新疆機(jī)采棉棉結(jié)與工藝攻關(guān)研究

馬春琴，陳 艷

(江蘇悅達(dá)紡織集團(tuán)，江蘇 鹽城 224300)

近年來(lái)，新疆機(jī)采棉在降低采摘成本和提高生產(chǎn)效率方面展現(xiàn)出較大優(yōu)勢(shì)，從而成為各紡紗企業(yè)應(yīng)對(duì)原料價(jià)差和降低用棉成本的首選，新疆機(jī)采棉的使用呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。因?yàn)樾陆畽C(jī)采棉是一次性采摘、不分批次、不分霜前棉或霜后棉，所以普遍存在成熟度差異大、含雜率高、短絨率高、疵點(diǎn)多的問(wèn)題。紡紗企業(yè)要合理使用機(jī)采棉，必須采取適當(dāng)措施應(yīng)對(duì)新疆棉的這種變化。

在使用新疆機(jī)采棉的過(guò)程中，原棉疵點(diǎn)的應(yīng)對(duì)、異性纖維的防治、紡紗生產(chǎn)工藝的優(yōu)化、梳理器材的選配、生產(chǎn)品種的定位和產(chǎn)能提高的難題都必須做好，以下就其解決方法作一闡述。

1 新疆機(jī)采棉

1.1 特點(diǎn)

人工采摘棉花難度大，是新疆棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸；而利用機(jī)器采摘棉花，可大幅提高棉花采摘效率，顯著降低采摘成本。當(dāng)前，新疆機(jī)采棉采摘成本約為人工采摘的1/3，大幅降低了棉花生產(chǎn)成本，也使國(guó)產(chǎn)棉花價(jià)格向國(guó)際市場(chǎng)棉花價(jià)格靠近[1]。

盡管如此，新疆機(jī)采棉仍面臨如下問(wèn)題：

a) 機(jī)器采摘將棉花從棉桿上一次性采摘，由于不能分批，也未將霜前棉和霜后棉區(qū)分開(kāi)來(lái)，籽棉中又含有大量的棉葉、棉桿，致使機(jī)采棉的纖維成熟度、線(xiàn)密度差異大、長(zhǎng)度不一致；

b) 機(jī)采棉纖維性能差異大，籽棉加工困難，且除雜效果不佳；

c) 雖然手采棉分級(jí)分等好，且我國(guó)人力資源較豐富，然而手采棉的生產(chǎn)成本高，使機(jī)采棉成為重要選項(xiàng)。

因此如何使用好機(jī)采棉，則任重而道遠(yuǎn)。

1.2 與手采棉品質(zhì)指標(biāo)對(duì)比

新疆機(jī)采棉與手采棉纖維性能各有優(yōu)勢(shì)[2]，原料品質(zhì)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 新疆機(jī)采棉與手采棉品質(zhì)指標(biāo)對(duì)比

項(xiàng)目機(jī)采棉手采棉棉結(jié)/(粒·g-1)221188馬克隆值4.604.43成熟度0.860.84上半部平均長(zhǎng)度/mm29.2529.10長(zhǎng)度整齊度指數(shù)/%79.382.1短纖指數(shù)/%14.913.2斷裂比強(qiáng)度/(cN·tex-1)24.825.4伸長(zhǎng)率/%6.67.5反射率/%8088黃度8.28.7顏色等級(jí)11-211-2雜質(zhì)數(shù)量/(?！-1)57.025.6雜質(zhì)面積/%0.590.25含糖率/%1.73.1回潮率/%5.586.54

從表1可以看出，機(jī)采棉的棉結(jié)、馬克隆值、短纖指數(shù)、雜質(zhì)數(shù)量、雜質(zhì)面積、含糖率及回潮率等指標(biāo)與手采棉相差較大，在紡紗生產(chǎn)中必須嚴(yán)格管控。

2 新疆棉花的配比優(yōu)化

根據(jù)機(jī)采棉與手采棉不同要求、不同纖維性能、不同紡紗關(guān)注點(diǎn)，組織實(shí)施以下3種配棉方案：

a) 使用100%機(jī)采棉；

b) 使用100%手采棉；

c) 機(jī)采棉與手采棉混合使用，混合比例及原料性能指標(biāo)見(jiàn)表2。

從成紗指標(biāo)和織布檢驗(yàn)來(lái)看，將機(jī)采棉和手采棉合理混用能有效解決紡紗中存在的各種問(wèn)題，同時(shí)解決了紡機(jī)采棉時(shí)棉結(jié)高的難題。但手采棉的加入應(yīng)加大對(duì)異性纖維的關(guān)注度，在清花線(xiàn)、絡(luò)筒電清上應(yīng)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。

表2 機(jī)采棉與手采棉混合比例及原料性能指標(biāo)

混合比例/%原料性能地方手采棉兵團(tuán)手采棉兵團(tuán)機(jī)采棉地方機(jī)采棉根數(shù)短絨率/%AFIS棉結(jié)/(?！-1)回潮率/%含雜率/%馬克隆值24.533.339.03.233.322647.001.64.42

3 清花流程控制

由于新疆機(jī)采棉有采摘成本低、異纖含量較少等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又存在含雜多、短纖維含量高、異性纖維含量不穩(wěn)定的問(wèn)題，應(yīng)針對(duì)原料性能采取有效措施，尤其是清梳工藝的探討[3-4]。

清梳主要是清除棉結(jié)、排除短絨、減少纖維損傷，機(jī)采棉清花工藝除雜尤為重要，一方面減少各區(qū)域打擊，另一方面利用清花線(xiàn)打手速度和各落雜區(qū)的隔距配置使清花管道氣流和棉流通暢，從而降低棉結(jié)、短絨，增強(qiáng)除雜效能。

4 梳棉工藝優(yōu)化

新疆機(jī)采棉相比手采棉，主要存在成熟度差、馬克隆值偏高，短纖維含量高，未成熟纖維、不孕籽、軟籽表皮等危害性疵點(diǎn)高的問(wèn)題，對(duì)此將清梳聯(lián)開(kāi)清棉與梳棉兩個(gè)工序有機(jī)結(jié)合以縮短工藝流程，其連續(xù)化、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)大幅減少了用工。梳理是紡好紗線(xiàn)的關(guān)鍵工序，其核心是在減少纖維損傷、降低棉結(jié)的前提下，達(dá)到精細(xì)抓取、有效開(kāi)松、均勻混合和高效除雜。

清梳聯(lián)采用增大梳棉機(jī)幅寬和出條定量的高產(chǎn)工藝法，能有效降低棉結(jié)、使纖維梳理充分；但短絨增長(zhǎng)多、纖維損傷多，從而影響成紗質(zhì)量，特別是在梳理機(jī)采棉過(guò)程中排雜不充分，易造成錫林、回轉(zhuǎn)蓋板、道夫針布上嵌雜，同時(shí)馬克隆值一致性差、短絨高，造成強(qiáng)力低、強(qiáng)不勻大、條干水平差、毛羽高、棉結(jié)雜質(zhì)多和梳棉機(jī)生產(chǎn)效率低等問(wèn)題。因此，必須對(duì)梳棉機(jī)梳理工藝進(jìn)行優(yōu)化。

4.1 參數(shù)優(yōu)化

為發(fā)揮清梳聯(lián)梳理優(yōu)勢(shì)采取的主要措施是：① 提高錫林轉(zhuǎn)速以增大梳理度、提高預(yù)梳理能力；② 采用新型大齒密針布以提高梳理度；③ 抬高錫林以充分利用錫林圓周弧面針布，增大前、后固定蓋板梳理面，從而清除棉結(jié)、排除短絨、減少纖維損傷。

因?yàn)槭崦迿C(jī)速度提高，可使針/齒尖面纖維數(shù)量增加即梳理的纖維量增加；緊隔距、強(qiáng)分梳，配合進(jìn)口大、出口小的漸近工藝設(shè)置，減少緊隔距、強(qiáng)分梳帶來(lái)的纖維損傷；大齒距、小齒深結(jié)構(gòu)，提高了纖維的釋放和轉(zhuǎn)移能力。

4.2 設(shè)備狀態(tài)

良好的設(shè)備狀態(tài)是紡好新疆機(jī)采棉的關(guān)鍵。

4.2.1包卷金屬針布對(duì)梳理至關(guān)重要，包卷機(jī)夾頭上的夾刀松緊、磨損狀況，導(dǎo)輪軸承是否靈活、缺油等確定正常后再開(kāi)始搭架。搭架時(shí)一定要查看金屬針布齒條與錫林滾筒切線(xiàn)應(yīng)大于半徑且不宜過(guò)長(zhǎng)，正常切線(xiàn)長(zhǎng)度大于半徑約為6 cm～8 cm，以確保卷繞平穩(wěn)且不易爬齒、損傷齒尖；伸頭時(shí)要對(duì)齒條起頭部位銼薄約為10 cm長(zhǎng)，以便開(kāi)頭與收尾達(dá)到最佳效果。

在正常包卷時(shí)，起頭的第1、2圈無(wú)須加張力，在1 cm寬度內(nèi)張力應(yīng)偏緊掌握，至10 cm～15 cm寬處應(yīng)適當(dāng)放松。正常張力應(yīng)根據(jù)齒條的基部厚確定，錫林齒條為39.2 N～58.8 N，道夫齒條為58.8 N～78.4 N，側(cè)壓力宜為98 N；因?yàn)殄a林滾筒兩端斜磨為微錐面，兩端齒條的包卷速度比中間慢5 r/min～10r/min，中間則可適當(dāng)加快，錫林為20r/min～30 r/min較適宜，道夫?yàn)?5 r/min～35 r/min，最好一次性包完整個(gè)滾筒。

4.2.2安裝時(shí)一定要查看開(kāi)頭、收尾處針布齒尖的高低，高則用油石磨平以保證隔距準(zhǔn)確(針布間隔距直接影響棉結(jié)的去除和成紗指標(biāo))；在安裝前應(yīng)先對(duì)大小漏底、前后罩板曲軌及各類(lèi)刀具進(jìn)行揩擦，做到光潔、無(wú)銹，無(wú)油污、棉蠟。

4.2.3中曲軌隔距影響中部氣流的順暢及開(kāi)車(chē)后是否會(huì)出現(xiàn)墻板塞花，且很難保證整機(jī)各部位氣流的順暢(氣流不暢影響棉結(jié)雜質(zhì)的排除)；其隔距一定要進(jìn)口大于出口。安裝大漏底時(shí)，盡量做到前片大漏底與后片大漏底接口之間隔距應(yīng)小于后片約0.127 mm～0.254 mm，即前片高于后片利于氣流順暢、纖維順利通過(guò)。

4.2.4安裝機(jī)后部分時(shí)應(yīng)注意安裝的效果，否則將影響機(jī)后氣流的暢通，以及纖維和雜質(zhì)能否很好地剝離；其安裝一定要與大漏底接口一致，接口處三角漏底應(yīng)高出大漏底約0.127 mm，再安裝預(yù)梳理漏底，預(yù)梳理與三角漏底之間有個(gè)落雜點(diǎn)，該落雜點(diǎn)的大小根據(jù)所紡原料的含雜量確定，含雜少則做小點(diǎn)。

刺輥下安裝預(yù)梳理固定蓋板時(shí)，應(yīng)將過(guò)去的2根固定蓋板逆齒改為先梳后順，以利于纖維轉(zhuǎn)移并減少前梳理區(qū)的負(fù)擔(dān)。預(yù)梳理固定蓋板與刺輥隔距由所紡原料的強(qiáng)力而定，根據(jù)強(qiáng)力差將固定蓋板與刺輥隔距適當(dāng)放大為1.524 mm～2.032 mm。

在設(shè)置固定蓋板—錫林隔距時(shí)，原則是進(jìn)口大、出口小， 后固定蓋板—錫林隔距要大于前固定蓋板隔距1～2倍。試紡結(jié)果表明，大隔距時(shí)的棉結(jié)要優(yōu)于小隔距。

4.2.5錫林—回轉(zhuǎn)蓋板共有26個(gè)隔距點(diǎn)，每個(gè)都必須保證準(zhǔn)確，否則會(huì)出現(xiàn)左右大小不一致，或前后偏差大，將對(duì)棉結(jié)指標(biāo)影響很大，且左右差異大則不能保證氣流在錫林—回轉(zhuǎn)蓋板間穩(wěn)定。

4.3 幾種梳棉機(jī)狀態(tài)對(duì)比

4.3.1針布配置

設(shè)備是基礎(chǔ)，工藝是提高質(zhì)量的手段。我們?cè)诠潭ㄉw板配置上進(jìn)行了前3后3、前4后6試紡。本次試紡是采取同條件紡CJ 11.66 tex紗時(shí)進(jìn)行的跟蹤試紡，不同針布配置及狀態(tài)對(duì)比見(jiàn)表3。

從表3中可以看出，31號(hào)梳棉機(jī)狀態(tài)優(yōu)于18號(hào)，即固定蓋板按前4后6配置加大梳棉機(jī)的梳理度，尤其是紡長(zhǎng)絨棉系列品種時(shí)，生條棉結(jié)指標(biāo)可至少下降30%；因此，增加固定蓋板前后配置根數(shù)則有利于增大梳棉機(jī)的梳理力度。目前，我公司準(zhǔn)備嘗試前6后9的配置。

4.3.2參數(shù)配置

為分析梳棉機(jī)主要工藝配置及速度變化對(duì)梳理質(zhì)量的影響，設(shè)置錫林轉(zhuǎn)速為390 r/min、刺輥轉(zhuǎn)速為730 r/min，31號(hào)梳棉機(jī)不同出條速度時(shí)質(zhì)量對(duì)比見(jiàn)表4，同臺(tái)同錠不同梳棉狀態(tài)下成紗質(zhì)量變化趨勢(shì)見(jiàn)表5。

表3 不同針布配置及狀態(tài)

項(xiàng)目31號(hào)18號(hào)機(jī)型FA203AFA203A針布配置金輪錫林金屬針布齒條型號(hào)AC2035×01740AD2035×01740包針日期2017-05-012015-08-24金輪刺輥金屬針布齒條型號(hào)AT5610B×06311PAT5610B×06311P包針日期2017-05-012016-08-24金輪道夫針布型號(hào)AD4030×02090AD4030×02090包針日期2017-05-012017-04-16金輪彈性蓋板針布型號(hào)MCH55DMCH55D包針日期2017-05-012016-04-02前固定蓋板/根43更換日期2016-08-142015-08-24后固定蓋板/根63更換日期2016-08-142015-08-24狀態(tài)生條AFIS棉結(jié)/(粒·g-1)5265短絨率/%12.313.1

表4不同出條速度時(shí)梳理質(zhì)量對(duì)比

項(xiàng)目A組B組C組出條速度/(m·min-1)7090120生條AFIS棉結(jié)/(?！-1)445746短絨率/%12.613.114.0精梳AFIS棉結(jié)/(?！-1)10410短絨率/%5.86.07.1精梳落棉AFIS棉結(jié)/(粒·g-1)227193188精梳落棉短絨率/%58.263.169.6

表4、表5結(jié)果表明，在同等條件下，梳棉采用不同出條速度，半制品生條、精梳條的AFIS棉結(jié)變化不顯著且無(wú)直接相關(guān)性，其短絨隨著速度提高而增加；當(dāng)紡純棉11.66 tex針織紗時(shí)，對(duì)棉結(jié)水平影響較大，+140%棉結(jié)、+200%棉結(jié)與生條速度成正比，即生條速度提高，成紗棉結(jié)增加明顯。

表5不同梳棉狀態(tài)下成紗質(zhì)量變化趨勢(shì)

項(xiàng)目A組B組C組出條速度/(m·min-1)7090120強(qiáng)力/cN160.4151.4153.3強(qiáng)力CV/%10.27.37.8伸長(zhǎng)率/%4.55.14.5最低強(qiáng)力/cN121.6121.1126.7條干CV/%13.2013.0413.40細(xì)節(jié)(-40%)/(個(gè)·km-1)123113141細(xì)節(jié)(-50%)/(個(gè)·km-1)446粗節(jié)(+35%)/(個(gè)·km-1)312289323粗節(jié)(+50%)/(個(gè)·km-1)231727棉結(jié)(+140%)/(個(gè)·km-1)7593139棉結(jié)(+200%)/(個(gè)·km-1)91831毛羽指數(shù)H3.823.843.83

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)新疆機(jī)采棉、手采棉的不同性能，采取不同的原料配比方案，對(duì)纖維不同性能特點(diǎn)采取不同的措施，并從清梳工藝、棉結(jié)減少、清除雜質(zhì)，尤其是提高梳棉機(jī)狀態(tài)和加強(qiáng)梳理方面進(jìn)行多組試紡，最終確認(rèn)最佳的設(shè)備狀態(tài)和工藝設(shè)計(jì)方案，為公司有效使用新疆機(jī)采棉積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。