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E86精梳机低落棉高质量纺纱工艺探讨
陆振挺1、王子峰1、张新英1、
李新英1、陈玉峰2
（1.项城市纺织有限公司，
2.光山白鲨针布有限公司）
棉纺行业中原料成本占总成本的70%以上。精梳机的落棉率直接影响到成纱质量和用棉成本，是纺纱厂重要的技术及经济影响因素。但在提升成纱质量的同时，落棉率常常也随之增加，由此提高了生产成本。为此，在保证精梳质量不变的情况下适当降低落棉率，尽可能地减少精梳落棉中的长纤维，减少可纺纤维的损失，是高质高产精梳机发展的方向。在本研究中，我们对如何降低E86精梳机的落棉率，提高精梳机的效率进行了探讨。
1 E86精梳机低落棉存在的问题
1.1 重定量高速梳理负荷增加
重定量的喂入增加了梳理负荷，定量大的棉卷会使梳理负荷增大，针布和速度的配合既是实现良好的梳理效果的前提，也是精梳工序重点解决的问题，否则会导致精梳质量无法控制。
1.2 给棉形式造成短绒进入精条
除钳板和分离罗拉的分离距离之外，喂入方式（向前或向后）和喂入量（给棉罗拉输出量），是控制落棉百分比的主要因素，同时，精梳条的质量也受这些因素的影响。后退给棉，棉网喂入发生在钳板向后摆时，在大量喂入条件下，精梳落棉率较高，可达12%~25%。前进给棉，棉网喂入发生在钳板向前摆时，在大量喂入条件下，精梳落棉率较低，为8%~14%，因为前进给棉在分离接合时，钳板钳唇外棉网长，接合时间提前，而顶梳刺入时间晚，有部分短纤维进入精梳后的棉网中。精梳机的前进给棉产量高，但存在短纤维容易进入精条中和长纤维进入短绒中的问题。
1.3 低落棉精条的伸直状态
低落棉精条中的短纤维含量增加1%~3%，短绒在后部的牵伸过程中，很容易形成浮游纤维，从而影响牵伸运动造成成纱质量恶化。提高16.5 mm以下短纤维的伸直度、平行度、分离度（以下简称“伸直三度”）对提高成纱质量非常关键。
1.4 精梳后纤维“伸直三度”的有效控制
精梳机高速梳理后，纤维的伸直度提高，抱合力下降，牵伸过程中与通道的摩擦，会形成新的棉结。重点是如何保持粗纱到细纱的牵伸过程中，纤维变速进一步伸直平行，进而提高质量［1］。
2 精梳低落棉高效工艺原理和措施
2.1 开清注重“开松三度”
清梳是纤维实现由横向联系变为纵向联系的工序。为提高好的纤维排列状态，清梳工序采取连续均匀喂给，薄喂柔和开松，早落少伤纤维，梳理转移适度，结杂短绒兼顾的措施。开清工艺主要是纤维束的“开松三度”：密实度、取向度和分解度，实现柔和开松，不增加短绒少增长棉结，把棉束的体积降低到最小，为梳理做好准备。清梳联保证“开松三度”，使纤维排列平行减少落棉，具体工艺措施和设备配置见表1。
2.2 梳棉机锡林刺辊大速比提高“梳理三度”
“梳理三度”通常指纤维的伸直度、平行度和分离度。在精梳梳理中部分伸直度较差的纤维，被精梳锡林和顶梳梳理落棉的概率加大。采用锡林刺辊大速比，锡林盖板偏紧隔距的措施，可以使生条中纤维的伸直、平行和分离程度得到提高，进而减少纤维在精梳时成为落棉的可能。具体工艺参数见表2。
2.3 预并采用“一大一小”工艺强化弯钩伸直
预并重点加强对纤维的整理，伸直前弯钩。根据弯钩伸直理论可知，前弯钩的伸直牵伸倍数应不小于1.7倍，不大于3.8倍。预并采取小的并合根数，后区大的牵伸倍数能够实现对前弯钩的充分伸直［2］。
预并后区牵伸倍数1.7倍，总牵伸数5倍，5根并合，定量是23 g/5m，罗拉中心距40 mm×48 mm。
2.4 条卷发挥重定量自洁作用和内摩擦力
高效能精梳机精梳准备工序至关重要，其要保证生条纤维的排列状态稳定，同时进一步提高伸直平行效果，从而为精梳机提供状态良好的小卷，利于降低落棉。现代纺纱技术中精梳准备小卷的两个理论：小卷重定量的纤维内摩擦力，小卷纤维丛内杂质自清洁作用。
小卷定量偏重，利于纤维伸直，原理是：截面内纤维数量增加，摩擦系数增加，纤维抽出时的阻力增加，利于纤维伸直。同时，小卷加重进入精梳机前唇受力平均；受力不均匀有可能把长纤维带下去，会影响成纱的细节、粗节及棉结。
在精梳工艺中，小卷定量（60~80 g/m）一般要求允许范围内，偏重掌握。目的是改善钳板对小卷的横向握持均匀度，并增强棉层的自清洁作用。其原理是：输出的纤维须丛小，后部的纤维多，截面积大的杂质和棉结会被拦截在未输出的纤维网内，在下一个梳理循环中被梳理。具体见图1。
图1 小卷棉层的自清洁作用
条并卷联合机并合数为偶数，24或28根并合，当喂给棉条定量在4.5~5 g/m时并合数以24根为宜，预并条机条子定量轻，并合数可适当增加。
2.5 精梳采用重定量、短喂给提高梳理三度和清除三率
精梳机的落棉率与成纱质量并非一直成正比。在一定的范围内，落棉率提高，成纱质量会得到改善，但是在达到了所谓的落棉率的临界之后，成纱质量就改善甚微。另外，相同的落棉率的情况下，采用不同的顶梳工艺配置，不同的落棉隔距设置，成纱的质量也有所不同。因此通过优化精梳工艺，降低精梳落棉率的潜力是有的。
精梳低落棉技术的核心是：重定量、前进给棉、锡林大梳理角度高密度，非圆变速齿轮变速等隔距梳理，高密度顶梳增加棉卷自清洁作用。
（1）重定量：细绒棉、重定量时前进给棉梳理效果较好。
（2）前进给棉：现代高性能精梳设备（精梳准备和精梳机）的情况已经发生变化。前进给棉在所有短纤维纺纱领域几乎都可以采用，落棉范围在8 %~18 %。其中一个主要原因是前进给棉具有较好的“自清洁作用”。随着精梳高效能锡林、顶梳的出现，前进给棉梳理质量也有较大改善。
（3）锡林大角度高密度：锡林的梳理度对棉结含量和短绒的含量有着显著影响，合理提高精梳锡林梳理度可以达到改善精梳及成纱质量的目的。
（4）高密度顶梳：精梳机采用高密度顶梳，大定量给棉工艺后，顶梳梳理作用增强，配合分离牵伸纤维自清洁作用，即棉层因为其内的纤维杂乱程度较大而对杂质、棉结、短纤维的控制力，前进给棉亦可取得良好的梳理效果。顶梳高密度，插入时间早的另一个优势是，增强顶梳后棉卷的辅助自清洁作用。
（5）非圆变速齿轮变速等隔距梳理：采用非圆齿轮变速梳理，在锡林梳理时瞬时加速度可以达到2.4倍以上，有效增加了梳理效果。同时等隔距梳理，减少梳理隔距变化造成的梳理质量差的问题。
E86精梳机各个部件，如钳板的高精度握持闭合，锡林的理想运动配合，以及顶梳的最佳梳理点的选择等，能够精确地对纤维进行梳理，精梳落棉中长纤维的比例下降，保证了成纱质量的稳定。E86精梳机采用非圆齿轮等隔距工艺，棉卷定量一般控制在75 g/m以上，锡林扇面在130°齿密在4.9万以上，顶梳35 针/cm，具备低落棉的技术条件。
采用“高钳次、小分离、重定量、短喂给、早插入”的工艺，具体是：精梳锡林高钳次提高梳理质量、分离隔距小降低落棉、定量加重提高纤维须丛的控制和自清洁、短喂给长度增加梳理、顶梳插入时间提前等措施；选配130°梳理扇面的Ri-Q-COMB i500精梳锡林齿密达到4万齿以上，顶梳采用Ri-Q-TOP 2030高齿密；提高低落棉条件下的纤维伸直三度，保证棉结、杂质、短绒的去除三率。在相同产能和落棉率下降的情况下，成纱的棉结可以减少大约20%。E86精梳机具体工艺见表3。
2.6 精梳后单并采用“两大一小”工艺
提高牵伸伸直三度加强纤维尾端伸直，牵伸伸直三度重点是纤维末端的伸直状态。纤维头端变速尾端脱离钳口控制，后部纤维的摩擦力和控制力决定纤维变速过程中的伸直状态。采用“两大一小”工艺，即采用重定量，大后区隔距和小后区牵伸倍数。原理是：高速条件下，纤维在两罗拉钳口之间的时间变短。没有足够的空间无法在瞬间完成较厚棉层的整理，因此加大隔距，以空间换时间。重定量利用纤维间的内静摩擦力，实现纤维变速时伸直。精梳后单并采用重定量，大后区隔距、小后区牵伸倍数，后区牵伸倍数1.15倍，总牵伸倍数5.9倍，罗拉中心距：39 mm×47 mm，末并定量21 g/5m。
2.7 粗纱采用“三大一小”工艺
精梳条在低落棉条件下，须条内的短绒含量有所增加，牵伸工艺中的重点是控制短纤维运动，减少纤维在变速过程中的浮游状态。粗纱采用“三大一小”工艺，能够控制纤维在加捻过程中的浮游运动，为细纱提供好的牵伸条件。原理是：大的粗纱捻系数，提供纤维间较好的抱合程度；大后区隔距，便于纤维整理；较大的总牵伸倍数结合小后区牵伸分配，实现纤维变速时，对尾端的控制力，进一步提高伸直平行度［3~5］。粗纱采用“三大一小”工艺，即粗纱定量为5.5 g/10m，罗拉隔距12 mm×19 mm×35 mm，粗纱捻系数127，后区牵伸倍数1.13倍。
2.8 细纱采用“三大三小”工艺
在细纱工序采用“三大三小”工艺，其中“三大”即指采用大粗纱捻系数、大细纱后区隔距，前胶辊大前冲位置；“三小”即指采用小后区牵伸倍数、小钳口隔距，小浮游区长度的工艺，能够实现在低落棉牵伸条件下的高质量高效率。其原因是大粗纱捻系数可以控制纤维在后部和加捻区的扩散；大后区罗拉隔距可以缓和单根纤维变速抽取时控制力和引导力的平衡，减少牵伸不开的概率；前胶辊前冲可以减少纱线包围弧缩小加捻三角区；小后区牵伸倍数有利于加强整理，为前区集中牵伸做准备；小钳口和小浮游区主要是控制纤维变速点，使变速点集中且接近于前钳口。
细纱采用三大三小工艺，具体见表4。
3 效果对比
按照低落棉工艺在CJ14.6tex品种上进行了系统的试验。试验条件：温度33℃；湿度60%。精梳条质量对比见表5。粗纱捻系数117时的离线检测结果见表6。在线检测结果见表7~8。低落棉系统工艺粗纱捻系数127时的离线检测结果见表8。
表5 E86精梳条低落棉质量对比
表7 低落棉系统工艺((自络筒上在线检测）条干指标对比
表中分析：在低落棉条件下，高钳次、小分离、重定量、短喂给、早插入的工艺措施，精梳器材选配高密锡林和顶梳，实现低落棉条件下的纤维伸直度及棉结、杂质、短绒去除率的提高。
表6~8分析可知，精梳低落棉条件下的采用低落棉系统工艺，利用重定量条件下，纤维梳理分离的内摩擦力，纤维在梳理前的伸直度得到了改善；梳理后采用牵伸控制力，提高纤维的伸直平行度，在线检测和离线检测得纱疵数量不仅没有增加，反而有所降低，实现了20.51%的落棉率与17.35%低落棉条件下的同等成纱质量。
4 结语
（1）经实践，通过清梳联提高“开清三度”；精梳准备提高条卷伸直平行度；精梳机采用重定量、短喂给、低落棉工艺，配合高齿密锡林和顶梳与前进给棉、低落棉工艺相配合，提高纤维伸直三度；精后并条采用大后区牵伸倍数、大后区隔距；粗纱采用“三大一小”工艺提高“牵伸伸直三度”以及细纱采用“三大三小”的系统工艺措施，实现了E86精梳机落棉率降低3.16%条件下的等同成纱质量。
（2）E86精梳机低落棉工艺，采取梳理前准备、梳理中集中控制、梳理后精确定位弥补的系统工艺思路，采用新型梳理器材，优化基础工艺，系统宏观控制的措施，实现了低落棉高质量的纺纱效果。
参考文献：
［1］陈玉峰.精梳短绒增长率的控制与探讨［Ｊ］. 纺织器材，2013，40（1）：40.
［2］陈玉峰 精梳器材创新及其应用［Ｊ］. 纺织器材，2017，44（4）：36－37.
［3］任家智，王莉，冯诸同等.精梳过程中棉结增长率及棉结排除率的评价效果［Ｊ］. 棉纺织技术，2011, 38（7）：15－17.
［4］周金冠.现代精梳生产工艺与技术［M］.北京：中国纺织出版社，2006:15－17.
［5］孙鹏子.高产梳棉机工艺技术理论的研究［M］.上海:东华大学出版社,2002:20－26.
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