棉簇混棉技術的應用探討

陳玉峰 張書峰

（1.光山白鯊針布有限公司，河南信陽，465450；2.山東聯潤新材料科技有限公司，山東棗莊，277400）

傳統多組分纖維混紡主要采用包混和條混兩種方式。因條混的混紡比便于控制，對纖維品種適應性強，應用更為廣泛，但是不同纖維在截面內徑向、軸向排列呈現不勻狀態，容易出現布面染色差異等問題。采用棉簇混棉技術，在圓盤抓取后，進行開松預混、棉簇稱量混和、時差程差流程倉混、精細開松混和等，再喂入梳棉機進行單纖維精細梳理混和，改善了不同纖維在紗線截面內的分布狀態，同時質量混紡比更為精準，是今后混紡紗混和技術的發展趨勢之一。

1 棉簇混棉技術的任務及原理

棉簇混棉設備有抓棉設備、預混設備、稱量設備、混開棉設備、智能化控制系統以及輸棉管道風機組成。棉簇混棉任務：通過棉簇混棉設備的混和，提高不同長度、細度、顏色、成分的纖維混和均勻度，確保混紡比偏差穩定在1.5%以內，減少布面色差，同比條混可減少一道并條流程。

設備工藝流程：不同抓棉機組抓棉機（3 臺~5 臺）→凝棉器（3 臺）+預混（清）棉機（3 臺）→精準稱量機組（3 臺按照不同比例稱重）→混棉機→精細精清機→梳棉機→并條（2 道~3 道）→粗紗機→細紗機。

棉簇混棉原理：通過棉簇混棉機組對不同組分纖維的抓取、開松、稱量、混和、精細開松混和結合，然后喂入梳棉機進行梳理，實現棉簇的精細混和、梳棉精細梳理區單纖維混和，保證不同纖維在紗線截面內排列分布更為均勻、混紡比更為精準。

與傳統混和方式的區別是將不同纖維經棉簇混和后，進入梳棉錫林蓋板精細梳理區進行單纖維梳理混和，實現了混和的精細化；取消了經過不同的梳棉流程梳理，再經并條預并，然后進行2 道~3 道并條混和。

2 棉簇混棉技術的優勢分析

通過棉簇混棉流程的精細抓取、充分開松、徹底除雜、精準稱量喂入、時差程差混和、混清結合的系列組合，改善了不同纖維在紗線內的排列均勻度，混紡比精準，提高了生產效率和質量。

2.1 抓棉機技術優勢

精細抓取保證混棉精度。抓棉機幅寬由1 600 mm 增加至3 200 mm，提高了抓棉量及混和均勻度；采用高密度打手，同時降低角釘高度，實現抓小抓細，提高開松效果；將打手速度由800 r/min 提高到1 000 r/min 以上，增加開松能力，減小棉塊體積；減小肋條寬度，控制抓取量，減小棉塊體積，為混和均勻創造條件；提高小車行走速度，實現勤抓少抓，提高開松能力。

2.2 預混機技術優勢

開混結合提高除雜及混和質量。采用氣流配棉箱喂入，無阻力輸送，棉流順暢，無束絲棉結產生，增加產量；采用多羅拉喂入，開松與喂入結合，保證喂入棉束開松質量，利用高速加大雜質的排除；羅拉采用小角釘或者預分梳板，實現精細開松，使雜質暴露并及時排除；盡可能縮短棉簇在打手室內停留時間，以減少束絲產生。

2.3 稱量機技術優勢

精準稱量保證混紡比。采用兩個喂棉羅拉，一個是可移動的給棉羅拉，一個是固定給棉羅拉。移動羅拉探測到原料的不同厚度變化，通過調整喂棉羅拉速度，確保原料連續精準計量，高精度均勻混和；按比例要求精確稱量，可同時混和2種~6 種不同的纖維原料，混紡比偏差最小精確到1%；動態顯示稱量單元質量，并自動累計稱重次數及總質量，采用高精度稱重傳感器，實現電子精準稱量；動態補償稱量精度可達1%，每次稱量會根據上一次稱量與目標值差異，自動調整稱量單元的目標值，實現長期質量混紡比一致，稱量精度可達1%；采用三點稱重傳感器，結構穩定可靠，提升稱量精度。

2.4 精清機和多倉混棉機優勢

精清機和混棉機結合保證截面內纖維排列均勻。采用四羅拉梳制棉層喂入，其喂入形式為兩個羅拉均棉，兩個羅拉變頻控制精準喂入；采用雙速喂入，即開始喂入時采用高速，到最后喂入時采用低速，并始終保持喂入的精準性，提高了喂入的質量；為增加開松效果，梳針打手速度800 r/min以上，部分設備打手直徑增加到450 mm，以提高對纖維的工作次數，滿足高產量精細精清的需求；采用梳針加塵棒、梳針加預分梳板的形式，加大細小雜質的排除，同時實現精細梳理。精清機與多倉程差混和結合，對混和纖維進行充分除雜、混和，保證紗線截面內纖維分布均勻。

2.5 智能化精準控制系統優勢

智能化系統由連續喂棉裝置、PLC、觸摸屏人機對話、智能傳感器裝置以及智能稱重控制軟件平臺組成。采用PLC、稱量控制器及人機界面組成的控制系統，便于將開關設置、復位操作以及設定和修改系統參數功能有機結合，提高了整個機組的速度和稱量精度。高精度及先進的稱量控制技術，通過稱量機及簾子混棉機信號融合編碼，確保機組動作協調無誤，避免偶發性配比質量事故；設備調試階段或者更換原料品種時，能自動清理多余原料，減少人工清理二次誤差，實現高效清理。采用連續喂棉技術為智能稱量配棉機配棉，上棉箱結構為氣控雙層喂棉箱，使該機上棉箱內纖維體積質量保持穩定，確保稱量配棉機喂棉均勻；雙速變頻喂棉技術智能控制稱量配棉機的給棉羅拉，進一步保證喂給精度的準確性；定量實時動態校正、誤差統計補償、預測控制策略等智能軟件平臺控制可確保高精度稱量，使稱量準確。

3 棉簇混棉技術應用實例

3.1 在滌棉混紡品種上的應用

單染留白風格的滌棉混紡紗線的生產難度較大，要求截面內纖維必須均勻，否則會影響染色后布面的風格。傳統流程大多采用兩條生產線，滌綸和棉纖維分別梳理成條后，在并條工序進行3道~4 道混和，以滿足混紡比以及定量的要求［1］。采用棉簇混棉技術后，混紡比偏差可控制在1.3%以內，截面內纖維較為均勻，成紗條干、粗節、棉結和強力得到顯著提升。印染后的布面色澤柔和，特別是單染留白織物風格也得到了改善［2］。以C/T 60/40 18.2 tex 品種為例，其采用兩種混和方式的質量對比情況見表1。

表1 滌棉混紡紗采用不同混和方式的質量對比

3.2 在腈綸莫代爾混紡品種上的應用

腈綸和莫代爾混紡紗線多用于高檔織物面料，其風格為單染留白，混紡比大多為70/30、67/33。傳統的流程大多采用包混后再打包上盤，流程長。采用棉簇混棉技術，混紡比偏差可控制在1.2%以內，質量得到改善，能夠保證單染風格。以腈綸/莫代爾70/30 7.38 tex 品種為例，其采用兩種混和方式的質量對比情況見表2。

表2 腈綸莫代爾混紡紗采用不同混和方式的質量對比

4 棉簇混棉技術探討

4.1 原料混和與雜質排除

棉簇混棉技術克服了包混、條混的截面內纖維不勻的差異性。但當原料含雜較高時，流程中原料的開松、預清、預混、精混之間必須相互彌補，重點需加大抓取、預開、預混時的開松效果，棉簇體積最小化，使雜質充分暴露并及時排除。

4.2 稱量混和與精細開松

稱量混和解決了不同纖維的質量比例問題，但是纖維在紗線橫向截面內分布排列是否均勻是影響紗線印染后風格的關鍵。實現紗線橫向截面內纖維分布排列均勻，需要較高棉簇開松度、單纖維化狀態，由此需要更精細的開松機械來重點解決。

4.3 棉簇混棉與多組分纖維梳理

不同纖維間的摩擦因數、回潮率、含雜、卷取度不同，開松過程中存在落雜差異、摩擦因數差異、伸直度差異，進入后道梳棉機梳理時，原有的單一纖維梳理被打破，梳棉機將同時梳理不同的纖維，期間不同纖維受力后的蠕變、回彈、變形等將會在棉條中以不同的狀態體現，由此出現梳理不能兼顧的矛盾［3］。目前梳理針布還不能兼顧多組分纖維梳理，因此亟需開發適應于多組分纖維梳理的針布［4］。

5 結語

傳統混紡多采用并條混和，存在工序多、混紡比偏差大、用工多、勞動強度大等問題。采用棉簇混棉技術，通過棉簇混棉機組對不同組分纖維的抓取、開松、稱量、混和、精細開松混和結合，然后喂入梳棉機進行梳理，可實現單纖維間的充分混和，保證紗線截面內纖維分布均勻，使混紡比更為精準、成紗質量改善、單染留白染色后布面風格穩定，同時使生產效率提高、能耗降低、用工減少。

在棉簇混棉技術的應用中，存在開松體積過大、除雜不足、梳理不能兼顧等矛盾，需要提高開松精細度、開發新型梳理器材。棉簇混棉技術實現了流程的智能化連續生產、性能穩定、質量穩定、效率提升，將會在清梳聯混紡流程中被更廣泛地運用。