段彩紗質量控制技術的探討

王學元

（中國紗線網(wǎng)，杭州 311203）

1 段彩紗的紡紗機理

生產段彩紗時，細紗每個錠位要喂入兩根粗紗：后羅拉喂入彩色粗紗以形成段彩的輔助粗紗，中羅拉喂入基色粗紗作為紗線基礎的主體粗紗，利用主體粗紗和輔助粗紗分別從細紗機中羅拉連續(xù)喂入和后羅拉間斷喂入，經牽伸后在前羅拉鉗口處匯合加捻形成段彩紗。后羅拉喂入彩色粗紗時，中羅拉鉗口握持兩根粗紗運行；在后羅拉停頓的瞬間，輔助粗紗在中羅拉后面的喇叭口處發(fā)生斷裂，中羅拉鉗口只握持一根主體粗紗運行；后羅拉恢復轉動時主體粗紗帶動輔助粗紗繼續(xù)喂入［1］。

2 生產段彩紗細紗機的配套改造

從紡紗機理可以看出，普通細紗機必須進行技術改造才能夠生產段彩紗，改造內容如下［2］。

a） 對細紗機的粗紗架進行擴容改造。如同生產賽絡紡一樣將粗紗架擴容1倍，以保證粗紗架能夠容納全部主體粗紗和輔助粗紗。

b） 在后牽伸區(qū)靠近中羅拉位置安裝專用導紗喇叭口，以保證主體粗紗和輔助粗紗能夠同時喂入前牽伸區(qū)，并且保證輔助粗紗斷裂后能夠被主體粗紗帶動進入前牽伸區(qū)。

c） 加裝段彩紗控制和傳動機構，以控制后羅拉按設定的轉動節(jié)奏運行。

d） 為了防止段彩紗拖尾、變異等質量問題，在細紗后區(qū)加裝了上下銷，使后區(qū)也形成雙膠圈牽伸機構。

3 紡制段彩紗工藝參數(shù)的選擇

由于紡制段彩紗時為雙粗紗喂入，因此粗紗定量應偏輕掌握，粗紗喇叭口也要相應減小以避免粗紗過于松散，影響成紗條干均勻度；此外，由于段彩紗的主體粗紗不經過后區(qū)牽伸，直接從中羅拉后的喇叭口喂入前牽伸區(qū)，因此主體粗紗的全部捻度都要由主牽伸區(qū)進行解捻，為保證順利牽伸，主體粗紗的捻度應適當偏小掌握。

3.1 紗號的確定

由于段彩紗是由主體粗紗和輔助粗紗經牽伸、匯合加捻成紗，主體粗紗僅經過主區(qū)牽伸，而輔助粗紗不是連續(xù)喂入；因此，段彩紗的紗號無法根據(jù)細紗機說明書中原有的牽伸倍數(shù)公式計算，而要根據(jù)基紗號數(shù)、彩紗的彩長、彩距和粗度，使用公式（1）來計算段彩紗的混合紗號。

若有樣紗或樣布，也可以用稱重法直接稱一段樣紗（或從樣布拆下紗線）的質量，用公式（2）來計算其混合紗號，式中樣紗長度單位為米，樣紗稱見重量的單位為克。

3.2 基紗號數(shù)、彩長、彩距和粗度的確定

3.2.1 基紗號數(shù)

用剪刀在樣紗上剪下一定長度的基紗，稱出重量，用公式（2）計算出基紗號數(shù)。為保證計算的準確性，可以多剪幾段基紗，分別稱重、計算后求出均值，或者稱出總重量，用公式（3）來計算基紗號數(shù)：

3.2.2 彩長

從樣紗（或從樣布拆下紗線）上測出多個段彩紗彩段的長度，再求其均值，就可得到平均彩長，彩長偏差范圍可用公式（4）來計算：

3.2.3 彩距

從樣紗（或從樣布拆下紗線）上測量出多個彩段間的距離，求出平均值即為段彩紗的彩距。

3.2.4 粗度

從樣紗（或從樣布拆下紗線）上測出多個段彩紗彩段稱出總質量（g），累計出總長度，用公式（5）計算出段彩紗彩段的粗度。

3.3 捻系數(shù)的確定

段彩紗的捻系數(shù)是以所用原料類型及紗線用途為基礎來設計的，一般先確定紗線使用的原料和紗線用途，再結合基紗號數(shù)、彩長、彩距及粗度選擇合適的捻度，如純棉段彩紗機織物捻系數(shù)可選不小于380；針織物可選為340～360。

3.4 鋼絲圈的選擇

鋼絲圈的選取要綜合考慮混合紗號數(shù)和基紗號數(shù)。如果單純按基紗號數(shù)來確定鋼絲圈，氣圈會過大而碰隔紗板，影響產品質量；如果單純按混合紗號數(shù)來確定，鋼絲圈偏重，斷頭會增多，影響生產效率；因此，鋼絲圈一般折中選擇，然后以氣圈的實際形態(tài)來適當修正鋼絲圈號數(shù)。

3.5 隔距塊的選擇

隔距塊的選擇也應考慮在混合紗號數(shù)與基紗號數(shù)之間偏大掌握。由于段彩紗的彩段是斷續(xù)喂入，須條在前牽伸區(qū)運行的過程中總有一段時間前端或后端不能夠被有效握持，牽伸區(qū)對彩段的控制能力偏弱。因此，如果隔距塊過小，彩段部分容易出現(xiàn)牽伸不開的問題（見圖1）；如果隔距塊過大，牽伸區(qū)對須條的控制能力較弱，會影響紗線的條干，導致粗細節(jié)增多。

圖1 未牽伸開彩段

4 設備管理要求

生產段彩紗時，由于在原細紗機上增添了附屬機構和部件，因此，還有一些特殊的管理要求。

4.1 控制和傳動機構

控制和傳動機構是保證生產出符合設計要求段彩紗的關鍵，在生產過程中要加強管理，保證其運行正常、可靠。

a） 控制系統(tǒng)的驅動器和伺服電機運行的穩(wěn)定性和可靠性，直接影響著段彩紗彩長、彩距和粗度與設計要求的符合性，在生產過程中要經常手觸控制箱和電機，如果發(fā)現(xiàn)有箱體振動、電機發(fā)熱等不正常的現(xiàn)象，一定要及時查找原因，防止影響羅拉傳動的精確性。

b） 定期清潔控制箱內部及伺服電機機體，防止飛花、粉塵對電器元件造成損害。

c） 由于段彩紗控制和傳動系統(tǒng)利用羅拉打頓實現(xiàn)粗紗間隙喂入，傳動齒輪受到的沖擊力較大，并且頻繁地正、反向轉換而易發(fā)生爆齒問題。因此，要經常檢查傳動齒輪、齒形帶的狀態(tài)，防止齒形損傷影響傳動的精確性。

d） 段彩紗各參數(shù)通過編碼器精確檢測羅拉速度來實現(xiàn)，如果檢測羅拉運行速度的編碼器出現(xiàn)故障，控制系統(tǒng)就會對牽伸系統(tǒng)發(fā)出錯誤指令，從而造成質量事故，所以，要隨時檢查編碼器的運行狀態(tài)，保證編碼器作用靈敏可靠［3］。

4.2 牽伸系統(tǒng)

牽伸系統(tǒng)管理要求如下。

a） 喇叭口位置對段彩紗的質量和風格具有顯著影響，因此必須時刻保證喇叭口位置的準確性，定期檢查喇叭口的固定情況，防止其出現(xiàn)脫落、歪斜、松動、破損、掛花、堵塞等。

b） 在后牽伸區(qū)安裝專用的導紗喇叭口一定要盡可能地靠近中羅拉鉗口，但不能出現(xiàn)磨羅拉、磨膠圈現(xiàn)象，以確保輔助粗紗能夠順利喂入前牽伸區(qū)。

c） 為保證段彩紗質量，要求主體粗紗與輔助粗紗在前牽伸區(qū)內既不能分離也不能重疊，因此要求控制輔助粗紗的后羅拉喇叭口與控制主體粗紗的中羅拉喇叭口的中心線既不能重合又不能離得太近，也不能距離過大，要根據(jù)喂入的輔助粗紗和主體粗紗的定量來優(yōu)選兩個喇叭口中心線的偏離距離，一般偏離1mm～2mm為好［4］。

d） 每臺車同一面的后羅拉喇叭口與中羅拉喇叭口的左右相對位置必須固定，且偏向同一個方向。

e） 由于段彩紗粗紗雙根喂入，其定量較小且偏細，特別是主體粗紗捻度偏小、強力小、易斷頭，所以要加強對細紗吊錠運轉靈活性的檢查和維護。

f） 如果在細紗后區(qū)安裝了上、下銷等輔助控制件，要定期檢查其運轉狀態(tài)，保證能夠發(fā)揮出良好的控制作用。

5 段彩紗生產操作要點

作為一種新型紡紗方式，段彩紗生產操作有如下特殊要求。

5.1 穿粗紗

穿粗紗時，需注意以下幾點。

a） 應合理安排主體粗紗和輔助粗紗在粗紗架上的位置，最好能分別掛在不同排的吊錠上，以防用錯。

b） 每個錠位必須同時穿主體粗紗和輔助粗紗各1根，嚴防漏穿或穿錯。

c） 每根主體粗紗、輔助粗紗都必須分別穿過規(guī)定好的導紗桿位置，不允許混穿，以保證不同粗紗清晰的走紗路線。

d） 主體粗紗和輔助粗紗喂入牽伸區(qū)時既不能交叉也不能重疊，整面車的兩根粗紗相對位置必須固定，每枚錠子的輔助粗紗都要在主體粗紗的同側。

e） 由于吊錠上懸掛的粗紗較多、間隙小，擋車工換粗紗、穿粗紗、做清潔等工作時，要加強對粗紗的防護，防止碰毛粗紗或造成粗紗斷頭。

5.2 細紗接頭

5.2.1 采用“斜接頭法”，車頭第1個錠子不接頭，第2個錠子的紗線繞導紗鉤掐頭后傾斜著接到第1個錠子對應位置的羅拉鉗口上（見圖2），注意接頭傾斜的方向要與主體粗紗和輔助粗紗的相對位置一致，即主體粗紗吐出的須條在哪一側，紗線接頭就向那個方向傾斜（圖2所示為主體粗紗在輔助粗紗左側時的接頭方向，即紗線拎起頭后向左傾斜接頭），以保證主體粗紗能夠完全將輔助粗紗吐出的纖維抱合并加捻在一起［5］。

圖2 斜接頭法

5.2.2 接頭時，要等兩根粗紗都正常吐出須條后再操作，以防止出現(xiàn)單股紗；接頭完成后，還應查看牽伸區(qū)，保證兩根粗紗都喂入正常。

5.2.3 必須加強對擋車工責任心教育，對回條、粗紗頭、吸風花等回花、下腳要嚴格管理，防止不同色彩和原料成分的回花、下腳混摻在一起。

6 段彩紗常見質量問題及解決措施

6.1 彩長、彩距偏差的形成與控制

根據(jù)段彩紗的成紗機理，中羅拉喂入主體粗紗形成基紗，后羅拉喂入輔助粗紗并形成段彩部分；當后羅拉根據(jù)段彩紗控制系統(tǒng)設定的段彩紗工藝參數(shù)停止喂入輔助粗紗時，中羅拉鉗口下的輔助粗紗應該同時斷裂。但是，由于纖維在張力的作用下會產生伸展，處于后牽伸區(qū)的輔助粗紗在斷裂過程中纖維會發(fā)生相對滑移和回彈，在后羅拉停止的瞬間，受中羅拉鉗口控制的彩色纖維仍會繼續(xù)向前運動，斷裂只能發(fā)生在中羅拉鉗口后方，因此，彩紗的分離并不是處于中羅拉鉗口線處，而是向后偏移一段距離，就造成紗線的彩長、彩距與預期的長度和間距產生一些偏差。

由于彩長、彩距偏差的存在，會對成紗彩段的分布及纖維比例等產生一定的影響，特別是生產彩長或彩距明顯低于纖維長度的段彩紗時，彩長、彩距的偏差會更大；因此，一定要防止因彩長、彩距偏差造成段彩紗及布面風格的變異。

為此，在設計段彩紗彩長、彩距等參數(shù)時，應考慮其偏差的影響（這和設計細紗機械牽伸倍數(shù)時應考慮牽伸效率的影響道理相同），輸入?yún)?shù)時提前進行修正，試紡后與樣紗（或從樣布拆下的紗線）進行對比，根據(jù)對比結果再進行適當修正。

6.2 段彩紗拖尾疵點的形成與控制

6.2.1 段彩紗拖尾疵點的形成

圖3 段彩紗的拖尾疵點

段彩紗拖尾疵點，是指由于輔助粗紗斷裂不徹底、少量輔助粗紗的纖維出現(xiàn)在紗線非彩段位置而形成的疵點（如圖3中框內疵點）。段彩紗拖尾疵點主要有兩種情況：一種是輔助粗紗的纖維出現(xiàn)在不該有段彩的基紗段上，這些纖維前后都沒有相連的段彩紗段（如圖3中橢圓框內疵點）。這類“拖尾”纖維是由于輔助粗紗斷裂后，彩段已經完成，但輔助粗紗斷口處的部分纖維沒能被輔助粗紗有效控制，有少量纖維被主體粗紗抽出攜帶進入前牽伸區(qū)而形成“拖尾”纖維。第二種是輔助粗紗的部分纖維出現(xiàn)在段彩段的后面，形似段彩段拖出的長尾巴（如圖3中矩形框內疵點）。這類“拖尾”纖維是由于輔助粗紗斷裂時，輔助粗紗對纖維控制能力的不足、粗紗斷裂不徹底，在彩段即將完成的情況下，仍舊有少量纖維隨著主體粗紗被攜帶進入前牽伸區(qū)而形成“拖尾”纖維［6］。

6.2.2 段彩紗拖尾疵點的影響因素

影響段彩紗拖尾疵點的因素很多，其根本原因是細紗后牽伸區(qū)對輔助粗紗的控制能力較弱、后羅拉停止喂給時輔助粗紗斷裂不徹底形成的，其他主要影響因素有以下幾方面。

6.2.2.1 機械傳動

機械傳動對段彩紗拖尾疵點的影響如下。

a） 在PLC程序控制軟件上存在缺陷，未及時可靠地控制后羅拉的停止：控制系統(tǒng)發(fā)出后羅拉“停止”的信號，但還有微弱的剩余脈沖信號余波存在，使驅動器和伺服電機仍以極微弱的驅動力傳動后羅拉，從而產生“拖尾”。

b） 雖然PLC對微弱剩余脈沖信號余波濾波良好，然而驅動器剛性扭矩參數(shù)設置若不合理，也會產生“拖尾”。為了避免伺服電機在啟動與停止瞬間產生振動，一般都采用低值。剛性設定值變高則速度應答性變高、伺服剛性也提高，使電機變得容易產生振動，所以，在確認動作的同時應該將低值變更為高值。

c） 驅動器慣性比參數(shù)的設定也會影響后羅拉轉動慣量，驅動器慣性比參數(shù)需要根據(jù)實際負載慣量進行實時調整數(shù)值，調整不當則后羅拉轉動慣量就會造成“拖尾”問題。

6.2.2.2 浮游纖維控制不良

浮游纖維控制不良對段彩紗拖尾疵點影響如下。

a） 如果生產輔助粗紗的原料短絨含量較高，或者在開松梳理過程中對纖維損傷較嚴重，造成輔助粗紗中含有較多的短纖維，而雙羅拉簡單牽伸的細紗后牽伸區(qū)對須條中纖維的控制能力較弱，因此，在后羅拉停止喂給的情況下易造成須條中的短絨被主體粗紗粘帶進前牽伸區(qū)而成為“拖尾”纖維。

b） 由于工藝設計不當，造成細紗后牽伸區(qū)不能夠有效控制浮游纖維則造成較多的拖尾疵點，如輔助粗紗的捻系數(shù)設計過小、細紗后區(qū)羅拉隔距設計過大等。

6.2.3 段彩紗拖尾疵點的控制措施

要解決段彩紗“拖尾”問題的發(fā)生，必須從以下方面入手。

a） 保證軟件設計的合理性及后羅拉啟動和停止的精準、穩(wěn)定。

b） 工藝設計要合理，特別是保證輔助粗紗須條的緊密性，以保證輔助粗紗斷裂時更徹底。為此，輔助粗紗的捻系數(shù)可以比普通產品增加約10%，細紗后區(qū)羅拉隔距應偏小掌握，后區(qū)牽伸倍數(shù)也不宜過大。

c） 合理選配段彩紗原料，特別是應盡量減少輔助粗紗須條內的短纖維含量。

d） 通過技術改造加強細紗后牽伸區(qū)對輔助粗紗的控制能力，如可以借鑒細紗前牽伸區(qū)的結構，在細紗后牽伸區(qū)加裝上、下銷，使細紗后牽伸區(qū)也形成雙膠圈牽伸型式等［6］。

6.3 其他質量問題

生產段彩紗時，經常出現(xiàn)的還有如下質量問題。

a） 在某一段紗線上只有基紗而缺少彩段竹節(jié)，形成片段性非段彩紗。其主要形成原因是輔助粗紗的纖維沒有按設定的時間間隔捻合進入基紗紗線上，要加強巡回檢查，及時處理有問題的紗線。

b） 主體粗紗與輔助粗紗是不同品種纖維的段彩紗，不同品種纖維的混紡比例不符合設計要求。其主要形成原因是基紗與彩段的比例不正確。需先試紡確認比例再投入生產。

7 結語

在棉紡產品市場持續(xù)低迷的情況下，適當改造棉紡設備以生產花式紗線，不失為產品結構調整的方向之一。段彩紗具有獨特的多色不規(guī)則組合花式風格，不僅可以在紗線軸向有竹節(jié)紗一般的粗細變化，而且紗線同一橫截面內由多種彩色纖維組合，呈現(xiàn)出不規(guī)則斷續(xù)變化的分布狀態(tài)，色彩變化更富有層次與立體感，更符合時尚潮流，用段彩紗制成的織物色澤柔和豐滿、具有強烈的層次感，因此段彩紗作為具有廣闊發(fā)展空間的新型紗線，已成為當前我國紡紗企業(yè)產品結構調整的方向之一；加強對段彩紗常見質量問題形成原因及其控制措施的研究，是廣大工程技術人員需要做好的一門重要功課。

［1］張洪，謝春萍，張昀，等.段彩竹節(jié)紗紡制工藝探討［J］.棉紡織技術，2012，40（3）：15－18.

［2］樓敏.段彩紗生產實踐［Z］.總師俱樂部，2013（6）：26－27.

［3］崔吉照.段彩紗的開發(fā)與實踐［Z］.總師俱樂部，2013（3）：18－19.

［4］張翠梅，薛子平，李來成，等.位移紡紗技術在段彩紗中的應用探討［Z］.總師俱樂部，2014（2）：42－44.

［5］管秀華，佟平，史瑋.段彩紗操作法探討［Z］.總師俱樂部，2013（6）：60－61.

［6］周繼恒.紡好段彩紗的技術探討［C］／／首屆全國色紡產業(yè)技術研討會論文集.浙江：中國紗線網(wǎng)，2014.