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纺纱生产中棉结的控制

“棉结”通常是指一些缠结纤维形成的小棉球，往往留在成纱和织物表面。棉结有的直接从原棉中带来，但更多的是纤维加工过程中，如风扇、打手和气流作用等所造成。棉结大小不一、形态各异，主要是由未成熟、较细的棉纤维所构成，因此染时易因吸不足造成泽较浅，有时又会造成深。还有一类棉结是籽屑棉结(seedcoat nep)是在轧棉时棉籽碎裂而在梳理过程中又没有将其除去所造成。棉结在染整过程也可能落掉，在布面残留浅斑点。

1课题目标

采用质量有广泛代表性的美国陆地棉(以下简称美棉或原棉)，研究其通过梳理后不同棉结数量对成纱和织物的影响。纺纱方法分别采用环锭纺、转杯纺和村田喷气涡流纺(MVS)。织物经染、整理，测试其物理性能和外观差异，包括未染上的棉结／白星(whitej specs)。

2试验步骤

选择质量性能涵盖较广的3种美棉，这3种配棉成分的平均棉结数量具有代表性。为了改变梳棉生条质量，调节梳棉机锡林～盖板隔距，各试验方案梳棉产量都是59 kg／台·h；此外，还对其中一种梳棉工艺方案，在27 kg／台·h产量时作试验。

所有配棉、各种梳棉工艺方案加工而成的半制品，分别纺成环锭纱、转杯纱和MVS纱，作全套成纱质量试验分析，并测定纺纱断头。各方案所纺纱分别织成单面针织物，评定各种配棉方案、不同梳棉工艺制成针织坯布的外观差异、杂质和籽屑多少。织物染成深和浅光，分析其有无外观和白星方面的差异及其差异程度，并对各染布样作全套质量测试。

3结果和讨论

3．1 配棉方案

表1表示用高容量测试仪(HVI)测得3种美棉小量配棉的纤维性能。这些小量配棉在 (美国)棉花公司的纤维加工试验室(FPL)处理，包括不同马克隆尼值、不同纤维长度和纤维强力的原棉。

3种配棉方案在各项纤维性能方面都存在着差异，较好地代表了美棉的质量全貌。本课题中另一项重要的纤维质量指标是1 g纤维中的棉结数。测定原棉或半制品纤维试样中1 g纤维棉结数常用的仪器是高级纤维信息系统AFIS。AFIS测试系统还能测试其他纤维性能指标，包括纤维长度、短纤维含有率、可见外来杂质(VFM)、籽屑棉结、细度、未成熟纤维含量 (IFC)和成熟度比值等(见表2)。

表1 HVI仪测得的纤维性能

配棉方案	M值	上半部平均长度/mm	长度均匀性系数/%	强度 /cN·tex-1	伸长 /%	短纤维含有率/%
1	5.11	26.7	83.2	27.2	4.7	11.4
2	4.24	27.7	82.4	28.7	5.1	11.8
3	4.17	29.5	82.6	31.2	4.0	10.4

表2 AFIS测得的纤维性能

配棉方案	棉结 /粒·g-1	上四分位长度/mm	短纤维含有率/%	杂质 /%	籽屑棉结 /粒·g-1	细度 /mtex	未成熟纤维含有率/%	成熟度比值
1	164	28.5	7.1	1.26	19	203	7.2	0.92
2	220	29.7	8.4	1.30	14	185	8.7	0.89
3	300	爱碧论坛31.5	8.5	1.45	30	176	9.1	0.90

3．2梳棉

3种配棉在Truetzchler 803型梳棉机上，以台时产量59 kg(130磅)、用5组不同的锡林～盖板隔距进行试纺，盖板隔距从喂入到输出4点数据如下，通过放大或缩小盖板隔距来改变输出棉条的质量。5组隔距分别为：第1组0．25 mm、0．23 mm、0．20 mm、0．18 mm，第2组0．25 mm、0．25mm、0．25 mm、0．25 mm，第3组0．36 mm、0．30mm、0．25 mm、0．23 mm，第4组0．30 mm、0．30mm、0．30 mm、0．30 mm，第5组0．43 mm、0．43mm、0．43 mm、0．43 mm。

纤维较长的配棉还以27 kg/h的产量进行试纺，以便和59 kg/h的产量进行对比。一般说来，随着梳棉机锡林～盖板隔距的放大，生条中棉结增多；而其他纤维质量指标，如纤维长度、短纤维含有率、可见外来杂质和籽屑棉结等亦受锡林～盖板隔距大小的影响，表3是3种配棉、不同盖板隔距时，生条质量的AFIS仪测试结果。

表3 AFIS仪测试结果和盖板花率

配棉方案	盖板隔距方案	喂料棉结 /粒·g-1	生条棉结 /粒·g-1	棉结去除率 /%	上四分位长度/mm	短纤维含有率/%	杂质 /%	籽屑棉结 /粒·g-1	盖板花率 /%
方案 1	第5组	272	75	72	28.5	7.8	0.12	8.3	1.15
	第4组	288	31	89	28.0	9.3	0.07	2.3	1.26
	第3组	305	35	89	28.2	8.3	0.09	4.0
	第2组	288	27	91	28.2	9.4	0.07	3.0	1.44
	第1组	289	24	92	27.7	11.1	0.09	1.7
方案 2	第5组	442	120	73	29.0	10.3 2013年7月1日	0.12	5.7	1.28
	第4组	484	51	89	28.5	11.9	0.08	2.7	1.20
	第3组	467	59	87	28.7	11.7	0.08	2.3
	第2组	467	43	91	28.7	11.6	0.07	2.0	1.62
	第1组	431	35	92	28.7	11.9	0.06	1.0
方案 3	第5组	536	241	55	31.0	9.5	0.22	25.0	1.40
	第4组	566	145	74	30.7	10.4	0.15	16.0	1.54
	第3组	594	92	85	30.7	10.5	0.13	13.0
	第2组	601	86	86	31.0	10.9	0.14	12.0	1.68
	第1组	671	60	91	30.2	11.7	0.06	8.0	2.23
	（27kg/h）
	第1组	539	60	89	30.2	11.3	0.11	7.0

梳棉机去除棉结的效果受盖板隔距变化的影响，对照配棉成分和喂人梳棉机筵棉中每g纤维棉结数，可以看出经过开清棉生产线，它增加了1倍。这是绝大多数棉纺厂开清棉处理的正常结果。总的趋势是，缩小盖板隔距，纤维长度变短，短纤维含有率略有增加。表中5种隔距方案统计了其中的3种盖板花率。梳棉机台时产量从59kg降低至27 kg时，生条中棉结杂质减少30％．左右，盖板花率约提高0．5个百分点。

3．3并条

3．3．1环锭纺和转杯纺前纺工艺

3种配棉、5种盖板隔距方案分别制成的生条，定量5．3 g／m，经两道并条机。头并7根喂入，出条定量5g/m，机型为Rieter D0／5型；末道为带自调匀整的Rieter D／30型，熟条定量4．6g/m。在环锭纺生产中，熟条再经H00lJingsworth粗纱机；转杯纺生产中，熟条直接上Rieter R1型转杯纺纱机。

3．3．2村田喷气涡流纺前纺工艺

3种配棉和相应梳棉工艺各方案制成的生条，MVS纺要求生条经过三道并条加工，头二道

为Rieter D0／5型，输出棉条定量，头道3．5 g／m，二道3．2g/m；末道并条机为带自调匀整的RieterD／30型，熟条定量2．8g/m，直接供MVS纺纱机。

3．4纺制细纱

3种配棉都纺制成各种最终产品。先要弄清楚每种配棉在各种纺纱系统上的最细纺纱号数，即为了搞清纤维质量之间的差异，每一配棉方案尽可能纺最细的纱。环锭纺和MVS纺系统，每种配棉都纺19．4 tex；而在转杯纺上，配棉方案1最细可纺32．4 tex，3种配棉方案都纺32．4 rex，配棉方案2和配棉方案3还纺了22．4 tex。

在本课题研究中可进行多种对比，如分析比较配棉成分之间差异，梳理工艺的影响，梳棉机单产的作用，甚至还可以分析纺纱方法的异同。

3．4．1环锭纺纱

在suessen环锭纺纱机上进行纺纱，每种配棉、梳理工艺都纺制捻系数为342的19．4 tex纱。

不同配棉的各种盖板隔距方案纺出的纱其成纱质量都有一定的差异。表4是配棉方案3所纺制的环锭纺纱质量测试数据。

表4配棉方案3纺19．4 tex环锭纱质量

鹤岗杀人案

盖板隔距方案	条干均匀度 CV/%	细节 /个·km-1	粗节 /个·km-1	（+200%）棉结 /个·km-1	（+280%）棉结 /个·km-1	纱疵总数 /个	毛羽值
第5组	18.79	66	907	1451	499	2424	5.65
第4组	17.56	37	596	707	181	1340	5.73
第3组	17.60	43	580	611	143	1234	5.69
第2组	17.60	39	566	660	136	1265	5.63
第2组（27kg/h）	张瑛辞去成都市副市长职务 17.52	34	516	440	81	990	5.82
第1组	16.40	21	353	390	67	764	5.75

成纱条干均匀度、棉结和纱疵总数，随着梳棉盖板隔距缩小，都呈现出改善的趋向。

不同盖板隔距所生产的半制品纺纱时，其纺纱性能亦受到它的影响，其纺纱千锭时断头情况见表5。纺纱性能是根据13．6 kg～27．2 kg试纺量获得的，考虑到这个数量相对较小，只能作为纺纱生产中采用不同盖板隔距时纺纱性能的估计。

表5 19．4 tex环锭纱性能单位：根／千锭．H

盖板隔距方案	配棉方案1	配棉方案2	配棉方案3
第5组	99	23	171
第4组	207	36	93
第3组	210	11	90
第2组	104	27	108
第2组（27kg/h）			43
第1组	247	20	42

3．4．2转杯纺纱

所有转杯纱都在Rieter Rl型机上纺制，3种配棉方案都生产捻系数为380的32．4 tex纱，配

棉方案2和配棉方案3还纺制了22．4 tex纱。配棉方案1无法正常纺制22．4 tex。

转杯纺纱机上的分梳辊能发挥除杂功能。虽然在转杯纺纱机上生产，纺纱号数有一定限制，但成纱条干均匀度和纱疵质量要比环锭纱好，转杯纺纱凭借自身特点使所纺的纱外观较均匀，包缠纤维有掩盖棉结的现象。19．4 tex环锭纱和22．4tex转杯纱，号数略有差别，表6列出了配棉方案3第5组和第2组盖板隔距所纺纱的条干均匀度和纱疵对比情况。配棉方案2和配棉方案3纺转杯纱时，其纺纱性能见图1和图2。

图1配棉方案2所纺22．4 tex和32．4 tex转杯纱断头数

表6转杯纱和环锭纱条干均匀度和纱疵对比

成纱类别	条干均匀度CV/%	细节 /个·km-1	粗节 /个·km-1	（+200%）棉结 /个·km-1	（+280%）棉结 /个·km-1	纱疵总数 /个	毛羽值
环锭19.4 tex 第5组	18.79	66	907	1451	499	2424	5.65
转杯22.4 tex 第5组	13.44	7	37	165	24	209	4.47
环锭22.4 tex 第2组	17.60	39	566	660	136	1265	5.63
转杯22.4 tex 第2组	13.02	5	15	43	2	63	4.37

图2配棉方案3所纺22．4 tex转杯纱断头数库仑法

3．4．3村田喷气涡流纺纱(MVS)

每种配棉方案应用MVS纺纱系统纺制19．4tex纱，发现不同配棉方案和梳棉盖板隔距工艺纺成的纱，成纱质量存在一定差异。纤维性能如长度、马克隆尼值对成纱质量和MVS纺纱效率都有影响。

表7表示配棉方案3不同梳棉工艺成纱质量的差异情况。总的趋势是随着梳棉盖板隔距的缩小，成纱中纱疵总数减小，这可归因于喂入棉条中的棉结杂质减少之故；但当盖板隔距缩小时，纤维长度变短，导致短纤维含有率增加。后3种梳棉工艺，即第2组盖板隔距、第2

组盖板隔距(台时产量27 kg)、第l组盖板隔距方案，其纱疵总数有所增加，这是由于短纤维含有率增加所致。第2组盖板隔距(产量27 kg／台·h)方案和第2组盖板隔距方案相比，短绒率增加0．7个百分点；第1组盖板隔距方案和第2组盖板隔距方案相比，短绒率增加0．4个百分点。

表7配棉方案3纺19．4 tex MVS纱质量

盖板隔距方案	条干均匀度CV/%	细节 /个·km-1	粗节 /个·km-1	（+200%）棉结 /个·km-1	（+280%）棉结 /个·km-1	纱疵总数 /个	毛羽值
第5组	18.62	150	546	2054	454	2750	3.96
第4组	18.70	220	482	1940	316	2642	4.08
第3组	18.52	195	426	1728	253	2349	4.05
第2组	18.64	213	444	1771	249	2428	4.11
第2组	19.39	317	563	1777	250	2657	4.13
（27kg/h）
第1组	18.81	217	528	1843	259	2588	4.11崔莎