精梳棉紗清梳工藝流程與梳理元件的優(yōu)選

吉宜軍 崔益懷 范正春

（南通雙弘紡織有限公司，江蘇南通，226600）

清棉成卷+梳棉和清梳聯(lián)是目前紡紗生產(chǎn)中常用的兩種工藝流程。清梳聯(lián)流程短、效率高、用工少，在實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效方面得到了市場的普遍認(rèn)可，是棉紡工程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、連續(xù)化的重要標(biāo)志，逐漸成為目前主流的前紡加工工藝流程[1-3］。清棉成卷+梳棉和清梳聯(lián)的加工質(zhì)量對(duì)后道工序產(chǎn)生直接影響。開清過程中對(duì)棉包進(jìn)行開松，使壓縮的纖維逐漸松散，也使纖維之間的雜質(zhì)逐漸暴露，因此開松過程一般伴隨除雜。開松過程中由于對(duì)纖維的打擊，使部分纖維斷裂，導(dǎo)致短纖維數(shù)量有一定的增加，且開清過程中由于對(duì)纖維的開松、混和、除雜等作用，使纖維間的無規(guī)則纏繞增加，造成棉結(jié)數(shù)增加[4-5］。梳棉過程中，對(duì)喂入的纖維叢或纖維卷在錫林蓋板間反復(fù)抓取轉(zhuǎn)移，使纖維間的纏繞逐漸減小，因此通過梳棉工序可有效去除纖維間形成的棉結(jié)，同時(shí)由蓋板清除短纖維[6］。總之，整個(gè)前紡中的棉結(jié)、短絨控制的核心在梳棉工藝配置，其中梳棉針布的配置又是最為關(guān)鍵的。

1 紡紗工藝流程

1.1 配棉指標(biāo)

原料選用美棉，配棉主要質(zhì)量指標(biāo)：回潮率6.18%，馬克隆值4.38，上半部平均長度29.87 mm，16.5 mm 以下的短絨率17.2%，斷裂比強(qiáng)度36.5 cN/tex，黃度8.7，棉結(jié)292 粒/g，含 雜 率2.14%。

1.2 紡紗工藝流程

采用上述配棉，分別采用清棉成卷+梳棉和清梳聯(lián)工藝流程生產(chǎn)JC 18.2 tex 紗。

清棉成卷+梳棉工藝流程：FA002 型抓棉機(jī)→A035 型混開棉機(jī)→A036 型開棉機(jī)→A092A 型喂棉箱→A076 型成卷機(jī)→FA231 型梳棉機(jī)→FA306 型并條機(jī)→FA360 型條并卷機(jī)→JSFA388 型精梳機(jī)→JWF1312B 型并條機(jī)（帶自調(diào)勻整）→FA458A 型粗紗機(jī)→EJM128K 型細(xì)紗機(jī)→№21C 型自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)。

清梳聯(lián)工藝流程：FA009 型往復(fù)抓棉機(jī)→FA125 型重物分離器→FA105 型單軸流開棉機(jī)→FA029 型多倉混棉機(jī)→FA1112 型開棉機(jī)→清云-Ⅳ型異纖機(jī)→FA156 型除微塵機(jī)→FA179B型喂棉箱→FA203B 型梳棉機(jī)→FA311 型并條機(jī)→FA360 型條并卷機(jī)→JSFA388 型精梳機(jī)→JWF1312B 型并條機(jī)（帶自調(diào)勻整）→FA458A 型粗紗機(jī)→EJM128K 型細(xì)紗機(jī)→№21C 型絡(luò)筒機(jī)。

2 梳棉工藝的優(yōu)選試驗(yàn)和分析

梳棉是紡紗生產(chǎn)的核心工序，一直被稱為棉紡的“心臟”，承擔(dān)著把開清工序中棉塊分解成單纖維的重要任務(wù)。在梳棉的過程中，喂入的纖維叢或纖維卷在握持狀態(tài)下受到刺輥上針布的打擊開松后，進(jìn)入錫林和蓋板之間的分梳區(qū)，在錫林和蓋板針布的反復(fù)抓取轉(zhuǎn)移中，纖維束逐漸減小，直至被分離成單纖維狀態(tài)。其中的短絨被蓋板針布帶出，而分梳后的纖維由道夫針布抓取后凝聚成纖維網(wǎng)，經(jīng)喇叭口聚攏成生條。經(jīng)梳棉工序后，纖維從無序糾纏狀態(tài)變?yōu)橄鄬?duì)有序的單根排列?？梢钥闯?，梳棉過程中針布是十分關(guān)鍵的器材，錫林針布、道夫針布、蓋板針布和刺輥針布的優(yōu)選是梳棉工序的關(guān)鍵。

2.1 針布優(yōu)選

近年來，錫林針布向“矮，淺，尖，薄，密”的方向發(fā)展。目前，我們公司多選用錫林針布針高1.8 mm 和1.7 mm，工作角40°，齒距1.6 mm 和1.7 mm，基厚0.4 mm。錫林針布齒高變矮，工作角變大，減少了針面負(fù)荷，利于增強(qiáng)對(duì)纖維的控制；齒距加大，基部變薄，縱向齒密減小，橫向齒密加大，在保證梳理力的情況下，有利于減少纖維損傷。錫林和蓋板針布間的梳理質(zhì)量對(duì)后道工序的成紗條干、棉結(jié)起關(guān)鍵性作用，是影響梳棉質(zhì)量的主要因素。

道夫針布主要是凝聚和轉(zhuǎn)移纖維，同時(shí)也有梳理和均勻混和的作用。AD4030×1890 型道夫針布具有工作角小、齒深和齒密大、表面粗糙度小等特點(diǎn)，使其凝聚纖維作用強(qiáng)，轉(zhuǎn)移效率高，且釋放纖維能力強(qiáng)。

蓋板針布與錫林針布的配合是實(shí)施梳理的主要手段，其梳理效果與蓋板的狀態(tài)及隔距關(guān)系密切。我們紡棉時(shí)常用MCH52 型蓋板針布，其針齒排列為漸密型，齒密520 齒/（25.4 mm）2，能有效分梳纖維，且不過度損傷纖維，能滿足錫林速度360 r/min、產(chǎn)量40 kg/h 以下梳棉機(jī)梳理力的需求。

刺輥針布主要是開松與除雜。刺輥速度的高低是發(fā)揮其作用大小的決定性因素。AT5610×5611 型刺輥針布工作角10°，齒距5.6 mm，兼顧了纖維分梳除雜與減少纖維損傷。

2.2 梳棉機(jī)工藝配置

梳棉機(jī)主要工藝參數(shù)：給棉板與刺輥隔距0.625 mm；刺輥與除塵刀隔距0.3 mm；除塵刀高度-4 mm，角度85°；刺輥與預(yù)分梳板隔距0.3 mm、0.5 mm、0.5 mm、0.6 mm；刺輥與錫林隔距0.18 mm；刺輥與小漏底進(jìn)口隔距0.6 mm，出口隔距0.5 mm；錫林與大漏底進(jìn)口隔距3.92 mm，中口隔距1.55 mm，出口隔距0.55 mm；錫林與后罩板上口隔距0.48 mm，出口隔距0.78 mm；錫林與后固定蓋板隔距0.50 mm、0.43 mm、0.40 mm；錫林與蓋板隔距0.20 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.20 mm；錫林與前上罩板隔距0.78 mm；錫林與前下罩板隔距0.60 mm；錫林與前固定蓋板隔距0.25 mm、0.20 mm、0.20 mm；錫林與道夫隔距0.13 mm；后棉網(wǎng)清潔器上口隔距0.30 mm，出口隔距0.75 mm；前棉網(wǎng)清潔器上口隔距0.55 mm，出口隔距0.25 mm；刺輥速度736 r/min，錫林速度356 r/min，蓋板速度165 mm/min，出條速度120 m/min，生條定量25 g/5 m。

我們在4 臺(tái)梳棉機(jī)上進(jìn)行不同錫林針布的生產(chǎn)試驗(yàn)。1#和2#梳棉機(jī)更換前錫林針布型號(hào)均為AC2030×1550（2018 年開始使用），更換后均為AC1740×1740（2022 年開始使用）；3#和4#梳棉機(jī)錫林針布型號(hào)不變，均為AC2030×1550，但3#和4#梳棉機(jī)更換前的錫林針布均為2020 年開始使用，更換后均為2022 年開始使用。4 臺(tái)梳棉機(jī)蓋板針布型號(hào)均為MCH52。

2.3 相關(guān)試驗(yàn)與分析

采用2.2 中的梳棉工藝參數(shù)和針布配置，對(duì)所加工的生條AFIS 指標(biāo)進(jìn)行測試。

2.3.1 不同型號(hào)錫林針布的對(duì)比

不同型號(hào)錫林針布加工的生條AFIS 指標(biāo)對(duì)比見表1。

表1 不同型號(hào)錫林針布更換前后生條AFIS 指標(biāo)對(duì)比

1#和2#梳棉機(jī)的錫林針布由AC2030×1550型更換為AC1740×1740 型后，錫林針布齒高變矮（由2.0 mm 變?yōu)?.7 mm），工作角加大（由30°增加至40°），齒距增大（由1.5 mm增加至1.7 mm），基厚變?。ㄓ?.5 mm 變?yōu)?.4 mm），縱向齒密減小，橫向齒密加大，在梳理力加強(qiáng)的情況下，采用薄矮齒尖、大工角度能夠減少對(duì)纖維的沖擊，有利于抓取與穿刺，減少纖維損傷。由表1 測試結(jié)果可以看出，兩臺(tái)梳棉機(jī)平均生條AFIS 棉結(jié)減少，纖維平均長度略有增加，短絨率（16.5 mm 以下短絨率，下同）降低。

2.3.2 不同使用年限的錫林針布對(duì)比

不同使用年限的錫林針布加工的生條質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比見表2。與使用了3 年的錫林針布相比，使用了1 年的錫林針布加工的生條AFIS 棉結(jié)有所增加，纖維平均長度略有降低，短絨率有所增加。這是因?yàn)槭褂? 年的錫林針布仍在磨合期，針齒表面不夠光潔，摩擦因數(shù)較大，導(dǎo)致加工的生條AFIS 棉結(jié)有所增加；針齒鋒利，分梳力強(qiáng)，對(duì)纖維損傷大，造成短絨率略有增加，纖維平均長度降低。

表2 不同使用年限的錫林針布加工生條AFIS 指標(biāo)對(duì)比

2.3.3 錫林與蓋板隔距對(duì)比

錫林與蓋板隔距和速度對(duì)纖維的分梳、棉結(jié)的排除、短絨的增加、錫林附面層氣流的控制均有較大影響。采用AC1740×1740 型錫林針布，對(duì)4種錫林與蓋板隔距和相應(yīng)錫林與刺輥線速比條件下加工的生條AFIS 指標(biāo)進(jìn)行測試，結(jié)果見表3。由表3 測試結(jié)果可以看出，選用AC1740×1740 型錫林針布，錫林與蓋板隔距為0.20 mm、0.18 mm、0.18 mm、0.20 mm，且錫林與刺輥線速比為2.54時(shí)，對(duì)減少生條棉結(jié)、降低短絨率有利，其生條綜合指標(biāo)最好。

表3 不同錫林與蓋板隔距生條AFIS 指標(biāo)

錫林和蓋板是梳棉的主要分梳區(qū)，可以顯著提高纖維的伸直度、平行度和分離度。錫林與蓋板隔距過大時(shí)，錫林與蓋板間浮游纖維得不到有效控制，不利于纖維的充分梳理和短絨、細(xì)小棉結(jié)的充分排除，且錫林與刺輥線速比較小時(shí)，不利于纖維轉(zhuǎn)移，刺輥速度過高容易造成纖維損傷，導(dǎo)致棉結(jié)增加；錫林與蓋板隔距偏緊時(shí)，錫林與蓋板間浮游纖維得到有效控制，提高了梳理效果，同時(shí)錫林與刺輥線速比在2.54 時(shí)有利于纖維轉(zhuǎn)移，刺輥速度適度，能夠降低對(duì)纖維的打擊，保護(hù)纖維少受損傷，不但總棉結(jié)有所降低，而且生條中纖維的平均長度有所增加，短絨率降低。

2.3.4 棉網(wǎng)清潔器

棉網(wǎng)清潔器由導(dǎo)向蓋板和塵刀吸管組成，塵刀的作用是分割錫林表面氣流負(fù)面層中浮于外層的短絨、籽屑。棉網(wǎng)清潔器可顯著提高棉網(wǎng)中的纖維分離度、伸直度、平行度，從降低成紗棉結(jié)、雜質(zhì)，改善條干，提高成紗強(qiáng)力。對(duì)梳棉機(jī)上配置的棉網(wǎng)清潔器進(jìn)行改進(jìn)，使導(dǎo)流板角度向錫林延伸。改進(jìn)后，氣流更加平直，雜質(zhì)更容易從管中排出，而且原棉網(wǎng)清潔器氣流的回流得到了明顯遏制，避免了雜質(zhì)從棉網(wǎng)中脫離時(shí)重新回到棉網(wǎng)上。

3 兩種前紡工藝流程的成紗質(zhì)量分析

采用優(yōu)選的錫林針布和隔距，改進(jìn)棉網(wǎng)清潔器，分別用清棉成卷+梳棉和清梳聯(lián)工藝流程生產(chǎn)JC 18.2 tex 紗。各工序半制品質(zhì)量測試結(jié)果見表4。成紗質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比見表5。其中，采用清梳聯(lián)工藝流程筵棉落棉率1.8%，梳棉落棉率5.65%，精梳落棉率17.8%；采用清棉成卷+梳棉工藝流程筵棉落棉率1.5%，梳棉落棉率5.68%，精梳落棉率18.3%。

表4 半制品質(zhì)量測試結(jié)果

表5 成紗質(zhì)量測試結(jié)果

由表4 和表5 可以看出，在同等配棉質(zhì)量情況下，采用兩種工藝流程，通過優(yōu)化配置梳棉機(jī)錫林針布、隔距和棉網(wǎng)清潔器，從筵棉到粗紗半制品AFIS 總棉結(jié)數(shù)、短絨率、總雜質(zhì)數(shù)及落棉率基本持平，且成紗質(zhì)量水平均能達(dá)到USTER 2018 公報(bào)5%水平。但是，采用清梳聯(lián)流程可以減少排包次數(shù)，節(jié)省清棉運(yùn)棉工，同時(shí)增加多倉混棉機(jī)，進(jìn)一步提高了混棉的均勻性。

4 結(jié)語

采用相同配棉，優(yōu)選了梳棉機(jī)錫林針布和工藝隔距，改進(jìn)了棉網(wǎng)清潔器，分別采用清棉成卷+梳棉和清梳聯(lián)工藝流程生產(chǎn)JC 18.2 tex 紗。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，兩種工藝流程的筵棉到粗紗半制品AFIS 總棉結(jié)數(shù)、短絨率、總雜質(zhì)數(shù)及落棉率基本持平，且成紗質(zhì)量水平均能達(dá)到USTER 2018 公報(bào)5%水平。采用清梳聯(lián)實(shí)現(xiàn)了工序連續(xù)化和自動(dòng)化生產(chǎn)，可以減少排包次數(shù)，節(jié)省清棉運(yùn)棉工，改善生產(chǎn)環(huán)境，同時(shí)流程中配置多倉混棉機(jī)，進(jìn)一步提高了混棉均勻性，降低了布面因原料混和不勻所面臨的風(fēng)險(xiǎn)。梳棉工序要重視針布的優(yōu)選以及梳理隔距、速度的優(yōu)化配置，以提高梳理質(zhì)量。