方面 指出了在紡紗區(qū)形成紗線毛羽的 個(gè)條件 ,他通過(guò)高速攝影的方法 ,論證各種毛羽產(chǎn)生的過(guò)程。在絡(luò)筒工序 和 通過(guò)試驗(yàn)比較出紗線絡(luò)筒前后毛羽增加的比率 同時(shí)指出在絡(luò)筒工序纖維會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移 絡(luò)筒張力越大、 速度越高 纖維轉(zhuǎn)移率和毛羽數(shù)越大。N. Tarafder 研究了紗線再卷繞工序(絡(luò)筒、 卷緯)對(duì)紗線毛羽的影響 在他的文章中指出 經(jīng)過(guò)再卷繞后毛羽增加率隨管紗位置的不同而變化 管紗底部的紗線毛羽增加率高于管紗上部。

    在控制紗線毛羽方面 國(guó)內(nèi)外學(xué)者做過(guò)大量研究通常認(rèn)為提高紗線捻度 降低紡紗速度 適當(dāng)提高細(xì)紗后區(qū)牽伸倍數(shù) 降低絡(luò)筒速度和絡(luò)筒張力 采用金屬槽筒有利于降低紗線毛羽。 認(rèn)為空氣溫濕度對(duì)紗線毛羽有影響 在他的文章中指出保持 ℃相對(duì)濕度為 有利于控制紗線毛羽。 通過(guò)在細(xì)紗機(jī)上的加捻三角區(qū)添加一空氣渦流管來(lái)控制紗線毛羽 ,他認(rèn)為空氣壓力的合理選擇對(duì)紗線毛羽有顯著影響 ,選擇低壓或高壓紗線毛羽都會(huì)增加 ,僅當(dāng)空氣壓力為 0. 5 ×10 Pa 時(shí)紗線毛羽數(shù)較少。Jeon 也采用類似的方法控制紗線毛羽 ,探討了空氣渦流管的主噴嘴的直徑、 噴嘴長(zhǎng)度、 噴嘴數(shù)量和形狀對(duì)紗線毛羽的影響 ,他認(rèn)為小直徑的主噴嘴有利于減少毛羽 ,噴嘴長(zhǎng)度、 噴嘴數(shù)量與毛羽數(shù)無(wú)關(guān)。Wang 在絡(luò)筒機(jī)上添加村田公司噴氣紡紗機(jī)上的噴嘴來(lái)控制紗線毛羽 ,在他的文章中指出紗線毛羽的增加與氣流方向有關(guān) ,氣流旋轉(zhuǎn)方向與紗線捻向一致有利于減少毛羽。近來(lái) ,日本村田公司已開發(fā)出了能控制紗線毛羽增加的絡(luò)筒機(jī) ,這種絡(luò)筒機(jī)通過(guò)添加氣流式紗線毛羽減少裝置來(lái)控制絡(luò)筒工序紗線毛羽的增加。

    2 紗線毛羽分布

    紗線毛羽分布是評(píng)價(jià)紗線毛羽指標(biāo)的一個(gè)重要方面 ,Barea 利用 G565型毛羽檢測(cè)儀通過(guò)對(duì)棉紗、 短纖紗和普梳紗、 精梳紗的研究 ,指出毛羽長(zhǎng)度的分布呈負(fù)指數(shù)分布。Lappage和 Onions 指出伸出設(shè)定長(zhǎng)度的毛羽數(shù)服從γ- 分布。我國(guó)在測(cè)量紗線毛羽方面 ,主要采用YG171、 YG172系列的紗線毛羽儀 ,其原理與 Barea使用的儀器類似 ,都是采用光電原理來(lái)測(cè)量紗線毛羽。本文通    過(guò)幾種紗線毛羽的測(cè)量 ,利用回歸的方法尋求單位長(zhǎng)度(10m)內(nèi) ,不同長(zhǎng)度毛羽和其數(shù)量之間的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用太倉(cāng)光電儀器廠生產(chǎn)的 YG1722B毛羽儀 ,試驗(yàn)測(cè)試片段均為 10m ,每一管紗及筒紗均連續(xù)測(cè)試 10 次 ,取其平均值作為毛羽指數(shù)(根10m) ,測(cè)試速度為 30 m/min ,檢測(cè)紗線為滌/棉管紗 (62. 5、 20tex)及毛、 滌/棉 (65/35)筒紗 (均為 31. 25 tex) 。測(cè)試數(shù)據(jù)如表1

  

    令毛羽設(shè)定長(zhǎng)度為 X (mm) ,毛羽指數(shù)為 Y ,假設(shè)毛羽長(zhǎng)度與毛羽指數(shù)的關(guān)系如下:

    Y = A· e^-bx

    式中: Y — — — 等于和大于 X 長(zhǎng)度的毛羽指數(shù) (根/10m) ;

    X — — — 毛羽設(shè)定長(zhǎng)度( ≥1mm) ;

    A , B — — — 常數(shù) ,可反映紗線毛羽的特點(diǎn) ,并可作為評(píng)價(jià)毛羽的指標(biāo)。

    通過(guò)回歸的方法對(duì)上述測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算后 ,可得幾種紗線回歸方程及相關(guān)系數(shù)如表 2。

經(jīng)過(guò)相應(yīng)的回歸方程顯著性檢驗(yàn)可證明各回歸方程顯著。從該回歸方程可預(yù)測(cè)單位長(zhǎng)度紗線毛羽總數(shù) ,當(dāng)毛羽長(zhǎng)度( X)為0時(shí) , Y = A ,參數(shù) A 為紗線在單位長(zhǎng)度內(nèi)的毛羽總根數(shù)。這樣毛羽長(zhǎng)度小于 X的根數(shù)為: Y = A .A e^-bx。其占總根數(shù)比重為 F( x) = 1 e^-bx,所以長(zhǎng)度小于 X 的毛羽出現(xiàn)的概率密度函數(shù)為 f ( x) =B e^-bx，這樣整個(gè)測(cè)試片段的毛羽平均長(zhǎng)度為

所以 1/B為毛羽的平均長(zhǎng)度 , A/b為毛羽的總長(zhǎng)度。對(duì)于短纖紗線 ,一般 1mm 以下的毛羽占大多數(shù) ,毛羽平均長(zhǎng)度在 0. 3～1mm之間。

    3 絡(luò)筒工序?qū)喚€毛羽的影響絡(luò)筒工序是毛羽增長(zhǎng)最嚴(yán)重的工序 ,從目前的資料來(lái)看 ,一般認(rèn)為絡(luò)筒速度、 張力盤和預(yù)清紗器是造成紗線毛羽增加的主要原因。這主要是紗線受到各摩擦部件摩擦力的作用 ,導(dǎo)致埋入紗線不深的纖維被抽拔出來(lái)。通常認(rèn)為絡(luò)筒速度越大 ,張力越大 ,紗線毛羽數(shù)增加越多。然而在絡(luò)筒機(jī)上實(shí)際測(cè)試的結(jié)果并非如此。這里 ,通過(guò)對(duì)純滌紗與純棉紗的絡(luò)筒與毛羽的測(cè)試 ,分析不同速度、 不同張力條件對(duì)紗線毛羽的影響。

    為了減少實(shí)驗(yàn)誤差 ,每次實(shí)驗(yàn)均對(duì)空筒管卷繞長(zhǎng)度進(jìn)行了限定。因?yàn)?,國(guó)外有資料 顯示筒子紗內(nèi)外層的單位長(zhǎng)度毛羽累計(jì)長(zhǎng)度是逐級(jí)遞減的 ,其解釋是紗線內(nèi)外層受到的壓力不一樣 ,內(nèi)層紗線受到的力大于外層紗線的力 ,所以測(cè)試出來(lái)的紗線毛羽累積長(zhǎng)小。為了減少筒紗內(nèi)外層的紗線毛羽變化的差異 ,在試驗(yàn)時(shí)控制卷繞長(zhǎng)度在 500m 左右 ,采用二因子析因試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證絡(luò)筒后紗線毛羽和絡(luò)筒速度、 張力之間的關(guān)系。絡(luò)筒機(jī)采用 Autoconer 238全自動(dòng)絡(luò)筒機(jī) ,絡(luò)筒速度分別取 300、 600、 900、 1200 m/min ,通過(guò)改變張力盤的刻度值來(lái)調(diào)節(jié)紗線的張力 ,刻度值越大表示紗線受到的張力越大 ,張力盤刻度值取 2、 4、 6、 8。此次試驗(yàn)采用的是 62. 5tex滌紗和 20tex純棉紗 ,毛羽測(cè)試儀器仍為 YG1722B ,試驗(yàn)數(shù)據(jù)取各張力、 速度下毛羽數(shù)總和對(duì)數(shù)值(以 10為底) 。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見圖 1、 2。

    通過(guò)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方差分析 ,都可以證明 ,速度、 張力對(duì)毛羽值有顯著影響 ,同時(shí)速度和張力存在交互作用。從上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖可以看出:

    (1)滌筒紗、 棉筒紗毛羽數(shù)并不完全隨張力的增加而增加 ,在紗線張力較大時(shí)才有增加的趨勢(shì)。這主要是由于張力較低時(shí) ,張力盤對(duì)紗線的握持力小 ,紗線退繞導(dǎo)致紗線在張力盤部位抖動(dòng)較厲害 ,使紗線發(fā)生意外摩擦的次數(shù)增加 ,在增加張力后 ,張力盤對(duì)紗線的握持力增加 ,紗線運(yùn)行平穩(wěn) ,此時(shí)紗線毛羽的測(cè)量值隨張力先減后增。

    (2)滌筒紗毛羽數(shù)并不完全隨速度的增加而增加 ,達(dá)到一峰值后 ,隨速度的增加有減少的趨勢(shì)。速度的變化易導(dǎo)致摩擦力的變化 通常認(rèn)為速度越大摩擦力越大。但根據(jù)摩擦學(xué)原理 ,在邊界摩擦?xí)r ,如果表層性

 

    質(zhì)易發(fā)生變化 ,則在中等載荷的情況下 ,摩擦系數(shù)隨滑動(dòng)速度增加出現(xiàn)先增后減的規(guī)律?；w紗在生產(chǎn)時(shí)通常要加油劑 ,油劑的使用改變了紗線的表面性質(zhì) ,國(guó)外的學(xué)者 指出 ,紗線在高速運(yùn)動(dòng)時(shí) ,如果能夠形成完整的油膜 ,紗線與摩擦部件之間的摩擦力主要來(lái)自流體潤(rùn)滑摩擦。但是通常摩擦件的粗糙度較大 ,很難保證出現(xiàn)完整的流體潤(rùn)滑摩擦 ,這樣張力盤及槽筒等摩擦件與紗線之間的摩擦將迅速轉(zhuǎn)變成邊界摩擦 ,這時(shí) ,由于摩擦生熱使摩擦接觸點(diǎn)的局部溫度過(guò)高 ,導(dǎo)致滌綸纖維表面軟化 ,使得表面性質(zhì)開始發(fā)生變化 ,紗線受到的摩擦力下降。所以對(duì)于化纖紗 ,紗線毛羽數(shù)隨速度增大達(dá)到一定值后 ,呈現(xiàn)部分下降的趨勢(shì)。

    (3)棉筒紗毛羽數(shù)隨絡(luò)筒速度的增大而增加。雖然隨速度的增大 ,摩擦產(chǎn)生的熱量也增大 ,但是由于棉纖維的表面性質(zhì)與溫度變化不大 ,所以速度越大 ,毛羽數(shù)越多。

    4 結(jié)  語(yǔ)

    4. 1 紗線毛羽的分布服從負(fù)指數(shù)分布規(guī)律 ,可通過(guò)毛羽儀的檢測(cè)數(shù)據(jù) ,利用回歸的方法求出;同時(shí)根據(jù)測(cè)量結(jié)果還可以計(jì)算出單位長(zhǎng)度內(nèi)紗線毛羽的平均長(zhǎng)度。