趙建奎 張志強(qiáng) 閆海娜 姚雅寧
(河北宏潤(rùn)新型面料有限公司,河北保定,071500)
隨著機(jī)采棉在紡紗廠的普遍應(yīng)用,“棉結(jié)”成為紡紗廠和織布廠關(guān)注度較高的一項(xiàng)指標(biāo)。這里的“棉結(jié)”不僅是條干儀上測(cè)試的+200%棉結(jié),還包括布面上的“棉結(jié)”,也有人稱為“白星”或“毛粒”。
為改善棉結(jié),各紡紗企業(yè)多從設(shè)備專件和工藝采取措施,比如從針布、隔距、速度等方面下工夫,或是提高落棉率以減少棉結(jié)和短絨,而從原料選擇上減少棉結(jié)和短絨只停留在理論層面。這主要有兩方面的原因:一是多數(shù)企業(yè)采購(gòu)什么棉花就用什么棉花;二是在采購(gòu)棉花時(shí)沒(méi)有提供短絨和棉結(jié)公檢數(shù)據(jù)。為了提高公司產(chǎn)品質(zhì)量,進(jìn)一步了解紡紗過(guò)程中棉結(jié)和短絨的變化規(guī)律及對(duì)成紗質(zhì)量的影響,判定工藝參數(shù)是否合理,我們進(jìn)行了3 個(gè)紡紗方案的對(duì)比試驗(yàn)。
為了排除試驗(yàn)數(shù)據(jù)的偶然性,選擇原棉棉結(jié)低、中、高3 檔做3 個(gè)試驗(yàn)方案;結(jié)合平時(shí)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)中的一般規(guī)律,對(duì)3 個(gè)試驗(yàn)方案的數(shù)據(jù)核對(duì)驗(yàn)證,保證數(shù)據(jù)在置信區(qū)間。
方案1 原料為50% 機(jī)采棉+50% 手摘棉。從新疆機(jī)采棉和手摘棉中各挑選幾包棉結(jié)總粒數(shù)較低的原棉進(jìn)行試紡。機(jī)采棉棉結(jié)總粒數(shù)平均212 粒/g,手摘棉棉結(jié)總粒數(shù)平均172 粒/g,混和原料棉結(jié)總粒數(shù)平均192 粒/g,屬于棉結(jié)低的原棉。
方案2 原料為100%機(jī)采棉。從新疆機(jī)采棉中挑選幾包棉結(jié)總粒數(shù)在221 粒/g 左右的原棉試紡,屬于棉結(jié)中等的原棉。
方案3 原料為100%機(jī)采棉。原料中棉結(jié)總粒數(shù)平均313 粒/g,屬于棉結(jié)高的原棉。
FA002 型抓棉機(jī)→FA035C 型混開(kāi)棉機(jī)→FA025 型多倉(cāng)混棉機(jī)→FA106B 型開(kāi)棉機(jī)→CS801K 型異纖機(jī)→FB171A 型棉箱→A186G 型梳棉機(jī)→FA306G 型并條機(jī)→SR80J 型條并卷機(jī)→CJ40 型精梳機(jī)→FA326A 型并條機(jī)(帶自條勻整)→FA4423A 型粗紗機(jī)→FA507 型細(xì)紗機(jī)→SMARO 型絡(luò)筒機(jī)
本試驗(yàn)采用同一工藝流程和設(shè)備,在相同工藝環(huán)境下,采用高、中、低檔棉結(jié)的原棉,測(cè)試并分析半制品及成紗棉結(jié)差距大小和變化規(guī)律。3 個(gè)方案的原棉主要指標(biāo)見(jiàn)表1。
表1 3 個(gè)試驗(yàn)方案原棉主要指標(biāo)對(duì)比
在表1 所示的原棉指標(biāo)中,前3 項(xiàng)是USTER HVI MF100 型大容量纖維檢測(cè)儀對(duì)所用批次原料抽測(cè)指標(biāo)的加權(quán)平均值,含雜率和回潮率為公檢數(shù)據(jù)的平均值,后4 項(xiàng)為USTER AFIS Pro2 型單纖維檢測(cè)儀(以下簡(jiǎn)稱AFIS)對(duì)原料檢測(cè)指標(biāo)的平均值。由于半制品棉結(jié)和短絨率使用AFIS 檢測(cè),為了便于比較半制品棉結(jié)和短絨率的變化,原棉也采用AFIS 檢測(cè)棉結(jié)和短絨。
方案1 和方案2 中原棉長(zhǎng)度比方案3 中原棉短1.1 mm 左右,斷裂比強(qiáng)度比方案3 低1.5 cN/tex 左右,短絨率比方案3 少近2 個(gè)百分點(diǎn),棉結(jié)明顯比方案3 少。方案1 的棉結(jié)比方案3 的 棉 結(jié) 少129 粒/g,比方案3 的棉結(jié)少42.9%;方案2 棉結(jié)比方案3 的棉結(jié)少100 粒/g,比方案3 的棉結(jié)少33.2%;這個(gè)差異還是比較大的。試驗(yàn)中,主要核查含不同數(shù)量基棉結(jié)的原棉在紡紗過(guò)程中的變化情況。
清棉工序遵循“早開(kāi)松,早排除,低速度,少損傷,氣流順,轉(zhuǎn)移良”的工藝原則。主要目的是充分開(kāi)松原棉,盡量排除結(jié)雜,減少棉結(jié)和短絨的增生。3 個(gè)方案中筵棉的AFIS 測(cè)試指標(biāo)見(jiàn)表2。
表2 3 個(gè)方案中筵棉的AFIS 測(cè)試指標(biāo)對(duì)比
在清梳聯(lián)流程中,原棉到筵棉一般棉結(jié)增長(zhǎng)率在50%~150%之間[1]。我們公司控制在45%以下。方案1 筵棉較原棉棉結(jié)增長(zhǎng)率為22.1%,方案2 筵棉較原棉棉結(jié)增長(zhǎng)率為19.4%,方案3筵棉較原棉棉結(jié)增長(zhǎng)率為13.3%。從表2 中數(shù)據(jù)可以看出,原棉棉結(jié)越少,到筵棉后棉結(jié)增長(zhǎng)率越高。總體看來(lái),棉結(jié)增長(zhǎng)率比較低,符合一般棉結(jié)的變化規(guī)律。
從原棉到筵棉,16 mm 以下短絨率的變化規(guī)律一般是上升趨勢(shì),上升幅度在1.5 個(gè)百分點(diǎn)左右。我們公司一般是持平或略有升降,波動(dòng)范圍在0.6 個(gè)百分點(diǎn)左右。方案1 和方案2 中筵棉的短絨率較原棉短絨率下降了0.8 個(gè)百分點(diǎn)左右,方案3 短絨率較原棉短絨率下降了1.3 個(gè)百分點(diǎn),優(yōu)于一般變化規(guī)律。雖然清棉部分和梳棉部分總落棉率不算高,僅7.6%,但從短絨率和棉結(jié)指標(biāo)來(lái)看,達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。
梳棉工序主要工藝原則是要求針布橫密縱稀,錫刺比偏大掌握,轉(zhuǎn)移順暢,采用“柔性梳理”。所謂“柔性梳理”,也就是掌握好短絨率與棉結(jié)的平衡點(diǎn),盡量采用強(qiáng)分梳,既要保證纖維的梳理度,又要減少對(duì)纖維的損傷。3 個(gè)試驗(yàn)方案生條AFIS 測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表3,其中清棉部分和梳棉部分的總落棉率均為7.6%。
表3 3 個(gè)試驗(yàn)方案中生條AFIS 測(cè)試指標(biāo)對(duì)比
一般情況下,生條較筵棉棉結(jié)去除率在60%~80%。我們公司日常測(cè)試所有機(jī)臺(tái)的生條較筵棉棉結(jié)平均去除率在78%~85%之間。新包針布棉結(jié)去除率在90%~92%,快到使用周期的針布棉結(jié)去除率在70%~78%。
方案1 生條較筵棉棉結(jié)去除率81.0%,方案2 生條較筵棉棉結(jié)去除率80.4%,方案3 生條較筵棉棉結(jié)去除率79.5%。可以看出,筵棉的棉結(jié)越低,生條棉結(jié)去除率越高。3 個(gè)方案棉結(jié)去除率符合梳棉棉結(jié)變化規(guī)律,說(shuō)明梳棉機(jī)的上機(jī)工藝合理,與設(shè)備狀態(tài)匹配。
從筵棉到生條,AFIS 測(cè)試短絨率變化一般規(guī)律是下降0.5 個(gè)百分點(diǎn)左右。我們公司一般規(guī)律是:當(dāng)原棉短絨率較低時(shí)(11%左右),生條短絨率與原棉的接近,變化范圍增長(zhǎng)或降低0.6 個(gè)百分點(diǎn)左右;當(dāng)原棉短絨率偏高時(shí)(15%左右),生條短絨率減少1.5 個(gè)百分點(diǎn)左右。方案1 生條短絨率較筵棉的持平,方案2 生條短絨率較筵棉的高出1.8 個(gè)百分點(diǎn),方案3 生條短絨率較筵棉的高出2 個(gè)百分點(diǎn),不符合一般規(guī)律。從原棉到筵棉短絨率不升反降,從筵棉到生條短絨率增生太高。分析認(rèn)為,一是清棉工序打擊開(kāi)松不夠,梳棉的梳理力度偏大,導(dǎo)致生條短絨率的增生比例大,出現(xiàn)短絨率偏高;二是梳棉短絨排除的少,蓋板花落棉少。說(shuō)明棉結(jié)與短絨率的平衡點(diǎn)偏向棉結(jié)方向,工藝需要進(jìn)行微調(diào)。
在相同落棉率的情況下,方案1 的生條棉結(jié)比方案3 的減少42.9%,方案2 的生條棉結(jié)比方案3 的減少32.9%,與原棉差異比例接近。
并條工序在紡紗過(guò)程中的重要性越來(lái)越受到廣大同行的重視。隨著檢測(cè)技術(shù)的提高,我們發(fā)現(xiàn)除了并合、牽伸、混和、成條作用外,并條工序還具有較好的改善纖維平行伸直度和減少棉結(jié)的作用。所以,預(yù)并工藝原則為“低并合數(shù),大后區(qū)牽伸倍數(shù),大后區(qū)羅拉隔距”。主要目的是改善纖維的平行伸直度,減少纖維拉傷,打開(kāi)活棉結(jié)。但如果纖維過(guò)于平行伸直,易出現(xiàn)黏卷現(xiàn)象。這也是精梳準(zhǔn)備工序總牽伸倍數(shù)最好控制在8.5 倍以下的原因。表4 為3 個(gè)方案中預(yù)并條AFIS 測(cè)試棉結(jié)和短絨率的情況。
表4 3 個(gè)試驗(yàn)方案預(yù)并條AFIS 指標(biāo)對(duì)比
一般情況下,我們公司預(yù)并條較生條棉結(jié)去除率為12%~18%。方案1 棉結(jié)較生條的棉結(jié)去除率為22.5%,方案2 棉結(jié)較生條的棉結(jié)去除率為27.7%,方案3 棉結(jié)較生條的棉結(jié)去除率為18.6%。3 個(gè)方案預(yù)并工序的棉結(jié)去除率都比較好,前兩個(gè)方案棉結(jié)去除率比例高,與基數(shù)小有一定關(guān)系。
方案1 和方案2 的棉結(jié)改善情況明顯比方案3 好。方案1 比方案3 棉結(jié)減少45.6%,方案2 比方案3 棉結(jié)減少40.4%,比原棉減少比例略有增大。所以除了梳棉、精梳工序外,預(yù)并(普梳流程中也稱頭并)工序也是減少棉結(jié)的關(guān)鍵工序,必須引起足夠的重視。
預(yù)并工序的短絨率與生條短絨率基本相當(dāng),變化較小。預(yù)并到條并卷的棉結(jié)與短絨率變化也不大,基本持平,符合正常變化規(guī)律,不再贅述。
精梳工序遵循“低落率,少產(chǎn)生,多排除”的工藝原則。精梳工序是用棉消耗的主要工序,落棉率和半制品及成紗指標(biāo)的平衡是關(guān)鍵,所以精梳落棉率要盡量低,同時(shí)盡量減少短絨的產(chǎn)生,并盡可能多地排除棉結(jié)和短絨。紡制相對(duì)低端的精梳紗時(shí),精梳工序落棉率一般控制在13%~15%之間;紡制相對(duì)高品質(zhì)的精梳紗時(shí),一般精梳落棉率控制在18%~21%。表5 為3 個(gè)方案的精梳條AFIS 測(cè)試指標(biāo),精梳落棉率均為18%。
表5 3 個(gè)方案精梳條AFIS 指標(biāo)對(duì)比
一般情況下從生條到精梳的短絨、結(jié)雜變化規(guī)律為:短絨去除率≥45%,棉結(jié)去除率≥75%[2]。我們公司控制標(biāo)準(zhǔn)為:短絨去除率30%~50%,棉結(jié)去除率60%~80%。精梳落棉率是影響去除率的主要因素。
方案1 精梳對(duì)梳棉棉結(jié)去除率為77.5%,方案2 精梳對(duì)梳棉棉結(jié)去除率為78.7%,方案3 精梳對(duì)梳棉棉結(jié)去除率為72.9%,符合精梳對(duì)梳棉棉結(jié)去除率的范圍。方案1 精梳對(duì)梳棉短絨去除率為41.6%,方案2 精梳對(duì)梳棉短絨去除率為50.5%,方案3 精梳對(duì)梳棉短絨去除率為40.8%,符合精梳對(duì)梳棉的短絨去除率范圍。
在精梳落棉率相同的情況下,方案1 棉結(jié)、短絨都與方案2 比較接近;但與方案3 相比,方案1棉結(jié)較方案3 的少52.6%,方案2 棉結(jié)較方案3 的少47.4%,比原棉和預(yù)并時(shí)的差異呈進(jìn)一步增大的趨勢(shì)。
實(shí)際精梳工序在排除短絨的同時(shí)也產(chǎn)生短絨,所以只有對(duì)精梳落物進(jìn)行分析才能確定精梳產(chǎn)生了多少短絨。一般精梳落棉率中短絨含量在75%左右,有效纖維含量在25%左右。隨著精梳落棉率的增加,精梳落棉中有效纖維含量逐漸增加。如果超出范圍就要進(jìn)行仔細(xì)分析,查找原因。對(duì)精梳落棉進(jìn)行分析是研判精梳工序落棉率及工藝是否合理的輔助手段。
現(xiàn)在末并一般都帶自調(diào)勻整功能,過(guò)精梳后一般用一道并條。工藝原則多為“按后彎鉤伸直理論,總牽伸宜大不宜小,后區(qū)牽伸宜小不宜大,采用重加壓,緊隔距”。3 個(gè)方案熟條的AFIS 測(cè)試指標(biāo)見(jiàn)表6。
表6 3 個(gè)方案的熟條AFIS 測(cè)試指標(biāo)對(duì)比
粗紗工藝原則為“偏小掌握總牽伸倍數(shù),小后區(qū)牽伸,大后區(qū)隔距,中等捻系數(shù),強(qiáng)控制主牽伸區(qū)”。主要目的是改善成紗+140%棉結(jié)。對(duì)粗紗人工退捻后用AFIS 測(cè)試其指標(biāo),結(jié)果見(jiàn)表7。
表7 3 個(gè)方案的粗紗AFIS 測(cè)試指標(biāo)對(duì)比
由表6 和表7 可見(jiàn),熟條和粗紗棉結(jié)、短絨變化都比較小,與精梳工序比略有上升,幅度較小,這里不做重點(diǎn)探討。
細(xì)紗工序采用小后區(qū)牽伸倍數(shù),大后區(qū)羅拉隔距,中區(qū)強(qiáng)控制,專件狀態(tài)優(yōu)良,普通隔距塊。細(xì)紗用同臺(tái)同錠進(jìn)行3 個(gè)方案的對(duì)比試驗(yàn)。以JC 14.6 tex 集聚紡針織紗為例進(jìn)行對(duì)比,細(xì)紗設(shè)計(jì)捻度78.0 捻/10 cm。管紗和筒紗都在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室中用USTER ME100 型條干儀進(jìn)行測(cè)試,用YG063E 型自動(dòng)強(qiáng)力儀測(cè)試強(qiáng)力。3 個(gè)方案的管紗測(cè)試指標(biāo)對(duì)比情況見(jiàn)表8。
表8 3 個(gè)方案管紗指標(biāo)對(duì)比
從管紗棉結(jié)上看,雖然檢測(cè)所用儀器和檢測(cè)棉結(jié)內(nèi)容不完全相同,但與精梳的棉結(jié)高低還是相對(duì)應(yīng)的。方案1 較方案3 的+200% 棉結(jié)少66.5%,方 案2 較 方 案3 的+200% 棉 結(jié) 少52.6%,從比例上看,這3 個(gè)方案棉結(jié)差異比例還是呈增大趨勢(shì)。從條干CV和單紗強(qiáng)力上看,與短絨含量、纖維長(zhǎng)度、單紗強(qiáng)力等相關(guān)指標(biāo)是相符的。
將JC 14.6 tex 集聚紡針織紗的管紗用同臺(tái)同錠同工藝進(jìn)行絡(luò)筒,在同一標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室中的相同儀器測(cè)試,3 個(gè)方案的筒紗指標(biāo)見(jiàn)表9。
表9 3 個(gè)方案的筒紗指標(biāo)對(duì)比
一般情況下細(xì)紗到絡(luò)筒后棉結(jié)是增長(zhǎng)的。我們公司中粗號(hào)紗棉結(jié)增長(zhǎng)率在37%以內(nèi),細(xì)號(hào)紗棉結(jié)增長(zhǎng)率在65%左右;半制品短絨含量越高,棉結(jié)增長(zhǎng)幅度越大。方案1 由管紗到筒紗+200%棉結(jié)增長(zhǎng)率為27.8%,方案2 由管紗到筒紗+200%棉結(jié)增長(zhǎng)率為35.3%,方案3 由管紗到筒紗+200%棉結(jié)增長(zhǎng)率為36.7%。從這個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)看,增幅在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。
單從棉結(jié)這個(gè)指標(biāo)來(lái)看,原棉的棉結(jié)對(duì)成紗棉結(jié)影響十分突出,在清棉、梳棉、精梳落棉率完全相同的情況下,方案1 原棉棉結(jié)比方案3 少42.9%,但成紗+200%棉結(jié)少了68.7%,擴(kuò)大了1.6 倍。方案2 原棉棉結(jié)比方案3 少33.2%,但成紗+200%棉結(jié)比方案3少53.1%,也擴(kuò)大了1.6倍。
在紡紗過(guò)程中棉結(jié)的一般變化趨勢(shì)為:從原棉到筵棉,棉結(jié)呈增長(zhǎng)趨勢(shì),增長(zhǎng)比例在40%左右;從筵棉到生條,棉結(jié)是減少趨勢(shì),去除率為80%左右;從生條到預(yù)并,棉結(jié)是減少趨勢(shì),去除率為12%~18%。因?yàn)槠綍r(shí)檢測(cè)預(yù)并條到條并卷棉結(jié)變化不大,從預(yù)并條到精梳棉結(jié)是明顯減少趨勢(shì),去除率主要與精梳落棉率高度相關(guān),一般棉結(jié)去除率為60%~80%,末并到粗紗棉結(jié)變化不大,略有增長(zhǎng)。
圖1 為USTER 公報(bào)精梳流程前紡工序棉結(jié)變化規(guī)律圖,圖2 為3 個(gè)方案精梳流程前紡工序棉結(jié)變化圖。預(yù)并與條并卷的小卷棉結(jié)雜、短絨基本持平,所以兩個(gè)圖有可比性。
從圖1 和圖2 來(lái)看,不管原棉中棉結(jié)含量高低,每道工序其變化趨勢(shì)是一致的。3 個(gè)方案中,各工序變化規(guī)律和幅度都相符。說(shuō)明各工序?qū)γ藿Y(jié)的控制十分合理,設(shè)備狀態(tài)和工藝完全匹配。
圖1 精梳流程前紡工序AFIS 測(cè)試棉結(jié)變化規(guī)律
圖2 3 個(gè)方案精梳流程前紡工序AFIS 測(cè)試棉結(jié)變化
需要特別指出的是,除了梳棉、精梳工序外,預(yù)并(普梳流程也稱頭并)對(duì)棉結(jié)也有一定的改善。雖然改善棉結(jié)的主工序還是梳棉和精梳,但是預(yù)并的作用也不能忽視。其他工序主要控制棉結(jié)少增長(zhǎng)為主。
圖3 為USTER 公報(bào)精梳流程前紡工序重量短絨率變化規(guī)律圖,圖4 為3 個(gè)方案精梳流程前紡工序短絨率變化圖。
圖3 精梳流程前紡工序短絨變化規(guī)律
圖4 3 個(gè)方案精梳流程前紡工序短絨變化
從圖3 可以看出,由原棉到筵棉,短絨率是增長(zhǎng)的,增長(zhǎng)幅度在1.5 個(gè)百分點(diǎn)左右。從筵棉到精梳,短絨率是逐漸下降的,筵棉到生條、生條到條卷,短絨率下降幅度都在0.5 個(gè)百分點(diǎn)左右。從條卷到精梳,短絨率明顯減少,減少幅度在2.5個(gè)百分點(diǎn)~3.5 個(gè)百分點(diǎn),這主要與條卷短絨含量有關(guān)。精梳、并條、粗紗工序短絨率變化不大,基本持平。
從圖4 中還可以看出,由原棉到筵棉,短絨率呈下降趨勢(shì);方案2 和方案3 由筵棉到生條短絨率呈上升趨勢(shì),方案1 短絨率持平,與圖3 中的規(guī)律不相符,說(shuō)明清棉工序的開(kāi)松差,打擊力度小。由筵棉到梳棉短絨率增長(zhǎng)有兩個(gè)原因,一是清棉開(kāi)松不夠,梳棉梳理力度大,短絨率增長(zhǎng)多;二是為了節(jié)棉,梳棉蓋板花排除少。由于從原棉到生條短絨率整體增量不大,在1 個(gè)百分點(diǎn)之內(nèi),與圖3 中規(guī)律增長(zhǎng)幅度相同,可略做調(diào)整,少量增加蓋板花量,達(dá)到多排,提高出條速度,減小梳理力度。后面幾個(gè)工序短絨變化與圖3 規(guī)律完全相符,說(shuō)明后面工序的設(shè)備狀態(tài)和工藝配置是合理的。
管紗與筒紗的棉結(jié)檢測(cè)儀器與前紡工序不同,沒(méi)有可比性,但一般呈正相關(guān)。管紗到筒紗棉結(jié)是增長(zhǎng)趨勢(shì),一般中粗號(hào)紗增長(zhǎng)比例在37%以內(nèi),細(xì)號(hào)紗增長(zhǎng)比例在65%左右。
從3 個(gè)方案每道工序的棉結(jié)、短絨率變化情況看,除生條短絨率增長(zhǎng)部位有不同外,其他完全符合各自變化規(guī)律,說(shuō)明工藝配置與設(shè)備狀態(tài)比較匹配。從棉結(jié)角度分析,原棉的棉結(jié)改善一個(gè)較小的比例,成紗棉結(jié)會(huì)改善一個(gè)較大的比例。在梳棉工序之后,每過(guò)一道工序,3 個(gè)方案的棉結(jié)差異率逐漸增大。原棉中棉結(jié)基數(shù)不同,變化有差異。因此,改善棉結(jié)要從優(yōu)選原料開(kāi)始,從每道工序上攻關(guān),特別是除了梳棉與精梳工序外,要重視預(yù)并工序的作用。從短絨率角度看,只要棉結(jié)滿足要求,控制好短絨增長(zhǎng)率即可??傊枵莆蘸妹藿Y(jié)與短絨的平衡。