董智勇，肖際州，劉允光

(1.冠星紡織有限責(zé)任公司，山東 冠縣 252500；2.聊城允光精梳技術(shù)服務(wù)中心，山東 聊城 252000)

棉結(jié)控制是紡企日常工作的重點(diǎn)，隨著現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用，紡織界同仁研究發(fā)現(xiàn)從原料質(zhì)量、環(huán)境溫濕度、梳理器材的配置及狀態(tài)到紡紗工藝，都對(duì)成紗棉結(jié)有重要的影響。

1 棉條棉結(jié)與成紗棉結(jié)的關(guān)系

1.1 烏斯特單纖維測(cè)試儀和條干測(cè)試儀的棉結(jié)檢測(cè)

纖維分離器和光電檢測(cè)部分，是烏斯特單纖維測(cè)試儀(USTER AFIS)檢測(cè)系統(tǒng)的核心。當(dāng)纖維試樣在開松裝置中被開松成單根纖維后經(jīng)過(guò)光電傳感器時(shí)，光電傳感器的脈沖發(fā)生器即將其轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)并被計(jì)算機(jī)評(píng)價(jià)；一個(gè)傳感器用于評(píng)價(jià)單纖維和棉結(jié)，另外一個(gè)傳感器則測(cè)試雜質(zhì)和微塵。

烏斯特條干測(cè)試儀(USTER TESTER)以平行金屬板組成的電容器測(cè)試條干，因其計(jì)數(shù)棉結(jié)分類不完善而只能區(qū)分細(xì)節(jié)、粗節(jié)和棉結(jié)，無(wú)法被電容式傳感器記錄的變化被記作棉結(jié)。該測(cè)試儀可測(cè)試+140%、+200%、+280%、+400%棉結(jié)，超過(guò)設(shè)定水平將被記為1個(gè)棉結(jié)，其相關(guān)參考長(zhǎng)度為1 mm。

1.2 單纖維測(cè)試儀的合理應(yīng)用

借助AFIS單纖維測(cè)試儀的工具可以對(duì)不同產(chǎn)地、不同軋棉場(chǎng)所產(chǎn)原棉進(jìn)行檢測(cè)對(duì)比，也可檢測(cè)各工序單機(jī)臺(tái)棉結(jié)粒數(shù)和短纖維含量，方便查找弱環(huán)并整改。通常梳棉機(jī)對(duì)筵棉棉結(jié)的清除效率不小于75%，精梳機(jī)對(duì)生條棉結(jié)的清除效率不小于65%。制定各工序棉結(jié)指標(biāo)控制圖，能有效監(jiān)控設(shè)備除雜效果及半成品的棉結(jié)變化，既能確保成紗質(zhì)量穩(wěn)定又能降低維修成本。烏斯特公司統(tǒng)計(jì)從棉包到粗紗的棉結(jié)變化一般規(guī)律，如圖1所示。

圖1 不同烏斯特條干水平下前紡各工序棉結(jié)變化一般規(guī)律

1.3 棉條棉結(jié)與成紗棉結(jié)的相關(guān)性

傳統(tǒng)理念認(rèn)為成紗棉結(jié)數(shù)與生條棉結(jié)、精梳條棉結(jié)數(shù)呈正相關(guān)，即成紗棉結(jié)隨生條、精梳條棉結(jié)數(shù)增加而增大，然而大量的快速試紡測(cè)試結(jié)果并不與之相符。這是因?yàn)閁STER AFIS單纖維測(cè)試儀是利用光學(xué)原理定義提供檢測(cè)的棉結(jié)數(shù)據(jù)(粒/g)，而USTER TESTER條干測(cè)試儀是采用電容檢測(cè)技術(shù)系統(tǒng)測(cè)定成紗棉結(jié)(個(gè)/km)，后者無(wú)法區(qū)分真正的棉結(jié)與雜質(zhì)。因?yàn)閮烧邫z測(cè)棉結(jié)的原理、概念不同，無(wú)法形成對(duì)應(yīng)的線性關(guān)系，所以生條、精梳條的棉結(jié)數(shù)與成紗棉結(jié)數(shù)并無(wú)必然聯(lián)系[1]。

1.4 精梳條與成紗的棉結(jié)對(duì)比試紡

用新疆長(zhǎng)絨棉試紡集聚紡CJ 9.7 tex紗，其精梳條與成紗指標(biāo)測(cè)試結(jié)果見表1。

表1 精梳條與成紗指標(biāo)試紡結(jié)果

由表1可知，精梳條的棉結(jié)數(shù)與成紗的千米棉結(jié)數(shù)并不相關(guān)。如在更換新型精梳錫林的機(jī)臺(tái)與未更換的相鄰機(jī)臺(tái)比較，有時(shí)精梳條的AFIS檢測(cè)棉結(jié)數(shù)增幅較大、棉結(jié)尺寸減小，而成紗千米棉結(jié)數(shù)卻大幅降低。精梳落棉率與成紗質(zhì)量指標(biāo)也非簡(jiǎn)單線性關(guān)系，在一定范圍內(nèi)隨著精梳落棉率的增大、精梳條短絨率的降低，成紗質(zhì)量改善幅度較大；但落棉率的增大幅度對(duì)成紗質(zhì)量的影響也有臨界點(diǎn)，尤其是在高配棉及原棉質(zhì)量較好的情況下更為顯著。綜上，精梳落棉率與精梳條棉結(jié)數(shù)的相關(guān)性不大，即使大幅度調(diào)整精梳落棉率對(duì)精梳條棉結(jié)數(shù)(粒/g)的影響也不大，而精梳落棉率卻與精梳條短絨率以及成紗常發(fā)性紗疵IPI值密切相關(guān)[2]。因此，當(dāng)精梳條的棉結(jié)產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)調(diào)整精梳落棉率，進(jìn)行校正的方法是錯(cuò)誤的。

提高精梳條纖維的平行度、伸直度和分離度，能大幅減小后道各工序牽伸過(guò)程中產(chǎn)生棉結(jié)的可能性，使成紗棉結(jié)有效減少，這一觀點(diǎn)逐步得到紡織同行的認(rèn)可。棉結(jié)大小可由USTER AFIS纖維測(cè)試儀精確檢測(cè)，而棉條的“三度”目前還沒有相關(guān)的檢測(cè)儀器可用。當(dāng)原料出現(xiàn)較大變化或產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，通常做成紗質(zhì)量快速試紡，由成紗質(zhì)量的試紡數(shù)據(jù)予以驗(yàn)證。

2 降低成紗棉結(jié)的技術(shù)措施

2.1 優(yōu)選高品質(zhì)精梳器材是關(guān)鍵

成紗棉結(jié)增加或減少的關(guān)鍵在于精梳的梳理質(zhì)量，核心在精梳錫林針布。精梳錫林針布應(yīng)具有齒片硬度高且硬度分布均勻、耐磨性好、表面粗糙度Ra值小、鋒利度好、齒尖薄、穿透性強(qiáng)以及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)[3]，才能提高梳理纖維和梳解棉結(jié)的能力，尤其是對(duì)原料中的危害性細(xì)小疵點(diǎn)如死棉、白星、僵斑、軟籽表皮和索絲的去除十分有利。針布的梳理能力還與總齒密、前后區(qū)齒條密度的合理分配、齒型及齒面圓心角有直接關(guān)系，應(yīng)合理增大錫林前、后區(qū)的針布齒密以發(fā)揮最大梳理效能，在有足夠容纖空間的前提下應(yīng)盡可能多的增加總齒數(shù)；同時(shí)，結(jié)合產(chǎn)品定位、優(yōu)選性價(jià)比高的其他精梳器材，對(duì)降低成紗棉結(jié)亦起關(guān)鍵性的作用[4]。

2.1.1 優(yōu)選精梳錫林總齒數(shù)

用70%長(zhǎng)絨棉+30%細(xì)絨棉試紡集聚紡CJ 11.7 tex紗，E65型精梳機(jī)車速為350 Nip/min、精梳落棉率為16.5%、精梳錫林的齒面圓心角為90°，選用不同總齒數(shù)精梳錫林針布的成紗質(zhì)量見表2。

表2 不同總齒數(shù)精梳錫林針布的成紗質(zhì)量

由表2可知：在容纖空間足夠時(shí)，適當(dāng)增加錫林總齒數(shù)可提高棉結(jié)清除率，是控制精梳紗常發(fā)性紗疵IPI值、+140%和+200%成紗棉結(jié)的有效措施。

2.1.2 優(yōu)選大齒面圓心角精梳錫林

用100%長(zhǎng)絨棉試紡集聚紡CJ 8.3 tex紗，E62型精梳機(jī)車速為300 Nip/min、后退給棉，在精梳落棉率相同的條件下，不同齒面圓心角精梳錫林對(duì)成紗質(zhì)量的影響見表3。

表3 不同齒面圓心角精梳錫林的成紗質(zhì)量

由表3可知：提高精梳錫林梳理效果的關(guān)鍵技術(shù)措施是增大梳理面積，即采用大齒面圓心角或超大齒面圓心角錫林。這為進(jìn)一步提高錫林總梳理點(diǎn)創(chuàng)造了較大空間[5]，使精梳條纖維的單根化程度得到了較大提高，減少了后道工序在牽伸過(guò)程中棉結(jié)增加的概率。

2.1.3 前進(jìn)給棉工藝的頂梳配置

在前進(jìn)給棉工藝中，利用棉卷自清潔的作用可獲得卓越的成紗質(zhì)量指標(biāo)和最佳的原料利用率；該工藝中，頂梳梳理占據(jù)了主導(dǎo)地位[6]。頂梳對(duì)精梳落棉率的影響為50%～70%，并非傳統(tǒng)認(rèn)為的頂梳只影響精梳落棉率的2個(gè)百分點(diǎn)～5個(gè)百分點(diǎn)。由于頂梳僅有一排針，梳理負(fù)荷較大，因此采用前進(jìn)給棉工藝對(duì)頂梳齒片的質(zhì)量要求極高，若頂梳梳理效能較差則會(huì)嚴(yán)重嵌花、充塞，導(dǎo)致精梳棉網(wǎng)清晰度不良、輸出棉網(wǎng)橫向切斷、破洞、破邊等問(wèn)題[7]。在不嵌花的前提下，頂梳針(齒)密度越大、插入棉叢越早越深則對(duì)棉結(jié)的梳理作用也越強(qiáng)；同時(shí)分離牽伸過(guò)程中棉叢的自清潔作用增強(qiáng)。一般根據(jù)纖維線密度選擇頂梳密度(針/cm)：細(xì)絨棉品種適用密度小些(如：30，32)；長(zhǎng)絨棉品種頂梳密度可大些(如：32，35，38)[8]。

2.2 精梳梳理工藝優(yōu)化

2.2.1 精梳前進(jìn)給棉工藝車速和小卷定量對(duì)成紗質(zhì)量的影響

用100%細(xì)絨棉試紡集聚賽絡(luò)紡CJ 14.6 tex紗，HC500型精梳機(jī)前進(jìn)給棉的長(zhǎng)度為4.7 mm、精梳落棉率為15.4%；不同車速和小卷定量對(duì)成紗質(zhì)量的影響見表4。

表4 不同車速和小卷定量對(duì)成紗質(zhì)量的影響

由表4可知：采用前進(jìn)給棉工藝時(shí)適當(dāng)增加小卷定量、充分利用棉卷自清潔功能，可以有效清除棉卷內(nèi)的棉結(jié)；提高車速則增加了分離鉗口內(nèi)分離纖維的絕對(duì)速度、纖維分離時(shí)的摩擦力增大，使慢速纖維將快速纖維上附著的部分短絨、棉結(jié)和雜質(zhì)截留下來(lái)的概率增大[9]、成紗棉結(jié)及常發(fā)性紗疵IPI值顯著降低，從而減少電清絡(luò)筒切紗數(shù)，提高下游工序品質(zhì)和效率；這與傳統(tǒng)的“輕定量、慢車速”有利于降低棉結(jié)的理念已不相符。

2.2.2 精梳錫林齒面圓心角、給棉方式及棉卷定量對(duì)成紗質(zhì)量的影響

用70%的長(zhǎng)絨棉+30%的細(xì)絨棉試紡集聚紡CJ 5.2 tex紗，E65型精梳機(jī)不同精梳錫林齒面圓心角、給棉方式及棉卷定量的成紗質(zhì)量對(duì)比見表5。

表5 不同精梳錫林齒面圓心角、給棉方式及棉卷定量對(duì)成紗質(zhì)量的影響

由表5可知：精梳采用111°齒面圓心角錫林相比90°的大幅增加了總梳理點(diǎn)，有效提高了精梳機(jī)的梳理度，在相同車速下方案2比方案1的IPI值降低14.6%；方案4與方案1相比，在精梳機(jī)車速加大48%的情況下，成紗+200%棉結(jié)減少27.1%，IPI值降低24.96%。可見，在前進(jìn)給棉工藝中，采用111°大齒面圓心角精梳錫林，配置4.7 mm的給棉長(zhǎng)度，并適當(dāng)提高車速，是精梳實(shí)現(xiàn)高效高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗的有效途徑[10]。

2.2.3 精梳機(jī)梳理區(qū)隔距對(duì)成紗質(zhì)量的影響

早期的恒速精梳機(jī)各梳理區(qū)錫林隔距差異呈曲線動(dòng)態(tài)變化，差異較大時(shí)不利于前區(qū)錫林針布對(duì)須叢的穿刺、開松及整理，也不利于后區(qū)錫林針布對(duì)須叢的梳理及細(xì)小結(jié)雜、短絨的排除[11]；尤其是采用大定量棉卷工藝時(shí)，須叢不能完全被錫林針布齒尖插入而使部分須叢仍浮游在錫林針布表面，非常不利于纖維單根化程度的提高，導(dǎo)致精梳機(jī)的梳理效能降低。因此，應(yīng)適當(dāng)縮小并穩(wěn)定錫林梳理區(qū)隔距，以使錫林梳理負(fù)荷更加均勻、梳理效果更好[12]；梳理隔距變化區(qū)間減小，近似等隔距梳理，當(dāng)最緊點(diǎn)隔距控制為0.20 mm～0.25 mm時(shí)，錫林針布齒尖完全刺透纖維須叢，梳理纖維和梳解棉結(jié)的能力大幅提高。為此，準(zhǔn)確校正錫林梳理區(qū)隔距，最大限度地減小錫林梳理過(guò)程的隔距變化量，是提高成紗質(zhì)量的一個(gè)重要途徑。實(shí)測(cè)某廠恒速梳理精梳機(jī)在不同分度下的梳理區(qū)隔距值，見表6。

表6 精梳機(jī)錫林不同分度的梳理區(qū)隔距統(tǒng)計(jì)

由表6可知：早期精梳機(jī)錫林梳理區(qū)的隔距偏大、眼間差異也較大，使其梳理效能大幅降低。經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的精梳機(jī)錫林梳理區(qū)隔距校正標(biāo)準(zhǔn)，見表7。

表7 精梳機(jī)錫林梳理區(qū)隔距校正標(biāo)準(zhǔn) 單位：mm

用100%的新疆細(xì)絨棉試紡CJ 9.7 tex紗，HC350型精梳機(jī)的車速為280 Nip/min，小卷定量為75 g/m，后退給棉的給棉長(zhǎng)度為4.7 mm。在精梳落棉率相同的條件下，縮小錫林梳理區(qū)隔距對(duì)成紗質(zhì)量的影響，見表8。

表8 不同錫林梳理區(qū)隔距對(duì)成紗質(zhì)量的影響

由表8可知，適當(dāng)縮小錫林梳理區(qū)隔距后，成紗+200%棉結(jié)分別降低了12%和28%，單紗強(qiáng)力也略有增大。這是因?yàn)檫m當(dāng)縮小錫林梳理區(qū)隔距有利于前區(qū)針布齒尖迅速插入、穿刺、開松及整理，為后區(qū)的全面精細(xì)化梳理創(chuàng)造了有利條件、使纖維單根化程度提高，從而成紗質(zhì)量得到大幅改善。

2.2.4 其他工藝與梳理器材

2.2.4.1上機(jī)工藝：改進(jìn)小卷準(zhǔn)備工藝、提高小卷質(zhì)量；優(yōu)化頂梳插入深度、進(jìn)出隔距、錫林定位、鉗板開口量、搭接刻度(分離羅拉順轉(zhuǎn)定時(shí))以及羅拉隔距等[13]；使主風(fēng)道和支風(fēng)道的負(fù)壓符合工藝要求。

2.2.4.2梳理器材：關(guān)注錫林針布和頂梳的銳度、嵌花狀態(tài)，調(diào)整毛刷插入錫林的深度，優(yōu)化設(shè)置毛刷對(duì)錫林的清掃時(shí)間，及時(shí)檢查毛刷三角皮帶狀態(tài)并清除毛刷內(nèi)嵌花，調(diào)整毛刷與三角氣流板間隔距。

2.2.4.3日常清潔：結(jié)合揩車定期清潔錫林、頂梳、鉗板上下鉗唇的嵌花以及棉條通道的掛花、積花；擋車工要按清潔進(jìn)度表認(rèn)真做好各部位清潔。

2.2.4.4當(dāng)原棉的品質(zhì)選擇不佳時(shí)，即使有好的設(shè)備和上乘的工藝也生產(chǎn)不出好的產(chǎn)品，所以應(yīng)根據(jù)不同原棉、工藝、設(shè)備、溫濕度等因素，采取有效控制措施以保證成紗質(zhì)量，尤其要把好原棉品級(jí)、纖維長(zhǎng)度、馬克隆值、斷裂比和短絨率指標(biāo)的優(yōu)選關(guān)。

3 結(jié)語(yǔ)

3.1應(yīng)用USTER AFIS單纖維測(cè)試儀檢測(cè)的棉結(jié)數(shù)與USTER TESTER條干檢測(cè)儀測(cè)定的成紗棉結(jié)是概念完全不同的棉結(jié)，兩者非一一對(duì)應(yīng)的線性關(guān)系，生條、精梳條內(nèi)的棉結(jié)數(shù)(粒/g)與成紗棉結(jié) (個(gè)/km)無(wú)必然聯(lián)系。

3.2精梳落棉率與精梳條的棉結(jié)數(shù)相關(guān)性不大，大幅度調(diào)整精梳落棉率對(duì)精梳條纖維棉結(jié)數(shù)影響不顯著，而精梳落棉率與精梳條短絨率以及成紗常發(fā)性紗疵IPI值密切相關(guān)。

3.3控制成紗棉結(jié)的關(guān)鍵在于精梳的質(zhì)量、核心在精梳錫林針布，優(yōu)選性價(jià)比高的精梳器材為降低成紗棉結(jié)起到非常關(guān)鍵的作用。

3.4前進(jìn)給棉工藝對(duì)頂梳齒片質(zhì)量要求極高，采用梳理效能較差的頂梳極易發(fā)生嚴(yán)重嵌花、充塞問(wèn)題，表現(xiàn)為精梳棉網(wǎng)清晰度不良、輸出棉網(wǎng)橫向切斷、破洞、破邊等。

3.5實(shí)施前進(jìn)給棉工藝時(shí)，采用圓心角為111°的大齒面精梳錫林、配置4.7 mm的給棉長(zhǎng)度、適當(dāng)增大車速和小卷定量，能充分利用棉卷自清潔功能，是一種實(shí)現(xiàn)精梳機(jī)高效高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗的有效途徑。

3.6實(shí)施前進(jìn)給棉工藝時(shí)，大幅度提高精梳機(jī)車速以增加產(chǎn)能，同時(shí)也使成紗棉結(jié)和常發(fā)性紗疵IPI值及偶發(fā)性紗疵顯著降低，從而減少電清絡(luò)筒切紗數(shù)、提高下游工序的品質(zhì)和效率。

3.7適當(dāng)縮小錫林梳理區(qū)隔距，且在錫林梳理的整個(gè)過(guò)程中保持隔距平穩(wěn)、變化量小，以保證錫林對(duì)棉叢的梳理負(fù)荷均勻、梳理效果好。

3.8做好工藝調(diào)整、梳理器材狀態(tài)檢查和日常清潔，把好原棉的品級(jí)、纖維長(zhǎng)度、馬克隆值、斷裂比和短絨率指標(biāo)優(yōu)選關(guān)，為提高成紗質(zhì)量做好基礎(chǔ)保障。