精梳棉纱清梳工艺流程与梳理元件的优选.pdf

第 51 卷 第 11 期2023 年 11 月Cotton Textile Technology精梳棉纱清梳工艺流程与梳理元件的优选吉宜军 崔益怀 范正春（南通双弘纺织有限公司，江苏南通，226600）摘要：为了优选精梳棉纱清梳工艺流程与梳理元件，以相同的配棉，分别采用清梳联和清棉成卷+梳棉工艺流程生产 JC 18.2 tex纱，并对梳棉机锡林针布、棉网清洁器、锡林与盖板隔距进行了试验优选，对半制品质量以及成纱质量进行测试。结果表明：锡林针布由 AC20301550型更换为 AC17401740型后，梳棉机平均生条 AFIS 棉结减少，纤维平均长度略有增加，短绒率降低。两种工艺流程的半制品质量基本持平，成纱质量均能达到 USTER 2018公报 5%水平。认为：清梳联实现了工序连续化和自动化生产，可以减少排包次数，节省清棉运棉工，改善生产环境，可进一步提高混棉均匀性；优化配置梳棉针布、工艺隔距、速度等是前纺生产控制棉结和短绒的关键。关键词：清梳联；棉卷；锡林针布；棉网清洁器；盖板；棉结；短绒率中图分类号：TS105 文献标志码：B 文章编号：1000-7415（2023）11-0076-04Optimization of blowing-carding process and carding component for combed cotton yarnJI Yijun CUI Yihuai FAN Zhengchun（Nantong Shuanghong Textile Co.，Ltd.，Nantong，226600，China）Abstract In order to optimize blowing-carding process and carding component of combed cotton yarn，adopting the same cotton assorting，JC 18.2 tex yarn was produced by blowing-carding unit and traditional opening and picking cotton lap forming process.Cylinder card clothing，web cleaner，gauge between cylinder and flat of carding machine were optimized.The quality of semi-product and finished yarn were tested.The results showed that AFIS nep of average card sliver was reduced，the average fiber length was slightly increased，and the short fiber content was decreased after changing from AC20301550 to AC17401740.The quality of the semi-products with the two processes was basically the same，and the yarn quality could reach the 5%level of the USTER 2018 STATISTICS.It is considered that after adopting blowing-carding process，the uniformity of cotton blending can be further improved.The key of control neps and short fiber content are the optimizations of card clothing，gauge and speed.Key Words blowing-carding unit，cotton lap，cylinder card clothing，web cleaner，flat，nep，short fiber content清棉成卷+梳棉和清梳联是目前纺纱生产中常用的两种工艺流程。清梳联流程短、效率高、用工少，在实现高产、高效方面得到了市场的普遍认可，是棉纺工程实现自动化、连续化的重要标志，逐渐成为目前主流的前纺加工工艺流程13。清棉成卷+梳棉和清梳联的加工质量对后道工序产生直接影响。开清过程中对棉包进行开松，使压缩的纤维逐渐松散，也使纤维之间的杂质逐渐暴露，因此开松过程一般伴随除杂。开松过程中由于对纤维的打击，使部分纤维断裂，导致短纤维数量有一定的增加，且开清过程中由于对纤维的开松、混和、除杂等作用，使纤维间的无规则缠绕增加，造成棉结数增加45。梳棉过程中，对喂入的纤维丛或纤维卷在锡林盖板间反复抓取转移，使纤维间的缠绕逐渐减小，因此通过梳棉工序可有效去除纤维间形成的棉结，同时由盖板清除短纤维6。总之，整个前纺中的棉结、短绒控制的核心在梳棉工艺配置，其中梳棉针布的配置又是最为关键的。1 纺纱工艺流程1.1配棉指标原料选用美棉，配棉主要质量指标：回潮率6.18%，马克隆值4.38，上半部平均长度29.87 mm，作者简介：吉宜军（1966），男，正高级工程师，收稿日期：2023-08-24】【76第 51 卷 第 11 期2023 年 11 月Cotton Textile Technology16.5 mm 以 下 的 短 绒 率 17.2%，断 裂 比 强 度36.5 cN/tex，黄 度 8.7，棉 结 292 粒/g，含 杂 率2.14%。1.2纺纱工艺流程采用上述配棉，分别采用清棉成卷+梳棉和清梳联工艺流程生产 JC 18.2 tex纱。清棉成卷+梳棉工艺流程：FA002 型抓棉机A035型混开棉机A036型开棉机A092A 型喂 棉 箱 A076 型 成 卷 机 FA231 型 梳 棉 机 FA306 型 并 条 机 FA360 型 条 并 卷 机 JSFA388 型精梳机JWF1312B 型并条机（带自调匀整）FA458A 型粗纱机EJM128K 型细纱机21C型自动络筒机。清梳联工艺流程：FA009 型往复抓棉机FA125 型重物分离器FA105 型单轴流开棉机FA029 型多仓混棉机FA1112 型开棉机清云型异纤机FA156 型除微尘机FA179B型喂棉箱FA203B 型梳棉机FA311型并条机FA360 型 条 并 卷 机 JSFA388 型 精 梳 机 JWF1312B 型并条机（带自调匀整）FA458A 型粗纱机EJM128K型细纱机21C型络筒机。2 梳棉工艺的优选试验和分析梳棉是纺纱生产的核心工序，一直被称为棉纺的“心脏”，承担着把开清工序中棉块分解成单纤维的重要任务。在梳棉的过程中，喂入的纤维丛或纤维卷在握持状态下受到刺辊上针布的打击开松后，进入锡林和盖板之间的分梳区，在锡林和盖板针布的反复抓取转移中，纤维束逐渐减小，直至被分离成单纤维状态。其中的短绒被盖板针布带出，而分梳后的纤维由道夫针布抓取后凝聚成纤维网，经喇叭口聚拢成生条。经梳棉工序后，纤维从无序纠缠状态变为相对有序的单根排列。可以看出，梳棉过程中针布是十分关键的器材，锡林针布、道夫针布、盖板针布和刺辊针布的优选是梳棉工序的关键。2.1针布优选近年来，锡林针布向“矮，浅，尖，薄，密”的方向发展。目前，我们公司多选用锡林针布针高1.8 mm 和 1.7 mm，工作角 40，齿距 1.6 mm 和1.7 mm，基厚 0.4 mm。锡林针布齿高变矮，工作角变大，减少了针面负荷，利于增强对纤维的控制；齿距加大，基部变薄，纵向齿密减小，横向齿密加大，在保证梳理力的情况下，有利于减少纤维损伤。锡林和盖板针布间的梳理质量对后道工序的成纱条干、棉结起关键性作用，是影响梳棉质量的主要因素。道夫针布主要是凝聚和转移纤维，同时也有梳理和均匀混和的作用。AD40301890 型道夫针布具有工作角小、齿深和齿密大、表面粗糙度小等特点，使其凝聚纤维作用强，转移效率高，且释放纤维能力强。盖板针布与锡林针布的配合是实施梳理的主要手段，其梳理效果与盖板的状态及隔距关系密切。我们纺棉时常用 MCH52 型盖板针布，其针齿排列为渐密型，齿密 520 齿/（25.4 mm）2，能有效分梳纤维，且不过度损伤纤维，能满足锡林速 度 360 r/min、产量 40 kg/h 以下梳棉机梳理力的需求。刺辊针布主要是开松与除杂。刺辊速度的高低是发挥其作用大小的决定性因素。AT56105611型刺辊针布工作角 10，齿距 5.6 mm，兼顾了纤维分梳除杂与减少纤维损伤。2.2梳棉机工艺配置梳棉机主要工艺参数：给棉板与刺辊隔距0.625 mm；刺辊与除尘刀隔距 0.3 mm；除尘刀高度-4 mm，角 度 85；刺 辊 与 预 分 梳 板 隔 距0.3 mm、0.5 mm、0.5 mm、0.6 mm；刺辊与锡林隔距 0.18 mm；刺辊与小漏底进口隔距 0.6 mm，出 口 隔 距 0.5 mm；锡 林 与 大 漏 底 进 口 隔 距3.92 mm，中口隔距 1.55 mm，出口隔距 0.55 mm；锡 林 与 后 罩 板 上 口 隔 距 0.48 mm，出 口 隔 距0.78 mm；锡 林 与 后 固 定 盖 板 隔 距 0.50 mm、0.43 mm、0.40 mm；锡林与盖板隔距 0.20 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.20 mm；锡林与前上罩板隔距 0.78 mm；锡林与前下罩板隔距 0.60 mm；锡林 与 前 固 定 盖 板 隔 距 0.25 mm、0.20 mm、0.20 mm；锡林与道夫隔距 0.13 mm；后棉网清洁器上口隔距 0.30 mm，出口隔距 0.75 mm；前棉网清洁器上口隔距 0.55 mm，出口隔距 0.25 mm；刺辊速度 736 r/min，锡林速度 356 r/min，盖板速度165 mm/min，出 条 速 度 120 m/min，生 条 定 量25 g/5 m。我们在 4台梳棉机上进行不同锡林针布的生产试验。1#和 2#梳棉机更换前锡林针布型号均为 AC20301550（2018 年开始使用），更换后均为 AC17401740（2022 年开始使用）；3#和 4#梳】【77第 51 卷 第 11 期2023 年 11 月Cotton Textile Technology棉机锡林针布型号不变，均为 AC20301550，但3#和 4#梳棉机更换前的锡林针布均为 2020 年开始使用，更换后均为 2022 年开始使用。4 台梳棉机盖板针布型号均为 MCH52。2.3相关试验与分析采用 2.2 中的梳棉工艺参数和针布配置，对所加工的生条 AFIS指标进行测试。2.3.1不同型号锡林针布的对比不同型号锡林针布加工的生条 AFIS 指标对比见表 1。1#和 2#梳棉机的锡林针布由 AC20301550型更换为 AC17401740 型后，锡林针布齿高变矮（由 2.0 mm 变为 1.7 mm），工作角加大（由 30增加至40），齿距增大（由1.5 mm增加至1.7 mm），基厚变薄（由 0.5 mm 变为 0.4 mm），纵向齿密减小，横向齿密加大，在梳理力加强的情况下，采用薄矮齿尖、大工角度能够减少对纤维的冲击，有利于抓取与穿刺，减少纤维损伤。由表 1 测试结果可以看出，两台梳棉机平均生条 AFIS 棉结减少，纤维平均长度略有增加，短绒率（16.5 mm 以下短绒率，下同）降低。2.3.2不同使用年限的锡林针布对比不同使用年限的锡林针布加工的生条质量指标对比见表 2。与使用了 3年的锡林针布相比，使用了 1 年的锡林针布加工的生条 AFIS 棉结有所增加，纤维平均长度略有降低，短绒率有所增加。这是因为使用 1 年的锡林针布仍在磨合期，针齿表面不够光洁，摩擦因数较大，导致加工的生条AFIS棉结有所增加；针齿锋利，分梳力强，对纤维损伤大，造成短绒率略有增加，纤维平均长度降低。2.3.3锡林与盖板隔距对比锡林与盖板隔距和速度对纤维的分梳、棉结的排除、短绒的增加、锡林附面层气流的控制均有较大影响。采用 AC17401740型锡林针布，对 4种锡林与盖板隔距和相应锡林与刺辊线速比条件下加工的生条 AFIS 指标进行测试，结果见表 3。由表 3测试结果可以看出，选用 AC17401740型锡林针布，锡林与盖板隔距为 0.20 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.20 mm，且锡林与刺辊线速比为 2.54时，对减少生条棉结、降低短绒率有利，其生条综合指标最好。锡林和盖板是梳棉的主要分梳区，可以显著提高纤维的伸直度、平行度和分离度。锡林与盖板隔距过大时，锡林与盖板间浮游纤维得不到有效控制，不利于纤维的充分梳理和短绒、细小棉结的充分排除，且锡林与刺辊线速比较小时，不利于纤维转移，刺辊速度过高容易造成纤维损伤，导致棉结增加；锡林与盖板隔距偏紧时，锡林与盖板间浮游纤维得到有效控制，提高了梳理效果，同时锡林与刺辊线速比在 2.54时有利于纤维转移，刺辊速度适度，能够降低对纤维的打击，保护纤维少受损伤，不但总棉结有所降低，而且生条中纤维的平均长度有所增加，短绒率降低。2.3.4棉网清洁器棉网清洁器由导向盖板和尘刀吸管组成，尘刀的作用是分割锡林表面气流负面层中浮于外层的短绒、籽屑。棉网清洁器可显著提高棉网中的表 1不同型号锡林针布更换前后生条 AFIS指标对比机号1#梳棉机2#梳棉机针布型号AC20301550AC17401740AC20301550AC17401740总棉结/（粒g-1）25264735长度/mm25.225.125.025.5短绒率/%12.912.713.413.1表 2不同使用年限的锡林针布加工生条 AFIS指标对比机号3#梳棉机4#梳棉机使用时间3年1年3年1年总棉结/（粒g-1）33416568长度/mm25.425.224.624.6短绒率/%12.813.815.015.8表 3不同锡林与盖板隔距生条 AFIS指标锡林与盖板隔距/mm0.33、0.28、0.28、0.300.30、0.25、0.25、0.280.25、0.23、0.23、0.250.20、0.18、0.18、0.20锡林与刺辊线速比2.392.392.452.54总棉结/（粒g-1）63565337纤维平均长度/mm25.225.525.326.2短绒率/%15.014.514.613.5】【78第 51 卷 第 11 期2023 年 11 月Cotton Textile Technology纤维分离度、伸直度、平行度，从降低成纱棉结、杂质，改善条干，提高成纱强力。对梳棉机上配置的棉网清洁器进行改进，使导流板角度向锡林延伸。改进后，气流更加平直，杂质更容易从管中排出，而且原棉网清洁器气流的回流得到了明显遏制，避免了杂质从棉网中脱离时重新回到棉网上。3 两种前纺工艺流程的成纱质量分析采用优选的锡林针布和隔距，改进棉网清洁器，分别用清棉成卷+梳棉和清梳联工艺流程生产 JC 18.2 tex 纱。各工序半制品质量测试结果见表 4。成纱质量指标对比见表 5。其中，采用清梳 联 工 艺 流 程 筵 棉 落 棉 率 1.8%，梳 棉 落 棉 率5.65%，精梳落棉率 17.8%；采用清棉成卷+梳棉 工 艺 流 程 筵 棉 落 棉 率 1.5%，梳 棉 落 棉 率5.68%，精梳落棉率 18.3%。由表 4和表 5可以看出，在同等配棉质量情况下，采用两种工艺流程，通过优化配置梳棉机锡林针布、隔距和棉网清洁器，从筵棉到粗纱半制品AFIS 总棉结数、短绒率、总杂质数及落棉率基本持平，且成纱质量水平均能达到 USTER 2018 公报 5%水平。但是，采用清梳联流程可以减少排包次数，节省清棉运棉工，同时增加多仓混棉机，进一步提高了混棉的均匀性。4 结语采用相同配棉，优选了梳棉机锡林针布和工艺隔距，改进了棉网清洁器，分别采用清棉成卷+梳棉和清梳联工艺流程生产 JC 18.2 tex 纱。经测试发现，两种工艺流程的筵棉到粗纱半制品AFIS 总棉结数、短绒率、总杂质数及落棉率基本持平，且成纱质量水平均能达到 USTER 2018 公报 5%水平。采用清梳联实现了工序连续化和自动化生产，可以减少排包次数，节省清棉运棉工，改善生产环境，同时流程中配置多仓混棉机，进一步提高了混棉均匀性，降低了布面因原料混和不匀所面临的风险。梳棉工序要重视针布的优选以及梳理隔距、速度的优化配置，以提高梳理质量。参考文献：1马琴，缪定蜀.清梳联流程与成卷流程相关质量的控制 J.上海纺织科技，2009，37（7）：26-27.2倪俊龙.清梳联生产工艺技术探讨 J.上海纺织科技，2004，32（5）：18-19.3顾学军，王剑，万伟锋，等.传统清梳改造清梳联的方案与应用 J.棉纺织技术，2014，42（10）：43-47.4刘延武，管锦文，邢怀祥，等.清梳联流程配置与棉结和短绒的关系J.棉纺织技术，2002，30（10）：81-84.5胡振龙，赵文华，张成英，等.清梳联流程降低棉结短绒的实践 J.纺织器材，2020，47（2）：52-55.6张明光，孙鹏子，曹继鹏.梳棉机盖板速度对盖板花纤维长度分布的影响 J.纺织学报，2011，32（3）：47-50，56.表 4半制品质量测试结果工序筵棉梳棉预并条并卷精梳并条粗纱前纺工艺路线清梳联清棉成卷+梳棉清梳联清棉成卷+梳棉清梳联清棉成卷+梳棉清梳联清棉成卷+梳棉清梳联清棉成卷+梳棉清梳联清棉成卷+梳棉清梳联清棉成卷+梳棉总棉结/（粒 g-1）3303474455323930359713101311短绒率/%19.719.419.117.519.016.619.216.18.98.78.48.67.88.3总杂质/（粒 g-1）295289355224493455811751111表 5成纱质量测试结果纱线管纱筒纱前纺工艺流程清梳联清棉成卷+梳棉清梳联清棉成卷+梳棉条干 CV/%11.2711.4911.5511.54粗节/（个km-1）12.07.09.56.0棉结/（个km-1）14.312.718.516.8注：细节均为 0个/km。】【79