棉簇混棉技術(shù)的應(yīng)用探討

陳玉峰 張書(shū)峰

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

傳統(tǒng)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(duì)纖維品種適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用更為廣泛，但是不同纖維在截面內(nèi)徑向、軸向排列呈現(xiàn)不勻狀態(tài)，容易出現(xiàn)布面染色差異等問(wèn)題。采用棉簇混棉技術(shù)，在圓盤抓取后，進(jìn)行開(kāi)松預(yù)混、棉簇稱量混和、時(shí)差程差流程倉(cāng)混、精細(xì)開(kāi)松混和等，再喂入梳棉機(jī)進(jìn)行單纖維精細(xì)梳理混和，改善了不同纖維在紗線截面內(nèi)的分布狀態(tài)，同時(shí)質(zhì)量混紡比更為精準(zhǔn)，是今后混紡紗混和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一。

1 棉簇混棉技術(shù)的任務(wù)及原理

棉簇混棉設(shè)備有抓棉設(shè)備、預(yù)混設(shè)備、稱量設(shè)備、混開(kāi)棉設(shè)備、智能化控制系統(tǒng)以及輸棉管道風(fēng)機(jī)組成。棉簇混棉任務(wù)：通過(guò)棉簇混棉設(shè)備的混和，提高不同長(zhǎng)度、細(xì)度、顏色、成分的纖維混和均勻度，確?；旒彵绕罘€(wěn)定在1.5%以內(nèi)，減少布面色差，同比條混可減少一道并條流程。

設(shè)備工藝流程：不同抓棉機(jī)組抓棉機(jī)（3 臺(tái)~5 臺(tái)）→凝棉器（3 臺(tái)）+預(yù)混（清）棉機(jī)（3 臺(tái)）→精準(zhǔn)稱量機(jī)組（3 臺(tái)按照不同比例稱重）→混棉機(jī)→精細(xì)精清機(jī)→梳棉機(jī)→并條（2 道~3 道）→粗紗機(jī)→細(xì)紗機(jī)。

棉簇混棉原理：通過(guò)棉簇混棉機(jī)組對(duì)不同組分纖維的抓取、開(kāi)松、稱量、混和、精細(xì)開(kāi)松混和結(jié)合，然后喂入梳棉機(jī)進(jìn)行梳理，實(shí)現(xiàn)棉簇的精細(xì)混和、梳棉精細(xì)梳理區(qū)單纖維混和，保證不同纖維在紗線截面內(nèi)排列分布更為均勻、混紡比更為精準(zhǔn)。

與傳統(tǒng)混和方式的區(qū)別是將不同纖維經(jīng)棉簇混和后，進(jìn)入梳棉錫林蓋板精細(xì)梳理區(qū)進(jìn)行單纖維梳理混和，實(shí)現(xiàn)了混和的精細(xì)化；取消了經(jīng)過(guò)不同的梳棉流程梳理，再經(jīng)并條預(yù)并，然后進(jìn)行2 道~3 道并條混和。

2 棉簇混棉技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

通過(guò)棉簇混棉流程的精細(xì)抓取、充分開(kāi)松、徹底除雜、精準(zhǔn)稱量喂入、時(shí)差程差混和、混清結(jié)合的系列組合，改善了不同纖維在紗線內(nèi)的排列均勻度，混紡比精準(zhǔn)，提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

2.1 抓棉機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

精細(xì)抓取保證混棉精度。抓棉機(jī)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(shí)降低角釘高度，實(shí)現(xiàn)抓小抓細(xì)，提高開(kāi)松效果；將打手速度由800 r/min 提高到1 000 r/min 以上，增加開(kāi)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(chuàng)造條件；提高小車行走速度，實(shí)現(xiàn)勤抓少抓，提高開(kāi)松能力。

2.2 預(yù)混機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

開(kāi)混結(jié)合提高除雜及混和質(zhì)量。采用氣流配棉箱喂入，無(wú)阻力輸送，棉流順暢，無(wú)束絲棉結(jié)產(chǎn)生，增加產(chǎn)量；采用多羅拉喂入，開(kāi)松與喂入結(jié)合，保證喂入棉束開(kāi)松質(zhì)量，利用高速加大雜質(zhì)的排除；羅拉采用小角釘或者預(yù)分梳板，實(shí)現(xiàn)精細(xì)開(kāi)松，使雜質(zhì)暴露并及時(shí)排除；盡可能縮短棉簇在打手室內(nèi)停留時(shí)間，以減少束絲產(chǎn)生。

2.3 稱量機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

精準(zhǔn)稱量保證混紡比。采用兩個(gè)喂棉羅拉，一個(gè)是可移動(dòng)的給棉羅拉，一個(gè)是固定給棉羅拉。移動(dòng)羅拉探測(cè)到原料的不同厚度變化，通過(guò)調(diào)整喂棉羅拉速度，確保原料連續(xù)精準(zhǔn)計(jì)量，高精度均勻混和；按比例要求精確稱量，可同時(shí)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(dòng)態(tài)顯示稱量單元質(zhì)量，并自動(dòng)累計(jì)稱重次數(shù)及總質(zhì)量，采用高精度稱重傳感器，實(shí)現(xiàn)電子精準(zhǔn)稱量；動(dòng)態(tài)補(bǔ)償稱量精度可達(dá)1%，每次稱量會(huì)根據(jù)上一次稱量與目標(biāo)值差異，自動(dòng)調(diào)整稱量單元的目標(biāo)值，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期質(zhì)量混紡比一致，稱量精度可達(dá)1%；采用三點(diǎn)稱重傳感器，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，提升稱量精度。

2.4 精清機(jī)和多倉(cāng)混棉機(jī)優(yōu)勢(shì)

精清機(jī)和混棉機(jī)結(jié)合保證截面內(nèi)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(gè)羅拉均棉，兩個(gè)羅拉變頻控制精準(zhǔn)喂入；采用雙速喂入，即開(kāi)始喂入時(shí)采用高速，到最后喂入時(shí)采用低速，并始終保持喂入的精準(zhǔn)性，提高了喂入的質(zhì)量；為增加開(kāi)松效果，梳針打手速度800 r/min以上，部分設(shè)備打手直徑增加到450 mm，以提高對(duì)纖維的工作次數(shù)，滿足高產(chǎn)量精細(xì)精清的需求；采用梳針加塵棒、梳針加預(yù)分梳板的形式，加大細(xì)小雜質(zhì)的排除，同時(shí)實(shí)現(xiàn)精細(xì)梳理。精清機(jī)與多倉(cāng)程差混和結(jié)合，對(duì)混和纖維進(jìn)行充分除雜、混和，保證紗線截面內(nèi)纖維分布均勻。

2.5 智能化精準(zhǔn)控制系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

智能化系統(tǒng)由連續(xù)喂棉裝置、PLC、觸摸屏人機(jī)對(duì)話、智能傳感器裝置以及智能稱重控制軟件平臺(tái)組成。采用PLC、稱量控制器及人機(jī)界面組成的控制系統(tǒng)，便于將開(kāi)關(guān)設(shè)置、復(fù)位操作以及設(shè)定和修改系統(tǒng)參數(shù)功能有機(jī)結(jié)合，提高了整個(gè)機(jī)組的速度和稱量精度。高精度及先進(jìn)的稱量控制技術(shù)，通過(guò)稱量機(jī)及簾子混棉機(jī)信號(hào)融合編碼，確保機(jī)組動(dòng)作協(xié)調(diào)無(wú)誤，避免偶發(fā)性配比質(zhì)量事故；設(shè)備調(diào)試階段或者更換原料品種時(shí)，能自動(dòng)清理多余原料，減少人工清理二次誤差，實(shí)現(xiàn)高效清理。采用連續(xù)喂棉技術(shù)為智能稱量配棉機(jī)配棉，上棉箱結(jié)構(gòu)為氣控雙層喂棉箱，使該機(jī)上棉箱內(nèi)纖維體積質(zhì)量保持穩(wěn)定，確保稱量配棉機(jī)喂棉均勻；雙速變頻喂棉技術(shù)智能控制稱量配棉機(jī)的給棉羅拉，進(jìn)一步保證喂給精度的準(zhǔn)確性；定量實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)校正、誤差統(tǒng)計(jì)補(bǔ)償、預(yù)測(cè)控制策略等智能軟件平臺(tái)控制可確保高精度稱量，使稱量準(zhǔn)確。

3 棉簇混棉技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

3.1 在滌棉混紡品種上的應(yīng)用

單染留白風(fēng)格的滌棉混紡紗線的生產(chǎn)難度較大，要求截面內(nèi)纖維必須均勻，否則會(huì)影響染色后布面的風(fēng)格。傳統(tǒng)流程大多采用兩條生產(chǎn)線，滌綸和棉纖維分別梳理成條后，在并條工序進(jìn)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(shù)后，混紡比偏差可控制在1.3%以內(nèi)，截面內(nèi)纖維較為均勻，成紗條干、粗節(jié)、棉結(jié)和強(qiáng)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(fēng)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(zhì)量對(duì)比情況見(jiàn)表1。

表1 滌棉混紡紗采用不同混和方式的質(zhì)量對(duì)比

3.2 在腈綸莫代爾混紡品種上的應(yīng)用

腈綸和莫代爾混紡紗線多用于高檔織物面料，其風(fēng)格為單染留白，混紡比大多為70/30、67/33。傳統(tǒng)的流程大多采用包混后再打包上盤，流程長(zhǎng)。采用棉簇混棉技術(shù)，混紡比偏差可控制在1.2%以內(nèi)，質(zhì)量得到改善，能夠保證單染風(fēng)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(zhì)量對(duì)比情況見(jiàn)表2。

表2 腈綸莫代爾混紡紗采用不同混和方式的質(zhì)量對(duì)比

4 棉簇混棉技術(shù)探討

4.1 原料混和與雜質(zhì)排除

棉簇混棉技術(shù)克服了包混、條混的截面內(nèi)纖維不勻的差異性。但當(dāng)原料含雜較高時(shí)，流程中原料的開(kāi)松、預(yù)清、預(yù)混、精混之間必須相互彌補(bǔ)，重點(diǎn)需加大抓取、預(yù)開(kāi)、預(yù)混時(shí)的開(kāi)松效果，棉簇體積最小化，使雜質(zhì)充分暴露并及時(shí)排除。

4.2 稱量混和與精細(xì)開(kāi)松

稱量混和解決了不同纖維的質(zhì)量比例問(wèn)題，但是纖維在紗線橫向截面內(nèi)分布排列是否均勻是影響紗線印染后風(fēng)格的關(guān)鍵。實(shí)現(xiàn)紗線橫向截面內(nèi)纖維分布排列均勻，需要較高棉簇開(kāi)松度、單纖維化狀態(tài)，由此需要更精細(xì)的開(kāi)松機(jī)械來(lái)重點(diǎn)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(shù)、回潮率、含雜、卷取度不同，開(kāi)松過(guò)程中存在落雜差異、摩擦因數(shù)差異、伸直度差異，進(jìn)入后道梳棉機(jī)梳理時(shí)，原有的單一纖維梳理被打破，梳棉機(jī)將同時(shí)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(huì)在棉條中以不同的狀態(tài)體現(xiàn)，由此出現(xiàn)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(kāi)發(fā)適應(yīng)于多組分纖維梳理的針布［4］。

5 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)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(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題。采用棉簇混棉技術(shù)，通過(guò)棉簇混棉機(jī)組對(duì)不同組分纖維的抓取、開(kāi)松、稱量、混和、精細(xì)開(kāi)松混和結(jié)合，然后喂入梳棉機(jī)進(jìn)行梳理，可實(shí)現(xiàn)單纖維間的充分混和，保證紗線截面內(nèi)纖維分布均勻，使混紡比更為精準(zhǔn)、成紗質(zhì)量改善、單染留白染色后布面風(fēng)格穩(wěn)定，同時(shí)使生產(chǎn)效率提高、能耗降低、用工減少。

在棉簇混棉技術(shù)的應(yīng)用中，存在開(kāi)松體積過(guò)大、除雜不足、梳理不能兼顧等矛盾，需要提高開(kāi)松精細(xì)度、開(kāi)發(fā)新型梳理器材。棉簇混棉技術(shù)實(shí)現(xiàn)了流程的智能化連續(xù)生產(chǎn)、性能穩(wěn)定、質(zhì)量穩(wěn)定、效率提升，將會(huì)在清梳聯(lián)混紡流程中被更廣泛地運(yùn)用。