本文发表在2024年出版的第42期《梳理技术》杂志上，更多好文章期待您的投稿。投稿/赠阅咨询邮箱：shulijishu@geron-china.com或致电13862860500杨女士
摘要：为了提升喷气涡流纺生产效率和成纱质量,以VORTEX870 EX型喷气涡流纺纱机纺制 R 19.7 tex 纱为例,介绍原料配比和纺纱工艺流程,着重分析在清花工序采用“柔和开松”工艺减少纤维损伤,在梳棉工序通过优选针布、调整隔距保证梳理度和梳理效果,在并条工序采用三道并条、减少并合数改善纤维伸直度和平行度,在涡流纺工序通过优化工艺参数和电清、捻接器参数以减少剪切次数，以及合理控制各车间温湿度等方面的生产要点。通过对比优化前后的成纱质量指标,指出:梳理度与喷气涡流纺的成纱质量及生产效率关系密切,采用新型高密度太锐克镀层锡林针布并优选其他针布，可有效改善梳理效果、降低喷气涡流纺剪切数;各工序工艺参数优化后,喷气涡流纺纱机纺R19.7 tex纱速度达540m/min、生产效率达99.2%,各项成纱质量指标较优。
关键词：喷气涡流纺;R19.7 tex 纱;针布;太锐克镀层;梳理度;隔距;伸直度;平行度;剪切次数
0 引言
喷气涡流纺因其流程短、占地少、用工省、自动化程度高，且产品具有毛羽少、抗起球性强、染色均匀、色泽鲜艳等优秀特点备受市场欢迎。近年来喷气涡流纺纱技术也得到了快速发展。如何使用好具有国际先进水平的生产设备，实现高产、高速、高效，使其发挥最大的经济效益值得深入探讨[1-2]。生产实践发现，喷气涡流纺的生产效率与生条的梳理质量和短绒含量存在直接关系，提高纤维的梳理度、减少生条短绒率对提升喷气涡流纺的生产效率至关重要[3]。笔者公司采用新型高密度太锐克镀层锡林针布，在喷气涡流纺生产线进行试验，效果良好。下面以R19.7tex纱为例，介绍喷气涡流纺生产流程，采用新型高密度镀层锡林针布进行的试验，使喷气涡流纺车速达到540m/min，生产效率稳定在99.2%以上，单产达到国内同行领先水平。
1 纺纱工艺流程
喷气涡流纺R19.7tex纱具体工艺流程为：FA1001型圆盘抓棉机→FA125型重物分离器→AMP2000型金属火星探测器→FA029型多仓混棉机（附FT124型桥式吸铁）→JWF1115-160型精开棉机→JWF1213A型高产梳棉机→TMFD81S型并条机→TMFD81S型并条机→TMFD81L并条机型（附乌斯特公司Uster-Pro自调匀整）→日本村田VORTEX 870 EX型喷气涡流纺纱机。
2 原料的选择
为稳定产品质量，减少换批对成纱质量的影响。选用赛得利集团生产的喷气涡流纺专用粘胶，具体成分配比见表1。
表1 原料成分表
品 名 |
产 地 |
规 格 |
回 潮/% |
占 比/% |
本色粘胶 |
江西赛得利 |
1.33 dtex × 38 mm |
12.5 |
25 |
本色粘胶 |
九江赛得利 |
1.33 dtex × 38 mm |
12.5 |
20 |
本色粘胶 |
中国赛得利 |
1.33 dtex × 38 mm |
12.5 |
30 |
本色粘胶 |
江苏赛得利 |
1.33 dtex × 38 mm |
12.5 |
25 |
3 各工序工艺配置要点
3.1 清花工序
根据粘胶原料特性，清花工序以开松和混合为主。针对粘胶纤维强力偏低的特点，采用“柔和开松”工艺原则，降低打击力度，减少纤维损伤[4]。FA1001型圆盘抓棉机打手速度调降到740 r/min左右，精开棉机打手速度设置为480 r/min的较低转速。
3.2 梳棉工序
3.2.1 梳理度分析
在梳棉工序中，梳理的效果可以釆用梳理度来定量分析。梳理度是用每根纤维受到梳理的平均齿数C表示，从而提供一个梳理效果定量分析的指标。
C=(Kc·Nc·nc·L·r)/(P·Nb)
式中：
Kc为梳理度计算常数（一般为0.3769)；
Nc为锡林针布齿密/[齿·（25.4mm）-2]；
nc为锡林速度/(r/min)；
L为纤维长度/(mm)；
r为转移率/%；
P为梳棉机产量/(kg/台时)；
Nb为纤维线密度/dtex。
梳棉机要实现高产高速，就要提高锡林梳理效果，通过适宜的梳理度来保证梳理效果，保证产品质量。一般情况下，梳理度C保持在3左右效果最好。
研究发现，梳理度与喷气涡流纺的成纱质量以及喷气涡流纺的生产效率关系密切。一般梳理度越高，喷气涡流纺剪切越少，效率越高。在相同的生产条件下，提高梳理度的方法主要是增加锡林针布的密度和提高锡林的速度，这为提高喷气涡流纺生产效率指明了突破方向。
3.2.2 针布选型
梳棉采用“多开松，强分梳，快转移”的工艺设计理念。在选择针布型号时，既要考虑梳理充分，又要转移良好，同时还要减少纤维的损伤，其中锡林针布的选用遵循 “矮、浅、薄、密、尖” 的原则，我们选用型号为A2-45-1008-Ti的新型高密度太锐克镀层锡林针布，以保证充分梳理。其针布总高2.0 mm、工作角为45°、厚度为0.4 mm、齿密1008齿/（25.4mm）2。为了提升梳理效果，提高纤维单纤化水平，选择AT5010×4020V加密刺辊齿条，其总高5.0 mm、工作角10°、基部厚2.0 mm、齿距4.0 mm，齿密80齿/（25.4mm）2。适当提高刺辊密度，有利于纤维的开松和单纤维化，减轻锡林盖板主梳理区的梳理压力，可以减少锡林针布与盖板针布损耗，稳定提升纤维梳理质量。梳棉机针布型号优化前后对比对比见表2。
表 2 梳棉机针布型号对比表
项目 |
原配置针布型号 |
新配置针布型号 |
锡林针布型号 |
AC2030×1550D |
A2-45-1008-Ti |
盖板针布型号 |
MCH45D |
BH-450-B |
道夫针布型号 |
AD4030×2090D |
H7-30-377BR4-NF |
刺辊针布型号 |
AT5010×5032V |
AT5010×4020V |
前固定盖板 |
T450,T450,T550,T550 |
T550,T550,T620,T620 |
后固定盖板型号 |
T90,T140,T270,T270,T330 |
T90,T140,T270,T270,T330 |
3.2.3 梳棉工艺配置要点
根据粘胶的梳理特性，对梳理工艺进行优化调整：采用优势纺纱提倡的重定量配置，提高刺辊速度保证纤维充分开松，提高并丝等疵点的除杂效果，充分排除并丝疵点；提高锡林速度，增强分梳，加大锡林刺辊表面线速比，提升纤维转移效率，防止纤维转移不良而搓揉形成棉结；放大给棉板与刺辊隔距，放大后固定盖板隔距；适当收紧锡林针布与盖板针布的隔距以增强梳理；适当提高盖板针布运转速度以增强短绒的清除；道夫齿条采用加横纹的设计并适当缩小与锡林针布的隔距，加强对纤维的控制，提高转移效果；调整棉网张力增强纤维抱合力，避免掉网拥花现象。梳棉工艺优化前后对照表见表3。
表3 梳棉工艺优化前后对照表
清梳联工艺项目 |
原工艺 |
新工艺 |
生条定量/[g⋅5m-1] |
28.0 |
32.0 |
锡林速度/(r⋅min-1） |
380 |
450 |
刺辊速度/(r⋅min-1) |
860 |
986 |
出条速度/(m⋅min-1) |
160 |
200 |
盖板速度/(mm⋅min-1) |
120 |
180 |
锡林和道夫隔距/mm |
0.25 |
0.18 |
给棉板与刺辊隔距/mm |
0.40 |
0.66 |
后棉网清洁器和锡林隔距/mm |
0.48 |
0.51 |
活动盖板和锡林隔距/mm |
0.38,0.35,0.33,0.30 ,0.30,0.28 |
0.36,0.33,0.30,0.28 ,0.28,0.26 |
前固定盖板和锡林隔距/mm |
0.38,0.38,0.35,0.35 |
0.35,0.35,0.32,0.32 |
后固定盖板和锡林隔距/mm |
0.49,0.45,0.41,0.41 ,0.38,0.38 |
0.52,0.48,0.45,0.45 ,0.41,0.41 |
3.2.4 质量对比
采用优选针布和工艺优化后，生条棉结控制在3粒/克以内，生条条干CV%值稳定在2.8%左右，生条重量不匀率控制在1.6%以内。
3.3 并条工序
喷气涡流纺对纺纱原料纤维的伸直度、平行度都有比较高的要求[5]。生产工艺流程中采用三道并条，并条机的出条速度降低到环锭纺纱时的70%。头道并条集中后区牵伸，消除前弯钩（后牵伸倍数设置为1.92）；二道并条，集中前区牵伸，消除纤维中的后弯钩；三道条并选用较小的后牵伸，减小并条条干不匀率波动。
从并条生产实践中发现，影响熟条质量的因素中，牵伸倍数和出条速度对熟条内在质量影响较大，对生条定量（正常范围内）影响较小。为了提升熟条内在质量，稳定喷气涡流纺生产效率，通过减少并合数来减小并条的总牵伸倍数，达到减少牵伸不匀的目的。三道并条分别采用5根并合，减少牵伸力波动，维持并条条干稳定。并条工艺优化前后对照见表4。
表4 并条工序工艺优化前后对照表
并条工序主要工艺项目 |
原工艺 |
优化后工艺 |
并合根数（头并） |
6 |
5 |
并合根数（二并） |
8 |
5 |
并合根数（三并） |
8 |
5 |
罗拉隔距/mm |
10×20 |
12×26 |
头并定量/[g⋅5m-1] |
23.5 |
34.5 |
二并定量/[g⋅5m-1] |
22.0 |
29.0 |
三并定量/[g⋅5m-1] |
20.0 |
25.0 |
并条车速/(m⋅min-1) |
450 |
360 |
头并牵伸（总牵伸×后牵伸） |
7.15×1.67 |
5.80×1.92 |
二并牵伸（总牵伸×后牵伸） |
8.54×1.56 |
5.95×1.40 |
三并牵伸（总牵伸×后牵伸） |
8.79×1.32 |
5.80×1.18 |
为了增强皮辊的抗静电性，提高皮辊的耐磨性，采用D85并条皮辊（邵氏硬度为85度），使用纳米抗静电涂料进行处理。做好并条周期清洁管理，安排合理的平揩车周期，确保皮辊清洁，维持设备状态良好，保持并条牵伸通道光滑，无挂花积花现象，使棉条光洁、成形良好。
经过优化并条工艺后，熟条结构紧密，外表光滑，末并条干CV%值稳定在1.5%左右，重量不匀率控制在0.6%以内。
3.4 喷气涡流纺工序
喷气涡流纺对纤维伸直平行度要求较高，工艺设计的时候考虑主牵伸的作用，把熟条中残留的部分弯钩纤维进一步拉直[6]。喷气涡流纺详细工艺参数配置见表5。
表5 喷气涡流纺工艺参数配置表
参 数 |
原设定值 |
优化后设定值 |
车度/(m⋅min-1) |
480 |
540 |
T.D.R |
203 |
253 |
M.D.R |
29.0 |
35.0 |
B.D.R |
3.0 |
3.0 |
I.D.R |
2.3 |
2.4 |
喂入比 |
0.990 |
1.002 |
卷取比 |
0.980 |
0.998 |
筒子卷取角/(°) |
15.0deg |
15.0deg |
锭内报警+/% |
8.0 |
6.0 |
锭内报警-/% |
8.0 |
6.0 |
HD检测上限偏差/% |
20 |
15 |
HD检测下限偏差/% |
25 |
20% |
单锭HDAve偏差超出上限/% |
7 |
7 |
单锭HDAve偏差超出下限/% |
20 |
20 |
CV%检测设定模式 |
偏差设定 |
偏差设定 |
CV%检测上限偏差/% |
2.0 |
2.0 |
生产效率/% |
92.6-96.6 |
99.0-99.6 |
罗拉隔距/mm |
43×45 |
43×45 |
在稳定产品质量和生产效率的同时，设置合理的电清工艺参数，对纱线疵点的长度和倍数进行监控，保证疵点的切除效率。电清工艺参数设置情况见表6。
表6 电清工艺参数
纱疵种类 |
纱疵规格（原设定值） |
纱疵规格（优化后设定值） |
棉结疵点粗细度/% |
+250 |
+240 |
短粗节（S）粗细度/% |
+95 |
+90 |
短粗节（S）长度/cm |
3.2 |
3.0 |
长粗节（L）粗细度/% |
+35 |
+30 |
长粗节（L）长度/cm |
16 |
20 |
细节（T）粗细度/% |
-30 |
-25 |
细节（T）长度/cm |
20 |
20 |
特长粗节（LL）粗细度/% |
+16 |
+15 |
特长粗节（LL）长度/cm |
100 |
100 |
特长粗节（TT）粗细度/% |
-16 |
-15 |
特长粗节（TT）长度/cm |
120 |
150 |
在生产实践中，对设备运行状态及时监控，设置合理的捻接器工艺参数，捻接质量稳定；对罗拉皮辊、上下皮圈、摇架压力、电清装置和传感器等，按照规定的周期进行检查，保证喷气涡流纺纱机喷嘴进气孔和针座内壁的清洁卫生，并保持气压的稳定和准确[7]。捻接器工艺设置参数见表7。
表7 捻接器工艺参数前后对比
捻接器工艺设置 |
原工艺 |
优化工艺 |
捻接器喷嘴类型 |
G2 |
G2 |
解捻时间设置/s |
0.40 |
0.40 |
加捻时间设置/s |
0.15 |
0.10 |
Ln杆位置设置 |
位置4 |
位置3 |
4 车间温湿度控制
喷气涡流纺对车间温湿度比较敏感，温湿度的变化直接影响喷气涡流纺的质量和生产效率[8]。为了保证正常生产、稳定质量，选用自动空调系统对车间温湿度进行调控。车间各生产工序的温湿度控制标准见表8。
表8 车间温湿度控制标准
工序 |
清梳联 |
并条 |
喷气涡流纺车间 |
温度/℃ |
25-32 |
25-33 |
26-35 |
相对湿度/% |
55-60 |
56-62 |
55-60 |
5 成纱质量情况
采用高密镀层锡林针布后，经过系列工艺优化试验，喷气涡流纺粘胶R19.7tex纱线的各项指标明显改善，特别是切疵大幅度减少，效率提升明显。具体成纱情况见表9。
表9 喷气涡流纺R19.7tex纱的质量情况
品 种 |
原工艺 |
新工艺 |
条干CV/% |
13.2 |
12.7 |
-50%细节/(个⋅km-1) |
9 |
3 |
+50%粗节/(个⋅km-1) |
16 |
9 |
+200%棉结/(个⋅km-1) |
19 |
12 |
单纱强力/cN |
268 |
273 |
单强CV/% |
9.3 |
8.2 |
质量偏差/% |
+0.5 |
+0.5 |
质量CV/% |
1.2 |
1.3 |
车速/(m⋅min-1) |
520 |
540 |
切疵/(个⋅h-1) |
162 |
92 |
IPI/(个⋅km-1) |
78 |
35 |
A1纱疵/(个⋅km-1) |
892 |
452 |
效率/% |
97.8 |
99.2 |
6 结语
6.1 梳棉是纺纱的心脏,在喷气涡流纺生产过程中，梳理质量的好坏直接影响涡流纺的生产效率。提高纤维梳理度、减少生条短绒率对提升喷气涡流纺生产效率至关重要。
6.2 在高产梳棉机的应用过程中,存在纤维损伤大、棉结去除率低、梳理效果差等问题,对梳理器材选型提出了更加严格的要求。
6.3 通过选用新型高密度太锐克镀层锡林针布及其配套梳理器材,结合工艺优化调整，使VORTEX870 EX型喷气涡流纺纱机纺R19.7tex纱的车速达 540 m/min,生产效率达99.2%，各项成纱质量指标达到国内领先水平,为喷气涡流纺生产中高产梳棉机的针布选型及工艺优化提供了经验参考。
参考文献：
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[2] 刘建林,郑磊,李小平.梳棉采用重定量工艺的生产实践[J].纺织器材,2022,49(6):21-24.
[3] 陆惠文,倪远.“陆S纺纱工艺”的梳棉均衡柔和梳理工艺探讨[J].辽东学院学报(自然科学版),2017,24(1):10-15.
[4] 杨克孝,虞明聪,孙江挺.纯棉喷气涡流色纺纱成纱质量的影响因素分析[J].棉纺织技术,2020,48(12):47-50.
[5] 葛云兵,刘古立.特吕茨列TC15梳棉机的新技术特点及工艺优势[C]//”天门纺机杯”第四局中国纱线质量峰会论文集.杭州:中国纱线网,2021:311-317.
[6] 张喜昌,张海霞.阻燃粘胶/阻燃腈纶/棉混纺纱纺纱工艺与性能研究[J].上海纺织科技,2018,46(8):32-34.
[7] 陈利国,陈天红.梳理机用高转移率金属针布齿条研发与应用[J].纺织器材,2021,48(1):61-63.
[8] 秋黎凤,刘古立.梳棉机附加分梳元件及其对梳棉质量的影响[J].纺织器材,2015,42(5):19-21.