纺纱生产中棉结的控制

纺纱生产中棉结的控制“棉结”通常是指一些缠结纤维形成的小棉球，往往留在成纱和织物表面。棉结有的直接从原棉中带来，但更多的是纤维加工过程中，如风扇、打手和气流作用等所造成。棉结大小不一、形态各异，主要是由未成熟、较细的棉纤维所构成，因此染色时易因吸色不足造成色泽较浅，有时又会造成色深。还有一类棉结是籽屑棉结(seedcoatnep)是在轧棉时棉籽碎裂而在梳理过程中又没有将其除去所造成。棉结在染整过程也可能落掉，在布面残留浅色斑点。1课题目标采用质量有广泛代表性的美国陆地棉(以下简称美棉或原棉)，研究其通过梳理后不同棉结数量对成纱和织物的影响。纺纱方法分别采用环锭纺、转杯纺和村田喷气涡流纺(MVS)。织物经染色、整理，测试其物理性能和外观差异，包括未染上色的棉结／白星(whitejspecs)。2试验步骤选择质量性能涵盖较广的3种美棉，这3种配棉成分的平均棉结数量具有代表性。为了改变梳棉生条质量，调节梳棉机锡林～盖板隔距，各试验方案梳棉产量都是59kg／台·h；此外，还对其中一种梳棉工艺方案，在27kg／台·h产量时作试验。所有配棉、各种梳棉工艺方案加工而成的半制品，分别纺成环锭纱、转杯纱和MVS纱，作全套成纱质量试验分析，并测定纺纱断头。各方案所纺纱分别织成单面针织物，评定各种配棉方案、不同梳棉工艺制成针织坯布的外观差异、杂质和籽屑多少。织物染成深色和浅色色光，分析其有无外观和白星方面的差异及其差异程度，并对各染色布样作全套质量测试。3结果和讨论3．1配棉方案表1表示用高容量测试仪(HVI)测得3种美棉小量配棉的纤维性能。这些小量配棉在(美国)棉花公司的纤维加工试验室(FPL)处理，包括不同马克隆尼值、不同纤维长度和纤维强力的原棉。3种配棉方案在各项纤维性能方面都存在着差异，较好地代表了美棉的质量全貌。本课题中另一项重要的纤维质量指标是1g纤维中的棉结数。测定原棉或半制品纤维试样中1g纤维棉结数常用的仪器是高级纤维信息系统AFIS。AFIS测试系统还能测试其他纤维性能指标，包括纤维长度、短纤维含有率、可见外来杂质(VFM)、籽屑棉结、细度、未成熟纤维含量(IFC)和成熟度比值等(见表2)。表1HVI仪测得的纤维性能配棉方案M值上半部平均长度/mm长度均匀性系数/%强度/cN·tex-1伸长/%短纤维含有率/%15.1126.783.227.24.711.424.2427.782.428.75.111.834.1729.582.631.24.010.4表2AFIS测得的纤维性能配棉方案棉结/粒·g-1上四分位长度/mm短纤维含有率/%杂质/%籽屑棉结/粒·g-1细度/mtex未成熟纤维含有率/%成熟度比值116428.57.11.26192037.20.92222029.78.41.30141858.70.89330031.58.51.45301769.10.903．2梳棉3种配棉在Truetzchler803型梳棉机上，以台时产量59kg(130磅)、用5组不同的锡林～盖板隔距进行试纺，盖板隔距从喂入到输出4点数据如下，通过放大或缩小盖板隔距来改变输出棉条的质量。5组隔距分别为：第1组0．25mm、0．23mm、0．20mm、0．18mm，第2组0．25mm、0．25mm、0．25mm、0．25mm，第3组0．36mm、0．30mm、0．25mm、0．23mm，第4组0．30mm、0．30mm、0．30mm、0．30mm，第5组0．43mm、0．43mm、0．43mm、0．43mm。纤维较长的配棉还以27kg/h的产量进行试纺，以便和59kg/h的产量进行对比。一般说来，随着梳棉机锡林～盖板隔距的放大，生条中棉结增多；而其他纤维质量指标，如纤维长度、短纤维含有率、可见外来杂质和籽屑棉结等亦受锡林～盖板隔距大小的影响，表3是3种配棉、不同盖板隔距时，生条质量的AFIS仪测试结果。表3AFIS仪测试结果和盖板花率配棉方案盖板隔距方案喂料棉结/粒·g-1生条棉结/粒·g-1棉结去除率/%上四分位长度/mm短纤维含有率/%杂质/%籽屑棉结/粒·g-1盖板花率/%方案1第5组272757228.57.80.128.31.15第4组288318928.09.30.072.31.26第3组305358928.28.30.094.0第2组288279128.29.40.073.01.44第1组289249227.711.10.091.7方案2第5组4421207329.010.30.125.71.28第4组484518928.511.90.082.71.20第3组467598728.711.70.082.3第2组467439128.711.60.072.01.62第1组431359228.711.90.061.0方案3第5组5362415531.09.50.2225.01.40第4组5661457430.710.40.1516.01.54第3组594928530.710.50.1313.0第2组601868631.010.90.1412.01.68第1组671609130.211.70.068.02.23（27kg/h）第1组539608930.211.30.117.0梳棉机去除棉结的效果受盖板隔距变化的影响，对照配棉成分和喂人梳棉机筵棉中每g纤维棉结数，可以看出经过开清棉生产线，它增加了1倍。这是绝大多数棉纺厂开清棉处理的正常结果。总的趋势是，缩小盖板隔距，纤维长度变短，短纤维含有率略有增加。表中5种隔距方案统计了其中的3种盖板花率。梳棉机台时产量从59kg降低至27kg时，生条中棉结杂质减少30％．左右，盖板花率约提高0．5个百分点。3．3并条3．3．1环锭纺和转杯纺前纺工艺3种配棉、5种盖板隔距方案分别制成的生条，定量5．3g／m，经两道并条机。头并7根喂入，出条定量5g/m，机型为RieterD0／5型；末道为带自调匀整的RieterD／30型，熟条定量4．6g/m。在环锭纺生产中，熟条再经H00lJingsworth粗纱机；转杯纺生产中，熟条直接上RieterR1型转杯纺纱机。3．3．2村田喷气涡流纺前纺工艺3种配棉和相应梳棉工艺各方案制成的生条，MVS纺要求生条经过三道并条加工，头二道为RieterD0／5型，输出棉条定量，头道3．5g／m，二道3．2g/m；末道并条机为带自调匀整的RieterD／30型，熟条定量2．8g/m，直接供MVS纺纱机。3．4纺制细纱3种配棉都纺制成各种最终产品。先要弄清楚每种配棉在各种纺纱系统上的最细纺纱号数，即为了搞清纤维质量之间的差异，每一配棉方案尽可能纺最细的纱。环锭纺和MVS纺系统，每种配棉都纺19．4tex；而在转杯纺上，配棉方案1最细可纺32．4tex，3种配棉方案都纺32．4rex，配棉方案2和配棉方案3还纺了22．4tex。在本课题研究中可进行多种对比，如分析比较配棉成分之间差异，梳理工艺的影响，梳棉机单产的作用，甚至还可以分析纺纱方法的异同。3．4．1环锭纺纱在suessen环锭纺纱机上进行纺纱，每种配棉、梳理工艺都纺制捻系数为342的19．4tex纱。不同配棉的各种盖板隔距方案纺出的纱其成纱质量都有一定的差异。表4是配棉方案3所纺制的环锭纺纱质量测试数据。表4配棉方案3纺19．4tex环锭纱质量盖板隔距方案条干均匀度CV/%细节/个·km-1粗节/个·km-1（+200%）棉结/个·km-1（+280%）棉结/个·km-1纱疵总数/个毛羽值第5组18.7966907145149924245.65第4组17.563759670718113405.73第3组17.604358061114312345.69第2组17.603956666013612655.63第2组（27kg/h）17.5234516440819905.82第1组16.4021353390677645.75成纱条干均匀度、棉结和纱疵总数，随着梳棉盖板隔距缩小，都呈现出改善的趋向。不同盖板隔距所生产的半制品纺纱时，其纺纱性能亦受到它的影响，其纺纱千锭时断头情况见表5。纺纱性能是根据13．6kg～27．2kg试纺量获得的，考虑到这个数量相对较小，只能作为纺纱生产中采用不同盖板隔距时纺纱性能的估计。表519．4tex环锭纱性能单位：根／千锭．H盖板隔距方案配棉方案1配棉方案2配棉方案3第5组9923171第4组2073693第3组2101190第2组10427108第2组（27kg/h）43第1组24720423．4．2转杯纺纱所有转杯纱都在RieterRl型机上纺制，3种配棉方案都生产捻系数为380的32．4tex纱，配棉方案2和配棉方案3还纺制了22．4tex纱。配棉方案1无法正常纺制22．4tex。转杯纺纱机上的分梳辊能发挥除杂功能。虽然在转杯纺纱机上生产，纺纱号数有一定限制，但成纱条干均匀度和纱疵质量要比环锭纱好，转杯纺纱凭借自身特点使所纺的纱外观较均匀，包缠纤维有掩盖棉结的现象。19．4tex环锭纱和22．4tex转杯纱，号数略有差别，表6列出了配棉方案3第5组和第2组盖板隔距所纺纱的条干均匀度和纱疵对比情况。配棉方案2和配棉方案3纺转杯纱时，其纺纱性能见图1和图2。图1配棉方案2所纺22．4tex和32．4tex转杯纱断头数表6转杯纱和环锭纱条干均匀度和纱疵对比成纱类别条干均匀度CV/%细节/个·km-1粗节/个·km-1（+200%）棉结/个·km-1（+280%）棉结/个·km-1纱疵总数/个毛羽值环锭19.4tex第5组18.7966907145149924245.65转杯22.4tex第5组13.44737165242094.47环锭22.4tex第2组17.603956666013612655.63转杯22.4tex第2组13.02515432634.37图2配棉方案3所纺22．4tex转杯纱断头数3．4．3村田喷气涡流纺纱(MVS)每种配棉方案应用MVS纺纱系统纺制19．4tex纱，发现不同配棉方案和梳棉盖板隔距工艺纺成的纱，成纱质量存在一定差异。纤维性能如长度、马克隆尼值对成纱质量和MVS纺纱效率都有影响。表7表示配棉方案3不同梳棉工艺成纱质量的差异情况。总的趋势是随着梳棉盖板隔距的缩小，成纱中纱疵总数减小，这可归因于喂入棉条中的棉结杂质减少之故；但当盖板隔距缩小时，纤维长度变短，导致短纤维含有率增加。后3种梳棉工艺，即第2组盖板隔距、第2组盖板隔距(台时产量27kg)、第l组盖板隔距方案，其纱疵总数有所增加，这是由于短纤维含有率增加所致。第2组盖板隔距(产量27kg／台·h)方案和第2组盖板隔距方案相比，短绒率增加0．7个百分点；第1组盖板隔距方案和第2组盖板隔距方案相比，短绒率增加0．4个百分点。表7配棉方案3纺19．4texMVS纱质量盖板隔距方案条干均匀度CV/%细节/个·km-1粗节/个·km-1（+200%）棉结/个·km-1（+280%）棉结/个·km-1纱疵总数/个毛羽值第5组18.62150546205445427503.96第4组18.70220482194031626424.08第3组18.52195426172825323494.05第2组18.64213444177124924284.11第2组19.39317563177725026574.13（27kg/h）第1组18.81217528184325925884.11成纱质量变化趋势亦反映MVS纺纱机的纺纱性能。图3是配棉方案3、不同梳棉盖板隔距工艺纺制19．4tex时的纺纱断头情况。可以看出，随着梳棉盖板隔距放大，纺纱断头增加。棉条中棉结、籽屑、杂质增多，将导致纺纱效率降低。图3配棉方案3纺制MVS19．4tex断头情况4织物生产各种方案生产的纱都织成单面针织物，具体为：28针单面针织物用19．4tex环锭纱、19．4texMVS纱、22．4tex转杯纱。18针单面针织物用32．4tex转杯纱。加工而成的织物都在棉花公司的纺织试验室进行测试。表8是染色和整理后织物的试验结果。数据表明，织物强力和起球性能的变