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棉结形成原因与减少途径

发布时间:2018-5-21 10:48:58      点击次数:398

棉结是成纱质量考核的重要指标,棉纱的等级技术要求中不仅规定了1 g纱内棉结、杂质总粒数,还规定了棉结粒数。棉结含量的多少不仅影响纱线与织物的外观质量,而且影响成纱结构与条干均匀度以及细纱断头率的多少。棉结含量多是目前许多厂家提高成纱质量所面临的难题,作者对棉结的形成原因、变化规律、检测方法与减少棉结的技术措施进行了初步的研究探讨。 

1 形成棉结的原因 

棉结是由单根纤维或多根纤维纠缠而成的圆形小结或粒状纤维结。其成因是棉纤维、未成熟棉或僵棉因轧花或纺纱过程中处理不善集结而成,形成棉结的根本原因是纤维间的搓转和擦转。棉结从其形成原因看,可分为两大类。 
第一类是原料造成的,由原料形成的棉结包括杂质、疵点造成的棉结,如棉籽皮上附着的纤维形成的棉结,棉腊粘着形成的棉结及收棉过程中形成的棉结等。棉结数量是评定原棉品级的指标,品级低的原棉,杂质、疵点含量高、纤维细、成熟度差,生产过程中形成的棉结也多。所以,不同的原料所纺纱的棉结、杂质数量无可比性,不能用作衡量纺机性能的指标。 

第二类是加工过程中造成的,是包括原棉粗加工轧花与纺纱生产过程中造成的。由轧花形成的棉结,主要是锯齿轧花机产生的棉结;纺纱过程中造成 的棉结,包括松解纤维时形成的棉结,纤维通道的摩擦阻力和粘、缠、堵、挂形成的棉结,以及弯钩纤维在牵伸过程中产生的棉结。 

目前对纤维的松解(开松、梳理)有两种方式,即自由松解和握持松解。纤维在松解过程中,不断受到轴向和径向应力的作用而产生应变,部分纤维出现疲劳现象,致使自身强度和抗弯刚度下降,产生弯曲变形而互相扭结形成棉结。自由松解作用柔和,造成的变形小,棉结少;握持松解作用剧烈,造成的变形大,棉结多。试验证明,经过一次自由打击,棉结可增加10%;经过一次握持打击,棉结可增加20%;所以,工艺过程中应尽量减少对纤维的握持剧烈打击。 

清棉机的打手和梳棉机的刺辊对握持纤维的强烈松解作用,是产生纤维变形和形成棉结的主要部位。如刺辊对给棉板—给棉罗拉握持的棉卷进行梳理时,留下了棉卷中和棉流方向排列一致的被握持的长纤维;而无序的、排列方向不一致的、没被握持的纤维被刺辊齿带走,这相当于有序的纤维从无序的棉束中抽出,而抽出过程中杂乱的纤维容易被抽、拉、擦、转形成大量棉结,这是产生棉结的主要部位,此棉结大多是松散的大棉结。 
精梳机对棉束两端交替握持梳理,既产生少量棉结,又通过落棉排除了许多棉结。 

自由分梳作用,如锡林与活动盖板、固定盖板、道夫间分梳或凝聚纤维时,由于锡林针布表面纤维离心力大,相对的针/齿面隔距大时纤维易脱离针/齿,处于锡林针布与相邻针布间隙内,失去控制,成为浮游纤维。因相对的针布间存在很大的速差,浮游纤维易受到搓擦成结;浮游纤维的数量影响着搓、擦形成棉结的多少。 

纤维通道的摩擦,易使须条边缘毛羽形成棉结。由于纤维在清棉、输棉通道中翻滚摩擦也会使纤维搓转形成棉结,因此,应使纤维通道光洁,并提高输棉管道中的负压,以保证棉流输送通畅、不堵塞。 

粘、缠、堵、挂等不正常现象,常易造成剧烈摩擦,从而导致纤维搓转和擦转而形成棉结。如,当锡林、盖板和道夫针/齿较钝或带逆刺时,纤维不能顺利转移,有些纤维浮游在针/齿面之间,受到两个针/齿面上其它纤维的搓转,就会形成较多的棉结。当刺辊-锡林的隔距过大,齿部不光洁时,造成锡林刺辊间剥取不良,刺辊返花将纤维带回到给棉板处,同棉须发生搓转而使棉结明显增加;锡林金属针布齿部轧伤而毛糙,针/齿有油渍锈斑,以及锡林—道夫隔距偏大,转移率低,将使锡林产生绕花,致使棉结增力口。 

牵伸时须条中分离度、平行伸直度差的纤维易纠缠、抽拉成棉结,弯钩纤维是牵伸时棉结增加的主要原因。凝聚到道夫针布表面上、被抓牢的纤维露出端又被锡林分梳,当它们随道夫走出凝聚区到被剥棉罗拉剥取而形成棉网之间,受梳一端在前,被握一端在后,针布上的纤维后弯钩较多。纤维弯钩部分被道夫握持,而伸直部分露在道夫针布外,伸直部分会被道夫回转形成的气流吹弯,使部分后弯钩纤维成为~型弯钩纤维,弯钩纤维越多,使须条在牵伸过程中形成的棉结越多。 

此外,开清棉工序加工时所形成的棉团、索丝以及未被排除的带纤维杂质、短纤维和有害疵点,在梳棉工序也易转化为棉结。飞花落在须条上形成的棉结,机械上缺陷,如胶圈磨损或装配不良,锭—广偏心,钢丝圈磨损等也可能造成棉结。 

2、排除棉结的方法 

通过落棉排除和分梳松解棉结,开清落棉、梳棉车肚落棉和盖板花、精梳落棉是排除棉结的主要区域;梳理作用能有效消除纤维纠缠、减少棉结;通过锡林—盖板的细致梳理,把一些松散的棉结梳解为单纤维,大棉结分解为单纤维或小棉结;同时,短绒也有所增加。 

3、减少棉结的措施 

把“杂乱无章”的纤维通过开松、梳理、牵仲变成排列有序的单纤维条,棉结不断去除又会逐步产生,棉结的产生是不可避免的;但应尽量减少棉结的产生和多去除棉结。形成棉结的原因是多方面的,应系统考虑,以使各纺纱元件、器材状态良好是基础,合理配置工艺参数是保证,良好的机械状态与合理的工艺设计可显著降低成纱棉结。 

梳棉工序把纤维束分梳为单纤维,必然会新增许多棉结;而锡林—盖板的细致分梳又能把松棉结梳解成细小棉结或单纤维;因此,梳棉是产生、排除、梳解棉结的关键工序。因为生条中的棉结和杂质直接影响纱线的结杂和布面疵点,对于并、粗、细各工序牵伸时纤维的运动,对于细纱加捻卷绕时的钢丝圈的正常运动都有影响,造成条干不匀和纱疵;所以,必须控制并减少生条中的结、杂粒数,提高分梳质量是减少棉结的有效途径。 

减少生条中棉结的关键是做到“精平车,紧隔距,锋针/齿;实现强分梳,控浮游,减搓、擦,少产生,多排除”。即精细平装机器,进行专件修理,确保上车工艺,提高锡林、刺辊、道夫的静、动平衡、圆整度与盖板针面的平整度,保持分梳隔距紧而准确,这是基础。选用优质针布,适时磨针,使梳棉针布的针/齿锋利、光洁、完好,提高齿尖抓取、握持、梳理、转移纤维的能力,这是关键。达到了紧隔距、锋利的针/齿,就能提高分梳质量,控制纤维浮游,减少搓擦成结;能提高纤维的伸直平行度,减少牵伸过程中产生棉结;在锡林与刺辊之间,紧隔距可提高刺辊上纤维束向锡林转移,减少刺辊返花在给棉板处与喂人棉层搓擦成结。在锡林、道夫间紧隔距,可提高道夫转移率,减少锡林上返回负荷,从而减轻锡林、盖板间负荷,提高锡林、盖板间一次分梳的能力,降低了棉结。同时,通过锡林、盖板间的细致梳理,把棉流中的松散棉结多梳解、消除而减少棉结。 

提高梳理质量的关键在针布,,针布是梳棉工序提高产量与质量、减少棉结的核心元件,其齿形规格、制造质量、规格搭配、锋利度与耐磨性直接影响成纱质量;采用优质锋利的针布能显著减少棉结。新型针布齿条具有矮、浅、尖、薄、密、小等特点,其分梳能力强,分梳细致,提高了分梳纤维和梳解棉结的能力,纤维转移好,减少了浮游纤维搓擦形成的棉结。试验证明,应用新型针布后,生条棉结含量降低2%~60%,提高了生条中纤维的伸直平行度和分离度,减少后工序牵伸过程中产生的棉结,使成纱棉结减少。 

随着针布使用期的延长,其磨损日益加剧,齿尖变钝而不锋利;针/齿因轧伤而不光洁;使得棉结增加。应定期枪测分析针布的性能状况,合理确定磨针周期与更换周期,使针/齿保持锋利状态,及时磨针或更换针布是控制棉结的重要措施之一。 

适时修磨盖板踵趾面,使盖板针面保持合适的踵趾差(0.56 mm)以缩小锡林与盖板针面间的整体隔距而加强分梳,减少针面间的浮游纤维搓转形成棉结,能收到很好的效果。目前还有许多棉纺厂的梳棉机盖板的踵趾面已严重磨损,踵趾差较大,使得工艺上锡林与盖板隔距较小,实际上锡林与盖板针面间的隔距却较大,未能实现紧隔距、强分梳,因而生条棉结增加。有的厂盖板链条已磨损变长,锡林—盖板隔距易变动而不准确,以至影响梳理质量而增加棉结。对这些厂来说,及时修磨盖板踵趾面和更换链条,是减少棉结的有效措施。 

无附加分梳件的梳棉机可适当增加前、后固定盖板附吸风装置,以提高梳理质量,排除细小微尘杂,减少棉结产生。 

合理控制车肚落棉、盖板花与精梳落棉多排除棉结,能减少成纱棉结。 

盖板反转或提高盖板运转速度,能有效减少棉结。 

根据原棉的特性选择工艺参数,如纤维细、成熟度差时应低速度、柔开松,不使用三翼刀片和豪猪打手,用转速低的三翼梳针打手;刺辊、道夫低速度,控制刺辊与锡林的速比;速比小,棉结多;速比大,棉结少;纯棉应控制在1:2左右。 

4 棉结的检测方法与变化情况 

在我国的棉纺织企业中,目前多数厂家采用传统的手感目测法检测纺织各工序半成品及成品的棉结杂质含量;少数厂家采用AFlS单纤维测试系统检测。目测法的棉结被定义为一根或多根纤维紧密,结合成的圆形小结或粒状纤维结,又称白星,是在纤维检验室人工将被检测试样松散后,放在黑色玻璃板上,利用上方投射的光线,看到黑色玻璃板上不能被松散的白点即视为棉结。这种棉结是由许多根纤维扭结在一起才能被目力辨认的纤维团,1个大棉结还可能被分解为多个小棉结,检测的结果取决于测试人员的眼力。 单根纤维的直径近20//m,单根纤维形成的小棉结直径近60/Jm,由于人眼分辨率的限制,许多客观存在的细小棉结不能被目测到。棉结单个之间的重量差异很大,测试报道生条小棉结只有棉卷大棉结粒重的1.4%;只测大棉结,不测小棉结,不能反映棉结的真实情况。 

AFIS单纤维测试系统将棉结定义为核心部分投影直径超过规定值(100μm)的非单根纤维即为棉结,由二根纤维形成的即不容易被肉眼所识别的小棉结就能被测出,这样的棉结比目测的棉结小得多,使大小棉结均能被测出,能反映棉结的真实情况。 

由于存在对棉结的定义和测试方法不相同,目测的1个棉结可被AFlS测为许多个棉结;因此,目测的棉结数量较小,AFlS测的棉结数量很大;使测试的棉结数量差异很大。由于不同方法所测的棉结数据无可比性,所以棉结的数据一定要注明测试方法。 

由于各厂的原料、设备、工艺等情况千差万别,所以棉结的产生情况也各不相同。目前的文献报道认为,两种检测法检测的棉结的变化情况是不相同的;目光检测法检测的棉结数是随加工工序的增加而呈增多的趋势;而AFIS单纤维测试系统检测出的棉结是随加工工序的增加而减少的趋势;两种趋推测的结果是相反的。 

我们认为从棉结的产生情况来说,不考虑排除与包裹或覆盖,不考虑棉结的大小与能否被检测到, 纤维中存在的棉结是随着加工工序的增多而增加。理想的结果是减少棉结的产生,应加强棉结的排除,从而使棉结在清棉工序逐步增多,梳棉工序产生了大量的棉结,但去掉多于产生的,使生条棉结有所减少(精梳产品在准备工序增多,精梳条因产生少于排除而有所减少),在并、粗都有所增加,细纱因包裹覆盖的棉结多于产生的,用目测法测纱的表面棉结有所减少。 

日前,文献报道对梳棉工序棉结的变化争议很大,有的学者认为梳棉是产生棉结的主要工序,生条棉结比棉卷棉结增加1()多倍;有的认为梳棉是减少棉结的主要工序,它可以减少喂人棉卷棉结的近80%;我们认为梳棉工序棉结增加或减少的关键在于梳棉的梳理质量;梳棉正常,少产生、多排除,则生条棉结减少;梳棉不正常,产生多、排除少,则生条棉结增加。 

5 结束语 
棉结主要是棉纤维在轧花与清梳过程中产生的,握持松解是产生棉结的主要部位,棉结增加或减少的关键在梳棉的梳理质量,核心在针布。棉结的变化只有理想的趋势,而无固定的规律,实际生产中是随加工原料和纺机的性能变化的。 

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