如何提升纱线质量：织造工艺的要求

（一）织造过程经纱承受的张力和摩擦

织造过程中经纱所承受的张力可以看成由上机张力和动态张力叠加而成，并在织机主轴的每一回转中随经纱的开口运动呈周期性的变化，如图1-4所示。从图1-4中可以清楚地看出，在开口时其张力渐增，梭口满开时张力最大，闭口时张力渐减，至综平时张力最小。同时，在打纬时产生一个张力峰值（0°时），这一张力峰值的大小与所织造产品的纱号、纬密及上机工艺参数有关，有时会大于梭口满开时经纱张力的最大值。

由于开口过程中经纱所受的拉伸作用时间极为短促，其伸长可视为弹性变形，即经纱张力与拉伸变形量的大小成正比。研究表明，拉伸变形量的大小与梭口高度的平方成正比，与梭口长度成反比。拉伸变形量与梭口对称度大小的关系如图1-5所示，当梭口对称度m=1时，即前部梭口长度与后部梭口长度相等时拉伸变形量为最小。

图1-4　经纱张力周期变化图

图1-5　梭口对称度与经纱伸长量的关系

有梭织机和各种无梭织机梭口形状和尺寸不尽相同，因此，织造过程经纱的动态张力大小及变化也不一样。图1-6为几种型号织机的梭口形状，尺寸参数见表1-1。几种型号织机织造时经纱张力大小见表1-2。

图1-6　几种型号织机梭口形状

表1-1　几种型号织机的梭口形状和参数

注　L—综平时经纱长度；L′—梭口满开时上层经纱长度；L″—梭口满开时下层经纱长度；εmax—经纱相对伸长；α—开口角；H—开口高度；L1—梭口前部长度；L2—梭口后部长度；m—梭口对称度。

表1-2　几种型号织机的织造张力对比

从图1-6、表1-1和表1-2中分析可得：

（1）采用有梭织机织造时，梭口高度较大，经纱张力波动较大，而织机速度较低。

（2）无梭织机普遍采用小梭口高度、小打纬动程，梭口为开清梭口，织制同样产品时上机张力较有梭织机高25%左右。

（3）无梭织机梭口对称度远远小于有梭织机，这虽然可获得较大的引纬空间，但对减小织造时经纱动态张力明显不利。

（4）无梭织机速度较高，即织造中经纱动态张力的变化频率远远高于有梭织机。

（5）在表1-1所列的几种机型中，ZA205i型喷气织机的速度最高。但为了获取清晰的梭口，其梭口高度在几种无梭织机中最大，梭口长度却最小，且梭口对称度也较小，所以织造时经纱动态张力大于P7100型片梭和SM92型剑杆织机。

织造时，经纱不仅承受周期性变化的张力的作用，而且受到反复摩擦作用。

如图1-7所示，由于织机上梭口对称度小于1，即前部梭口长度L1较后部梭口长度L2小，在开口时，前部梭口经纱拉伸变形和张力大于后部梭口，这样开口时经纱要沿综丝眼向前运动，而闭口时又要向后移动，每一个开口周期，经纱都要经历由于前后移动造成的与综丝眼之间的摩擦。

图1-7　开口时经纱的拉伸变形

同时，经纱还和后梁、停经架中导棒、停经片等织机部件产生摩擦，经纱和经纱之间也存在粘连和摩擦。每次打纬过程中，经纱还要经受钢筘的筘齿摩擦。这些摩擦反复出现，甚至要经历几千次才能形成织物。

（二）织造过程中纬纱承受的张力和摩擦

织造过程，纬纱同样也要承受一定张力和摩擦，但经纱和纬纱所承受的载荷状态是不同的。经纱承受的是成百上千次重复的周期性的循环载荷，而纬纱承受的是一次性载荷，但其变化极为复杂。

有梭织机引纬时的纬纱张力变化与梭子飞行时速度变化、加速度大小以及梭腔的结构、纡子退绕气圈控制等有关。图1-8为梭子飞行时速度和加速度变化示意图。由图1-8分析可知，引纬时纬纱张力峰值出现在梭子加速和制动过程。(www.xing528.com)

图1-9为几种无梭织机纬纱动态张力变化示意图，纬纱张力峰值同样出现在纬纱加速和制动过程。在常用的几种织机中，有梭织机和剑杆织机的纬纱张力峰值较小，片梭织机和喷气织机的纬纱张力峰值较大。不同织机引纬速度差异较大，排列顺序为喷水织机、喷气织机、片梭织机、剑杆织机及有梭织机。引纬速度不同，引纬时纬纱加速度以平方提高，纬纱张力峰值也不呈线性比例地大幅度增加。

引纬过程中纬纱和经纱及导纬部件的摩擦是一次性的，它对织造工艺不会造成显著影响。

图1-8　梭子运动示意图

图1-9　纬纱动态张力变化曲线

（三）织造对纱线质量的要求

根据以上分析，可以把织造对原纱的质量要求归纳为以下几点。

1.织造对纱线强度的要求　纱线的强度是织造工艺顺利进行的必要条件，尤其是无梭织机在高速度、高上机张力条件下织造，对纱线的单强、强力CV值和断裂伸长提出了较高要求。

纱线强度应满足织造过程对经纱、纬纱断头率控制的要求，经纱断头和纬纱断头增加，影响织机效率，经纱断头的影响大于纬纱断头；频繁停车使产生“横档”疵点的机会增加，而对“横档”疵点产生的影响是纬纱断头大于经纱断头。经纱、纬纱断头是产生断经、断纬、双缺纬等疵点的根本原因。

以某厂经纱、纬纱为JC14.5tex的织物生产为例，采用品质指标2400以上、单纱强力为260cN的经纬纱时，喷气织机效率在90%以上；采用单纱强力为230cN时，喷气织机效率为85%；当单纱强力降低到205cN时，织机效率为84%；单纱强力为182cN时，织机效率仅为70%以下。

某厂在制织JC14.5tex×14.5tex斜纹时，为了解决断纬问题，将纬纱捻度由79.7捻/10cm增加到83.60捻/10cm，品质指标则由2660增加到2730，单纱强力由301cN增加到308cN，单纱强力CV值由7.3%降低到6.4%，这时织机断纬有明显下降。

对JC14.5tex的纱线进行纬纱加捻试验，捻度由90.5捻/10cm增加到96.1捻/10cm，捻度不匀率由2.9%降低到2.3%，单纱强力由208cN提高到228cN，断裂伸长由4.3%提高到4.9%，喷气织机纬停次数降低了44.4%，织机效率有所提高。

织机上纱线峰值负载与纱线平均强力之间的关系为：织机上纱线峰值负载小于纱线平均强力的25%。

当织机运转时，织机上经纱或纬纱所承受的峰值张力，不应超过纱线平均强力的25%，否则断头会明显增加。大部分纱线断头，是由于纱线中的“弱环”造成的，因此对纱线强度的要求不仅仅是纱线断裂强力指标，同时应考核单强分布的离散性即强力CV值指标，在某种意义上，后者影响更甚于前者。应根据原纱的断裂强度数值，确定断裂强度下限（弱环）控制范围，有的以单强试验中最低的五个试样强力平均值作为考核指标。如某厂喷气织机用纱（JC14.5tex）的最低单纱强力，要求试验中最小的五项平均必须在175cN以上，最低单纱断裂强度要在12.07cN/tex以上，强力CV值在9.5%以下。

2.对纱疵的要求　纱线上的条干不匀、粗节、细节、弱捻、棉结杂质等疵点，不但会影响织物质量，而且会影响无梭织机的停台；粗细节、弱捻等纱上的弱环，往往会引起断头；棉结杂质、飞花附着，会引起经纱纠缠，造成开口不清，这对消极引纬方式（如喷气）尤其重要。表1-3、表1-4分别为某厂喷气织机经纱纱疵和纬纱纱疵对经、纬向停台的影响。

表1-3　经纱疵点对经纬向停台的影响

表1-4　纬纱疵点对纬向停台的影响

从表1-3和表1-4中可以看出，经、纬纱中的棉结、结头不良、弱捻、飞花附着、羽毛纱等严重影响喷气织机停台，因此要严格控制10万米纱疵数。表1-5为日本一些企业提出的喷气织机用纱标准。

表1-5　日本喷气织机用纱质量标准

3.对纱线条干均匀度的要求　纱线条干均匀度超过限度后，会在织物上以条影、条干不匀、云斑等形式明显地表现出来，影响织物外观疵点的评分。纬纱均匀度由于集中显示特性，对织物的外观影响更为严重。织造过程往往由于纱线中的细节形成“弱环”而造成断头。经纱上的粗结、棉结经过反复摩擦后起球，造成在综丝部分断头，或使纱线间产生粘连，造成开口不清及意外伸长，会严重影响织机效率和织物质量。

不论何种织物，条干CV值处于乌斯特统计75%水平线以上时，各工序断头多，效率下降，布面质量严重恶化。因此，较高档的织物，如纯棉精梳府绸、防羽绒布等，其纱线条干CV值必须在1989年乌斯特统计值50%的限度线以下，掌握在乌斯特统计值25%水平线为好。同时，纱线均匀度的变化是随机分布的，如在频谱图中显示出明显的“烟囱”，就会对无梭织机的生产产生巨大影响。

纱线中的细节、粗节、棉结数值也必须处于乌斯特统计50%或25%及以下的水平。

由表1-5可看出，在日本喷气用纱质量标准中，对细节（-50%）、粗节（+50%）、棉结（+200%）提出了严格的要求，这比我国国内实际水平要高。

4.对纱线毛羽的要求　毛羽的一般定义是：从单位长度纱或单位面积织物上突出的、可移动的纤维或纤维圈。毛羽长度是指从突出纤维顶端到纱线轴线的垂直距离。1989年乌斯特统计中推出了毛羽指数分类水平线要求，并把它作为评价毛羽的标志。随着无梭织机的普及，人们对毛羽产生机理、毛羽的测试、毛羽对织物生产和质量影响的研究越来越深入。纱线毛羽的多少，对织造时经纱的粘连与纠缠具有决定性作用。毛羽多，经纱纠缠严重，断头增多；毛羽多，织口开口不清，形成吊经纱及“三跳”等疵点；毛羽使纱线外观呈毛绒状，会降低纱线光泽；过长的毛羽会影响经纱正常上浆，导致分纱困难，影响浆膜完整，落物增多；毛羽多，布面会失去应有的外观效应，影响布面实物质量。采用无梭织机（尤其是消极引纬的喷气织机）织造时，应从原料的使用、纺纱工艺及合理的络筒、浆纱工艺等方面尽量降低毛羽指数，尤其要严格控制3mm以上的较长毛羽数量。