胡振龍，魯莉博，薛新港

(1.東營市宏遠紡織有限公司，山東 東營 257500；2.陜西紡織器材研究所，陜西 咸陽 712000)

棉結是紡紗最大的難題之一，棉結疵點影響紗線外觀和條干水平，導致織物外觀質(zhì)量下降，甚至造成染疵。在紡紗生產(chǎn)中，從原棉喂入到紡成紗線，由于各工序的作用和功能不同，造成棉結疵點在各工序的分布也不同。因此，必須采用優(yōu)勢紡紗工藝，合理選配梳理器材，棉結的控制方能達到理想效果。

1 棉結的生成

1.1 采棉過程

棉花收割方法有全自動收割機法和人工采摘法,目前已普遍應用全自動收割機收集棉花。機械收割棉花會產(chǎn)生一定數(shù)量的棉結。全自動收割機有兩種方式，即刷輥式摘棉和剝?nèi)∈秸?。刷輥式摘棉機可去除棉株、莖桿，留下部分棉葉，而剝?nèi)∈秸迿C收獲僅三分之一是棉花，其余是棉株的葉莖和沙土，因此機械收割的棉花雜質(zhì)多，也產(chǎn)生一定數(shù)量的棉結。

1.2 棉花加工過程

棉花在加工過程中因受到加工機械擠壓、梳理或搓揉，以及纖維通道不暢等，易產(chǎn)生棉結。加工產(chǎn)生的棉結分為兩部分：一是直接形成棉結，二是產(chǎn)生束絲、增加短絨、從而產(chǎn)生棉結。不同的加工方法對成紗棉結影響也不同。試驗表明鋸齒棉棉結含量為200粒/g～250粒/g，而皮輥棉棉結含量為150粒/g。

1.3 紡紗生產(chǎn)過程

在紡紗生產(chǎn)過程中，也會產(chǎn)生一定數(shù)量的棉結，主要有以下幾個方面。

a) 打擊開松和強分梳時，因打手對纖維打擊、搓擦以及返花造成棉結，尤其是開清棉工序棉結增加較大，一般為400粒/g，最低為200粒/g，最高時達到約700粒/g。

b) 輸棉通道不光潔、不通暢，工藝不合理等形成棉結。

c) 梳理過程中纖維伸直度、分離度和平行度差，經(jīng)牽伸使彎鉤纖維形成棉結。

d) 梳棉機的機械狀態(tài)不佳、工藝不合理等原因也會形成棉結。如，錫林道夫轉移率低、返花多，針布狀態(tài)差、握持力低等，對棉結的去除力差，甚至產(chǎn)生大量棉結。

e) 飛花附入形成棉結。

2 原棉特性對棉結的影響

2.1 成熟度

原棉成熟度差時，其纖維強力和彈力均比成熟纖維差。纖維僵直、缺乏回挺力，易扭結。同時，雜質(zhì)薄而脆弱，不易清除，造成棉結雜質(zhì)多。

2.2 疵點

疵點少則棉花勻凈、成紗棉結少；帶纖維籽屑雜質(zhì)輕，難消除且易破碎，使成紗結雜多；軟籽表皮、僵片等疵點雜質(zhì)脆弱，不易清除，造成成紗棉結多。

2.3 線密度

原棉線密度小，易被打斷，短絨增加，產(chǎn)生的棉結多，導致成紗棉結多。

2.4 回潮率

含水率適當，對開松除雜有利，成紗棉結少?；爻甭矢?，纖維間粘連，易扭結，雜質(zhì)不易排除，成紗棉結多；回潮率低，棉花加工過程中纖維易被打斷，短絨增加，引起棉結增多。

3 開清棉工藝對棉結的影響

清梳聯(lián)流程不是清花工序與梳棉工序簡單的連接，因此，設計工藝時必須正確處理清梳棉結、雜質(zhì)和短絨三者之間的關系[1]。存在的規(guī)律為：清花流程長，開松除雜效果好，棉結、短絨增長就多；打手轉速快，棉結、短絨多；清花流程落棉少，梳棉流程則落棉多。

在優(yōu)勢紡紗工藝流程中，清棉工序采用一抓、一開、一混、一清的工藝設計，遵循精細抓棉，自由打擊的原則，減少了棉結產(chǎn)生。試驗表明：握持打擊對棉結的影響較大，原棉經(jīng)握持開棉機打擊后棉結增加約20%；自由打擊對棉結增加影響較小，原棉經(jīng)自由打擊開棉機處理后，棉結增加約10%；而長流程，棉花受打擊多，棉結的增加率就高。開清棉流程中各單機對棉結增加的對比見表1。

表1 開清棉流程中各單機對棉結增長的對比

3.1 抓棉工藝

先進抓棉機具有精細抓棉，初步開松的特點。通過調(diào)節(jié)打手速度、刀片伸出肋條的距離、抓臂下降動程、小車行走速度，可使打手抓取棉束質(zhì)(重)量控制在0.058 g，而老式抓包機抓取的棉束質(zhì)(重)量約為0.270 g，新型抓包機升降動程最小為0.1 mm，抓取的棉束質(zhì)(重)量為23 mg～30 mg。抓包機精細抓取，為下一步開松除雜創(chuàng)造了有利條件。由于抓取的棉束小，使棉束中的雜質(zhì)、纖維棉結、帶籽屑棉結及各種雜質(zhì)充分暴露，再經(jīng)單軸流開棉機處理，使棉結、雜質(zhì)早落，大雜不易被打碎而落下，減少了棉結的產(chǎn)生。

3.2 打手型式與打擊形式

優(yōu)勢短清梳聯(lián)工藝流程中，以自由打擊的高效清棉取代傳統(tǒng)的開清棉機組，如豪豬開棉機、六輥筒開棉機等；用梳針打手代替鋸齒刀片、矩形刀片等打手，減少了握持打擊，降低了因棉纖維受損產(chǎn)生棉結的概率，達到柔和開棉、高效除雜的目的。試驗表明短流程開清棉機組除雜效率達75%，棉結增加率為50%～115%。

3.3 清棉工序各打手速度

配棉指標：技術等級為2.8級，馬克隆值為4.4，成熟度為0.86，含雜率為4.43%，棉結為207粒/g、短絨率(16 mm以下)為7.32%。

清棉工序各單機打手速度對棉結的影響試驗對比結果見表2。

表2 清棉工序各單機打手速度對棉結的影響試驗對比(AFIS)

通過表2對比試驗結果可知，打手速度快，棉結、短絨率均增加。

4 梳棉機分梳元件及針布規(guī)格對棉結的影響

梳棉機在紡紗生產(chǎn)中占有十分重要的地位。梳棉工序是減少結雜，提高成紗質(zhì)量的重要工序。配置優(yōu)良的工藝參數(shù)，選用先進的梳理器材，可去除喂入筵棉棉結的50%，生條棉結可低于40粒/g。

4.1 梳棉機分梳元件速度

4.1.1錫林速度提高，減輕了針布負荷，分梳作用加強，除雜能力強，有利于減少棉結。

4.1.2刺輥速度快，有利于分梳除雜，同時提高纖維的分離度和平行度，有利于降低棉結，缺點是短絨增加，所以刺輥速度高低可根據(jù)原棉品級而設計。品級好、成熟度好、強力高、長度短的纖維刺輥速度可稍快；反之，刺輥速度要適當降低，防止纖維損傷，增加短絨，造成成紗棉結高。

4.1.3蓋板速度高，除雜效率高，蓋板針布負荷減輕，提高了棉網(wǎng)質(zhì)量，有利于減少結雜。

4.1.4分梳元件速度對棉結的影響對比見表3。

表3 分梳元件不同速度對棉結的影響(AFIS)

4.2 梳棉機喂入部位

4.2.1隨著紡紗工藝技術的發(fā)展，清花棉卷生產(chǎn)工藝基本被清梳聯(lián)替代。清梳聯(lián)高產(chǎn)梳棉機上喂入的不再是棉卷，而是筵棉棉須。筵棉開松度好且蓬松，相應棉層較厚，因此要適當加大給棉板與刺輥分梳點的隔距，一般要求不小于0.4 mm。適當增大隔距，可加長刺輥與給棉板打擊點長度，有利于減少纖維損傷和棉結的產(chǎn)生。

4.2.2適當降低刺輥速度，使錫林刺輥速比保持在2～3，從而降低刺輥的分梳打擊力，纖維損傷小，有利于減少棉結。

4.2.3后車肚刺輥下方加裝分梳板、除塵刀及負壓吸嘴，可提高除雜和去棉結效率。

4.3 新型針布

所謂新型針布就是在原普通針布的基礎上，對針布齒條的總高、齒型等方面作了很大改進。錫林金屬針布形成“尖、淺、小、薄、矮、密”等特點；制造精度高，平整度好，既鋒利光潔，又耐磨耐用；對纖維分梳力強，分梳細致，轉移效果好。采用新型針布梳理的纖維具有分離度高、生條結雜清除好、結構潔凈均勻等優(yōu)點，對提高下游工序產(chǎn)品質(zhì)量非常有利。新型彈性蓋板針布由原來的“矮、密、硬、光、厚”發(fā)展成為“矮、淺、尖、密、適、硬、厚、光”?？刂瓶偢卟怀^8 mm，抗彎能力強；上膝淺，一般不大于3.1 mm，提高了纖維轉移能力；針尖寬不大于0.05 mm，穿刺能力強；高齒密，適當角度，增加梳理度，提高纖維釋放和轉移能力；齒尖硬，一般齒尖硬度在860 HV0.1～970 HV0.1，延長了金屬針布使用壽命。通過改進，針布梳理的穩(wěn)定性、棉結雜質(zhì)和短絨的排除能力得到增強。使用新型金屬針布試驗表明，在產(chǎn)量為40 kg/h以上時，棉結去除率不小于88%，雜質(zhì)去除率不小于90%。新型錫林金屬針布與普通錫林金屬針布對棉條棉結、雜質(zhì)的影響對比見表4。

表4 雙齒錫林金屬針布、雙峰錫林金屬針布與普通錫林金屬針布對棉條結雜的影響

4.4 固定蓋板針布

固定蓋板針布的配套應用提高了梳棉機分梳除雜能力，也彌補了因錫林轉速增加影響梳理度的缺陷，提升排除細微雜質(zhì)、減少棉結的能力。

錫林與蓋板之間的梳理是梳棉機的主要梳理區(qū)，經(jīng)過主要梳理區(qū)的分梳，纖維得到細致充分的分離，使棉結被梳開或排除。固定蓋板和清潔器的配套使用，使雜質(zhì)通過氣流排入濾塵裝置，使清除細小微粒效果明顯，棉網(wǎng)清晰度得到進一步提高。

實踐表明，在蓋板總根數(shù)不變的情況下，梳棉機固定蓋板根數(shù)增加，回轉蓋板根數(shù)減少，結雜減少效果明顯。因固定蓋板根數(shù)越多，清除棉結、雜質(zhì)效果更好。目前先進梳棉機固定蓋板根數(shù)已達到約27根，生條棉結含量比普通梳棉機減少31%。隨著梳棉技術不斷改進和發(fā)展，全固定蓋板梳棉機將會代替回轉蓋板梳棉機。固定蓋板梳棉機與普通梳棉機棉條含結雜對比結果見表5。

表5 不同梳棉機棉條結雜對比 單位：粒/g

5 梳棉機除塵對去除生條棉結的作用

目前新型梳棉機上的除塵除雜部位均設有負壓吸點，如后車肚、固定蓋板清潔器、刺輥吸風罩、蓋板清潔輥等部位。其中，后車肚與蓋板清潔輥處排短絨、結雜作用尤為明顯，在可能的條件下保證或適當加大各負壓吸嘴的吸風量，對除結雜效果大為有利。一般風量要達到梳棉機單產(chǎn)×70 m3/h，同時除塵系統(tǒng)還具有引導和釋放梳棉機高壓區(qū)氣流的作用。如果高壓區(qū)氣流得不到引導和釋放，會造成外溢和渦流區(qū)，嚴重影響纖維梳理和結雜短絨的排除。

6 精梳工序?qū)γ藿Y的影響

6.1 精梳準備工序

實踐表明，生條經(jīng)過預并、條并卷，雖然雜質(zhì)可降低10%，但棉結會增加20%[2]。由于精梳準備工序棉結、棉團增加明顯，需對預并及并條工序合理設定牽伸倍數(shù)和羅拉隔距，控制小卷定量，減小粘卷，保持通道光滑、清潔。由于牽伸倍數(shù)、牽伸隔距和并合數(shù)不當均會造成前后彎鉤纖維換位次數(shù)增多，極易產(chǎn)生小棉結；且任何一處不光滑的過棉通道、過棉件以及一些意外因素，均會造成棉結增加。

6.2 牽伸倍數(shù)

牽伸時須條中纖維的分離度、伸直平行度越差，則纖維相互交叉糾纏，摩擦力越大，纖維越容易抽拉成棉結。喂入預并的梳棉生條中前彎鉤纖維較多，纖維伸直平行度差，浮游纖維多。生條中的棉結在牽伸時會帶動周圍的纖維超前或滯后變速，導致纖維變速不一致，發(fā)生摩擦形成棉結。牽伸倍數(shù)越大，前彎鉤纖維形成的棉結就越多,所以預并工序宜采取的牽伸倍數(shù)應小于并合數(shù)，且采用大后區(qū)牽伸倍數(shù)工藝有利于減少棉結。

6.3 羅拉隔距

在牽伸過程中，纖維的彎鉤部分和主體部分分別以快、慢速度運動，且必須保持一段時間，時間越長，纖維伸直平行度越好。適當加大預并羅拉隔距，給牽伸中的彎鉤纖維以充分伸直的機會，有利于減少棉結。

6.4 錫林針布與頂梳密度

錫林針布總齒數(shù)越多，齒密越大，則棉結的去除率越高，但齒密過大錫林針布易嵌花，尤其在原料含糖和棉蠟較高時；增加頂梳密度以增加對纖維的擠壓來提高纖維間的摩擦，可有效降低棉結、雜質(zhì)及短絨含量，但同樣會損傷更多長纖維、形成新棉結。

6.5 頂梳插入深度

若頂梳插入過深，頂梳根部嵌花嚴重，影響下一次梳理，導致清除棉結效果差，嚴重時造成棉網(wǎng)破洞；若插入過淺，棉網(wǎng)底部未被頂梳梳理，部分棉結遺留在棉層中，造成棉結增多。

6.6 精梳落棉隔距

落棉隔距增大，精梳落棉量增加，纖維伸出上、下鉗板鉗口的長度長，受錫林針布重復梳理的次數(shù)增多，棉結排除量大，增加排雜量的同時，噸紗成本增加。這就需要紡紗企業(yè)根據(jù)客戶要求，合理確定最佳落棉量與棉結含量的比值。精梳落棉率對精梳條中棉結含量的影響試驗，結果見表6。

表6 精梳落棉率對精梳條中棉結含量的影響

7 通過現(xiàn)場管理降低棉結

a) 加強員工技術培訓和技術練兵，確保員工熟練掌握操作法。

b) 清潔工作中，嚴格按清潔圖表規(guī)定的要求、時間、工具、方法等進行清潔，做到“穩(wěn)、準、凈、快”，不撲打，杜絕飛花附入、生成棉結[3]。

c) 定期巡回檢查，及時排除各部纏花、掛花等問題。

d) 各輸棉管道、給棉羅拉、過棉板、精梳臺面、喇叭口等部位要達到光潔、無毛刺。

e) 加強排塵系統(tǒng)的管理，做到定期檢查和保養(yǎng)，保證濾塵機組運行正常，使送風量與排風量、排風量與過濾風量平衡，從而保證各機落棉、塵雜能被及時吸走。

f) 加強溫濕度管理，減少棉結波動。溫濕度過低，纖維脆弱，易被打斷，甚至造成精梳膠輥和清潔絨輥產(chǎn)生靜電而繞花，導致棉結增加；溫濕度過高，棉塊不易被開松，繞羅拉、繞膠輥問題嚴重，易產(chǎn)生棉結。一般情況下，清梳工序、精梳工序的棉纖維回潮率分別控制在6.9%～7.6%及6.2%～6.5%。

8 結語

控制棉結，提升成紗質(zhì)量，要從原棉選配、工藝優(yōu)化、器材選配、設備維護及操作管理等方面入手，做到生產(chǎn)過程中少產(chǎn)生、多排除棉結。清梳工序把生條棉結控制在質(zhì)量指標要求范圍內(nèi)；精梳工藝做到輕定重、合理牽伸、優(yōu)化隔距、慢車速、低并合、勤檢修、重清潔、重保養(yǎng)。通過以上措施能減少成紗棉結數(shù)量，確保成紗質(zhì)量。