长绒棉纺高支纱线的工艺研究及产品开发
长绒棉纺高支纱线的工艺研究及产品开发
赵慧、杨涛、李玲、张尚勇
（武汉纺织大学）
为了满足市场的需要，增强企业的竞争能力，很多企业选择利用长绒棉纺高支纱，开发原先无法生产的新产品和特色产品，不断提升产品的附加值，获得更高的利润。本文主要是探讨在立达紧密纺生产线上进行高支纱试纺，并对影响纺纱质量的主要工艺参数进行了优化，确定合理的工艺配置，纺出了高质量的纯棉高支纱线。
1 生产试验条件
试验品种：7.288 tex精梳纯棉纱。
配棉：100%的一级新疆长绒棉，平均长度为34 mm，品质长度为36.7 mm，线密度1.71dtex，成熟度系数为2.1，短绒率为9.7%，回潮率9.3%。皮辊棉、杂质偏多，主要为带纤维籽屑多，死棉多。
测试仪器：YG136条干均匀度测试分析仪；YG063全自动单纱强力仪；Y301条粗测长器。
实验方法：在生产过程中现场取样，每组实验次数及个数按国家有关规定实施。
实验环境：实验温湿度分别为25℃、65%。
2 工艺流程
A11自动抓棉机→B12单轴流开棉机→B72多仓混棉机→C70梳棉机→SB-D11预并条机→E32条并卷联合机→E66精梳机→RSB-D40C并条机→F15粗纱机→K45卡摩纺纱机。
在整个立达生产流程中，整套机器之间的完美配合确保了纱线的质量。如抓棉机UNIflocA11打手上专利双头刀片的使用和棉包自动找平功能保证了棉束的均匀抓取和细致开松。预清棉机B12对棉纤维的非握持打击和尘棒的柔和开松，保证了尘杂的排除和减少了纤维的损伤。多仓混棉机UNImixB72能根据原料品种和最终用途的不同，在操作面板上能对混棉罗拉的转速和转向进行优化，为成纱质量创造最佳前提。梳棉机C70的梳理面积的增加和锡林直径减小，使得整体梳理效果更好。集成磨针系统IGS及能对给棉罗拉速度进行自动调整，这就确保稳定优良的棉条质量。E32条并卷联合机运用了两区牵伸系统、4压辊大卷装罗拉、自动调整棉卷负荷，为生产出高质量的棉卷提供了保证。精梳机E66优良的精梳部件，如高精度的钳板，高质量的顶梳，优化的锡林，牵伸系统等，能对纤维进行柔和处理，这为精梳棉条具有高条干均匀度提供了保证。并条机RSB-D40C 带有高度灵敏的自调匀整装置，能控制条子的重量不匀，降低条子的重量偏差。粗纱机F15上锭子与锭翼单独传动，确保整个成形过程的同步运动。气动加压牵伸系统及采用无接触式监控粗纱张力，进一步确保了整台机器相同的纺纱条件和纱线的高度均匀，卡摩纺纱机上带有抗磨带孔金属吸风鼓的集聚区，这为均匀的紧密纺纱质量奠定了坚实的基础。
3 纺纱各工序的工艺参数及关键措施
3.1 清梳联主要工艺特点
梳棉机C70的锡林宽度达1500 mm，刺辊和锡林的最高速度分别能达到2076 r/min，900 r/min，最高产量可达220 kg/h，因此体现出了立达清梳联的高产高速特点，但这也意味着纤维所受到的打击更加剧烈；同时棉箱代替了凝棉器，棉箱中的开松打手使棉纤维损伤、疲劳。所以在生产中一定要结合原料的特点，在保证除杂效率的同时，适当调整打手速度和隔距，进一步对清梳联工艺进行优选，以减少纤维损伤。
开清棉处理工艺采用“多松早落，少打多梳，减少返花翻滚”的工艺。由于长绒棉长度长，线密度细，开清流程中纤维容易断裂，相互扭结形成束丝［1］。在保证杂质早落、多落，以免杂质碎裂的条件下，要减少原棉翻滚和打击，放宽原棉通道，不致产生扭结纤维，减少后道工序的负荷，如调整角钉帘速度，加强角钉与角钉对棉层的扯松作用，适当放大剥棉打手与尘棒之间隔距，做到杂质多松、多落。放大打手和尘棒之间隔距，提高前方风机速度，减少棉块在打手与尘棒之间的打击，同时调节尘棒安装角以放大尘棒之间距离，以减少对纤维损伤，减少返花等。
优选开清工序主要工艺参数为：A11自动抓棉机打手速度1330 r/min；B12单轴流开棉机清棉强度0.6；B12单轴流开棉机相对落棉量8；B72多仓混棉机角钉帘速度90 r/min；水平传送带速度0.08 r/min；均棉罗拉速度75 r/min；均棉罗拉与角钉帘距离 5 mm；均棉罗拉运行方向与角钉帘运行方向相反。
由于筵棉结构开松度高，棉束质量较小，纤维的定向度差，结构蓬松、乱，因此在不影响除杂的情况下，可降低刺辊的转速或者适当提高给棉板，以减少纤维的损伤。长绒棉长度长，细度细，且有一定的卷曲度，在分梳时容易造成针布的负荷大，纤维转移困难，极易缠针布。因此刺辊、锡林、道夫之间的速度要适当，锡林与道夫，锡林与盖板间的隔距都应偏小掌握，利于改善梳棉机的梳理度，减少棉结杂质，并能保证纤维顺利转移［2］。另外，为了减小梳理针布所受的摩擦阻力，针布要有好的光洁度和平整度，保证针布不挂花、不充塞、纤维负荷轻。
经优选之后的梳棉机主要工艺配置为：喂入棉层定量661 g/m；生条定量5.93 ktex；开松罗拉转速795 r/min；刺辊速度1300 r/min；活动盖板转速0.36 r/min；锡林转速755 r/min；刺辊~除尘刀隔距0.5 mm；刺辊~分梳板隔距0.6 mm；刺辊~锡林隔距0.3 mm；锡林~后固定盖板隔距0.4 mm；锡林~除尘刀隔距0.45 mm；锡林~活动盖板隔距0.2~0.3 mm；锡林~前固定盖板0.35 mm；锡林~道夫0.15 mm。
3.2 精梳主要工艺特点
精梳准备工序，适当增加棉条的并和数，利于棉卷中纤维伸直，改善精梳小卷的纵横向结构，有效降低精梳小卷的不匀率。但在精梳小卷定量一定的条件下，增加并和根数，会使并条机和条并卷机的牵伸倍数增大，一方面有利于改善纤维的伸直平行度，另一方面也会造成纤维疲劳，条子熟烂，使条子发毛并粘卷。因此根据实际情况选择并和数和牵伸倍数，既利于纤维的伸直平行，又不发生粘卷现象。
棉卷定量重，利于弯钩纤维的伸直，且有助于棉网搭接，结合牢度大，利于钳板对棉层的握持，但过重会造成梳理及牵伸负荷增加，降低棉结杂质的清除效果。结合原料特点，优选的精梳准备工序主要工艺配置如下。
预并：
并条定量 29.5 g/5m；
并合数 5；
总牵伸倍数 6；
后牵伸倍数 1.29；
罗拉握持距 前48mm×后53mm；
喇叭口口径 4.6 mm。
条并卷联合机：
条卷定量 70 g/m；
并合数 24
牵伸区总牵伸倍数 1.692
后区牵伸倍数 1.032
罗拉握持距 前48mm×后51mm。
精梳工序，由于长绒棉长度较长，在分离罗拉倒转时，棉网易被锡林末排针梳走，因此精梳机要控制好分离罗拉顺转、定时和落棉隔距，以降低精梳落棉，减少吨纱原料成本。另外，加强精梳机锡林与顶梳的分梳效果，最大限度排除短绒、棉结、杂质。如增加顶梳插入深度，加强短绒和棉结杂质的排除；减小喂给长度，增加重复梳理次数，以利于棉网的清洁等。一定要控制好环境温湿度，环境温湿度过高，纤维中的棉蜡或糖分融化，对精梳机的分离结合运动带来困难，纤维绕胶辊的机会增加，并产生大量棉结［3］。精梳机的主要工艺配置如下。
精梳条定量 22.69 g/5m；
并合数 8；
总牵伸倍数 102；
后区牵伸倍数 1.5；
牵伸区总牵伸倍数 11.28；
棉卷喂入张力 1.091；
台面条子张力 1.045；
罗拉握持距 前49mm×后60mm；
锡林钳次 400 钳次/min；
前罗拉转速 160 m/min；
精梳落棉率 17%；
落棉隔距 7.5 mm；
顶梳插入深度 0.5 mm；
棉卷给棉长度 4.7mm/钳次。
3.3 并粗工序主要工艺特点
通过精梳工序的多次并合牵伸后，纤维的伸直平行度较好，纺纯棉精梳纱时可采用单并工序，以免并合过度造成纤维抱合力差，在粗纱导条架上产生意外牵伸，恶化条干［4］。精梳后的并条工序的主要任务是改善末并棉条重量不匀和改善纱条的条干均匀度，因此牵伸倍数不宜过大，以有效降低粗纱和细纱的重量不匀率，进而提高成纱强度和降低强力CV值。在不损伤纤维并能保持牵伸力与握持力相平衡的条件下，罗拉握持距适当缩小，使浮游纤维变速稳定，有利于提高条干水平。在粗纱工序宜采用集中牵伸的工艺，因为采用较小的后区牵伸倍数，能保证喂入品须条的良好结构状态和条干均匀度不受破坏，并能提高纤维在粗纱中的平行度和分离度。另外必须要保证粗纱机械状态，防止产生有机械波的粗纱。并粗工序主要工艺配置如下。
并条工艺：
并条定量 22.69 g/5m；
并合数 6；
总牵伸倍数 6.0；
后区牵伸倍数 1.15；
喂入张力 1.01；
输出张力 1.02；
前罗拉输出速度 460 m/min；
罗拉握持距 前50mm×后55mm；
集束器口径 8 mm；
喇叭口口径 3.8 mm。
粗纱工艺：
粗纱定量 4.92 g/10m；
总牵伸倍数 9.24；
后区牵伸倍数 1.04；
计算捻度 4.60 捻/10cm；
罗拉握持距 前58mm×后70mm；
轴向卷绕密度 38 圈/10cm；
前罗拉转速 216 r/min；
锭翼绕纱 压掌3圈；
钳口隔距 4.5 mm；
锭速 1200 r/min。
3.4 细纱工序主要工艺特点
为了保证喂入前区纱条具有较好的条干均匀度和结构均匀度、较大的紧密度和具有稳定的后钳口，防止纱条在后钳口滑移，后区牵伸倍数一般要偏小掌握。选择硬度适当的胶辊，能加强对须条边缘纤维控制，减少飞花及纤维的散失，也利于条干均匀度的提高［5］。兼顾细纱断头率与细纱毛羽这一对矛盾，合理选择适宜重量的钢丝圈。合理掌握钢丝圈的使用周期，修复衰退钢领，减少纱线毛羽的产生。细纱捻系数的选择主要取决于最后产品对细纱品质的要求，必须在兼顾细纱品质和细纱生产率时，适当增加细纱捻系数，以利于降低细纱毛羽。
细纱主要工艺参数为：
细纱定量0.97 g/100m；总牵伸倍数52.5；后区牵伸倍数1.09；捻向Z；计算捻度118 捻/10cm；前罗拉转速87 r/min；锭子转速19000 r/min；皮圈钳口3.0 mm；喇叭口直径3.2 mm；钢领直径38 mm。
4 成纱质量
根据立达设备的性能特点，并结合长绒棉的特点及产品用途，对各工序工艺经过优化选择后，成纱质量指标达到了乌斯特2007公报的5%水平。结果表明当选择流程较短的立达清梳联设备时，通过选择合理的工艺参数，对改善成纱条干不匀率值、千米粗细节会有明显优势，再加上配置了紧密纺设备，对减少成纱毛羽及提高成纱强力也具有积极作用。
成纱质量水平：
条干变异系数CV值13.6%；毛羽指数H 2.0；细节13 个/km；粗节50 个/km；棉结86 粒/km；断裂强度22.69 cN/tex；断裂伸长率5.56 %；强度变异系数CV8.89 %；百米重量CV1.6 %。
5 结论
利用长绒棉纺制7.288 tex（80Ne）精梳纯棉纱的生产实践表明，应在充分了解原料性能和设备特点条件下，对各工序的工艺参数进行优选。长绒棉长、细，强力低，且有一定的卷曲，在清梳工序打手速度要适当降低，以减少纤维的损伤。梳棉机各隔距偏小掌握，减少棉结杂质，并增加纤维梳理度及保证纤维的正常转移。精并粗要选用合理的牵伸工艺，保持良好的机械状态，降低牵伸波，消灭机械波，以提高半制品的条干均匀度。细纱必须使用加工精度高，纺纱性能好的牵伸器件，进行合理的工艺设计，充分发挥各牵伸机件对纤维运动的控制能力。另外，加强设备的保全保养工作，减少牵伸波和杜绝机械波的产生。
总之，提高纱线质量是一项综合性的工作，必须充分对各个工序的质量控制进行严格把关，才能收到更好的效果。
参考文献：
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［5］董俊江,田育红．提高CJ7.3tex成纱质量的体会［Ｊ］．棉纺织技术，2007,35（6）：45－46．