喷气涡流纺梳理工艺优化实践
时间：2023-01-26 11:55:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
张永钢，陈玉峰
(光山白鲨针布有限公司，河南 光山 465450)
涡流纺纱作为一种新型纺纱，多为涤纶、黏胶、莫代尔纤维纯纺或棉麻丝毛混纺。受成纱原理的影响，涡流纺纱为外包缠纤维内芯纱结构，喂入喷嘴的纤维整齐度、弯钩、棉结数量、短绒含量直接影响喷气涡流纺的成纱结构和性能。由于涡流纺流程短，梳理过程中容易出现以下问题：梳理不充分影响成纱质量；
短绒增加影响纱线切疵和效率；
纤维组分多，纤维性能及摩擦因数差异大，工艺和针布的适纺性受到影响[1]。为此，笔者对涡流纺梳理的关键工艺，包括针布配置及各部件之间的隔距、速度等相关因素进行分析和探讨，并提出优化建议。
梳理针布配置原则。要同时兼顾静电减少和梳理伸直，纤维转移率高、损伤少，生条结杂少，纤维杂质排除彻底，棉网清晰度高，针布充塞少，在质量稳定的条件下实现梳理的高速、高产、高质。
锡林针布选配原则。采用矮齿、浅齿，在梳理过程中使纤维处于齿尖，有利于纤维在锡林—盖板、锡林—刺辊、锡林—道夫间的分梳和转移，针高一般控制在1.7～2.0 mm；
工作角度根据纤维性能适度控制，摩擦因数大的纤维要减少静电缠绕，降低针布负荷，提高纤维均匀混和效果，一般控制在25°～35°；
针齿密度适度增加，保证充分梳理同时减少纤维损伤，一般控制在860～1 000齿/(25.4 mm)2；
齿体光洁度高，减少纤维与针布间的摩擦因数，一般采用表面强化处理[2]。典型的针布配置开有AC2025×01550、AC2030×01550、AC1830×01640和AC2035×01650。
道夫针布选配原则。针布齿深加大到2.1 mm以上，有利于容纳更多的纤维；
齿密缩小，齿间容纤维量加大，保证针布纤维网面的均匀，齿密一般控制在360～512齿/(25.4 mm)2；
齿尖厚度一般控制在0.12 mm左右，以提高抓取能力；
总高适度提高，有利于锡林和道夫作用区气流的引导和下泄，一般在4.0～4.5 mm；
齿形抓取和转移能力要强，减少落网和缠绕，一般采用直齿形，侧面加横纹和沟槽[3]。典型的针布配置型号有AD4030×02090-G4(侧面沟槽)、AD4230×01890和AD4530×01870。
弹性盖板针布选配原则。植针排列采用斜纹或者斜纹渐密的形式，减少静电产生和重复梳理；
工作角在76°以上，使纤维转移顺畅，同时减少针面负荷，降低落棉率；
横向针密减小，横向针尖距控制在0.40 mm以下，针布针密控制在400～520齿/(25.4 mm)2，加强对纤维中棉结、僵片等的拦截功能，保证纤维伸直度[4]；
针高控制在7.5 mm，加强锡林和盖板间纤维的相互转移，在提高梳理效果同时减少纤维损伤。典型的针布型号有MCB40、MCH45、MCBH52和MCH52。
刺辊针布选配原则。齿尖厚度小于0.20 mm，减少纤维损伤；
齿尖密度适度增加，根据纤维特性控制在43～66齿/(25.4mm)2；
齿形采用弧齿或驼峰齿，提高纤维转移率，减少纤维损伤；
纵向齿距适度加大，横向齿距减少，减少纤维的纵向打击，降低短绒数量。
固定盖板针布选配原则。由于涡流纺采用非棉纤维及混纺，其中的油剂容易残留在固定盖板的齿隙内，造成嵌杂。为此，一般配置矮齿浅齿，齿深在1.2 mm以上，5.0 mm以下；
角度偏大，控制在75°～85°，提高梳理效果；
固定盖板的齿密适度增加，在保证梳理同时兼顾减少纤维损伤，重点减少A1纱疵，齿密控制在140～760齿/(25.4 mm)2。
针布配置几何参数总体情况见表1。
表1 喷气涡流纺针布配置几何参数
在粘胶、莫代尔纤维上进行了针布优化试验，试验结果见表2。
表2 粘胶喷气涡流纺针布优化试验方案及结果 (MVS R18.5 tex)
由表2可知：喷气涡流纺中，锡林针布采用矮齿、浅齿深、直齿及适度齿密，可提高纤维穿刺和转移；
弹性活动盖板植针角度大、斜纹渐密、针高降低，可增加梳理和转移；
道夫直齿横纹、深齿深，刺辊针布薄齿、大齿距、适度齿密，能提高一次转移率；
固定盖板矮齿、浅、加密、小角度，可减少嵌杂增加整理。上述配置能够减少纤维损伤并提高纤维平行伸直度，从而提高成纱质量。
涡流纺梳理设备配置一般是1.5台或者1台梳棉机供应1台涡流纺设备。近年来，随着梳棉机幅宽增加、附加固定盖板和预分梳板数量增加、梳理曲线延长、活动盖板根数回增等变化，生条定量有所提高，一般品种可达到25～30 g/(5 m)，部分宽幅梳棉机(幅宽1 200～1 500 mm)的定量可高达30～35 g/(5 m)。实际生产中，偏低的生条定量不能够满足产量需求，但是过高的产量又会影响梳理质量，为此，生条定量一般控制在25～28 g/(5 m)较为适宜。生条定量对梳理质量的影响见表3。
表3 生条定量对涡流纺质量的影响 (品种:MVS R14.8 tex)
由表3可知：定量过大，梳理时纤维的伸直平行度降低，虽然对棉结和强力切疵的影响有限，但是粗节、细节的增加非常明显。因此涡流纺的定量要适度控制在合理的范围之内，以保证在纤维伸直平行的情况下适度提高产量。
3.1 锡林速度
随着梳棉机技术创新和新机型的出现，锡林速度由传统的180～250 r/min增加到450～650 r/min；
高效新型智能化梳棉机，锡林速度可进一步提高到500～800 r/min。锡林高速有利于梳理，但是过高的锡林速度会引起生条短绒数量增加，对涡流纺产生很大的影响。因此根据涡流纺的特点，新型梳棉机锡林速度一般在450 r/min以下，从而在保证梳理效果的同时降低短绒数量。同时，借助新型棉网清洁器和固定盖板，加大对短纤维和结杂的排除[5-6]。锡林速度对涡流纺纱线质量的影响见表4。
表4 锡林速度对涡流纺纱线质量的影响(品种:MVS R18.5 tex)
由表4可知，锡林速度提高对棉结去除有利，但是过高的速度会增加短绒，特别是细节和粗节的增加对成纱质量不利。
3.2 刺辊速度及锡林刺辊速比
涡流纺加工非棉纤维较多，锡林刺辊的速比控制在2.4以上，刺辊速度控制在800 r/min以下，可有利于分梳和除杂。实践中，调整锡林刺辊速比通常是通过适当降低刺辊速度来实现的。在高产时，过低的刺辊速度会使未分解的纤维束数量增加，增加锡林盖板梳理区的负担，因此，应结合纤维性能及开清棉质量，通过增加或者减少刺辊齿密进行平衡，同时兼顾充分开松、梳理和短绒控制。
3.3 道夫速度及出条速度
涡流纺纱中，高产和高质是一对较为突出的矛盾。部分品种质量要求高，通过适当降低道夫速度，可达到稳定质量的效果。但是在生条定量一定的条件下，过低的道夫速度会使转移率下降，纤维在锡林盖板区域反复梳理次数增多，反而使细节和粗节增多。目前，新型梳棉机道夫直径及道夫与小压辊间张力牵伸有差别， 出条速度一般控制在140～180 m/min，部分涤纶纤维出条速度可达200 m/min。具体试验方案及结果见表5。
表5 出条速度对涡流纺质量的影响(品种:MVS R14.8 tex)
由表5可知：出条速度在一定的范围内对质量的影响不大；
当出条速度过高时，梳理效果受到影响，不仅成纱指标恶化同时切疵增加较为明显。
3.4 盖板速度
涡流纺盖板速度采用中低速度，可保证盖板针布的梳理时间，有利于锡林盖板间的交替分梳，为此一般设定在180～300 mm/min。传统盖板正转梳棉机可以提高盖板速度，减少盖板间纤维的充塞程度，保证梳理质量；
盖板反转的新型梳棉机，则要适度降低盖板速度以保证其在梳理区的工作时间，从而保证盖板的清洁作用，提高梳理效果。
具体试验方案及结果见表6。
表6 盖板速度对涡流纺质量的影响(品种:MVS R14.8 tex)
由表6可知：盖板速度过低，盖板清洁作用弱，落棉少，但是梳理效果差，切疵明显增多；
随盖板速度的增加，切疵减少，但是落棉增加；
盖板速度增加到一定的程度，生条质量则没有明显变化，但是落棉率的增加较为明显。
4.1 给棉板—刺辊隔距
给棉板—刺辊隔距小易损伤纤维；
隔距大分梳不充分，未分解棉束会增多。为控制短绒增加、提高开松效果，逆向给棉形式下，给棉板—刺辊隔距一般可取0.18～0.23 mm，顺向给棉一般采取0.40～0.50 mm的中隔距。
4.2 预分梳板—刺辊隔距
预分梳板与刺辊针布是梳理配置，涡流纺一般采用紧隔距。原因是两针齿的针齿较高，齿深较深，刺辊齿深在3.5 mm，分梳板齿深在3.0 mm，工作角都在80°，容纤维量很大，纤维被齿工作面控制且易于向齿根转移。隔距大，刺辊携带纤维与预分梳板接触少，开松作用减弱；
隔距小，则相反，会有利于提高纤维的取向度。为加强开松，此处隔距一般控制在0.50～0.60 mm。部分新型梳棉机为减少棉流在刺辊下方的拥堵，取消了预分梳板而采用光板小漏底，这时会出现开松不足的问题，可通过增加后部固定盖板数量加以弥补。
4.3 锡林—后固定盖板棉网清洁器隔距
后固定盖板梳理区，纤维分布较厚，为了使锡林携带纤维和重新抓取的纤维混合充分，采用了较大的隔距，以减少纤维损伤和揉搓，同时也有利于开松后的纤维杂质和短绒的排除。此处锡林—固定盖板隔距一般控制在0.6～1.0 mm，棉网清洁器导流板一般控制在1.0～1.4 mm，除尘刀控制在0.30～0.40 mm，能够保证纤维预梳理效果好且纤维损伤少。
4.4 锡林—前固定盖板棉网清洁器隔距
涡流纺梳理时，此处隔距偏紧对梳理质量有利，能够实现对细小杂质和纤维的分离，棉网清洁器导流板一般控制在1.0～1.2 mm，除尘刀控制在0.25～0.30 mm，锡林与前固定盖板隔距一般控制在0.18～0.30 mm。
4.5 锡林—盖板隔距
锡林—盖板隔距根据锡林速度进行设定:锡林速度小于360 r/min，锡林—盖板隔距设置为0.15、0.13、0.13、0.13、0.15 mm；
锡林速度大于360 r/min，锡林—盖板隔距设置为0.25、0.23、0.20、0.20、0.23 mm。目前锡林速度有增加的趋势，锡林滚筒高速回转时，会使滚筒膨胀而导致滚筒凸起。引起滚筒膨胀的原因，一是离心力，二是滚筒与纤维、气流摩擦发热。锡林高速时膨胀可达0.02～0.06 mm，当锡林速度超过450 r/min时，所有与锡林相关的隔距都应适度增加0.05 mm。
结合涡流纺纱纤维性能及工艺特点，本文重点从梳理过程中强化梳理和转移功效、减少纤维弯钩和棉结数量、避免纤维损伤、提高纤维伸直度、减少短绒和棉结等方面进行研究。在针布配置方面，要强化梳理和转移，减少棉结和纤维损伤，达到梳理充分短绒减少的目标；
各部速度方面，采用锡林刺辊大速比，可提高刺辊纤维向锡林的转移能力，做到开松与梳理纤维兼顾；
各部件之间隔距合理设置，可减少纤维损伤，提高伸直平行效果。实践证明，合理的针布配置及各部件的速度和隔距能够提高梳理效果，减少纤维损伤，实现涡流纺切疵少、生产效率高的目标。
