棉結(jié)形成原因與減少途徑

棉結(jié)形成原因與減少途徑
棉結(jié)是成紗質(zhì)量考核的重要指標，棉紗的等級技術(shù)要求中不僅規(guī)定了1g紗內(nèi)棉結(jié)、雜質(zhì)總粒數(shù)，還規(guī)定了棉結(jié)粒數(shù)。棉結(jié)含量的多少不僅影響紗線與織物的外觀質(zhì)量，而且影響成紗結(jié)構(gòu)與條干均勻度以及細紗斷頭率的多少。棉結(jié)含量多是目前許多廠家提高成紗質(zhì)量所面臨的難題，作者對棉結(jié)的形成原因、變化規(guī)律、檢測方法與減少棉結(jié)的技術(shù)措施進行了初步的研究探討。
1形成棉結(jié)的原因
棉結(jié)是由單根纖維或多根纖維糾纏而成的圓形小結(jié)或粒狀纖維結(jié)。其成因是棉纖維、未成熟棉或僵棉因軋花或紡紗過程中處理不善集結(jié)而成，形成棉結(jié)的根本原因是纖維間的搓轉(zhuǎn)和擦轉(zhuǎn)。棉結(jié)從其形成原因看，可分為兩大類。
類是原料造成的，由原料形成的棉結(jié)包括雜質(zhì)、疵點造成的棉結(jié)，如棉籽皮上附著的纖維形成的棉結(jié)，棉臘粘著形成的棉結(jié)及收棉過程中形成的棉結(jié)等。棉結(jié)數(shù)量是評定原棉品級的指標，品級低的原棉，雜質(zhì)、疵點含量高、纖維細、成熟度差，生產(chǎn)過程中形成的棉結(jié)也多。所以，不同的原料所紡紗的棉結(jié)、雜質(zhì)數(shù)量無可比性，不能用作衡量紡機性能的指標。
第二類是加工過程中造成的，是包括原棉粗加工軋花與紡紗生產(chǎn)過程中造成的。由軋花形成的棉結(jié)，主要是鋸齒軋花機產(chǎn)生的棉結(jié)；紡紗過程中造成的棉結(jié)，包括松解纖維時形成的棉結(jié)，纖維通道的摩擦阻力和粘、纏、堵、掛形成的棉結(jié)，以及彎鉤纖維在牽伸過程中產(chǎn)生的棉結(jié)。
目前對纖維的松解(開松、梳理)有兩種方式，即自由松解和握持松解。纖維在松解過程中，不斷受到軸向和徑向應(yīng)力的作用而產(chǎn)生應(yīng)變，部分纖維出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象，致使自身強度和抗彎剛度下降，產(chǎn)生彎曲變形而互相扭結(jié)形成棉結(jié)。自由松解作用柔和，造成的變形小，棉結(jié)少；握持松解作用劇烈，造成的變形大，棉結(jié)多。試驗證明，經(jīng)過一次自由打擊，棉結(jié)可增加10%；經(jīng)過一次握持打擊，棉結(jié)可增加20％；所以，工藝過程中應(yīng)盡量減少對纖維的握持劇烈打擊。
清棉機的打手和梳棉機的刺輥對握持纖維的強烈松解作用，是產(chǎn)生纖維變形和形成棉結(jié)的主要部位。如刺輥對給棉板—給棉羅拉握持的棉卷進行梳理時，留下了棉卷中和棉流方向排列一致的被握持的長纖維；而無序的、排列方向不一致的、沒被握持的纖維被刺輥齒帶走，這相當(dāng)于有序的纖維從無序的棉束中抽出，而抽出過程中雜亂的纖維容易被抽、拉、擦、轉(zhuǎn)形成大量棉結(jié)，這是產(chǎn)生棉結(jié)的主要部位，此棉結(jié)大多是松散的大棉結(jié)。
精梳機對棉束兩端交替握持梳理，既產(chǎn)生少量棉結(jié)，又通過落棉排除了許多棉結(jié)。
自由分梳作用，如錫林與活動蓋板、固定蓋板、道夫間分梳或凝聚纖維時，由于錫林針布表面纖維離心力大，相對的針／齒面隔距大時纖維易脫離針／齒，處于錫林針布與相鄰針布間隙內(nèi)，失去控制，成為浮游纖維。因相對的針布間存在很大的速差，浮游纖維易受到搓擦成結(jié)；浮游纖維的數(shù)量影響著搓、擦形成棉結(jié)的多少。
纖維通道的摩擦，易使須條邊緣毛羽形成棉結(jié)。由于纖維在清棉、輸棉通道中翻滾摩擦也會使纖維搓轉(zhuǎn)形成棉結(jié)，因此，應(yīng)使纖維通道光潔，并提高輸棉管道中的負壓，以保證棉流輸送通暢、不堵塞。
粘、纏、堵＼掛等不正常現(xiàn)象，常易造成劇烈摩擦，從而導(dǎo)致纖維搓轉(zhuǎn)和擦轉(zhuǎn)而形成棉結(jié)。如，當(dāng)錫林、蓋板和道夫針／齒較鈍或帶逆刺時，纖維不能順利轉(zhuǎn)移，有些纖維浮游在針／齒面之間，受到兩個針／齒面上其它纖維的搓轉(zhuǎn)，就會形成較多的棉結(jié)。當(dāng)刺輥-錫林的隔距過大，齒部不光潔時，造成錫林刺輥間剝?nèi)〔涣?，刺輥返花將纖維帶回到給棉板處，同棉須發(fā)生搓轉(zhuǎn)而使棉結(jié)明顯增加；錫林金屬針布齒部軋傷而毛糙，針／齒有油漬銹斑，以及錫林—道夫隔距偏大，轉(zhuǎn)移率低，將使錫林產(chǎn)生繞花，致使棉結(jié)增力口。
牽伸時須條中分離度、平行伸直度差的纖維易糾纏、抽拉成棉結(jié)，彎鉤纖維是牽伸時棉結(jié)增加的主要原因。凝聚到道夫針布表面上、被抓牢的纖維露出端又被錫林分梳，當(dāng)它們隨道夫走出凝聚區(qū)到被剝棉羅拉剝?nèi)《纬擅蘧W(wǎng)之間，受梳一端在前，被握一端在后，針布上的纖維后彎鉤較多。纖維彎鉤部分被道夫握持，而伸直部分露在道夫針布外，伸直部分會被道夫回轉(zhuǎn)形成的氣流吹彎，使部分后彎鉤纖維成為~型彎鉤纖維，彎鉤纖維越多，使須條在牽伸過程中形成的棉結(jié)越多。
此外，開清棉工序加工時所形成的棉團、索絲以及未被排除的帶纖維雜質(zhì)、短纖維和有害疵點，在梳棉工序也易轉(zhuǎn)化為棉結(jié)。飛花落在須條上形成的棉結(jié)，機械上缺陷，如膠圈磨損或裝配不良，錠—廣偏心,鋼絲圈磨損等也可能造成棉結(jié)。
2排除棉結(jié)的方法
通過落棉排除和分梳松解棉結(jié)，開清落棉、梳棉車肚落棉和蓋板花、精梳落棉是排除棉結(jié)的主要區(qū)域；梳理作用能有效消除纖維糾纏、減少棉結(jié)；通過錫林—蓋板的細致梳理，把一些松散的棉結(jié)梳解為單纖維，大棉結(jié)分解為單纖維或小棉結(jié)；同時，短絨也有所增加。
3減少棉結(jié)的措施
把“雜亂無章”的纖維通過開松、梳理、牽仲變成排列有序的單纖維條，棉結(jié)不斷去除又會逐步產(chǎn)生，棉結(jié)的產(chǎn)生是不可避免的；但應(yīng)盡量減少棉結(jié)的產(chǎn)生和多去除棉結(jié)。形成棉結(jié)的原因是多方面的，應(yīng)系統(tǒng)考慮，以使各紡紗元件、器材狀態(tài)良好是基礎(chǔ)，合理配置工藝參數(shù)是保證，良好的機械狀態(tài)與合理的工藝設(shè)計可顯著降低成紗棉結(jié)。
梳棉工序把纖維束分梳為單纖維，必然會新增許多棉結(jié)；而錫林—蓋板的細致分梳又能把松棉結(jié)梳解成細小棉結(jié)或單纖維；因此，梳棉是產(chǎn)生、排除、梳解棉結(jié)的關(guān)鍵工序。因為生條中的棉結(jié)和雜質(zhì)直接影響紗線的結(jié)雜和布面疵點，對于并、粗、細各工序牽伸時纖維的運動，對于細紗加捻卷繞時的鋼絲圈的正常運動都有影響，造成條干不勻和紗疵；所以，必須控制并減少生條中的結(jié)、雜粒數(shù)，提高分梳質(zhì)量是減少棉結(jié)的有效途徑。
減少生條中棉結(jié)的關(guān)鍵是做到“精平車，緊隔距，鋒針／齒；實現(xiàn)強分梳，控浮游，減搓、擦，少產(chǎn)生，多排除”。即精細平裝機器，進行專件修理，確保上車工藝，提高錫林、刺輥、道夫的靜、動平衡、圓整度與蓋板針面的平整度，保持分梳隔距緊而準確，這是基礎(chǔ)。選用優(yōu)質(zhì)針布，適時磨針，使梳棉針布的針／齒鋒利、光潔、完好，提高齒尖抓取、握持、梳理、轉(zhuǎn)移纖維的能力，這是關(guān)鍵。達到了緊隔距、鋒利的針／齒，就能提高分梳質(zhì)量，控制纖維浮游，減少搓擦成結(jié)；能提高纖維的伸直平行度，減少牽伸過程中產(chǎn)生棉結(jié)；在錫林與刺輥之間，緊隔距可提高刺輥上纖維束向錫林轉(zhuǎn)移，減少刺輥返花在給棉板處與喂人棉層搓擦成結(jié)。在錫林、道夫間緊隔距，可提高道夫轉(zhuǎn)移率，減少錫林上返回負荷，從而減輕錫林、蓋板間負荷，提高錫林、蓋板間一次分梳的能力，降低了棉結(jié)。同時，通過錫林、蓋板間的細致梳理，把棉流中的松散棉結(jié)多梳解、消除而減少棉結(jié)。
提高梳理質(zhì)量的關(guān)鍵在針布，，針布是梳棉工序提高產(chǎn)量與質(zhì)量、減少棉結(jié)的核心元件，其齒形規(guī)格、制造質(zhì)量、規(guī)格搭配、鋒利度與耐磨性直接影響成紗質(zhì)量；采用優(yōu)質(zhì)鋒利的針布能顯著減少棉結(jié)。新型針布齒條具有矮、淺、尖、薄、密、小等特點，其分梳能力強，分梳細致，提高了分梳纖維和梳解棉結(jié)的能力，纖維轉(zhuǎn)移好，減少了浮游纖維搓擦形成的棉結(jié)。試驗證明，應(yīng)用新型針布后，生條棉結(jié)含量降低2%～60%，提高了生條中纖維的伸直平行度和分離度，減少后工序牽伸過程中產(chǎn)生的棉結(jié)，使成紗棉結(jié)減少。
隨著針布使用期的延長，其磨損日益加劇，齒尖變鈍而不鋒利；針／齒因軋傷而不光潔；使得棉結(jié)增加。應(yīng)定期槍測分析針布的性能狀況，合理確定磨針周期與更換周期，使針／齒保持鋒利狀態(tài)，及時磨針或更換針布是控制棉結(jié)的重要措施之一。
適時修磨蓋板踵趾面，使蓋板針面保持合適的踵趾差(0．56mm)以縮小錫林與蓋板針面間的整體隔距而加強分梳，減少針面間的浮游纖維搓轉(zhuǎn)形成棉結(jié)，能收到很好的效果。目前還有許多棉紡廠的梳棉機蓋板的踵趾面已嚴重磨損，踵趾差較大，使得工藝上錫林與蓋板隔距較小，實際上錫林與蓋板針面間的隔距卻較大，未能實現(xiàn)緊隔距、強分梳，因而生條棉結(jié)增加。有的廠蓋板鏈條已磨損變長，錫林—蓋板隔距易變動而不準確，以至影響梳理質(zhì)量而增加棉結(jié)。對這些廠來說，及時修磨蓋板踵趾面和更換鏈條，是減少棉結(jié)的有效措施。
無附加分梳件的梳棉機可適當(dāng)增加前、后固定蓋板附吸風(fēng)裝置，以提高梳理質(zhì)量，排除細小微塵雜，減少棉結(jié)產(chǎn)生。
合理控制車肚落棉、蓋板花與精梳落棉多排除棉結(jié)，能減少成紗棉結(jié)。
蓋板反轉(zhuǎn)或提高蓋板運轉(zhuǎn)速度，能有效減少棉結(jié)。
根據(jù)原棉的特性選擇工藝參數(shù)，如纖維細、成熟度差時應(yīng)低速度、柔開松，不使用三翼刀片和豪豬打手，用轉(zhuǎn)速低的三翼梳針打手；刺輥、道夫低速度，控制刺輥與錫林的速比；速比小，棉結(jié)多；速比大，棉結(jié)少；純棉應(yīng)控制在1：2左右。
4棉結(jié)的檢測方法與變化情況
在我國的棉紡織企業(yè)中，目前多數(shù)廠家采用傳統(tǒng)的手感目測法檢測紡織各工序半成品及成品的棉結(jié)雜質(zhì)含量；少數(shù)廠家采用AFlS單纖維測試系統(tǒng)檢測。目測法的棉結(jié)被定義為一根或多根纖維緊密，結(jié)合成的圓形小結(jié)或粒狀纖維結(jié)，又稱白星，是在纖維檢驗室人工將被檢測試樣松散后，放在黑色玻璃板上，利用上方投射的光線，看到黑色玻璃板上不能被松散的白點即視為棉結(jié)。這種棉結(jié)是由許多根纖維扭結(jié)在一起才能被目力辨認的纖維團，1個大棉結(jié)還可能被分解為多個小棉結(jié)，檢測的結(jié)果取決于測試人員的眼力。單根纖維的直徑近20／／m，單根纖維形成的小棉結(jié)直徑近60／Jm，由于人眼分辨率的限制，許多客觀存在的細小棉結(jié)不能被目測到。棉結(jié)單個之間的重量差異很大，測試報道生條小棉結(jié)只有棉卷大棉結(jié)粒重的1．4％；只測大棉結(jié)，不測小棉結(jié)，不能反映棉結(jié)的真實情況。
AFIS單纖維測試系統(tǒng)將棉結(jié)定義為核心部分投影直徑超過規(guī)定值(100μm)的非單根纖維即為棉結(jié)，由二根纖維形成的即不容易被肉眼所識別的小棉結(jié)就能被測出，這樣的棉結(jié)比目測的棉結(jié)小得多，使大小棉結(jié)均能被測出，能反映棉結(jié)的真實情況。
由于存在對棉結(jié)的定義和測試方法不相同，目測的1個棉結(jié)可被AFlS測為許多個棉結(jié)；因此，目測的棉結(jié)數(shù)量較小，AFlS測的棉結(jié)數(shù)量很大；使測試的棉結(jié)數(shù)量差異很大。由于不同方法所測的棉結(jié)數(shù)據(jù)無可比性，所以棉結(jié)的數(shù)據(jù)一定要注明測試方法。
由于各廠的原料、設(shè)備、工藝等情況千差萬別，所以棉結(jié)的產(chǎn)生情況也各不相同。目前的文獻報道認為，兩種檢測法檢測的棉結(jié)的變化情況是不相同的；目光檢測法檢測的棉結(jié)數(shù)是隨加工工序的增加而呈增多的趨勢；而AFIS單纖維測試系統(tǒng)檢測出的棉結(jié)是隨加工工序的增加而減少的趨勢；兩種趨推測的結(jié)果是相反的。
我們認為從棉結(jié)的產(chǎn)生情況來說，不考慮排除與包裹或覆蓋，不考慮棉結(jié)的大小與能否被檢測到，纖維中存在的棉結(jié)是隨著加工工序的增多而增加。理想的結(jié)果是減少棉結(jié)的產(chǎn)生，應(yīng)加強棉結(jié)的排除，從而使棉結(jié)在清棉工序逐步增多，梳棉工序產(chǎn)生了大量的棉結(jié)，但去掉多于產(chǎn)生的，使生條棉結(jié)有所減少(精梳產(chǎn)品在準備工序增多，精梳條因產(chǎn)生少于排除而有所減少)，在并、粗都有所增加，細紗因包裹覆蓋的棉結(jié)多于產(chǎn)生的，用目測法測紗的表面棉結(jié)有所減少。
日前，文獻報道對梳棉工序棉結(jié)的變化爭議很大,有的學(xué)者認為梳棉是產(chǎn)生棉結(jié)的主要工序，生條棉結(jié)比棉卷棉結(jié)增加1()多倍；有的認為梳棉是減少棉結(jié)的主要工序，它可以減少喂人棉卷棉結(jié)的近80％；我們認為梳棉工序棉結(jié)增加或減少的關(guān)鍵在于梳棉的梳理質(zhì)量；梳棉正常，少產(chǎn)生、多排除，則生條棉結(jié)減少；梳棉不正常，產(chǎn)生多、排除少，則生條棉結(jié)增加。
5結(jié)束語
棉結(jié)主要是棉纖維在軋花與清梳過程中產(chǎn)生的，握持松解是產(chǎn)生棉結(jié)的主要部位，棉結(jié)增加或減少的關(guān)鍵在梳棉的梳理質(zhì)量，核心在針布。棉結(jié)的變化只有理想的趨勢，而無固定的規(guī)律，實際生產(chǎn)中是隨加工原料和紡機的性能變化的。kRriSwQuOs

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