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论梳棉工序棉结与短绒控制的矛盾

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摘要:探讨梳棉工序棉结与短绒控制中的矛盾解决方法。阐述了梳棉工序棉结和短绒的来源和特点。分析了去除棉结与纤维损伤、梳理强度和转移效率的两对矛盾。提出了梳理过程中强化除结,兼顾短绒的解决途径。认为:采用新型针布,合理优化工艺参数,提高锡林刺辊线速比等措施,能够达到棉结去除充分、短绒增长率低的效果。

关键词:梳棉;梳理隔距;短绒;棉结;断裂强力;短绒率

1梳棉工序棉结和短绒的特点

1.1梳棉工序棉结的特点

1.1.1棉结的来源棉结是纤维在机械作用下或通过其他方式缠绕形成的,一般大的称为“丝团”,小的称为“白星”。棉结是成纱质量的重要考核指标,一般规定为1g生条内的棉结粒数,1g棉纱内的棉结粒数,同时也有成纱条干仪检测到的棉结[1]。生条棉结的来源中,原棉轧工质量中棉结占60%,原棉经过开松大棉结碎裂占5%,开清工艺不合理杂质碎裂造成的棉结占10%,开清薄壁纤维积聚、管道摩擦造成的棉结占15%,开清工序造成的短绒占5%,梳棉打击揉搓造成的棉结占5%。1.1.2棉结的特点梳棉工序棉结的特点:增加于清棉流程,排除于梳棉工序。因此要求控制于清棉,排除于梳棉。清棉出现的短绒,也有以棉结的形态出现。原棉到筵棉棉结增长率在80%~120%,筵棉到生条棉结排除率在70%~90%。棉结具体有松棉结和紧棉结两种。松棉结是纤维集结体,紧棉结一般带有杂质,具体见图1。纱线中棉结的多少不仅影响纱线及坯布的外观质量,而且会直接影响织物染色效果,造成染疵。随着人们对纺织品外观质量的要求越来越高,棉结已被列为重要的考核内容。梳理可以清除筵棉或棉卷中的多数棉结,但仅靠梳理很难完全清除,必须通过梳理和排除配合才能取得好的效果。

1.2梳棉工序短绒的特点

1.2.1短绒的来源短绒划分的标准一般有两种。我国习惯上将长度在16mm以下的纤维称之为短绒,国际上通常将12.7mm以下的纤维称为短绒。生产中部分认为16mm以下的短绒危害质量大,大多数认为12.7mm以下的危害大。一般情况下,棉纤维经过清棉工序增加短绒率(<16mm,以下相同)1%左右,经过梳棉工序增加短绒率1%~3%。如果棉纤维经过清棉工序短绒率增加2%及以上,经过梳棉工序增加5%及以上,这时纤维损伤就过多,一定要采取措施降低短绒。梳棉生条的短绒来源中,原料中的带纤维籽屑不成熟纤维占60%,开清纤维受到打击损伤长度减短占15%,梳理造成的短绒占25%。1.2.2短绒的特点短绒增长于开清棉、梳棉,排除于梳棉。短绒具有3方面的特点。一是形成短绒的纤维大多为不成熟纤维;二是由于短绒是无规律分布于纤维束中,难以排除;三是短绒在梳理时不易被握持,加上纤维的抗弯、抗扭性能差,易产生卷曲纠缠而产生棉结。短绒影响强力和条干,造成细节、粗节增加。不同生条短绒率对成纱强力的影响见表1。从表1可以看出,随着生条短绒率的增加,成纱断裂强度下降,强力CV和细纱千锭时断头增加。

2梳棉工序棉结和短绒的矛盾分析

2.1梳棉工序棉结和短绒间的相关联系

梳棉梳理纤维的目的是改善纤维平行度、伸直度、分离度,实现单纤维化。在这个过程中,影响伸直效果的主要因素是纤维间的横向联系和长度较短的浮游纤维,即棉结和短绒[2]。棉结的梳理主要依靠针齿配置间的相互作用,实现松棉结的分离、分解、伸直平行,对部分无法梳理的紧棉结进行排除,这一过程中纤维受力过大就会损伤,造成短绒增长。短纤维在梳理过程中,以浮游的状态出现,部分无法梳理的短纤维必须最大限度地排除,否则会揉搓成新的棉结。由此,梳棉工序既要充分梳开棉结,又要保证纤维不受或少受损伤,从而带来棉结与短绒控制的矛盾:去除棉结与纤维损伤的矛盾,梳理强度和转移效率的矛盾。因此,在保持纤维原有的特性不受或少受损害,即减少纤维损伤、少增加或不增加短绒的情况下,实现对棉结的去除是一个综合性的系统课题。

2.2梳棉工序棉结和短绒的矛盾分析

2.2.1去除棉结和纤维损伤的矛盾分析梳棉工序棉结需要梳开并排除,短绒在排除的同时不能增长。就短绒而言梳棉工序要及时排除,以减少产生新棉结的机会,并减少纤维的损伤。梳理过程中可以排除棉结、松解棉结,也产生棉结,但去除大于产生,所以梳棉棉结去除率(对筵棉)一般可达85%,好的可达90%以上。梳理充分则需要针布锋利,锡林与盖板间的隔距偏紧,针布的齿尖密度大,刺辊、锡林的速度高,这些措施会带来纤维的损伤。上述因素在提高梳理的同时,其过程对纤维进行反复打击,梳理转移,很容易造成长纤维打断,受伤的纤维断裂造成短绒的增加,而短绒在浮游运动过程中,有造成棉结增加的可能。锡林刺辊速度提高,棉结的清除率提高,但是生条中的纤维长度随锡林速度的增高而降低,生条中的短绒率随锡林速度的提高而增加,同时刺辊速度大于950r/min以上时,生条短绒急剧增高。对这一对矛盾,在梳棉工艺中必须采取针对性分析,合理的隔距和速度、柔性的梳理、合理的针齿密度和齿形可实现棉结排除充分、短绒增长率低的效果。2.2.2梳理强度和转移效率的矛盾分析梳理度、梳理强度和转移率配置恰当,纤维才能充分梳理,损伤少,混和均匀和及时转移,否则“分梳不足,转移有余”或“分梳过度,转移不力”都将影响生条质量和成纱质量。去除棉结,梳理充分,纤维得到了伸直,但是在这一过程中转移率不及时,同样会造成梳棉产生棉结,短绒也会增加。主要原因:一是锡林道夫转移率低,返花多,短绒增加,没有转移的纤维再次梳理造成纤维搓擦而成棉结;二是锡林盖板分梳区游离短纤维有可能搓成棉结,转移效果差。因此,梳理后的转移效率对生条棉结、短绒及成纱质量起到决定性作用[3]。

2.3梳棉工序棉结和短绒的矛盾控制

梳棉工序控制矛盾重点是强化除结,兼顾短绒,即提高梳理“三度”,棉结短绒兼顾,最大限度排除棉结,控制短绒增长。2.3.1选用新型针布传统的理念要保证梳理质量,一定要保证梳理度;而实际情况,当梳棉机产量增大到一定程度,仅仅依靠提高锡林速度而保证梳理度并不能减少棉结、短绒,有时反而随着锡林速度的提高而增多;如果针布握持纤维能力较差时,则可能会出现一些浮游在锡林表面的纤维,没有被盖板针布充分梳理就转移到道夫上,直接影响到棉网清晰度和棉结数量。因此,应从梳理元件的几何尺寸上重新考虑,要根据原料、工艺及纺纱品种选用合适的针布,采用穿刺能力和握持能力强的新型锡林针布和有利于向道夫转移、凝聚的新型道夫针布,并做到互相配套,即盖板、锡林、道夫针布和刺辊齿条等规格参数要协调一致,做到棉结和短绒兼顾。实践证明,同样锡林速度下,以AC2035×01740型和AC2030×01740型针布对比,虽然两者齿密相等,由于前者矮、浅、工作角小,穿刺能力与握持能力强,纤维浮游在针尖,在梳理区交替分梳机会多,梳理强度大,生条棉结下降35%~50%,短绒有所增加;又适当降低锡林速度,从458r/min降到406r/min,刺辊速度从930r/min降到840r/min,出条速度由110m/min提高到150m/min,生条棉结没有增加,而短绒却下降,取得较好效果。2.3.2注重锡林盖板隔距的设定锡林盖板工作区,约有60%的棉结被解开,剩余40%能解开的棉结中,0~33%进入条子,5%~6%随盖板花排除,2%~4%随落棉排除。因此合理设置锡林盖板工作区的工艺隔距对梳开棉结非常重要。锡林盖板隔距设置应注意:当纤维流受到较强预分梳作用时,锡林盖板隔距可小些,反之不可小,否则会加剧纤维损伤,不利于生条及成纱质量的提高;锡林转速提高时筒体存在膨胀和振动等问题,限制隔距的减小;受针布圆整度的影响;受纤维种类的影响,如加工化纤时可采用较大隔距;产量高时此隔距应大些,产量低时可小些。总之,对锡林盖板隔距强调的是稳、准、小,即隔距稳定,不受运转振动的影响;隔距要准确,误差小;尽可能缩小锡林盖板隔距,但过小会损伤纤维,使短绒增加。2.3.3选择大的锡林刺辊线速比锡林刺辊间针布配置为剥取配置,使纤维从刺辊向锡林转移,同时要求绝大部分纤维能顺利转移到锡林表面,纤维层结构良好,防止刺辊返花产生短绒和棉结。锡林刺辊线速比大,刺辊向锡林的纤维转移率就高。同时刺辊速度一定时,锡林速度高,利于产量的提升,同时也能利用离心力将细小杂质排除;锡林速度一定时,较低的刺辊速度能够减少对纤维的损伤。一般纺棉时锡林刺辊线速比在2.5以上时有利于成纱质量的稳定。2.3.4改善纤维转移效果梳棉机上形成新棉结的根本原因是纤维间的搓转和擦转,而返花、绕花和挂花等不正常现象常易造成剧烈摩擦,从而导致纤维搓转和擦转而形成棉结。返花、绕花和挂花的主要原因是线速比或隔距配置不当,开松梳理元件的锋利光洁度不够。为消除纤维搓转和剧烈的摩擦现象,一是正确配置锡林刺辊线速比,保证纤维能正常转移,减少返花;二是重视梳理元件状态,刺辊、锡林、盖板、道夫针齿保持锋利,穿刺性好,保证各部分的隔距准确;三是保证纤维经过的通道光洁、顺畅,以减少纤维在运动过程中的挂花现象。2.3.5加强开松和预梳理刺辊预分梳板隔距主要功能是预分梳,将纤维束的体积进一步变小,提高纤维取向度,利于后部的梳理。梳棉机刺辊至预分梳板隔距一般设定在0.60mm~1.00mm,在实际生产中容易出现预开松不足的问题,进一步收紧预分梳隔距,对提高成纱质量有明显的效果。实践证明,刺辊预分梳板隔距1.20mm,成纱质量较差,采取收紧分梳板隔距到0.50mm后,成纱质量得到了明显的改善。2.3.6采用柔性梳理工艺和柔性梳理针布柔性梳理是基于强烈打击或者梳理后,纤维受到损失程度而提出的,实质就是减少纤维损伤的具体体现,理想状态是少损伤,充分梳理,充分伸直。由此相对于强力打击分梳,提出柔性梳理。采用柔性梳理工艺要求,预开松棉结和短绒充分暴露,便于梳棉工序的排除,一般采用适度的速度、偏紧的隔距减少打击;柔性梳理针布采取薄、尖、穿刺能力强、大齿距减少纵向打击,高光洁度齿身、大角度密齿盖板、高转移道夫等配置方案可提高纤维转移率和梳理效果,减少针面负荷,实现充分梳理、降低棉结、纤维损伤减少、成纱强力高的梳理效果。

3结语

梳棉工序在保持纤维原有的特性不受或少受损伤的情况下,解决棉结和短绒存在的充分梳理与纤维损伤、梳理强度和转移效率之间的两对矛盾是提高梳理效果、降低短绒率的关键。实践中,通过针布合理选型,提高转移率,加大锡林刺辊线速比,提高预开松,采用柔性梳理等,能够做到梳理充分,短绒不增长。

参考文献:

[1]孙鹏子.高产梳棉机工艺技术理论的研究[M].上海:东华大学出版社,2002:20-26.

[2]陈玉峰.色纺梳理工艺难点优化和探讨[J].纺织器材,2015,42(6):55-56.

[3]李泉.清梳联合机使用手册(第二版)[M].北京:中国纺织出版社,2007:283-288.

作者:陈玉峰 周茂榕 单位:光山白鲨针布有限公司

棉纺织技术杂志责任编辑:张雨    阅读:人次
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