棉花清分機在紡紗過程中的應(yīng)用

譚紹海，熊 偉，李 旭，曾 霖

(1.江門市新會區(qū)保華實業(yè)有限公司，廣東 江門 529157；2.海南沃普農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，海南 三亞 572019； 3.南京國環(huán)有機產(chǎn)業(yè)認(rèn)證中心有限公司，南京 210042；4.武漢異纖檢測科技有限公司，武漢 430101)

0 引言

隨著人們消費觀念的變化，淺色面料的占比越來越大，但其對異纖疵點的反應(yīng)極為敏感，易造成面 料降等降級[1-2]。目前紡織廠清除異纖的方法主要有人工挑揀、使用異纖清除機和電子清紗器3種。這3種清除方法主要是在紡紗的不同工序中控制異纖，費時費力、清除效率低下。

一個10萬錠紡紗廠，每天約使用70 t棉花，僅靠手揀異纖是不現(xiàn)實的(且手揀異纖人工費用高，約1.0元/kg)。由于一道異纖清除機對于異纖含量較高的棉花清除效果較差，很難滿足后道工序質(zhì)量要求。高質(zhì)量要求的企業(yè)，一方面可采用美國、澳大利亞、巴西進(jìn)口機采棉來實現(xiàn)，另一方面可以采用二道異纖清除機清除棉層、棉流、棉束中的異纖。盡管二道流程對異纖實時控制，也無法將單纖維狀態(tài)的游離于纖維層、棉流、棉束中的異纖徹底清除，但還是可以滿足80%以上后工序面料對異纖的控制要求。在電子清紗器異纖清除功能先進(jìn)、工藝參數(shù)設(shè)置合理的前提下，前工序帶來的異纖90%都可以清除，但對于長度較短、顏色較淺的異纖和較小的地膜性異纖，清除效率相對較低、效果一般。故而，異纖控制的關(guān)鍵依然在棉花的采摘、加工過程。

1 棉花清分機清除異纖的效果

為了達(dá)到更好的異纖清除效果，棉花清分機(以下簡稱清分機)應(yīng)運而生，其可對異纖清除機處理后的廢棉再處理，從而提高廢棉利用率和附加值[3]。

清分機是將圖像視覺處理技術(shù)、棉花開松技術(shù)和雜質(zhì)剔除技術(shù)結(jié)合在一起的一種自動化、數(shù)字化、智能化應(yīng)用。其工作原理為：將開松達(dá)到一定程度的廢棉(棉絮、棉束、棉流)通過風(fēng)機直接抽送到相機檢測模塊處，在檢測模塊里經(jīng)過圖像算法識別處理后，引發(fā)高密集排列噴氣閥動作并將異纖吹出至雜棉箱體，再由引風(fēng)機將異纖吸出。清分機的占地面積為8 m2～10 m2，現(xiàn)有紡紗廠的清花車間都可以安裝使用，也可以通過管道與異纖清除機連接使用。

異纖清除機處理的廢棉中，異纖含量為0.5%～1.0%，可二次利用的有效棉纖維約為99.0%。隨著清分機設(shè)備技術(shù)、視頻技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、智能化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，使用清分機再處理的棉纖維生產(chǎn)棉紗，將會滿足大部分織物漂白和染色需求。

清分機處理廢棉的產(chǎn)量為30 kg/h～50 kg/h：當(dāng)廢棉中異纖含量約為1.0%時，清分機處理產(chǎn)量約為30 kg/h；當(dāng)廢棉中異纖含量約為0.5%時，清分機處理產(chǎn)量約為50 kg/h，說明異纖含量越低，清分機的產(chǎn)量和效率就越高。

2 清分機再處理棉纖維的紡紗質(zhì)量

2.1 清分機再處理棉纖維紡紗質(zhì)量分析

異纖清除機處理的廢棉，經(jīng)清分機再處理后紡紗，其紡紗流程與正常棉花紡紗流程相同。

普梳紗：混配棉→排包→抓棉→開棉→混棉→清棉→異纖清除→梳棉→頭并→末并→粗紗→細(xì)紗→自動絡(luò)筒(可清除異纖的電子清紗器)→檢驗→成包。

精梳紗：混配棉→排包→抓棉→開棉→混棉→清棉→異纖清除→梳棉→預(yù)并→條并卷→精梳→并條→粗紗→細(xì)紗→自動絡(luò)筒(可清除異纖的電子清紗器)→檢驗→成包。

不同紡紗流程與異纖疵點的關(guān)系見表1。

表1 不同紡紗流程與異纖疵點的關(guān)系

由表1可知，異纖清除機處理的廢棉，經(jīng)清分機再處理后進(jìn)行紡紗，無論是生產(chǎn)普梳紗還是精梳紗，均與正常棉花生產(chǎn)精梳紗異纖疵點含量接近，與電子清紗器異纖剪切次數(shù)也相近，100 km紗疵儀檢測到的各類異纖疵點含量也相當(dāng)，異纖疵點處于2018年烏斯特統(tǒng)計公報5%～25%水平，滿足高質(zhì)量棉紗和高質(zhì)量面料對異纖疵點的控制要求。

2.2 清分機再處理棉纖維與原棉質(zhì)量對比

由于清分機處理的是含有大量異纖的棉絮，且棉絮都處于開松狀態(tài)，通過清分機再次開松是否會對纖維造成二次損傷，清分機處理后的纖維束、棉絮在紡紗的除雜、除短絨、梳理、牽伸、加捻、卷繞過程中是否會有其他影響或要求，均需要深入分析；對比原棉質(zhì)量指標(biāo)與清分機處理后的棉纖維指標(biāo)，找出其中的異同點，對于使用清分機處理后纖維紡紗全流程生產(chǎn)過程中的工藝改進(jìn)，質(zhì)量、管理、環(huán)境控制等都具有重要意義。表2為清分機再處理的棉纖維與原棉質(zhì)量指標(biāo)對比。

表2 清分機再處理的棉纖維與原棉質(zhì)量對比

從表2數(shù)據(jù)看出，經(jīng)過開松、清棉機、清分機處理后的纖維除了棉結(jié)、索絲、白星、短絨率增多外，其他多項質(zhì)量指標(biāo)均是清分機再處理后的棉纖維表現(xiàn)較好，有些指標(biāo)甚至比原棉質(zhì)量指標(biāo)略高，這也從側(cè)面反映出清分機處理后的棉纖維在使用時必須控制在一定范圍內(nèi)，否則可能會在后工序的加工過程中產(chǎn)生某些較難避免且突出的危害性疵點，特別是白星類隱形疵點(表2中清分機處理后的棉纖維的索絲和白星數(shù)量較多已說明這一事實)。在清梳聯(lián)流程中，減小纖維的打擊和損傷，是減少纖維疵點和降低短絨率的主要措施，所以防止和減少異纖數(shù)量對于紡紗和面料質(zhì)量十分重要。

2.3 清分機使用注意事項

清分機對異纖清除機處理后的廢棉再處理時，需注意：① 防止清分機對含有大量異纖疵點的廢棉過度打擊，避免損傷原有纖維特性，減少短絨并大量產(chǎn)生浮游纖維；② 應(yīng)經(jīng)常檢查清分機對廢棉中所含異纖的清除是否干凈到位，建立清分機處理后棉纖維異纖控制標(biāo)準(zhǔn)，以保證清分機處理后的棉纖維質(zhì)量，減少對紡紗質(zhì)量的影響；③ 檢查清分機處理后棉纖維的開松效果是否良好，是有效再清除異纖的重點；④ 定期檢查和維護保養(yǎng)清分機的開松元件，保證異纖清除分離光源處于工作狀態(tài)，是清分機正常運行、有效控制和徹底清除異纖的基本條件。

3 清分機發(fā)展方向

3.1 提高產(chǎn)量

根據(jù)清分機處理含大量異纖廢棉的特點看，清分機的發(fā)展方向首先是進(jìn)一步提高產(chǎn)量。若清分機的產(chǎn)量能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高10～20倍，則產(chǎn)量可達(dá)到300 kg/h～500 kg/h或600 kg/h～1000 kg/h。

3.2 擴大適應(yīng)性

在紡紗過程中會產(chǎn)生大量的下腳料和掃地花等，造成紡紗原料的嚴(yán)重浪費，增加生產(chǎn)成本。因此，未來清分機不能只局限于再處理異纖清除機清除的含有異纖的棉花，而是要還能處理生產(chǎn)棉紗時產(chǎn)生的下腳料、落物、掃地花等，從而進(jìn)一步實現(xiàn)廢棉再利用，減少資源浪費，降低生產(chǎn)成本。

3.3 提高自動化程度

現(xiàn)有清分機處于單機游離狀態(tài)，將清分機與清梳聯(lián)設(shè)備通過管道連接來清除異纖或?qū)⒌竭_(dá)除塵室的落物、下腳料、地腳花、風(fēng)箱花與清分機進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而進(jìn)一步提高清分機的自動化程度及清除效果。

4 結(jié)語

4.1清分機可將異纖清除機處理過的廢棉再處理，清除效率高、效果明顯，清分機處理后的棉纖維可正常用于紡紗，且紡紗質(zhì)量與正常纖維相當(dāng)，為紡紗廠降低生產(chǎn)成本、提高廢物利用率奠定了基礎(chǔ)，也為棉紗的綠色生產(chǎn)和環(huán)境保護提供了有效保障。

4.2未來清分機的發(fā)展方向是提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量、擴大適應(yīng)性和提高自動化程度，做到能同時控制紡紗廠再生原料和落物中異纖含量，是推動紡紗廠落物、下腳料、回花、地腳花、風(fēng)箱花、塵籠花等由低檔原料向中高檔原料發(fā)展的關(guān)鍵，將會為環(huán)境治理和環(huán)境保護打下堅實的基礎(chǔ)。