精梳棉纱清梳工艺流程与梳理元件的优选

摘要：为了优选精梳棉纱清梳工艺流程与梳理元件，以相同的配棉，分别采用清梳联和清棉成卷+梳棉工艺流程生产CJ 18.2 tex纱，并对梳棉机锡林针布、棉网清洁器、锡林—盖板隔距进行了试验优选，对半制品质量以及成纱质量进行测试。结果表明：锡林针布由AC2030×01550型更换为AC1740×01740型后，梳棉机平均生条AFIS棉结减少，纤维平均长度略有增加，短绒率降低；2种工艺流程的半制品质量基本持平，成纱质量均能达到USTER 2023公报25%水平。指出：清梳联实现了工序连续化和自动化生产，可以减少排包次数，节省清棉运棉用工，改善生产环境，可进一步提高混棉均匀性；优化配置梳棉针布、工艺隔距、速度等是前纺生产控制棉结和短绒的关键。

关键词：清梳联；棉卷；锡林针布；棉网清洁器；盖板；棉结；短绒率

0  引言

清棉成卷+梳棉和清梳联是目前纺纱生产中常用的两种工艺流程。清梳联流程短、效率高、用工少，在实现高产、高效方面得到了市场的普遍认可，是棉纺工程实现自动化、连续化的重要标志，逐渐成为目前主流的前纺加工工艺流程^［1-3］。清棉成卷+梳棉和清梳联的加工质量对后道工序产生直接影响。开清过程中对棉包进行开松，使压缩的纤维逐渐松散，也使纤维之间的杂质逐渐暴露，故开松过程一般伴随除杂。由于开松过程中对纤维的打击，会使部分纤维断裂，导致短纤维数量有一定的增加，且开清过程中对纤维的开松、混和、除杂等作用，使纤维间的无规则缠绕增加，造成棉结数增加^［4-5］。梳棉过程中，对喂入的纤维丛或纤维卷在锡林—盖板间反复抓取转移，使纤维间的缠绕逐渐减小，故通过梳棉工序可有效去除纤维间形成的棉结，同时由盖板清除短纤维^［6］。总之，整个前纺中棉结、短绒控制的核心在梳棉工艺配置，其中梳棉针布的配置又最为关键。

1  纺纱工艺流程

1.1  配棉指标

原料选用美棉，配棉主要质量指标：回潮率为6.18%，马克隆值为4.38，上半部平均长度为29.87 mm，16.5 mm以下短绒率为17.2%，断裂比强度为36.5 cN/tex，黄度为8.7，棉结为292粒/g，含杂率为2.14%。

1.2  纺纱工艺流程

1.1所述配棉，分别采用清棉成卷+梳棉和清梳联工艺流程生产CJ 18.2 tex纱。

清棉成卷+梳棉工艺流程：FA002型抓棉机→A035型混开棉机→A036型开棉机→A092A型喂棉箱→A076型成卷机→FA231型梳棉机→FA306型并条机→FA360型条并卷机→JSFA388型精梳机→JWF1312B型并条机（带自调匀整）→FA458A型粗纱机→EJM128K型细纱机→No.21C型自动络筒机。

清梳联工艺流程：FA009型往复抓棉机→FA125型重物分离器→FA105型单轴流开棉机→FA029型多仓混棉机→FA1112型精开棉机→清云-Ⅳ型异纤机→FA156型除微尘机→FA179B型喂棉箱→FA203B型梳棉机→FA311型并条机→FA360型条并卷机→JSFA388型精梳机→JWF1312B型并条机（带自调匀整）→FA458A型粗纱机→EJM128K型细纱机→No.21C型自动络筒机。

2  梳棉工艺的优选试验和分析

梳棉是纺纱生产的核心工序，一直被称为棉纺的“心脏”，承担着将开清工序中棉块分解成单纤维的重要任务。在梳棉的过程中，喂入的纤维丛或纤维卷在握持状态下受到刺辊针布的打击开松后，进入锡林—盖板间的分梳区，在锡林针布和盖板针布的反复抓取转移中，纤维束逐渐减小，直至被分离成单纤维状态。其中的短绒被盖板花带出，而分梳后的纤维由道夫针布抓取后凝聚成纤维网，经喇叭口聚拢成生条。经梳棉工序后，纤维从无序纠缠状态变为相对有序的单根排列。可以看出，梳棉过程中针布是十分关键的器材，锡林针布、道夫针布、盖板针布和刺辊针布的优选是梳棉工序的关键。

2.1  针布优选

近年来，锡林针布向“矮，浅，尖，薄，密”的方向发展。目前，笔者公司多选用针高为1.8 mm和1.7 mm、工作角为40°、齿距为1.6 mm和1.7 mm、基部宽为0.4 mm的锡林针布。锡林针布齿高变矮、工作角变大，减少了针面负荷，利于增强对纤维的控制；齿距加大，基部变薄，纵向齿密减小，横向齿密加大，在保证梳理力的情况下，有利于减少纤维损伤。

道夫针布的主要作用是凝聚和转移纤维，同时也有梳理和均匀混和的作用。AD4030×01890型道夫针布具有工作角小、齿深和齿密大、表面粗糙度Ra值小等特点，使其凝聚纤维作用强、转移效率高，且释放纤维能力强。

锡林针布和盖板针布间的梳理质量，对后道工序的成纱条干、棉结起关键性作用，是影响梳棉质量的主要因素。盖板针布与锡林针布的配合是实施梳理的主要手段，其梳理效果与盖板的状态及隔距关系密切。笔者公司纺棉时常用MCH52型盖板针布，其针齿排列为渐密型，最密点齿密为520齿/（25.4 mm）²，能有效分梳纤维，且不过度损伤纤维，能满足锡林转速为360 r/min、产量在40 kg/h以下梳棉机梳理力的需求。

刺辊针布的主要作用是开松与除杂，刺辊转速的高低是发挥其作用大小的决定性因素。AT5610×05611型刺辊针布工作角为10°，齿距为5.6 mm，兼顾了纤维分梳除杂与减少纤维损伤。

2.2  梳棉机工艺配置

梳棉机主要工艺参数：给棉板—刺辊隔距为0.625 mm；刺辊—除尘刀隔距为0.3 mm；除尘刀高度为-4 mm，角度为85°；刺辊—预分梳板隔距为0.3 mm；刺辊—锡林隔距为0.18 mm；刺辊—小漏底进口隔距为0.6 mm，出口隔距为0.5 mm；锡林—大漏底进口隔距为3.92 mm，中口隔距为1.55 mm，出口隔距为0.55 mm；锡林—后罩板上口隔距为0.48 mm，出口隔距为0.78 mm；锡林—后固定盖板隔距为0.50 mm，0.43 mm，0.40 mm；锡林—盖板隔距为0.20 mm，0.18 mm，0.18 mm，0.20 mm；锡林—前上罩板隔距为0.78 mm；锡林—前下罩板隔距为0.60 mm；锡林—前固定盖板隔距为0.25 mm，0.20 mm，0.20 mm；锡林—道夫隔距为0.13 mm；后棉网清洁器上口隔距为0.30 mm，出口隔距为0.75 mm；前棉网清洁器上口隔距为0.55 mm，出口隔距为0.25 mm；刺辊转速为736 r/min，锡林转速为356 r/min，盖板线速度为165 mm/min，出条速度为120 m/min，生条定量为25 g/（5 m）。

笔者公司在4台梳棉机上进行不同锡林针布的生产试验。1号和2号梳棉机更换前锡林针布型号均为AC2030×01550（2018年开始使用），更换后均为AC1740×01740（2022年开始使用）；3号和4号梳棉机锡林针布型号不变，均为AC2030×01550，但3号和4号梳棉机更换前的锡林针布均为2020年开始使用，更换后均为2022年开始使用；4台梳棉机盖板针布型号均为MCH52。

2.3  相关试验与分析

采用2.2中的梳棉工艺参数和针布配置，对所加工的生条AFIS指标进行测试。

2.3.1  不同型号锡林针布的对比

1号和2号梳棉机的锡林针布由AC2030×01550型更换为AC1740×01740型后，锡林针布齿高变矮（由2.0 mm变为1.7 mm），工作角加大（由30°增加至40°），齿距增大（由1.5 mm增加至1.7 mm），基部厚度变薄（由0.5 mm变为0.4 mm），纵向齿密减小，横向齿密加大，在梳理力加强的情况下，采用薄矮齿尖、大工作角度能够减少对纤维的冲击，有利于抓取与穿刺，减少纤维损伤。不同型号锡林针布更换前后生条AFIS指标对比见表1。

表1  不同型号锡林针布更换前后生条AFIS指标对比

由表1可见，2号梳棉机生条AFIS棉结显著减少，纤维平均长度增加，短绒率（16.5 mm以下短绒率，下同）降低；而1号梳棉机的生条棉结增加了1粒/g，长度减少了0.1 mm，短绒率降低了0.2个百分点。

2.3.2  不同使用年限的锡林针布对比

不同使用年限的锡林针布加工的生条AFIS指标对比见表2。

表2  不同使用年限的锡林针布加工生条AFIS指标对比

由表2可见，与使用了3 a的锡林针布相比，使用了1 a的锡林针布加工的生条AFIS棉结有所增加，纤维平均长度略有减少，短绒率有所增加。这可能是由于不同原料的差异会影响试验结果的准确性导致，故不同使用年限的针布对比试验方法有待进一步完善。

2.3.3  锡林—盖板隔距对比

锡林—盖板隔距和速度对纤维的分梳、棉结的排除、短绒的增加、锡林附面层气流的控制，均有较大影响。采用AC1740×01740型锡林针布，对4种锡林—盖板隔距和相应锡林与刺辊线速比条件下加工的生条AFIS指标进行测试，结果见表3。

表3  不同锡林—盖板隔距及锡刺线速比下的生条AFIS指标对比

由表3测试结果可以看出，选用AC1740×01740型锡林针布，锡林—盖板隔距为0.20 mm，0.18 mm，0.18 mm，0.20 mm且锡林与刺辊线速比为2.54时，对减少生条棉结、降低短绒率有利，其生条综合指标最好。

锡林—盖板是梳棉的主要分梳区，可以显著提高纤维的伸直度、平行度和分离度。锡林—盖板隔距过大时，锡林—盖板间浮游纤维难以得到有效控制，不利于纤维的充分梳理和短绒、细小棉结的充分排除；且锡林与刺辊线速比较小时，不利于纤维转移，刺辊转速过高容易造成纤维损伤，导致棉结增加。锡林—盖板隔距偏紧时，锡林—盖板间浮游纤维得到有效控制，提高了梳理效果，同时锡林与刺辊线速比在2.54时有利于纤维转移；刺辊转速适度，能够降低对纤维的打击，保护纤维少受损伤，不但总棉结有所降低，而且生条中纤维的平均长度有所增加、短绒率降低。

2.3.4  棉网清洁器

棉网清洁器由导向盖板和尘刀吸管组成，尘刀的作用是分割锡林表面气流附面层中浮于外层的短绒、籽屑。棉网清洁器可显著提高棉网中的纤维分离度、伸直度、平行度，从而降低成纱棉结、杂质，改善条干，提高成纱强力。对梳棉机上配置的棉网清洁器进行改进，使导流板角度向锡林延伸；改进后，气流更加平直，杂质更容易从管中排出，而且原棉网清洁器气流的回流得到了明显遏制，避免了杂质从棉网中脱离时重新回到棉网上。

3  2种前纺工艺流程的成纱质量分析

在优选锡林针布和隔距、改进棉网清洁器后，分别用清棉成卷+梳棉和清梳联工艺流程生产CJ 18.2 tex纱。各工序半制品质量测试结果见表4，成纱质量指标对比见表5。其中，采用清梳联工艺流程筵棉落棉率为1.80%，梳棉落棉率为5.65%，精梳落棉率为17.80%；采用清棉成卷+梳棉工艺流程筵棉落棉率为1.50%，梳棉落棉率为5.68%，精梳落棉率为18.30%。

表4  半制品质量测试结果

表5  成纱质量指标对比

由表4和表5可以看出，在同等配棉质量情况下，采用2种工艺流程，通过优化配置梳棉机锡林针布及隔距，改进棉网清洁器后，从筵棉到粗纱半制品的AFIS总棉结数、短绒率、总杂质数及落棉率基本持平，且成纱质量水平均能达到USTER 2023公报25%水平。但是，采用清梳联流程可以减少排包次数，节省清棉运棉用工，同时增加多仓混棉机，能进一步提高混棉的均匀性。

4  结语

采用相同配棉，优选了梳棉机锡林针布和工艺隔距，改进了棉网清洁器，分别采用清棉成卷+梳棉和清梳联工艺流程生产CJ 18.2 tex纱。经测试发现，2种工艺流程的筵棉到粗纱半制品的AFIS总棉结数、短绒率、总杂质数及落棉率基本持平，且成纱质量水平均能达到USTER 2023公报25%水平。采用清梳联实现了工序连续化和自动化生产，可以减少排包次数，节省清棉运棉工，改善生产环境，同时流程中配置多仓混棉机，进一步提高了混棉均匀性，降低了布面因原料混和不匀所面临的风险。故，梳棉工序要重视针布的优选以及梳理隔距、速度的优化配置，以提高梳理质量。

参考文献：

［1］ 马琴，缪定蜀.清梳联流程与成卷流程相关质量的控制[J].上海纺织科技，2009，37（7）：26-27.

［2］ 倪俊龙.清梳联生产工艺技术探讨[J].上海纺织科技，2004，32（5）：18-19.

［3］ 顾学军，王剑，万伟锋，等.传统清梳改造清梳联的方案与应用[J].棉纺织技术，2014，42（10）：43-47.

［4］ 刘延武，管锦文，邢怀祥，等.清梳联流程配置与棉结和短绒的关系[J].棉纺织技术，2002，30（10）：81-84.

［5］ 胡振龙，赵文华，张成英，等.清梳联流程降低棉结短绒的实践[J].纺织器材，2020，47（2）：52-55.

［6］ 张明光，孙鹏子，曹继鹏.梳棉机盖板速度对盖板花纤维长度分布的影响[J].纺织学报，2011，32（3）：47-50.