随着纺织产品向高端化、功能化方向发展,下游市场对转杯纺纱线质量(尤其是条干均匀度和棉结含量控制)的要求日益严苛,棉结作为影响纱线强力和织物外观的关键性指标,其形成原因贯穿原棉加工到成纱的全流程,且在高速织造与染色环节易引发断头及色斑问题。据统计,转杯纺纱线%,织物一等品率可提升5-8%。我公司经过配棉、工艺优化等措施,使产品质量稳定在2023乌斯特公报5%水平,现以纯棉OE21S为例系统探讨我公司控制棉结的技术措施。
在原棉工艺流程中,棉结就已经存在,在纺纱流程中,开清棉工序棉结数量呈现上升趋势,梳棉工序能明显降低棉结数量,并条之后工序又逐渐增多。这还在于短纤维在牵伸过程中容易被揉搓成棉结。因此,半成品中的短绒含量往往是影响成纱棉结的一个主要的因素,为此要尽可能排除短绒。
转杯纺纱是一种自由端纺纱方法,虽然纺纱号数受到一定的限制,但包缠纤维能够覆盖部分棉结,分梳辊也可以梳开和清除一部分棉结,从而使得成纱棉结比环锭纺纱明显减少。千米棉结数与环锭纺纱的比例大约为1∶8。在转杯纺纱生产的全部过程中,主要是控制成纱+280%棉结。
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我们选配的原料中整体上含有较多的短绒和杂质,具有“粗中有细、短中夹长”的特点,原料中短绒和杂质的含量对成纱质量具有非常明显的影响,试验结果为,每增加5%的抄斩棉,成纱中的棉结数量将增加约17%;而每使用5%的清花落棉,成纱中的棉结数量则会上升约25%,条干CV值恶化0.2-0.3个百分点,转杯纺断头率也会提高约8%,纺杯凝聚槽中的杂质含量每小时从0.01克增加到0.05克,在某些特定的程度上影响了转杯排杂的能力。因此我们将混棉含杂率严控在6.0%以内。再用棉一定要经过预处理后再投入到正常的使用中,坚持不使用斩刀棉、清花落棉等含杂率较高的原料。原料需提前24小时进入分级室进行预加湿平衡处理,遵循先进先用的原则,严格按照排包图排包。
原料经过开清棉生产线倍,因此,清花工序的核心目标是最大限度地控制棉结的增长。为此,我们采取了以下措施:
(1)通过合理的机械设置,确保原料被均匀地抓取,避免局部过强或过弱的抓取力度导致棉结增多。
(2)增加尘棒间的隔距,提高杂质清除效果,最好能够降低杂质破碎现象,以降低因过度打击而使棉结增加。
(3)适当降低各打手速度(见表2),减少强烈打击造成的纤维损伤和棉结形成。
(5)输棉管道内的风速控制在16米/秒,保证棉流运行顺畅,减少回流量和滚动现象。
(6)针对原来转笼式除尘设施存在的高能耗、频繁故障、占用空间大以及效率低下等问题,我们对原除尘系统来进行升级改造,引入蜂窝式除尘机组,空气含尘量控制在1mg/m3以下的控制标准,确保了工艺吸风口处气流顺通、运行稳定可靠,有效解决了以往排杂风管易堵塞的问题。
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梳棉是控制棉结的关键工序,合理的工艺配置,不仅能降低棉结的产生而且能有效梳理和去除筵棉中的棉结。采用“紧隔距、中定量、小张力、快转移”的工艺配置原则,试验发现,适当缩小锡林-盖板隔距,生条棉结数、籽屑棉结和杂质数量显著减少,盖板花率约提高0.5%,生条棉结杂质减少30%。但减小锡林-盖板隔距会因梳理作用增强引起纤维损伤,使短纤维含量增加。除尘系统风管负压不要低于850Pa,以提高排杂能力。有效控制锡林和刺辊间的气流运作时的状态,防止刺辊返花造成大量棉结。适当提高刺辊的转速,强化预梳理效果,除尘刀采用“低刀、大角度、紧隔距”配置原则,小漏底采用“短弦、进口大、出口小”的工艺方案,工艺优化后,车肚落棉含杂率从原来的43%提高到57%。梳棉主要工艺参数见表3。
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采用“重加压、中定量、低速度、小隔距”的工艺原则,采用顺牵伸配置,后牵伸头并大,末并小。对导条方式来进行技术改造,将平台被动喂入方式改成高架积极喂入方式(配光电自停装置),以减少棉条的意外牵伸,又避免缺条和涌条现象。改造后纺出的熟条弯钩纤维少,重量不匀率和条干均匀度好。由于原料中短纤维较多,并条后区喂入的须条较为松散,纤维排列结构较差,不适合采用大的牵伸倍数,需要优化牵伸分配,选用合适的导棉器和T.G罗拉,确保纤维运行平稳,防止纤维揉搓成结。并条工序主要工艺参数见表4。
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在转杯纺工序中,棉结的形成主要与纺杯负压和分梳元件紧密关联。其中,由纺杯负压不足引发会导致产生涡流,破坏纤维的正常输送形态,造成纤维转移滞后而在凝聚槽内聚集时形成大量棉结,且影响区域广泛、维持的时间长,危害性更为显著。
为确保设备稳定的运行性,要求整机上同时开启的纺纱器数量不允许超出8只,以免因负压损失过大而引发风机故障,同时避免同时打开超过2个相邻位置的纺纱器。
此外,纺杯直径、凝聚槽的设计形态、运转速度以及分梳辊针布的齿密、齿型、速度及其工作状态等因素也对棉结的形成有着重要影响。合理选择并定期维护假捻盘和阻捻盘,也是控制棉结数量的关键步骤之一。
保持输纤通道的光滑洁净同样重要,RS30C转杯纺机的输纤通道采用了一体化设计——下半部分位于分梳腔体内,而上半部分则直接连接到转杯内部。转杯纺工序主要工艺参数见表5。
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(1)确保所有管道和纤维通道的清洁度,避免任何杂物、纤维堆积或缠绕现象的发生,以防止挂花、堵塞等问题。
(1)实施每日盖板清理制度,去除盖板中嵌塞的杂质;每两周对锡林针布进行一次彻底刷洗,以保持针齿的锋利度,减少挂花现象。
(1)定期测量转杯内的负压值,精确控制在工艺要求的范围内,降低棉结增长率。
(2)制定周期性检修计划,对于分梳辊、转杯活络通道等关键组件做全面检查和维护,按时换状态不佳的零件。
(3)校正关键零部件(如纺杯、分梳辊、压辊等)的动平衡,缩小锭间差异,降低棉纱捻度不匀率,延长了配件使用寿命。
(2)加强对纺纱器及主机轴承部位的润滑管理工作,提高电气控制管理系统故障诊断能力。
(3)建立快速响应机制,一经发现某个纺纱器频繁产生缺陷产品时,立即采取一定的措施予以解决。
(4)增加对纺杯、分梳辊、阻捻盘以及其他容易损件的关注度,增加清洁次数,按时换损坏的零部件。
各工序实施严格的操作清洁标准,确保所有的须条通道保持光洁、顺畅,无棉蜡、油剂等污垢。转杯纺工序要求每天至少彻底清扫一次转杯,以保证设备高效运行、产品质量稳定。
(1)采取比较有效措施严控毛条、疵条等质量上的问题。在条桶上安装专用把手,避免在棉条运送过程中直接触碰到须条,减少因人的因素导致的毛条现象。
(2)加强对生产现场的监控,从原材料到成品的整个制造流程中尽可能防止出现影响产品质量的不利因素。
(1)制定《转杯纺安全操作规程》、《转杯纺纱疵种类及预防的方法》等管理制度,以指导员工正确操作设备,降低故障发生率和维修成本。
(2)对挡车工进行专业技能培训,定期开展操作等级评定测试,在中夜班期间加强现场监督检查,确保每位员工都能严格遵守标准化的作业程序。
(3)严格按照配棉排包图排包,做好削高填平工作,由轮班操作员签字确认排包质量,保证原料混合均匀度。
(4)要求挡车工勤于走动巡视,及时有效地发现并处理断头,做好纺纱器的清理保养工作。
加强车间温湿度的管理和控制工作,制定各工序温湿度控制标准,相对湿度清花控制在65-70%,梳棉控制在55-60%,并条控制在63-65%,转杯纺工序控制在65-70%。
通过以上改进措施的实施,成纱质量达到了2023乌斯特公报5%水平(见表6)。
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转杯纺纱线棉结的控制与环锭纺存在许多相似之处,都需要从人、机、料、法、环入手,实施全过程的优化管理。通过合理配棉、优化工艺、规范操作、定期维护设备、严格管理等综合措施,才能大大降低棉结。
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