Afis-N检测仪对原棉到粗纱各工序棉结含量的检测结果,可看出梳棉机在纺纱生产中占有十分重要的地位,是减少结杂、提高纺纱质量的重要工序,好的梳棉工艺及梳理元件配置可以减少喂入原棉棉结含量的80%,生条棉结含量在80粒/克左右。MK5型梳棉机生条棉结可做到低于40粒/克。
梳棉机技术在20世纪80年代发展很快,降低棉结含量取得很大进展,除了推广应用新型针布外,还在使用固定盖板、减少活动盖板,减少踵趾面差,盖板反转,改进刺辊喂入部分的分梳除杂功能及提高夕林速度等方面取得很大进步,所有这些对进一步降低棉结杂质起显著作用。
1、 采取新型针布对降低棉结的作用:
所谓新型针布是在原来普通针布的基础上对夕林等针布在针高、针齿及针的外形等方面作了很大改进,形成短、浅、尖、薄、密、小等特点的金属针布,具有分梳能力强、分梳细致、转移好的效果。受新型针布梳理后的纤维网分离度高,生条结杂清除好、结构洁净而均匀,对下游工序提高产品质量、减少纱线结杂、改进织物外观作用很大,在同等条件下用与不用新型针布对清除结杂的作用差异很大,应用新型针布生条棉结含量降低20-60%,乌氏棉结数减少26-41%,细纱黑板棉结数减少20-61%。生条及成纱质量见表8
表8 机关报型针布与普通针布生条棉结含量及纺纱质量的对比:

新型针布的应用须注意如下几个方面:
(1)新型针布的配用必须根据纺纱支数、纤维性质(棉、化纤、中长、超细、细旦纤维)、配棉等级、夕林速度分别正确选用,目前国内外金属针布厂已提供了各种类型的新型金属针布供梳棉机使用。
(2)不论各种纺纱支数、加工纤维性质、配棉等级、夕林速度等都有配套的夕林、道夫、盖板及刺辊锯条的针布,配套使用能提高新型针布梳理性能及清除结杂的能力,提高梳理质量,更好地发挥新型针布的作用。
(3)对针布的加工质量要求是齿尖平整、光洁、耐磨等,目前国内外有许多生产新型针布的工厂,产品质量不一,尤应认真选择,国外如格拉夫(瑞士)、EEC(英国)、HOLL(德国)、全井(日本)等针布性能好、耐磨、精度高、锯齿光泽锋利,国内上海、南通、无夕、青岛等地也有生产,选用时要特别注意针布加工质量。
(4)要及时对夕林、盖板等针布进行周期维修及磨砺,保证针布锯齿的锋利度,随着磨针周期增加,生条棉结含量的增加如表9所示:
表9 磨针周期长短与生条棉结含量之间的关系

表9表明:梳棉机夕林、盖板针布的磨砺周期不能太长,在可能的条件下,要尽量减少短磨针周期,以保持生条棉结含量在较低水平上,提高生条质量,一台夕林、盖板针布大约可加工200-1000吨原料(因纺纱支数、工艺设计、原料性能的不同而异)。
(5)国外先进的高产梳棉机C51、DK903等都在机器上加装了在线磨夕林、盖板针布的机构,根据安装在道夫下方的扫描式棉结检测仪所检测棉结数量多少的信息,一方面在荧屏上自动显示报告,以便及时进行在机磨砺夕林、盖板针布,即保证了稳定产品质量,使生条棉结含量控制在较低水平上,另一方面减少了因磨针造成停台,提高了梳棉机效率。今后高产梳棉机会进一步实现智能化的专家管理,由电子计算机根据道夫下方棉结检测的信号,自动转化为指挥在机自动磨针,不需要人工介入。
2、固定盖板对减少棉结的作用:
随着高产梳棉机产品质量的不断提高,国内外许多新型梳棉机上都在夕林部分加装了前后固定盖板,以提高梳棉机分梳除杂能力,弥补因夕林的增速使梳理度不足的缺陷,提高排除细微杂质,减少棉结。
①夕林与盖板之间的梳理是梳棉机的主要梳理区,经过分梳作用使纤维得到细致充分的分离,使棉结被梳开或排除。现代梳棉机上加装了与固定盖板配套的气流排杂系统,保证了定盖板的梳理及清除细微杂质的作用,使棉网进一步得到净化。因此加装前后固定盖板的必要条件是:在机前机后固定盖板位置要配以气流除杂系统,形成固定分梳除杂系统,一般都是由固定盖板、除尘刀及气流吸杂系统组成,如立达公司C50高产梳棉机的固定分梳除尘装置TREX、MK5型梳棉机的AWE系统等,尽管各有不同,但基本作用是一样的。
②装有固定分梳除杂系统的新型高产梳棉机与普通梳棉机相比较,对于清除棉网中结杂的作用有显著差异,见表10。
表10

③实践表明在盖板总根数不变的条件下,梳棉机固定盖板根数增加,活动盖板的减少消除结杂效果显著。目前有的高产梳棉机固定盖板根数已达到27根左右,生条棉结含量比普通梳棉机减少约31%,固定盖板数越多,清除杂质效果越明显,国外一些纺织专家预言,将来的梳棉机可能发展到全部是固定盖板,活动盖板将全部取消。
3、提高夕林速度对生条棉结含量的影响:
20世纪末,梳棉机夕林速度加快许多,国外新型高产梳棉机的夕林速度已达到600转/分(DK903、DK803、C50、C51、CX400等),也有更高的770转/分(MK5)。夕林加速后有以下特点:
①夕林表面速度及离心力提高,使排杂能力得到加强,据测,夕林速度由300转/分提高到600转/分,生条结杂可减少50%左右;
②纤维在夕林上分梳负荷因夕林速度提高而降低,使夕林表面上单位上单位面积内纤维密度减少,提高了夕林盖板对纤维的分梳质量,许多纤维棉结被分梳开;
③夕林速度提高后,梳理力并不成比例增大,因此对损伤纤维的副作用并不十分显著,据测,当夕林速度由300转/分提高到600转/时,梳理力只增加10-20%。
总之,夕林速度的提高,减轻了梳针负荷,提高了分梳质量,可使棉结减少。
4、盖板速度对改善梳理、降低棉结的作用:
近20年来梳棉机的夕林速度已高达600转/分,有的甚至更高,相对应的盖板速度在采取了许多措施后,相应提高了盖板速度,调整了夕林与盖板之间的速比,像DK903高产梳棉机的盖板骨,由铝合金材料制成,即轻又牢,两边由两组齿形带连接传动,盖板骨沿着轨道滑动,MK5型梳棉机每根盖板两侧是由球面轴承支持在曲轨上运行,运转速度可大大提高。普通梳棉机盖板速度一般都在100-400毫米/分。经过新型盖板及传动的改进,使盖板速度提高到1200毫米/分,盖板的梳理作用大大提高。在高产梳棉机上,夕林速度600车/分,盖板速度1200毫米/分时,对提高梳理度、增加转移、减少结杂有明显作用。为适应夕林速度提高,相应提高盖板速度,保持相互间的速比,有利减少棉结、排除杂质。
5、新型梳棉机上消除了人工隔距检测与调整,DK903高产梳棉机上的FCT自控系统进行电子检测盖板隔距,并可自动调整隔距。由于盖板传动及盖板本身材质的改进,以及夕林加工精度的提高,在高产梳棉机上可实现紧隔距工艺,从而改进了梳理作用,提高了生条质量。
6、梳棉机喂入部分对棉结含量的影响:
①由于高产梳棉机上喂入的不是棉卷而是棉絮,棉絮的开松度好、蓬松、也比较厚,因此要适当加大给棉板与刺辊分梳点(打击点)的隔距,一般大于0.6毫米,以加长利辊与给棉板打击点长度,减少纤维损伤及因分梳应力过大产生棉结。
②适当降低刺辊速度,使夕林加速后夕林与与刺辊之间的表面速度比保持在2-3之间,以减少刺辊的分梳打击,使纤维损伤少,对减少棉结有利。
表11 不同的刺辊速度对棉结增减的影响

③采用新型锯条,增加锯条纵向密度及锯齿工作角(75°增至85°),在降低刺辊转速,使夕林与刺辊表面速比增加的情况下不会减少梳理度,防止返花,对减少短绒及棉结有利。
④后车肚刺辊下方加装分梳板除尘器及负压吸咀,使除杂效率提高。
⑤新型高产梳棉机后部机构有许多改进,像德国特吕茨勒,KD803、DK903型高产梳棉机的喂入刺辊改为三个开松及清洁罗拉组成,三个罗拉上分别包有粗、中、细齿锯齿针布,每个罗拉下都装有分梳板及负压吸咀,三个罗拉速度逐个加快,这种渐增性开松除杂系统,可以减少棉结产生,负压吸咀还可阻止一些棉结一类的结杂的粘附现象发生。
瑞士C51高产梳棉机上除采用渐增性开松除杂机构外,还配备了Trerpens除杂系统,能彻底排除喂入棉网中的杂质、短绒及棉结,提高了棉网洁净度,对减少生条棉结含量有利。
英国克鲁斯MK5高产梳棉机改进了给棉板外形,并在给棉罗拉上包复金属锯齿,使喂入棉絮由传统的握持改为具有一定开松能力的握持,使得刺辊对纤维的损伤减少,提高了纤维整齐度,减少了短绒。刺辊下方装有梳针式分梳板,以进一步开松纤维,分梳板后面装有除尘器及负压吸咀,提高了清除结杂效率。
7、梳棉机吸尘除尘系统的负在对生条棉结含量的影响:
高产梳棉机上有不少负压吸点,如后车肚除尘器、分梳板部分负压吸咀,盖板棉网清洁器系统的负压吸咀以及各个三角区的负压吸尘点等,其中后车肚部分及盖板部分的负压清洁吸咀的排短绒、结杂的作用尤为明显,在可能条件下应保证或适当加大各负压吸咀的风压及风量,一般风量要达到梳棉机单产×70米3/时。
8、如果梳棉机设备状态精良,梳理元件配套好,性能优越,做到四锋一准,棉结清除率一般都能达到80%。否则梳棉机清除棉结率会受影响。
五、精梳工序对减少棉结的作用:
精梳条的棉结含量,在其它条件不变的情况下,随精梳机落棉量增加而减少。见表12

1、表12表明,精梳机落棉率加大,棉结含量相应减少,实践中根据产品质量要求生条棉结含量的情况以及精梳制成率对工厂经济效益的影响,适当确定最佳落棉量与棉结含量的比值。
2、影响精梳质量的因素很多,如精梳机上针的状态,夕林及顶梳针板的梳针状态,都会影响落棉和精梳条的棉结含量。
3、国内外一些棉纺织企业,为了使精梳条洁净,进一步降低精梳条中的结杂含量,加大了精梳落棉量达到18-20%左右或更大,将落棉应用在转杯纺中纺制相应支数的转杯纱,即提高了精梳纱的产品质量,又使精梳落棉得到充分利用,使产品质量与经济效益达到一定的平衡。
六、纺纱中棉结含量的检测技术:
随着纺织技术的发展,各工序生产速度大大提高,像梳棉机单产已达到50-100公斤/台.时,夕林速度600转/分,MK5高产梳棉机夕林速度已提高到770转/分,并条机引出速度1000米/分,环锭细纱机锭速25000转/分,转杯纺纱机转杯迥转速度10万转/分,赐菜福公司的Autocoro312转杯速度在15万转/分。一些纺织的单产水平在20年内提高了几倍或更多。对于高产的纺纱生产,许多传统的产品质量检测手段已很不适应,如目光检测棉结的方法,不能准确、迅速有效的了解棉结在纺纱各工序半制品中的分布情况,指导纺纱工艺的改进,达到降低棉结的目的。
国外,对原棉及纺纱各工序半制品结杂含量的检验已步入高科技阶段,像瑞士鸟斯特公司生产的AFis-N、AFis-T及AFis-L疵点及纤维长度检测仪及HVI大容量原棉质量检测仪等,早已在国外许多国家和地区中纺纱生产中应用,此外国际上已应用HVI大容量棉花质量检测仪作为国际上棉花流通的检测手段,成为纺纱生产的重要保证体系。
1、AFis-N(L.T)的主要作用:可做为纺纱厂各工序半制品棉结、杂质、短绒率变化的快速检测仪器:
①AFis-N棉结含量快速检测仪,能及时报告试样中的棉结总数,棉结直径及平均直径、标准差、变异系数等,并将棉结分为纤维棉结及籽壳棉结两类棉结报告。
②AFis-N可及时对不同产地、批次、不同轧花方法的原棉进行逐包检验,向纺纱生产提供原棉中棉结含量信息,同时也作为提导轧花生产,提高轧花产品质量的重要依据。对进入车间的棉包进行逐包检验,可及时将棉结含量大的棉包剔出不用,以保证配用原棉中棉结含量的稳定。
③AFis-N可迅速准确的检测出各工序半制品中棉结含量的变化情况,作为指导纺纱生产、改进产品质量的重要依据,检测表明,进入工厂的原棉在轧花生产中已造成一定数量的棉结,开清棉工序是增加棉结含量的重要工序,梳棉及精梳是降低棉结含量的主要工序,大部分籽壳棉结是在梳棉机上被去除的,大约可以去除500-2000微米籽壳棉结的70%。
④AFis-N可及时检测出梳棉机生条棉结含量的波动情况,并及时进行检修,如及时调整,盖板隔距和速度,磨砺盖板及夕林针布,调整生条定量等,达到排出籽壳棉结的目的,稳定产品质量。
⑤AFis-N对纺纱原棉及半制品的籽壳棉结含量进行不断的检测,可向各工序提供改进工艺配置的可靠数字依据,使产品质量稳定提高。
⑥AFis-N及AFis-L、AFis-T等已列为世界鸟斯特公报中对原棉及纺纱、半制品质量的检测仪器,与乌斯特纱线条干仪测试的纱线棉结及纱疵情况相呼应,做为国际上纱线质量的重要考核手段。
⑦一台AFis-N(L.T),每进行一次试验只需要3—5分钟,即迅速又准确,可以完全取代传统的棉检室的工作。
2、HV1大容量原棉性质快速检测仪:
大容量原棉质量检测仪如用于美国农业对棉花质量的检测,目前已作为国际棉花流通的检测手段,美国用HVI对原棉初加工、分级、仓贮、分配及为纺纱生产服务的重要检测手段,如前所述,应用HVI逐包检测原棉的信息,进行全国联网,形成巨大的网络控制系统,对工贸原棉交往,加快物流速度,稳定纺纱质量,起到精确可靠的作用。
1、1998年国际纺织生产联合会,举办的棉花检验技术第10次会议,正式向国际推荐使用HV1检测仪,其主要功能有:
①检验棉纤维成熟度、细度。目前已订出HV1对棉纤维检验的基本方法及棉纤维成熟度的标准;
②快速检测与棉结含量百分率相关的数据;
③将原棉中的棉结分成有害及无害两类,用以指导降低成纱棉结数;
④检验纤维长度,1992-1997年间都是用AFis-L对纤维长度,平均长度进行检测。但其检测结果的CV%值偏高。应用HV1测试可对纤维进行2.5%长度组矩,平均长度进行检测,检测结果更为精确,还可报告出右半部平均长度。
⑤应用HV1对原棉进行分级,根据色泽、结杂等级分类,分级十分准确,目前已形成应用HV1仪进行棉花分级的国际标准。
HV1是高科技的检测仪器。为了使试验准确可靠,HV1试验必须在恒温、恒湿的条件下进行。
结束语:
在纺纱生产过程中,从原棉喂入到纺成细纱,由于各工序作用不一样,功能不相同,因此,棉结疵点在各工序中的分布不同,原棉本身由于成熟度不同,因此,从轧花初加工到开清棉、梳棉等工序产生棉结的数量也不相同,不成熟纤维容易产生棉结,轧花初加工对原棉中棉结含量具有一定的影响,初加工工艺不合理会产生较多的棉结。开清棉是纺纱生产中产生较多棉结的重要工序,如何正确处理,提高开松除杂与减少短绒棉结的关系是开清棉工艺考虑的重要问题。梳棉机是减少棉结的主要工序,合理的梳棉机工艺及相应的分梳除杂系统的改进,对减少生条棉结含量影响很大。精梳机是生产高档精梳棉纱的重要工序,除了要优化精梳机设备外,合理确定精梳机落棉率与棉结含量之间的关系,对于减少棉结含量,提高产品质量与提高纺纱生产的经济效益很重要。
在降低棉结的生产实践中,应用高科技的先进检测仪器进行跟踪检测,取代人工目光计数的检测方法,及时反映各工序的棉结动态分布信息,对于指导纺纱生产的技术进步,进一步有效的减少棉结,提高产品质量是十分重要的,国内有关纺织企业,应根据自身条件,尽快采用像AFis-N及HV1大容量检测仪等仪器,以利于产品质量的提高。