技术 ▎车间温湿度对棉纺工艺和成纱质量的影响

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 温湿度对纤维性能的影晌

1．1  温湿度对纤维吸湿性能的影响

生产中大多采用回潮率来衡量纤维吸湿的强弱，影响纤维回潮率的因素有外因和内因两方面。就内因来说纤维回潮率的大小主要是取决于纤维大分子亲水基团的多少和亲水性的强弱、纤维的结晶度和纤维内空隙的大小和多少等。

但是对于一种具体的纤维来说，吸湿的多少或回潮的大小，又与周围的空气条件、放置时间及吸湿放湿过程等外因有关，其中与空气温湿度的关系尤为密切。当周围空气的相对湿度较大时，纤维的吸湿自然会增多，在相对湿度恒定的情况下，纤维的吸湿性能随温度的升高而降低，若要求纤维的回潮率仍保持为某一定值时，则在空气温度高时相对湿度应维持大一些；温度低时相对温度小一些。

1．2 温湿度对纤维强度的影晌

环境的温湿度会影响纤维的各种物理特性，特别是湿度与纤维的强度关系更为密切。有的纤维在湿度增大时会促使纤维长链分子间起滑移作用而降低强度，强力下降的程度则视纤维的内部结构和吸湿多少而定；有的则因能增进和改善长链分子的整列度而增加，特别是在相对湿度44％～70％的范围时，增加率甚为显著且幅度较大。

据试验，当相对湿度达到60%～70％的范围时，棉纤维或绵纱的强度比干燥时可提高50％左右，如相对湿度超过80％以上则增加率减少甚至强度反而降低，所以络筒工序的相对温度也不要太大，宜控制在80％以下。试验结果表明温度每升高1℃，纤维的强度约减少0.3％。

1．3 温湿度对纤维的伸长度和柔软性的影晌

纺织纤维及制品在加工或使用过程中都要经受外力的拉伸作用，并且产生相应的伸长变形。吸湿后的纤维由于分子间的距离增加极易产生相对位移，故纤维的伸长度随着相对湿度的提高而增加。温度对伸长度的影响较小，对于棉纤维来说，在相对湿度不变的条件下，温度每上升1℃，伸长度增加0.2％～0.3％。

温湿度与柔软性的关系一般表现在，当相对湿度增高时，因纤维吸湿后分子间的距离增加所以纤维的柔软性增加，硬度和脆性降低，易塑性度、弹性回复性减小。由于棉纤维表面具有棉蜡，对温湿度的变化特别敏感。棉蜡在18.3℃时开始软化，故温度高时由于棉蜡的软化使棉纤维更为柔软。当温度超过27℃时，棉蜡开始融化发粘，纤维将缠绕胶辊影响生产和质量。当温度过低时因棉蜡出现硬化现象而使纤维失去柔软性变得脆弱，进而对纺纱工艺生产带来诸多不利影响。一般来说，当温度在20℃～27℃时棉纤维受机械处理的效果最好。

1．4 温湿度对纤维导电性的影响    

纺织纤维是电的不良导体，在加工时与机械表面或纤维磨擦而产生静电效应。当纤维与机件带有不同种电荷时即会相互吸引而使纤维吸咐予机件表面，破坏纤维的运动规律，妨碍纤维的牵伸、梳理、卷绕过程的顺利进行，给成纱质量带来问题，为了减轻静电对加工过程的不良影响，对于具有一定吸湿性的纤维可以用提高相对湿度的方法来增加纤维的回潮率，从而使纤维的导电性能增强，电荷不易积聚。据测定，当相对湿度从20％提高到60％时棉纤维的导电性可提高四倍；相对湿度低于45％时则容易产生大量的静电且散逸因难。

温度对纤维导电性的影响，随着温度的升高其导电性会相应增强。但是在温度较高时会使棉纤维的棉蜡融化，发生绕胶辊和绕罗拉的不良后果，影响生产。

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温湿度对棉纺生产工艺的影响

在生产中影响产品质量与产量因素较多，其中温湿度对生产工艺影响较大。特别是相对湿度的高低对生产的影响更大。实践证明，合理地调节车间温湿度可以改善车间生产状况，所以掌握车间温湿度对生产工艺影响的规律是至关重要的，以便加强空气调节对温湿度的控制。

2．1  开清棉

开清棉要求相对湿度较小，因为开清棉工序要把棉块开松并除去杂质。如果原棉的回潮率较小，则易将棉块开松且有利于除杂，制成棉卷均匀度好；若过小则棉纤维脆弱易被打断，增加短绒影响成纱强力，制成的棉卷蓬松，并且落棉增多使空气中的含尘量增加，影响职工的身心健康。

若回潮率过大则不利于开松除杂，棉卷易粘层而造成棉卷不匀，纤维易产生束丝，棉卷褶皱。因此，纺棉时相对湿度不宜大，控制不超过60％(55％为宜)，回潮率在7.5%～8.5％之间。原棉回潮率较大时要采取相应的措施控制回潮率不要超过8.0％，可降低生条棉结。另外，开清棉工序相对湿度的稳定可保证回潮率的稳定，无论是卷喂流程还是清梳联都有利于整体重量不匀率的控制。

2．2  梳棉

梳棉要求相对湿度与开清棉工序相接近可稍低一些，这样棉卷在梳棉车间有少量放湿，使纤维呈内湿外干状态。外干有利于分梳，单纤化程度好，除杂效果好；内湿则棉纤维的强力和延伸性好，不易梳断，且可减少静电现象产生。如不能保持此放湿工艺，相对湿度过大，会造成棉卷粘边降低生条均匀度，纤维分梳困难，除杂效果差，棉结增加，棉网下垂，断头增加。纤维吸湿易绕罗拉，针布易生锈。如果过小则易起静电使棉纤维吸附在道夫上，造成棉网破裂和不匀，落棉飞花增多，短纤维飞散。因此，相对湿度要控制适当，稍低于60％，一般53％为宜，生条回潮率在6.0％～7.0％之间。

2．3 并粗工序

并粗车间为使纤维的柔软性和抱和力增加，粗纱获得比较稳定和均匀的捻度，增加强力，便于提高罗拉对纤维的控制力，纤维在牵伸过程中伸直平行，要求相对湿度较大。这样纤维的导电性好，因而不会由于静电效应而影响纤维正常的排列，条干均匀度好。故并粗车间在不缠胶辊，生产顺利条件下相对湿度宜高些，但不宜太高，否则会发生缠绕胶辊、绕罗拉现象，牵伸困难，纤维间不易松开，影响条干均匀度，粗纱出硬头、牵不开。

湿度过高还会造成机件发涩，并条机产生涌条，粗纱锭壳发涩，阻力增大，导致粗纱卷绕困难引起粗纱荡头，捻度不匀、断头增多。如果相对湿度较小，并条机上由于静电作用增强造成棉条蓬松、发毛、棉网破裂、纤维飞散、飞花多、易绕胶辊；在粗纱机上纤维飞散，飞花多，粗纱松散，加捻困难，断头多，粗纱纤维间抱和力差，影响条干均匀和粗纱强力，粗纱成形不良。因此，相对湿度控制应在50％-60％，熟条回潮率在6.5%～7.0％之间，粗纱回潮率在6.2％～7％之间，若在逐步放湿中此相对湿度要小于55％，以满足生产的需要。

2．4  细纱工序    

细纱车间要求相对湿度比并粗工序相对湿度小，使粗纱在细纱车间保持放湿状态，这样对牵伸有利。这是由于放湿会使纤维内湿外干，内湿材料柔软，易加工、易导电；外干则摩擦及粘着力小。如果相对湿度大，纱线与钢丝圈之间以及钢丝圈与钢领之间的摩擦力增加造成飞圈，断头率高，罗拉、胶圈表面附着飞花，牵伸不良，造成粗节多、条干不匀；同时胶辊发粘，绕胶辊影响生产，增加工人的劳动强度。

所以要求偏小控制，但不宜太小，这样易使棉纤维散落，飞花增多，牵伸中易产生静电，使纤维不平行条干恶化，易绕胶辊，断头增多，并且纤维抱合力差，成纱毛羽增加，成纱强力下降，所以相对湿度不应超过58%，回潮率在5.9%～6.3%之间。在实际生产中应针对粗纱的实际情况作相应调整，相对湿度为52%为宜。

2．5 络筒工序

络筒工序要求保持一定的相对湿度，是为了保证并增加成纱强力和回潮率，有利于清除纱疵。使成纱表面光滑，减少成纱损失。若相对湿度过大，筒子变重成纱吸湿伸长，不易除杂，机件表面沾附飞花且易生锈；若湿度过小，会造成强力下降断头多，使成品筒子轻而松，成形不良，产生毛羽纱，造成质量下降，车间飞花增多。

因此，相对湿度一般控制在68％～78％之间，回潮湿率在7.0％～8.0％之间。若在实际生产中为了满足回潮率的要求也可以将相对湿度增加到80％左右，以保证生产的顺利进行。

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温湿度与成纱质量的关系

通过以上的理论、数据分析，可以全面、透彻地了解空气调节在棉纺厂的重要性。

3．1 温湿度、含湿量与回潮率的关系

在相对湿度不变的情况下，温度升高则含湿量增加，回潮率降低。在温度不变的情况下，相对湿度升高则含湿量增加，回潮率升高。当温湿度一同升高时，含湿量增加，回潮率变化视情况而定；温度与相对湿度，一个升高，一个降低时，含湿量与回潮率的变化变视其具体情况而定。

从整体上看温度、相对湿度、空气含湿量、回潮率的波动相似，其原因在于受外界气候条件的影响较大，但各工序之间的温湿度工艺配合比较好，这是保证生产进行，促进产品质量稳定提高的首要条件。

3．2  温湿度、回潮率与棉卷含杂的关系

棉卷的含杂率虽然受原棉含杂率的影响较大，但是考虑这个因素之后由于生产设备是定台供应的，这样波动数据之间便具有了较强的可比性。当原棉含杂率比较稳定的时候，棉卷含杂率随着温湿度、回潮率波动；回潮率减小时棉卷含杂率也随着降低，升高时升高，波动较明显；当回潮率稳定时，棉卷含杂率波动也相应平缓。

3．3 回潮率与并条条干均匀度的关系

大部分条干均匀度随着回潮率的升高而降低，其变化趋势较明显。有些波动失常，是由于温湿度控制不当或设备运转不良造成的。当回潮率偏大或偏小时，条干会恶化。具体地偏高还是偏低的掌握，从月平均值上看回潮率大时，其条干均匀度偏高，这可能是胶辊压力设置不当，对纤维的控制能力不好或者是工艺不当等设备、工艺原因所致，要视设备情况而定。

FA311型并条机，工序回潮率低，由于其温湿度是受精梳工序的影响。理想的精梳工序温湿度控制是温度控制在20℃~28℃，相对湿度控制在50％~60％。由于梳棉、条卷、并卷、精梳、并条、粗纱为一个生产车间，一套空调室控制，而各工序对温湿度的要求不一且各种设备的性能、发热量不同、吸放湿规律不同，在空气调节上技术难度较大，区域性差异大，各工序相互影响较大，对产品质量不利，也不利于空调系统的节能运行。所以采取逐步放湿的工艺控制，即方便了空调工作也保证了产品质量的稳定可靠。

3．4 回潮率与成纱质量的关系    

细纱回潮率与成纱细节、粗节、棉结的关系如图1、图2、图3所示。

图1  回潮率与成纱细节的关系        

 图2  回潮率与粗节的关系

 图3  回潮率与棉结的关系

从一月内C16tex细纱回潮率与成纱细节、粗节、棉结的关系可以明确分析出，回潮率与各项指标的关系。随着细纱工序回潮率增加有明显的增加趋势，增加的快慢程度也有明显的相似。从分析中可知，细纱工序的回潮率控制在5.9%～6.3％的范围之内对成纱质量具有明显的稳定性，故在工作中要结合天气情况对细纱温湿度的控制范围进行调整，按照回潮率的大小进行控制，以稳定成纱质量。

粗纱回潮率与成纱细节、粗节、棉结的关系如图4、图5、图6所示。

      图4 粗纱回潮率与成纱细节的关系  

图5 粗纱回潮率与成纱粗节的关系

图6 粗纱回潮率与成纱棉结的关系

从粗纱回潮率与成纱细节、粗节、棉结的关系可以分析出：回潮率与成纱质量的关系与细纱工序不同的是，粗纱工序的回潮率不仅不能大，而且也不能太小，只有控制在6.2％～6.7％的范围之内最佳。这与粗纱工序所要求的严格控制温湿度相符，主要是牵伸过程中对粗纱内部的纤维结构有关。这两个工序的回潮率控制同时也符合细纱工序的放湿的理论控制要求。

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稳定车间温湿度的控制措施

经理论和实例分析可知，在实际生产中“稳定”不是一个简单的词。为了产品质量的稳定必须加强车间空气调节。当车间温湿度和半制品回潮率适合生产工艺需要时，空调运转工作应着重抓好温湿度的稳定性；当回潮率达不到规定，出现波动时则首先抓好 45 34030 45 15533 0 0 1407 0 0:00:24 0:00:11 0:00:13 3742温湿度的控制与管理工作。为此，我们应注意以下几个方面，采取相应的措施。

1)抓好温湿度的“日夜差”与“次差”，做好车间温湿度的预防调节工作。

①勤观察室外天气变化，当车间温湿度受到室外气象条件影响而变化时，要采取相应措施调节空调室的风量、喷水量以及新风与回风比例，以达到控制室内参数的目的。

②在车间局部区域采用调节出风口风量或支风道风量的方法来改变和控制车间的温湿度。控制区域差异以满足不同区域的温湿度要求。

③掌握室外空气温湿度昼夜变化的规律，稳定车间温湿度，减少波动，以此来稳定产品质量。各班调节要密切合作，互通情况，树立全局观念，以利于稳定车间温湿度。

2)减小车间内温湿度的区域性差异，密切注意室外气象条件，如风力、风向、日照的变化进行及时调节，也可有针对性地采取调整风道排风量的大小(采取这项措施也可以故意增大区域性差异，来保证同一车间各工序对温湿度的不同要求)。

3)生产车间必须保持正压状态，避免车间温湿度受到室外天气的影响，特别在“煤灰纱”的高发季节也可保证质量要求。同时可保证新风量的要求。这样既保证了生产的顺利进行，也保证了职工的身体健康。

4)遇到天气骤变(突冷、突热)或雷雨天气时，要注意门窗的管理，多使用回风，控制好车间温湿度。

5)根椐原棉的实际情况，调整生产车间的温湿度，保证生产的顺利进行，保证产品质量。

6)采用逐步放湿法在生产中易控制“一车间，多工序"的温湿度，稳定产品质量。

7)合理利用车间的回风，不仅能控制车间温湿度，也可达到节能的目的。

8)对不能满足生产工序需要的空调室进行改造，在进行经济技术论证后购置。选型是本着现代纺织空调的发展趋势——“环保与节能”两大主题选购。

9)对满足不了生产需求的进行节能性改造，选用新型节能风机、无级变速和变频调速技术。(马忠智 河南延津纺织有限公司)

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