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精梳质量与生产成本控制
周平（杭州中汇棉纺织有限公司）
1 对精梳质量指标的重新解读
1.1 条干CV%
由于精梳机的特殊工作方式，棉网是经锡林、顶梳梳理后逐层叠合形成的，棉网本身带有规律性厚薄，虽然经过斜向汇聚、多根台面条并合后牵伸，仍然有可能出现规律性条干。在设备正常情况下，可通过调整分离罗拉顺转定时获得最佳的搭接效果，将条干水平控制在规定范围之内。
条干CV% 与棉条定量、纤维长度有相应关系。新的乌斯特公报对精梳半制品的数据未做采集，原有可参考的数据为：细绒棉精梳条定量在4 g/m左右，条干CV%值≤4.1%。
精梳条干水平与机器型号也有密切关系。因为各种新、老型精梳机小卷结构及定量轻与重、台面条并合根数多与少、有效输出长度长与短、棉网结合强度的强与弱、钳板型号不一、牵伸形式不一，都对条干水平有所影响。
同类型的精梳机中也会存在条干水平差异，主要是设备完好状态问题。
1.2 精梳条中短绒含量
短绒含量对成纱质量影响极大。粗节、细节、棉结、条干、毛羽、强力等重要质量指标几乎都与短绒含量有关。
根据棉纺的有关标准，精梳条中的短绒含量应＜9%。其实这只是纺精梳中支纱的最低标准，是保证精梳中支纱成纱质量的基本要求。
在用长绒棉纺制高支纱时必须进一步降低短绒含量。在生产实践中，纺制100~140 Ne精梳纱时，精梳条中的短绒含量应＜7%。纺制180 Ne精梳纱时，精梳条中的短绒含量应＜5%。
由于精梳机排除短绒的能力有一定限度，与梳棉生条相比，约能去除短绒50% 左右。因此，从系统工程的角度来说，要生产合格的精梳产品，需从淸花、梳棉工序开始就控制短绒增长率，否则难以达到质量要求。
精梳机在梳理过程中会梳断一些纤维，产生新的短绒。这些短绒将分配到落棉和棉网两处。应当尽可能地减少这部分新增短绒。
纤维短绒率的认定长度是根据纤维长度比例计算的，国内通常认为细绒棉短绒长度＜16 mm,长绒棉短绒长度＜20 mm。国外标准是＜12.7 mm，即半英寸，这个长度的纤维在成纱过程中为浮游纤维，对成纱质量均为负面影响。
1.3 精梳条棉结粒数（粒/g）
棉结的来源有3处：
（1）原棉中带来。这类棉结以颗粒大、缠绕结实为特征（见图1）。
图1 原棉中的棉结
（2）前道工序搓擦产生的。这类棉结通常与短绒含量增多有密切关系（见图2）。
图2 短绒缠绕形成的棉结
（3）精梳准备工序成卷过程中产生的。在精梳小卷生产过程中，成卷压力的存在与旋转的棉层与棉层之间摩擦作用形成棉结。以及在转向板上的剧烈摩擦也会形成棉结（见图3）。
图3 正在形成的棉结
精梳机可以排除大部分大颗粒棉结（直径在0.5 mm以上），对细小棉结的排除能力有限，因此，对小棉结的形成应当在成卷之前进行预防。
1.4 精梳条杂质粒数（粒/g）
杂质的来源主要是原棉中的带纤维籽屑，以及其他杂质，如叶屑、砂粒等。这种带纤维籽屑在淸花、梳棉工序中被大量排除，但是被打碎的细小碎屑却带入了棉条之中（见图4）。
图4 带纤维籽屑
杂质的检测方法有人工检测、仪器检测。仪器检测可以区分大小以及色泽。精梳机排除杂质的能力是强大的，在精梳条中往往检测不到肉眼能看到的杂质。但是在显微镜下仍然能找到直径＜0.20 mm的细小籽屑（见图5）。
图5 夹入纱线中的细小杂质
1.5 落棉率
通过锡林和顶梳的梳理，输出棉网、排除落棉，这是精梳机的主要工作方式。在过去的书本中常会给出纺几支纱落百分之几的落棉数据，这是在一种型号的精梳机或一种型号梳理部件的条件下给出的经验数据。在当今新型精梳设备、新型梳理部件不断问世的情况下，这样的经验数据已不适用，而是应根据精梳设备及梳理部件的特点，检测精梳条中的短绒含量，根据所纺品种的要求来设定合理的落棉率。
1.6 落棉中的短绒含量
对落棉成分的分析是检测精梳机梳理效果的有效手段。检测落棉中的短绒含量与长纤维的丢失率，对精梳成本控制有极其重要的指导意义。在正常情况下，落棉中的短绒含量应当在70% 左右，如果落棉中短绒含量过低，说明精梳机钳板状态和梳理起点位置有问题，或者精梳小卷横向均匀度较差。
1.7 精梳条重量不匀率
由于纤维中的短绒分布的随机性，精梳落棉率也会因小卷中短绒含量的多少而波动，落棉率的波动直接影响了精梳条的重量不匀率波动。精梳条重量不匀率控制范围应＜1.5%。也正是因为精梳条的重量不匀率偏高，在精梳工序后应当再经过一道自调匀整并条机，或两道普通并条机的牵伸并合，以改善重量不匀率。所以完美的精梳条出自精梳后并，广义的精梳工序应当包括精梳后并。
1.8 纤维伸直度
在设备正常情况下，精梳条的纤维伸直度均能达到95% 以上，这是指纤维两端均不带弯钩的纤维。所以企业对此项指标一般不作检测。
2 降低成本的有效手段
2.1 减少梳理产生的短绒
精梳机的梳理过程较为特殊：先由钳板夹持棉层，锡林对纤维的前端进行大梳理度的梳理，棉网接合后，由分离罗拉夹持棉层，顶梳对纤维后端进行小梳理度的梳理。在锡林梳理过程中梳理强度大、速度高、再加上重复梳理次数多，对纤维的损伤也大。在锡林梳理开始时，首先接触纤维的是锡林的最前排针，在最前排针开始刺入棉纤维层时受到的阻力最大，在小卷纤维大多数弯钩向前的情况下，锡林梳理大量带前弯钩纤维，前排针受力也最大。
由于前排针在梳理过程中与纤维的接触点在变化，从针尖接触纤维到纤维离开针齿根部，纤维在针齿上有一个向下滑移的过程（见图6）。
图6 纤维梳理时滑移与梳断
如果针齿工作角过大，纤维滑移过程短，容易造成针齿某一点起槽磨损。严重时针齿在此点折断。（见图7）
图7 不适合的工作角造成针齿起槽
锡林前排针对纤维的冲刺，针齿棱边对纤维的摩擦切断，制造了新的短绒。随着梳理速度的提高，如果不对前排针齿进行改进，精梳机每提高40~50钳次，精梳条中的短绒含量约增加1%。
对精梳锡林前排针的改进有两个方法：一是放稀针齿的横向排列密度，使得前排针在梳理时先起到一个开松小卷棉层的作用，减少针片对棉层的过多冲击和摩擦；二是改进针形，这包括对棱边的倒角及工作角的优化设计。通过对前排针的改进，可以使精梳条中的短绒率减低1%~2%。
2.2 减少长纤维的丢失
精梳机上下钳板是可以做到平行的，新型钳板的钳口形状改进也更加利于棉层的握持（见图8）。
图8 不同型号的上钳板钳口（左为新型）
但是，由于小卷的生产工艺不同，小卷的横向均匀度各不相同。小卷的横向均匀度越好，在梳理时丢失的长纤维就越少。
用条卷－并卷工艺生产的小卷横向均匀度最好，可达到6层叠合的效果，是纺高支纱的首选。用预并－条并卷工艺生产的小卷为2层叠合，横向均匀度次之，但由于预并在先，改善了纤维伸直度，也能减少部分落棉。老式的预并－条卷工艺生产的小卷棉层只为单层，横向均匀度较差，近年来有关机械厂已经对此作了改进，制造了小型的条并卷机，2层叠合棉层，改善了小卷横向均匀度（见图9）。
图9 三种小卷剖面结构
值得一提的是，在精梳机调试中，锡林进入梳理的时间与退出梳理的时间对长纤维的丢失也有关系。如在钳板未闭合前梳理已经开始，长纤维就会大量丢失。如果退出梳理时间滞后，则会把倒回机内的棉网也梳落到落棉中去，同样造成长纤维的丢失。
2.3 选择最经济的生产方式
优质高产是人们追求的目标，但是设备高速运行要量力而行，如果高速运行带来机器零件的大量损坏或质量明显下降则得不偿失。因此，根据品种、质量和机械状态选择一个经济运行速度尤为重要。在经济运行速度下，设备能耗、机配件损耗、产品质量及操作频数应均能兼顾。
合理的做法是：根据用户要求及产品用途控制质量，在满足用户要求的前提下不使质量过剩。不片面追求单个工序某一单项指标，而是根据成纱质量反馈调整系统工艺。
3 必须研究的问题
3.1 精梳机为什么不能排除所有的短绒
现代精梳机的排除短绒能力还徘徊在50% 左右，形成了特有的“二分之一现象”。原因：（1）梳针间距不能无限小，纤维没有分离成单根，梳理不可能排除所有短绒；（2）处于最前部的短绒，在锡林梳理时它被钳板握持，没有被排除，当分离接合动作开始时首先与到回机内的棉网结合，进入棉网之中，顶梳也无法将它梳落。目前的梳理形式还不能排尽所有的短绒。
3.2 为什么落棉中总会有一部分长纤维
由于小卷棉层不能做到横向绝对平整，尽管新型钳板有效的夹持，在梳理过程中总会有部分长纤维被锡林梳落。同样在顶梳梳理时也会梳落部分长纤维。
3.3 梳理时为什么会产生新的短绒
除了锡林前排针的冲击和棱边的切割生产新的短绒外，其他所有参加梳理的针齿都会对纤维的前弯钩进行梳理，而大量的前弯钩纤维在梳理过程中是最容易被切断而形成新的短绒。
4 小结
精梳落棉率的多少应根据成纱品种所允许的精梳条短绒含量来制定，同时应当了解梳棉生条的短绒含量。尽可能做到保证产品质量又能节约用棉。
对精梳条短绒含量、精梳落棉短绒含量及梳理产生短绒含量的检测可了解精梳准备工艺的配置合理性、精梳机梳理部件与钳板状态以及对后道工序质量的影响。
改善小卷横向均匀度及纤维伸直度有利于减少落棉率。对精梳锡林前排针的改进可减少梳理产生的短绒率。合理调整锡林梳理时间可减少长纤维的丢失。
精梳机是否能有更好的梳理形式？如何才能制造出用户心中最理想的精梳机？这是我们所有精梳工作者努力的方向。
《梳理技术》创刊于2000年，由金轮针布公司和原上海纺科院部分老专家，在梅自强院士（已故）的指导下联合创办。黄锡畴、许鑑良、孙鹏子（已故）、周建平先后任主编。并拥有一支国内外学界权威、行业技术专家组成的编委队伍。《梳理技术》每期发行一万多份，读者覆盖高校、科研机构、纺织企业各层面。成为纺织行业梳理领域内公认的具有极高专业性、权威性的技术刊物。《梳理技术》的宗旨是助力纺织行业进步，致力于行业技术的突破与提升，积极倡导学术争鸣，为技术交流提供平台，坚持免费提供给读者的原则，愿与广大客户和各界朋友携手共创梳理技术美好未来！