【技术】色纺棉结和短绒成因及控制实践

wyk1014 2017-11-21

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陈玉峰/光山白鲨针布有限公司

摘要

介绍色纺棉结和短绒的成因，对色纺色结和短绒的规律和措施进行了探讨，通过在生产实践中采取相应针布配型、工艺设计、新型梳理器材、新型附加器材等系统措施，能够有效降低棉结，控制短绒的增长，满足成纱质量的需求。

关键词：色纺；棉结；色结；短绒；成因；工艺；梳理；控制

色纺纱由于纤维经高温染色烘干，棉蜡及棉纤维天然卷曲均会遭到损害，纤维间的摩擦抱合力减弱，染色过程中易结块，可纺性降低，成纱质量受到影响。其他非棉纤维染色后，油剂助剂增加，也出现棉纤维相近的情况。因此，对色结和短绒进行有效控制，是提高色纺质量的关键。

1色纺棉结、短绒的产生原因

1.1 色纺原棉棉结产生的原因

1.1.1 原料造成的棉结

（1）棉籽皮上附着的纤维；（2）棉蜡粘着形成的棉结;（3）不成熟的纤维经轧花或清梳处理极易形成短绒聚集纠缠为棉结；（4）原料中的秸秆，籽屑。见图1.

图1 原料中的棉结及染色后的对比

1.1.2 轧花造成的棉结

（1）锯齿刀片在分解籽棉时对纤维的搓擦，通道不畅产生的扭结等。（2）染色高压喷灌造成纤维物理性能发生变化，增加短绒，使得在纺纱过程中形成棉结；（3）棉花在加工皮辊、锯齿棉不同加工造成的棉结杂质增加。见图2.

图2 轧花后染色后的棉结的对比

1.1.3 纺纱过程中形成的棉结

（1）打手、锯齿对纤维的搓擦以及返花造成的棉结。

（2）通道不光洁，不通畅造成粘，缠，挂，堵，刮擦，翻滚，搓转等形成棉结。

（3）弯钩纤维经牵伸形成的棉结。

（4）梳棉针布、机械状态差、工艺不合理等，棉结清除能力差，产生棉结。

（5）飞花附入、边缘纤维扩散形成棉结。见图3.

图3 纺纱过程中的棉结

1.1.4 染色棉加工形成的棉结

（1）经过高温，酸碱处理染色的棉或精梳普梳纤维条、网，染色棉强力降低30%，在烘干甩干过程中形成棉结。

（2）染料渗透，强力低，棉蜡消失，纤维卷曲小，容易脆断，造成棉结。

见图4.

图4 染色过程中的棉块开松差造成的棉结

1.1.5色相对比凸显的棉结

由于主体颜色和非主体颜色对比反差大，深色纤维含量在30%以上浅色结容易暴露出来；深色纤维含量在15%以下时，深色棉结容易暴露出来，常见的麻灰。具体见图5.

图5 对比度较强的棉结对比

1.2 色纺棉短绒产生的原因

1.2.1 原料造成的短绒

（1）棉籽皮上附着的短纤维。

（2）轧花形成的短绒和索丝（潜在的短绒），梳理过度。

1.2.2 纺纱过程中造成的短绒

（1）清花开松握持打击产生断裂形成短绒。

（2）梳棉刺辊处，纤维受梳冲切力过大产生短绒。

（3）纤维前道工序受损后，牵伸过程中因牵伸力过大造成短绒。

（4）染色后强力下降容易损伤造成短绒。

2色纺棉结、短绒的特点与控制途径

2.1 色结和短绒的特点

2.1.1色结特点

（1）棉网中有色纤维比例大，白结明显。

（2）棉网中有色纤维比例小，色结明显。

（3）有色和本色纤维比例接近，色结和白结都比较明显。

（4）色结的比例越大，较为明显；同时色结在牵伸梳理中，容易积聚且不容易梳开。

（5）梳理工艺中梳理过紧或速度过高，造成纤维损伤的概率较大。

（6）无论色结和白结的比例如何，梳理中既要控制色结又要控制白结，同时要尽最大限度的降低短绒的产生。

2.1.2色纺短绒的特点

（1）色纺短绒的特点：形成短绒的纤维大多为不成熟纤维，或者湿强小于干强的纤维素纤维；

（2）由于短绒是无规律分布于纤维束中，难以排除，只有经过梳理暴露才能排除其中一部分（盖板是排除短绒最多的部位）；

（3）短绒在梳理时不易被握持，加上纤维的抗弯、抗扭性能差，极易产生卷曲纠缠而产生棉结。短绒既要排除，也要提高梳理度和伸直效果，这是目前梳理控制的关键；

（4）既要排除同时也要控制少增长，梳理过程中纤维被梳理得越充分，纤维越容易受到损伤，在牵伸过程中，形成浮游纤维，对质量的负面影响就越大。

2.2色纺棉结和短绒的控制途径

2.2.1清梳是解决色纺棉结和短绒问题关键

（1）梳棉机刺辊部分是增加短绒的主要部位，其次是精开棉机。其速度越高、隔距越紧，短绒棉结增加越多。

（2）清梳关注增长的同时注意对短绒排除、杂质排除、棉结排除。

（3）梳理可以清除筵棉中的多数棉结，但仅靠梳理很难完全清除，必须通过梳开+混合+梳理+排除才能取得好的效果。

2.2.2 色纺棉结和短绒控制的特殊性

（1）纤维油剂含量不同,易结块，并丝多，使可纺性受到不同程度的降低。

（2）纤维混纺较多，组分多，选用跨度大，种类多，物理指标差异大，不同纤维摩擦系数不一样，增加了梳理难度。

（3）纤维细度差异大，梳理控制难度大。

（4）色纺品种小批量，多品种，快交货，梳理工艺变化大；

（5）色纺短流程, 梳理难度增加。

（6）新型纺纱对质量的要求转向梳理控制终端产品。

2.2.3色纺棉结和短绒的需要系统控制

（1）强力稳定是控制短绒的基本要求。

（2）成纱棉结与梳理棉结虽然不是一个检测要求，但是都是纤维的集结体，影响终端质量的概率很大。

（3）色纺中的短纤维含量增加，产生于原料和清梳，影响于牵伸，必须系统控制才能保证强力和条干，以及IPI纱疵的稳定。

3色纺棉结和短绒的控制措施和实践

3.1 色纺棉结和短绒的控制的原则

解决色纺棉结与短绒问题的原则是“原料混合是基础，设备流程是重点，工艺针布是核心，系统管理是保证”。必须从原料、设备状态和工艺三方面综合系统控制才能取得较好的效果。正确方法是：控制源头，减少产生，加强柔性梳理又要保证梳理度，增强排除，减少纤维流失；后部牵伸保证浮游纤维变速运动。

3.2色纺棉结杂质短绒的具体措施

3.2.1 染色棉网原料控制

（1）染色棉网原棉对棉结短绒的影响主要是纤维的成熟度、细度、马克隆值、原棉短绒率和原棉中疵点数量。为控制染色后的棉结和短绒，在原料选配染色棉网一般是马克隆值4.5以上，长度在27mm以上的纤维，能够减少棉结和杂质，同时提高棉网染色后的强力。

（2）加大原棉中的疵点，特别是带纤维籽屑，软籽表皮的清除。

（3）棉网加工流程根据不同的含杂和短绒、机型合理控制，做到纤维损伤少，梳理效果好，同时减少增长，棉网棉结控制在AFIS棉结50粒/g以下。

（4）圆盘混合时根据质量要求不同，加入精梳棉网、普梳棉网，提高质量。

（5）棉网制作时，收集尽量减少截断棉条，采用风机收集棉网，减少截断过程中的揉搓，造成的棉结和短绒增加。

（6）加大混合力度，减少色相差异大造成的视觉差异。箱混、卷混、盘混、条混相互结合。

3.2.2 清棉工艺与设备控制

（1）工艺原则：“连续均匀喂棉，充分混合开松；薄喂柔和打击，输棉排杂通畅，除杂分工合理” 。

（2）抓棉机“轻抓，细抓，抓小，抓全，抓匀”。运转效率控制在95%以上，抓取棉量小于0.25mg。

（3）开棉机控制好入口出口气流、尘棒和打手速度,运转效率控制在90%，保证喂给量均匀且开松效果好。

（4）多仓换仓压力在保证下花顺畅，供应正常的前提下偏小掌握为宜，要保持通道光滑。

（5）精清棉机必须薄喂快喂、柔和开松、强力排杂、快速转移。运转效率控制在90%以上，保证输出的棉块均匀。

（6）保证输棉管道与除尘设备管道连接密封光滑、吸风平衡、排杂口的落物顺利排除。

（7）保证成卷的重量不匀率和伸长率，减少棉网破边破洞，为梳理提供良好的保证。

3.2.3 梳棉工艺优化措施

（1）合理针布选型加强梳理减少短绒损伤

适度增加锡林盖板针布齿密，同时增加纵向针尖距，减少基部厚度，减少对纤维的损伤，锡林选配基部厚度0.4mm-0.5mm，纵向齿距1.5-2.0mm，齿密选配在860-1075齿/（25.4）2，盖板针布选配渐密型450-600齿/（25.4）2，同时注意减少针布嵌杂；刺辊采用薄尖，密齿增加预分梳功能，提高对筵棉的开松，做到梳理与减少纤维损伤相互结合，一般选配齿尖厚度不大于0.18mm，齿密选配在42-66齿/（25.4）2；道夫选配直齿型或者直齿横纹型，减少纤维转移造成的弯钩。

（2）优化梳理工艺充分梳理减少短绒损伤

根据色纺纤维的性能和特点，合理优化锡林、刺辊、盖板速度；优化锡林-刺辊速比在2.5以上，提高抓取和分梳能力；适度提高盖板速度增加对结杂和短绒的排除。

（3）合理定量出条速度减少色结

定量偏轻掌握，为增强分梳做好基础。

（4）合理优化排杂排除短绒工艺降低短绒和色结

在排除短绒方面，做到充分排除短绒且减少长纤维流失，保证强力稳定质量。为保证多组分的混纺比，梳棉采用落棉不混色、混色不落棉的工艺措施。

（5）采用新型器材，增加梳理和排除效果稳定产品质量

采用增加预分梳功能，增加棉网清洁器和固定盖板，提高对纤维的整理和梳理功能，减少纤维损伤。

（6）加强基础管理保证工艺上车

针布选配合工艺上机做到七锋七准，减少因隔距、机件运转过程中的累计偏差造成质量波动。

（7）合理设计气流工艺减少纤维飞散和揉搓

对梳棉机的工艺气流，前上下罩板，后上下罩板合理设计，保证进口和出口的气流平衡；横向运动倾向于向中间运动，控制涡流产生，减少纤维飞散，造成揉搓棉结。

（8）采用多梳全混精梳工艺流程降低色结

采用多道梳理的工艺，实现对色纺纤维的再梳理和在整理，保证色纺质量的稳定。通过混合和梳理，使纤维单纤维化，或者体积基本一致的纤维束的状态。

3.2.4 并粗工艺优化措施

色纺并条起到辅助混色的作用，本色棉和色棉经过反复的牵伸并合，在控制棉条过烂的基础上，实现再度混合均匀，一般采用低速度、顺牵伸、多并合，轻定量，紧集束的工艺控制措施。并条一般为2-3道，一道多采用1.7倍后牵伸倍数，二并三并1.3-1.4倍后牵，牵伸隔距前紧控制，后区加强整理大隔距，提高伸直平行效果；喇叭口偏紧掌握，注意棉条的光洁度，合理牵伸控制短绒和棉结。

粗纱工艺采取“一重、三大、两小”的牵伸工艺，做到纤维充分伸直，合理加捻，减少损伤或扩散的原则。即：重加压、大后区隔距、大粗纱捻系数、大后区牵伸倍数、紧主牵伸区、紧整理区、小钳口，减少牵伸拉断，又保证充分伸直。

3.2.5 细纱工艺优化措施

采用大粗纱捻系数、大细纱后区隔距，前胶辊大前冲位置；小后区牵伸倍数、小钳口隔距，小浮游区长度的三大三小工艺，采用新型的附加牵伸器材，控制短绒在浮游区的无序运动，能够有效减少成纱色结和提高成纱质量。

钢领和钢丝圈选配方面，注意减少因张力不稳或不光洁纤维损伤，造成的毛羽和棉结增加。

3.2.6 自络工艺优化措施

合理控制络纱速度，重点减少毛羽。纱疵和色结控制在合理的范围，在清除有害疵点的同时减少切疵数量增加造成的强力下降、捻接合格率降低影响纱线质量的稳定。

3.3色纺控制短绒和棉结提高梳理质量的实践

3.3.1 增加梳理能力提高梳理效果

针布密密搭配是色纺基本要求，锡林针布发展的趋势纵向齿距扩大，横向齿距减少，实现梳理和短绒兼顾的效果。根据纤维不同，流程不同，针布的选型和配置，要联系到梳理和排杂相互结合的原则：强梳理弱排杂型；强梳理强排杂型；柔梳理柔排杂型；柔梳理强排杂型；保护纤维为主梳理为辅助（长绒棉）；强梳理以降低棉结为主（棉和涤）。具体可参见表1。

表1 不同色纺流程针布配置

FA201机型配置，配棉等级:2.3级，纤维平均长度:28.7mm。麻灰C20S-40S，原紧隔距强分梳效果明显，但针布寿命缩短。为了保证梳理效果和排杂，在针布选型和配置方面以增加齿密，提高梳理度，适度速度柔和梳理，保证色结的降低。具体选配见表2.

表2 针布选配质量指标对比

表中分析：选配针布.AC2040X01740锡林针布，盖板加密到520齿/(25.4mm)2,满足梳理的需求。

3.3.2 弧齿薄尖加密刺辊控制棉结降低短绒

弧齿薄尖加密刺辊设计特点：针齿设计成负角，抑制纤维沉入齿底，利于纤维转移，棉结、杂质的排除。同时，齿顶面积进行减少到0.16mm*0.28mm，提高穿刺能力，适度增加齿密，齿身锥齿化处理光洁度提高容易转移，有效提高梳理质量。A186G纺棉刺辊针布配置AT5610×05611，改用AT5610×05011，弧齿薄尖，刺辊速度适度降低，减少对纤维的打击，起到保护纤作用。使用效果见表3.

表3弧齿薄尖加密刺辊使用效果对比

3.3.3 增加固定盖板棉网清洁器改善梳理混合效果

增加固定盖板棉网清洁器的机理：固定盖板对锡林齿面握持的纤维起拖梳作用，是渐分梳的过渡，固定盖板增加了梳理齿密，提高了分梳能力，增加了棉网清洁器便于气流下泄和杂质短绒的排除。

A186梳棉机，纺色纺染色棉，原配置前后无棉网清洁器，无吸风装置，色结达不到要求，针布加密后效果仍然不明显，后加装前4根固定盖板和一根棉网清洁器，反齿导向440齿（25.4）2齿密盖板+棉清+后部440齿（25.4）2×1＋550齿（25.4）2×2，后部160齿（25.4）2×2增加两根，梳理质量得到了改善。质量指标见表4。

表4增加固定盖板棉网清洁器质量效果对比

3.3.4梳棉轻定量低速度同多梳柔梳理相结合

工艺速度和定量结合起来，以轻定量，紧隔距，低速度的工艺流程来满足梳理的需要，同时根据不同的工艺道数设计梳理工艺。具体指标参见表5.

表5：工艺道数设计梳理工艺参考

表中分析：不同的流程不同的质量要求，梳理要求的程度不同，在部分纤维排除色结达不到要求时，采用轻定量低速度同柔梳理多梳理相结合的工艺原则能够达到工艺要求。

在具体生产中采用多梳柔梳结合对质量控制有利。一梳去除棉结和杂质、二梳改善实现对纤维的混合和充分伸直。梳棉网染色加本色粘JC/R65/35品种，采用两次梳棉梳理，指标有明显改善。单道梳理色结总在35粒/g，采用双道梳棉梳理色结总在20粒/g。工艺设计时二道梳棉机的锡林速度，刺辊速度要采取低速度，否则绒增加很多，同时合理控制落棉率，降低成本。

3.3.5 锡林盖板工艺渐强分梳

锡林与活动盖板梳理区内梳理力的变化规律：梳理力由入口至出口逐渐变小是其隔距大小的理论基础。因而隔距变化应该从入口到出口逐渐变小，这种配置符合逐渐增强梳理强度的思想，也能避免纤维因梳理不当而受到纤维损伤。色纺FA221B梳棉机上，采用渐进工艺后得到了改善，工艺优化见表6。

表6采用渐进工艺对质量的影响对比

表中分析：渐进分梳隔距，减少原有隔距设计出口大，纤维须丛在出口处抬头，盖板处出现大量的纤维束，转移到锡林道夫转移区，增加了漏梳的概率。采用渐进隔距后，出口纤维能够口在锡林和盖板的控制下，以相对伸直的状态转移到锡林道夫三角区，能够提高梳理效果。在盖板反转时，此种隔距设计同样能够发挥功能，能够减少纤维在入口处隔距过紧造成盖板带出锡林携带的纤维，落棉增加，棉网转移困难造成损伤。

3.3.6 合理分配梳理功能稳定梳理效果

合理分配梳理功能，利用纺纱梳理的特点，进行合理分配功能，才能满足梳理的需要。FA231梳棉机上，纺麻灰13号纱线时出现灰中有白，白中有灰的情况，混合不匀，达不到质量要求。具体在梳理过程流程质量指标见表7。

流程一：混料原盘混棉成包→圆盘→混棉机→豪猪开棉机（一）→豪猪开棉机（二）→ 振动棉成卷机→梳棉机（86根活动盖板）。

流程二：混料原盘混棉成包→圆盘→混棉机→多仓混棉机→豪猪开棉机→ 振动棉成卷机→梳棉机（106根根活动盖板）。

表7 梳理配置方案对比

表中分析：色纺的棉结控制既要控制流程，增加混合减少混合不匀造成的原料积聚或者分梳不开，同时也要兼顾梳理效果。如果开松混合效果差，梳理中纤维形成棉结的概率较大，如果采用强分梳高速度就会造成纤维损伤，因此要合理控制流程开松、混合和梳理功能的分配。

3.3.7 色纺精梳准备工艺控制棉结和短绒

色纺纤维梳理主要是解决棉结的体积和染色效果的反差，在布面上造成的强烈反差，提高色纺布面效果。主要通过精梳准备的条并合、网并合，制成便于再梳理或者再精梳的小卷。精梳在精梳准备中应用涉及棉网制作、再梳棉、再精梳梳理等。具体对比见表8。

表8：精梳准备工艺流程在色纺中的应用分析

表中分析：作为梳棉的在梳棉的准备，改善成条中纤维的取向度和均匀度，可降低生条中的棉结。

在色纺纺纱过程中由梳棉→并条工艺，调整为梳棉→预并→条卷→梳棉→并条的工艺，使纤维经过多次并合，进行梳棉的二次梳理，成纱质量得到了有效改善。质量对比见表9.

表9 精梳准备二次梳棉梳理的质量对比品种：麻灰CJ19.5tex