原棉品質(zhì)與紡紗工藝

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〔東營(yíng)市宏遠(yuǎn)紡織有限公司，山東東營(yíng)257000〕

一、原棉品質(zhì)

質(zhì)量要求規(guī)定了考核棉花質(zhì)量的指標(biāo)，共有11個(gè)，它們分別是品級(jí)、長(zhǎng)度、馬克隆值、回潮率、含雜率、斷裂比強(qiáng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)、成包皮棉異性纖維含量、反射率、黃色深度和色特征級(jí)。其中，斷裂比強(qiáng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)、反射率、黃色深度和色特征級(jí)是采用HVI檢驗(yàn)時(shí)要增加的指標(biāo)。

（一）棉花品級(jí)

棉花品級(jí)表示棉花質(zhì)量?jī)?yōu)劣的綜合性指標(biāo)，應(yīng)對(duì)照實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定，目前細(xì)絨棉分為1級(jí)～7級(jí)，長(zhǎng)絨棉分為1級(jí)～5級(jí)，級(jí)數(shù)越大，質(zhì)量越差。

（二）長(zhǎng)度

過(guò)去用手扯長(zhǎng)度確定棉花長(zhǎng)度標(biāo)樣的長(zhǎng)度級(jí)，現(xiàn)用容器量快速棉纖維測(cè)試儀（簡(jiǎn)稱(chēng)HVI）測(cè)定棉花上半部平均長(zhǎng)度值。

表1 細(xì)絨棉棉纖維長(zhǎng)度范圍表

長(zhǎng)絨棉的纖維長(zhǎng)度只分33 mm、35 mm、37 mm，三個(gè)長(zhǎng)度級(jí)，級(jí)距2 mm，以組中長(zhǎng)度表示即33 mm，長(zhǎng)度范圍32 mm～34 mm；長(zhǎng)于37 mm按37 mm計(jì)；品級(jí)四級(jí)～五級(jí)的，長(zhǎng)度長(zhǎng)于33 mm的以33 mm計(jì)。

（三）棉纖維的馬克隆值

馬克隆值是一定數(shù)量的棉纖維從氣流儀上測(cè)得的透氣性量度，它沒(méi)有計(jì)量單位，數(shù)值越大，棉纖維越粗，也反映出棉纖維的成熟度越好。細(xì)絨棉的馬克隆值分A、B、C三個(gè)級(jí)，B級(jí)分為B1、B2兩檔，C級(jí)分為C1、C2兩檔。B級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)，分級(jí)范圍見(jiàn)表2。

表2 馬克隆值分檔表

（四）棉花回潮率和含雜率

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：棉花公定回潮率為8.5%，最高限度為10.5%。棉花含雜：皮輥棉為3.0%、鋸齒棉為2.5%，長(zhǎng)絨棉的含雜標(biāo)準(zhǔn)為3%，最高不得超過(guò)6%。

二、部分指標(biāo)對(duì)紡紗成品的影響

（一）含雜質(zhì)率

原棉中含雜質(zhì)疵點(diǎn)少，纖維勻凈清晰，則成紗棉結(jié)雜質(zhì)少。在紡紗工藝中，不孕籽、帶纖維破籽、棉枝鈴片、碎葉等雜質(zhì)容易被清除，對(duì)成紗結(jié)雜影響小。纖維籽屑、軟籽表皮、僵瓣等雜質(zhì)脆薄且不易清除，又易碎裂，對(duì)成紗結(jié)雜影響大。索絲、黃根會(huì)使成紗棉結(jié)增加更多。

（二）棉纖維長(zhǎng)度

原綿長(zhǎng)度長(zhǎng)、整齊度好、短纖維少，則成紗光潔、毛羽少、強(qiáng)力高，長(zhǎng)度長(zhǎng)的纖維可紡細(xì)線(xiàn)密度紗。而整齊度差、短纖維多的原棉在牽伸過(guò)程中不易控制，成紗條干差。

（三）纖維線(xiàn)密度

纖維線(xiàn)密度小，成紗截面內(nèi)纖維根數(shù)多，分布均勻，成紗條干均勻；截面內(nèi)纖維根數(shù)多，纖維間接觸面大，摩擦力大、則成紗強(qiáng)力高。原棉線(xiàn)密度小，適宜紡細(xì)特?cái)?shù)紗，可是對(duì)于成熟度差的0.13 tex以下的超細(xì)纖維，雖然線(xiàn)密度小，但單纖維強(qiáng)力太低，天然轉(zhuǎn)曲少不能紡制優(yōu)良棉紗。

（四）棉纖維強(qiáng)力

正常的單纖維強(qiáng)力在3.5 cN/tex～4.5 cN/tex。在成熟度和線(xiàn)密度條件相同的情況下，棉纖維強(qiáng)力高，則成紗強(qiáng)力高。但強(qiáng)力不如線(xiàn)密度對(duì)棉紗強(qiáng)力影響顯著，強(qiáng)力好的纖維在紡紗工藝處理中經(jīng)得起機(jī)械打擊，對(duì)除雜有利。

（五）棉纖維成熟度

正常成熟的纖維平均成熟系數(shù)為1.5～2.1，具有不規(guī)則的螺旋形轉(zhuǎn)曲，稱(chēng)天然轉(zhuǎn)曲；手感有彈性，有利于纖維間的相互抱合，紡制成的紗強(qiáng)力高，棉結(jié)雜質(zhì)少、吸濕性能好、染色均勻，沒(méi)有白芯；過(guò)成熟的纖維粗，對(duì)成紗條干均勻度不利。成熟系數(shù)低，線(xiàn)密度雖小，但成紗強(qiáng)力下降，雜質(zhì)容易破碎也不易于排除，對(duì)成紗強(qiáng)力、條干除雜都不利。

表3 棉纖維性能與成紗的關(guān)系

三、紡紗工藝

（一）原棉的選配

配棉的目的就是根據(jù)原棉的物理性質(zhì)（如長(zhǎng)度、線(xiàn)密度、強(qiáng)力、成熟度以及含雜等）和成紗質(zhì)量要求，合理地利用不同原棉的特性達(dá)到保證質(zhì)量，降低成本，穩(wěn)定生產(chǎn)。

配棉的原則是質(zhì)量第一、統(tǒng)籌兼顧、全面安排、保證重點(diǎn)、瞻前顧后、細(xì)水長(zhǎng)流、吃透兩頭、合理調(diào)配。

混合方法一般有棉包混合、小量混合和棉條混合三種。目前普遍采用的是棉包混合，它是根據(jù)棉包長(zhǎng)、寬、高和棉包密度，估算配棉包數(shù)，核算配棉成分，制訂棉包裝箱排列圖（定包定位）。一般相同性質(zhì)的棉包要交叉擺開(kāi)，特殊棉包放在中段，做到高包削高嵌縫，低包抖松升高，回花要居中放置，以保證混合效果。

（二）紡紗工藝流程

清花工序→梳棉工序→雙并工序→條卷工序→精梳工序→單并工序→粗紗工序→細(xì)紗工序→絡(luò)筒工序→成紗工序

1.清花工序。

清棉的作用是對(duì)原棉進(jìn)行混合、開(kāi)松、均棉、除雜，根據(jù)工序先松后打、早落少碎、多排大雜、均勻少翻、少傷纖維的原則，實(shí)行不同原棉不同處理。

原棉的包密度和軋工方法對(duì)松懈作用比較密切。原棉的包裝密度小時(shí)，開(kāi)清點(diǎn)宜少或打手速度易慢；包密度大時(shí)，宜適當(dāng)增加開(kāi)清點(diǎn)或加快打手速度，以保證一定的開(kāi)松度。因?yàn)樵拗械碾s質(zhì)是清棉機(jī)直接處理的對(duì)象，一般含雜多宜多打，含雜少易少打，所以，配棉時(shí)應(yīng)注意原棉包裝密度、軋工方法、含雜與清棉機(jī)工藝相適應(yīng)。

2.梳棉工序。

梳棉機(jī)對(duì)棉卷或筵棉中的棉塊和棉束起到梳理混合、除雜等作用。根據(jù)高速度、緊隔距、強(qiáng)分梳、好轉(zhuǎn)移的工藝處理原則，實(shí)行清梳落棉合理分工，適當(dāng)排除短絨，基本排除雜質(zhì)，使紗線(xiàn)的棉結(jié)雜質(zhì)少而小，同時(shí)提高條干的均勻度。

生條定量和道夫速度根據(jù)紗號(hào)數(shù)和產(chǎn)量、質(zhì)量要求而定，一般減少棉結(jié)雜質(zhì)粒數(shù)。定量宜輕，道夫宜慢，但定量過(guò)輕也會(huì)引起棉網(wǎng)漂浮和轉(zhuǎn)移困難。錫林和刺輥的高度對(duì)加強(qiáng)分梳和充分除雜，減少棉網(wǎng)云斑和棉結(jié)雜質(zhì)有明顯效果。一般根據(jù)原棉成熟度來(lái)確定，成熟度好可以采用較高的速度，成熟度差或品級(jí)低的應(yīng)適當(dāng)降低刺輥的速度。給棉板的分梳工藝應(yīng)根據(jù)原棉的主體長(zhǎng)度選用，分梳工藝過(guò)長(zhǎng)，刺輥的分梳作用減弱，有束狀纖維被刺輥帶走或落入車(chē)肚，造成棉網(wǎng)不勻和車(chē)肚含雜率低；分梳工藝長(zhǎng)度過(guò)短，則刺輥損傷纖維，短絨顯著增加。

梳棉機(jī)的各部位隔距要建立在“五快、一準(zhǔn)”的基礎(chǔ)上，原棉成熟低、細(xì)度細(xì)、強(qiáng)力差或長(zhǎng)度較短時(shí)，給棉板與刺輥的隔距宜適當(dāng)放大，原棉成熟度正常時(shí)，給棉板與刺輥隔距宜偏小，有利于分梳。

3.精梳工序。

精梳工序包括并條、條卷、精梳。精梳機(jī)起到將棉條中纖維進(jìn)行伸直平行、排除短絨、清除棉結(jié)雜質(zhì)等作用，一般用于紡制高檔紡織品和特種工業(yè)用紗。并條和條卷要求提高平行度、伸直度、橫向均勻度，做到棉層均勻、成型良好、層次清晰，為此，精梳選用的原棉必須成熟度好、色澤好。

4.并粗工序。

并粗工序?qū)Π氤善愤M(jìn)行并合、牽伸、加捻等作用，使纖維排列整齊、伸直平行，改善棉條結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)片段不勻。并條根據(jù)緊隔距、重加壓、多并合、曲線(xiàn)牽伸的工藝處理原則，提高條干均勻度和穩(wěn)定重量不勻率，同時(shí)使纖維混合均勻。粗紗根據(jù)緊隔距、重加壓、高回潮、適當(dāng)捻系數(shù)的工藝處理原則，提高條干均勻度使保持卷繞后的粗紗具有一定強(qiáng)力。當(dāng)原棉品級(jí)低時(shí)，纖維容易伸直經(jīng)不起多次牽伸，一般是增加并合數(shù)，降低重量不勻和提高混合均勻度以減少色差；當(dāng)原棉品級(jí)較高時(shí)，纖維成熟度好、彈性好，也不宜選用過(guò)多的工藝道數(shù)，在生產(chǎn)上宜選用曲線(xiàn)牽伸、減輕定量、增加加壓等工藝措施以提高纖維伸直度，增加并合數(shù)相應(yīng)提高牽伸倍數(shù)，也有利于纖維的伸直。

并粗羅拉鉗口握持距的配置以大于纖維的品級(jí)長(zhǎng)度為原則，原棉的質(zhì)量好，天然轉(zhuǎn)曲多，羅拉握持距偏緊掌握；原棉的品級(jí)低、長(zhǎng)度整齊度差、細(xì)度細(xì)，羅拉握持距偏大掌握，防止?fàn)可觳婚_(kāi)和切斷纖維。原棉長(zhǎng)度長(zhǎng)、細(xì)度細(xì)，在同一號(hào)數(shù)的紗截面中纖維根數(shù)多、摩擦阻力大、抱合力較大，所以牽伸力也較大，如果握持力不足，紗條在鉗口處打滑，就會(huì)影響到牽伸效果、條干均勻度、重量不勻率和產(chǎn)生粗經(jīng)、粗緯等紗疵。同時(shí)，粗紗加捻的目的是增加紗條強(qiáng)力，以承受卷繞和退繞時(shí)的強(qiáng)力，在以后的牽伸中對(duì)纖維有控制作用，達(dá)到適應(yīng)細(xì)紗工藝的要求，所以粗紗捻細(xì)數(shù)應(yīng)考慮原棉的長(zhǎng)度和細(xì)度等指標(biāo)，原綿長(zhǎng)而細(xì)、粗紗定量重、濕度低時(shí)，應(yīng)選用較小的捻系數(shù)；反之，選用較大捻系數(shù)。

5.細(xì)紗工序。

細(xì)紗工序?qū)Υ旨嗊M(jìn)行牽伸和加捻，紡制成規(guī)定號(hào)數(shù)的細(xì)紗。細(xì)紗是牽伸倍數(shù)根據(jù)纖維長(zhǎng)度、整齊度、粗紗結(jié)構(gòu)、細(xì)紗牽伸型式和紡紗號(hào)數(shù)等綜合而定，在紡制長(zhǎng)度較短、長(zhǎng)度整齊度較差、短纖維較多的原棉時(shí)，總牽伸倍數(shù)宜適當(dāng)降低；反之，則可以加大。細(xì)紗的皮圈架長(zhǎng)度通常根據(jù)原棉的主體長(zhǎng)度而定，細(xì)紗捻系數(shù)與原棉的強(qiáng)力和品質(zhì)長(zhǎng)度有關(guān)，當(dāng)原棉手感粗硬或纖維僵直時(shí)，宜適當(dāng)增加捻系數(shù)，但纖維過(guò)弱時(shí)，如捻度過(guò)多會(huì)引起紗條外層纖維斷裂。

四、原棉品質(zhì)與溫濕度

原棉品質(zhì)與溫濕度調(diào)節(jié)兩者必須適應(yīng)，棉纖維在不同的溫濕度條件下，可改變某些性狀。如果溫濕度控制得適當(dāng)，就能配合生產(chǎn)，起到積極作用。在一定溫度下，棉纖維吸濕量隨著相對(duì)濕度的提高而提高，而在一定的相對(duì)濕度下，棉纖維的吸濕量隨著溫度的提高而減少。

（一）原棉品質(zhì)與溫度

溫度對(duì)棉纖維的回潮，強(qiáng)力、伸長(zhǎng)、柔軟有一定的影響，一般在20℃～27℃范圍內(nèi)，如果相對(duì)溫度配合恰當(dāng)，棉纖維表面蠟質(zhì)受到保護(hù)，在纖維之間或纖維與金屬之間，蠟質(zhì)起到低抗摩擦和增進(jìn)潤(rùn)滑的作用，有利于工藝上的開(kāi)松梳理，穩(wěn)定牽伸和卷繞等作用。

當(dāng)?shù)陀?0℃度時(shí)，棉纖維蠟質(zhì)已顯硬化，可塑性和導(dǎo)電性降低，溫度繼續(xù)降低，纖維逐漸失去柔軟性，質(zhì)地逐漸脆弱。當(dāng)高27℃時(shí)，棉纖維蠟質(zhì)開(kāi)始軟化，溫度過(guò)高，蠟質(zhì)過(guò)度軟化會(huì)影響正常牽伸使條干不勻，也會(huì)發(fā)生纖維黏附現(xiàn)象，纖維強(qiáng)力下降，同時(shí)增加靜電效應(yīng)。

（二）原棉品質(zhì)與相對(duì)濕度的關(guān)系

相對(duì)濕度對(duì)棉纖維的回潮、強(qiáng)力、伸長(zhǎng)、彈性、黏性、摩擦系數(shù)和導(dǎo)電性的影響濕度大，一般相對(duì)濕度在55%～65%范圍內(nèi)，棉纖維的回潮率能夠相對(duì)穩(wěn)定，使半制品的重量處于受控狀態(tài)，纖維松懈、梳理、伸直、平行等作用趨于正常。相對(duì)濕度在50%時(shí)，纖維間的回潮和纖維間黏附力進(jìn)一步下降，纖維彈性增強(qiáng)，有較好的開(kāi)松和分梳效果；當(dāng)相對(duì)濕度低于50%時(shí)，纖維逐漸發(fā)硬變脆，在處理時(shí)容易折斷和引起靜電效應(yīng)。相對(duì)濕度在70%時(shí)，能夠誘導(dǎo)纖維因摩擦產(chǎn)生的靜電荷改善牽伸條件，同時(shí)提高纖維強(qiáng)力，增加纖維柔韌性；相對(duì)濕度高于70%時(shí)，纖維間會(huì)產(chǎn)生黏連，生產(chǎn)中出現(xiàn)三繞現(xiàn)象（繞皮輥、繞羅拉、繞皮圈）。

表4 紡織工序溫濕度控制范圍表

五、結(jié)束語(yǔ)

原棉品質(zhì)與紡紗工藝是互相依存的，兩者要協(xié)調(diào)兼顧，一方面應(yīng)盡量減少因棉花變動(dòng)而造成的工藝設(shè)計(jì)變動(dòng)，另一方面濕度既要以原棉為前提，適應(yīng)原棉品質(zhì)變化，不斷研究改進(jìn)工藝?？傊?，有良好的配棉成分，加上優(yōu)良的工藝設(shè)計(jì)，穩(wěn)定的溫濕度控制，才能紡制出成本低、質(zhì)量?jī)?yōu)、產(chǎn)量高的棉紗產(chǎn)品來(lái)。