集聚纺纱技术是传统纺纱技术的进步，与传统环锭纱相比，集聚纱的成纱毛羽显著减少、强力大幅度提升，纱线的品质碍到了较大改善。不少企业为提高产品的质量水平和市场竞争力，都纷纷引进了集聚纺纱设备或进行了集聚纺设备改造。为提高产品品质，增加产品附加值，我公司在原FA507型细纱机上改造集聚纺近2万锭，经过多次技术改进、工艺调整，纱线质量已有较大改善。但就条干CV值指标而言，集聚纱与同等配棉条件下的传统环锭纱相比没有优势，织造过程中，布面显现出比较明显的细节。本文结合集聚纺设备改造和工艺配置特点，就如何提高集聚纱条干均匀度水平提出改进措施，并加以分析研究。实践证明，通过工艺改进和纺织专件调整，我公司集聚纱的条干均匀度水平有所提高。
1、集聚纺设备特点和基本工艺设计
集聚纺的构造和工作原理
集聚纺改造示意图如图1所示。在传统环锭纺细纱机的牵伸装置前加装集聚装置形成集聚区，集聚区由异形吸风管12和网格圈11组成，集聚区内纤维受到气流负压的限制，纤维束的宽度大大缩小，从而缩小了加捻三角区的宽度。纤维束经过集合，再输出加捻，几乎每根纤维都能够集聚到纱体内，从而纺出毛羽少、强力高的纱线。集聚纺改造在集聚区增加的装置主要有输出胶辊1和异形吸风管装置(异形吸风管12、网格圈11、张力杆10)。输出胶辊依靠前胶辊3带动中间齿轮2传动，牵伸后的须条经过集聚区集聚之后输出。
卜输出胶辊；2-中间齿轮；3-前胶辊；4-中胶辊；5-后胶辊；6-喇叭口；7-后罗拉；8-中罗拉；9-前罗拉；10-张力杆；11一网格圈；12一异形吸风管。集聚纺与传统环锭纺有很多差异，按传统环锭纺进行工艺设计存在很大的弊端，不能很好的保证产品质量。
集聚纺需要解决的问题
我公司改造成集聚纺后，集聚纱的强力较传统环锭纱提高了10％以上，毛羽指标改善了38％～50％，但条干均匀度有不同程度的恶化，布面显现比较明显的细节。经分析认为，一方面由于集聚纱毛羽少，布面纹路清晰，使细节阴影显现更为明显；另一方面，由于设备改造原因和工艺调整的局限性，集聚纱在纺纱过程中，牵伸钳口控制力比较弱，不受控区域比较大，浮游纤维不能得到有效控制，导致集聚纱条干CV值升高。
压力棒隔距块的主要作用是使细纱在牵伸过程中主牵伸区内增加一个附加摩擦力界，缩小不受控区域，有效控制浮游纤维，使纤维变速稳定均匀，从而使得细节减少，条干均匀度水平提高。
集聚纺由于设备改造原因，需要较小的主牵伸隔距，其目的是利用下胶圈微气流的作用来清洁主牵伸前罗拉，避免主牵伸前罗拉产生缠花现象，防止出现8cm规律性机械波，消除质量隐患。因此，集聚纺改造后主牵伸区隔距一般控制在16.4mm～16.8mm，较小的主牵伸区隔距如果参照传统环锭纺工艺设计，配置压力棒隔距块容易出现牵伸不开现象，影响纱线质量水平，造成不规律长粗节、长细节的产生；由于所改造的设备陈旧，锭差大，安装压力棒隔距块后个别单锭会出现压力棒磨胶辊现象，损坏的胶辊会恶化纱线条干均匀度，存在质量隐患；同时，使用压力棒隔距块后工人劳动强度增大，生产管理费用和用工成本增加。因此，我们使用不带压力棒的普通隔距块来解决集聚纺存在的问题。
集聚纺的基本工艺设计
用同样的粗纱于传统环锭纺设备和集聚纺设备在同一时间段纺JC14.6tex纱，粗纱捻系数均为112，细纱后区牵伸均为1.2倍。传统环锭纺罗拉隔距18mm×36mm，采用3.25mm带压力棒的水滴形隔距块；集聚纺罗拉隔距16.8mm×36mm，采用2.5mm不带压力棒的普通隔距块，异形管吸风槽负压2500Pa，已使用6个月左右的正常网格圈，前胶辊直径28.5mm，为减小锭间差异，后喇叭口横动动程0mm。纺成纱恒温恒湿放置24h，用USTERME100型条干均匀度测试仪测试成纱质量，测试结果如下。
由以上数据可以看出，集聚纱条干CV值为11.74％，比传统环锭纱条干CV值11.46％增长了2.4％。集聚纱-30％细节591.0个／km，比普通环锭纱的451.6个／km增长了30.9％。因此，要降低集聚纱条干CV值水平需要从集聚纺设备改造特点出发，通过优化工艺参数，优选纺织专件来加以解决。
2、改善集聚纺条干均匀度的方法
2.1增大异形管吸风槽负压
根据集聚纺集聚原理，异形管吸风槽负压是一个表示作用于纤维单位面积凝聚力的指标。凝聚力越大，纤维抱合越紧。参照耗电耗能指标和实际质量指标要求，我们优选了异形管吸风槽负压，在负压为3000Pa的条件下JC14.6rex集聚纱的质量指标：条干CV11.69％，-30％细节528个／km，-50％细节0个／km，+50％粗节19.5个／km，+140％棉结315.2个／km，+200％棉结82.3个／km，毛羽H值2.92。与优化前相比，条干CV值略有改善，-30％细节由591个／km减少到528个／km，细节减少10.7％。这是由于异形管吸风槽负压增大，使得纤维更加紧密地抱合在一起，减少了牵伸过程中有效纤维的意外散失，有利于条干均匀度的提高和细节的减少。所以，在生产实践中，在同等纱线号数条件下，异形管吸风槽负压尽量偏大掌握；如果生产较细号数的纱线，由于纱线截面纤维根数增加，更应适当加大负压，以保证纤维集聚不散失。
2.2合理缩短网格圈的使用周期
网格圈是一种直径较小的圈状织物，网格圈的主要功能有两个：一是实现集聚，气流通过网格圈中的空隙将纤维集聚收拢在网格圈的表面；二是实现传送的功能，将集聚收拢后的须条向前输送至输出前胶辊，并在输出后加捻。网格圈有两个重要指标，首先网格圈目数要根据所纺纱线号数而定。另外，网格圈使用周期要根据纤维原料状态、车间空调环境而定。
在正常条件下，网格圈寿命在6个月左右，超过6个月对纺纱质量有较大影响，主要表现为条干、毛羽恶化。未按要求保养的网格圈使用寿命可能低于6个月，另外空气、纤维中若有高硅含量颗粒也会造成网格圈提前损坏，影响纱线质量水平。我们将正常使用6个月和使用3个月的网格圈在同一台细纱机同锭上做试验，使用3个月网格圈纺JC14.6tex集聚纱的质量指标：条干CV11.56％，-30％细节545个／km，-50％细节0个／km，+50％粗节17.5个／km，+140％棉结306.3个／km，+200％棉结76.0个／km，毛羽H值2.96。网格圈上机使用3个月比使用6个月的纱线条干CV值降低了1.5％，-30％细节降低了46个／km，降低了7.8％。这是因为新网格圈表面有一层防静电保护层，纤维运动过程中静电现象小，受到阻力也小，纤维运动稳定；使用时间较长且保养不当的网格圈表面会起毛，导致网格圈表面不光滑，影响纱线质量；随着网格圈使用时间的加长，网格圈网孔容易黏棉蜡，不利于吸风槽负压的稳定。因此，实际生产中要注意观察网格圈的状态，保证其清洁，干爽，无脏污。在成本允许条件下，网格圈使用周期偏小掌握；纺高端产品时网格圈周期偏小掌握。
2.3适度增大前胶辊直径
输出前胶辊对输出纤维起着引导作用，其加压大小是主牵伸胶辊的1／5～1／6，一般为40N～60N，加压的大小随着前胶辊直径变化呈正比例变化。将正常使用的前胶辊直径换成29.5mm纺得JC14.6tex集聚纱质量指标：条干CV11.66％，-30％细节528.5个／km，-50％细节0个／km，+50％粗节24.2个／km，+140％棉结299.5个／km，+200％棉结80.2个／km，毛羽H值3.00。可以看出，使用直径为29.5mm的前胶辊比使用直径为28.5mm的前胶辊条干改善了0.7％，-30％细节改善了10.6％，效果明显。输出前胶辊直径增大，受到的压力随之增大，胶辊与罗拉接触面积加大，使得牵伸前胶辊与输出前胶辊之间距离减小，纤维由网格圈输出后能很快得到输出前胶辊的握持控制，纤维受控不紊乱，有利于条干均匀度水平的提高。因此，输出前胶辊直径要适度增大以不碰触异形管为标准。
2.4调整后喇叭口位置
安装集聚纺装置后，导纱喇叭横动动程较环锭纺要小，集聚纺动程一般为0mm～3mm，过大的动程使牵伸出来的纤维须条吸到凝聚槽中的位置不稳定，影响纱线内在质量的一致性。纺JC14.6tex集聚纱时，将导纱后喇叭口位置向左移2mm。所纺纱质量：条干CV11.47％，-30％细节481.0个／km，-50％细节0个／km，+50％粗节20.1个／km，+140％棉结315.0个／km，+200％棉结82.3个／km，毛羽H值2.99。与优化前相比，纱线条干CV值改善了2.3％，-30％细节由原来591个／km减少到481个／km，细节减少了18.6％，收到了比较好的效果。结合异形管开口形状特点，后喇叭口位置左移2mm，使得经牵伸前胶辊输出的纤维到达异形管吸风口前，有足够的距离和时间进行纤维微牵伸，使得从牵伸前胶辊输出的纤维能够进一步伸直，从而改善纤维条干CV值和细节指标。
2.5优选牵伸钳口隔距
三罗拉细纱牵伸形式由主牵伸和后区牵伸两部分组成，主牵伸区控制力的大小对条干CV值起着关键性的作用。集聚纺改造后，主牵伸区主要靠上下胶圈形成的牵伸钳口起到的握持作用来控制浮游纤维。在JC14.6tex集聚纱的纺纱过程中使用2.2mm不带压力棒的隔距块，所纺纱质量指标：条干CV11.51％，-30％细节498.0个／km，-50％细节0个／km，+50％粗节24.3个／km，+140％棉结314.0个／km，+200％棉结83.5个／km，毛羽H值2.99。与之前使用2.5mm不带压力棒隔距块相比，改用较小的牵伸钳口，条干CV值和-30％细节指标都有改善。这是因为牵伸钳口小，上下胶圈形成的摩擦力界对浮游纤维的控制作用强，有利于改善条干和减少细节。
2.6调整上销位置
上销、下销组成的牵伸摩擦力界对改善条干有重要作用，在以上试验的基础上，我们将上销前移1mm，收到了一定的改善效果。测得JC14.6tex集聚纱条干CV11.66％，～30％细节522.0个／km，-50％细节0个／km，+50％粗节23.8个／km，+140％棉结310.0个／km，+200％棉结83.1个,／km，毛羽H值3.00。上销前移缩小了纤维的不受控区域，钳口摩擦力界前移，有利于加强对浮游纤维的控制，有利于改善条干水平和细节指标。
2.7加强生产管理
除了以上工艺改进和专件优化外，我们还加强了细纱前道工序的质量控制。保证前纺棉条、粗纱无机械波；保证棉条、粗纱的重量不匀率要小，粗纱伸长要小且台问差异小，以控制纱线长片段不匀；实验室对半制品和成纱及时进行检测，并及时反馈和控制。
生产人员保证集聚纺正常开车纺纱时，严禁打开上负压回花箱取棉门；每次落纱后必须清理上、下两个负压回花箱后，方可开车；挡车工巡回检查时，要求注意负压连接部分是否脱落漏气，保证负压稳定，成纱质量稳定无波动。通常设备管理要求揩车周期为8天～10天，可以根据车间环境、纺纱品种、生产质量的实际情况调整，但最长不能超过15天；调整吹吸风装置吸风口，禁止对准异形管吸风槽区域；每次揩车必须彻底清理好异形管组件、罗拉座、笛管支架、过桥齿轮部件以及笛管连接管的积花；异形管组件积花严禁用打结刀清理；开车时应迅速检查一遍网格圈，对跑偏的网格圈要立即校正，放入张力架跑道内。
2.8预防无规律性条干不匀纱的出现
集聚纺无规律性不匀纱主要是在集聚区产生，危害较大。其产生的原因：一是网格圈有破洞，破洞的位置正好位于与吸风槽配合进行集聚的位置，部分纤维头端被吸风弯曲，造成条于不匀，形成的大量棉结对条干影响程度与破洞的大小有关，如果破洞较大，会造成无法正常生产；二是吸风槽堵塞，网格圈内部积花，网格圈网眼堵塞，喇叭口位置不一致，既影响成纱毛羽，也影响成纱条干均匀度；三是由牵伸胶辊轴承、尼龙齿轮、输出胶辊偏心、齿轮缺齿、齿面磨损等造成。基于以上情况，我们制定了预防措施。严格执行操作法，加强机台清整洁工作，挡车工巡回时，发现积花应及时清除；设定专人专项检查，加强巡回检查和问题总结，分析常发性问题，从设备揩车周期和工艺调整、温湿度控制着手，予以改进。
3、结语
我们从纺织专件优选、工艺优化着手，通过加大异形管吸风槽负压、缩短网格圈使用周期、加大输出胶辊直径、优化后喇叭口位置、减小牵伸钳口隔距、调整上销位置等方法使得精梳集聚纱条干水平得以提高。实践证明，在集聚纺普梳品种中，条干CV值改善更为明显。质量管理是一个系统工程，要抓住纺纱生产中的每一个环节，加强管理，勤巡回，勤检查，加强对设备的保养维护工作，检查异常，有效预防无规律性条干不匀纱的出现，以确保生产出质量稳定、条干均匀的产品，提高市场竞争力。(作者：刘倩)