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技术 | 现代精梳最新技术的研究(上)

2021-04-14 10:07:14评论:0 来源:中国纱线网   
核心摘要:近年来,精梳产品大众化趋势明显,精梳纱线占纱线总产量的比重逐年上升,究其原因,主要是随着生活水平的提高,人们对纺织品舒适性、美观性的要求也在不断提高,对高档纺织面料的需求也不断增长。这就促使了市场对精梳纱需求的增长,因为精梳可以排除生条中约40-50%的短绒、50-60%的杂质、10-20%的棉结,从而提高纤维的长度

近年来,精梳产品大众化趋势明显,精梳纱线占纱线总产量的比重逐年上升,究其原因,主要是随着生活水平的提高,人们对纺织品舒适性、美观性的要求也在不断提高,对高档纺织面料的需求也不断增长。这就促使了市场对精梳纱需求的增长,因为精梳可以排除生条中约40-50%的短绒、50-60%的杂质、10-20%的棉结,从而提高纤维的长度和整齐度,并且经过精梳使条子中纤维的伸直度、平行度和分离度得到大幅提升,梳棉生条中的纤维伸直度仅为50%左右,而精梳工序可把纤维伸直度提高到85-95%,有利于提高纱线的条干、强力和光泽度;再者经过精梳的并合、混和与成条,可以使重量不匀率由生条的2-4%左右(生条5米的重量不匀率)提高到精梳条的0.5-2%左右。因此精梳纱比重的逐年上升是市场需求增长的必然结果。

我国纺织工业十三五发展规划中提出“增品种、提品质、创品牌”的“三品战略”,棉纺企业也正处在转型升级、调整产品结构的关键时期,因此加强对现代精梳技术的研究、积极推动企业开发精梳新产品具有重要意义。

一、我国当前精梳技术面临的挑战

1.1 棉纺原料结构的重大变化

2010年我国棉花用量为636万吨,棉型涤纶用量为843万吨;而2015年我国棉花用量为657万吨,棉型涤纶用量为1260万吨。从2010年到2015年,化纤占比是逐年上升的(见图1),到2015年,棉型涤纶的使用量几乎达到了棉花的2倍。在所有的化学纤维中,棉型涤纶的使用量是最多的(见图2)。

因此,如何提升化纤纱线的品质及附加值,特别是如何提升棉型化纤纱线的品质及附加值成为我国纺织行业需要认真研究的课题,而对棉型化纤采用精梳加工工艺,生产精梳化纤纱线是需要探索的方向之一。

1.2 机采棉的普及

从2011年到2015年,我国机采棉的应用也逐步扩大(见图3),估计2016年我国机采棉面积将占棉花总播种面积的90%以上。

机采棉的特点是轧花工艺流程长,棉结、杂质、带纤维籽屑、软籽皮的数量增多。疵点(带纤维籽屑)比人工采棉增加3倍以上,在梳棉机上难以清除。

1.3 精梳纱粗支化、用棉低级化的趋势明显

近年来,我国精梳纱粗支化、用棉低级化的趋势明显。精梳纱用棉等级向三级棉、四级棉等低级原棉扩展,棉花品级下降,精梳纤维长度变短,有时仅22毫米。精梳纱平均纱支也由2005年的32英支变为2015年的24英支,甚至是9-16英支的牛仔布也逐步开始采用精梳纱来生产。这些都对精梳技术提出了不小的挑战,特别是如何实现在低级棉、低落棉的条件下(4级棉、落棉率8%以下)完成精梳加工过程,提升产品质量和档次,需要我们进行深入研究。

1.4 用工成本的持续增加

据统计,我国1985年的年人均工资约为840元;到1995年,年人均工资增长到2400元;而到2005年,年人均工资进一步增长到1.2万元;到了2015年,年人均工资突增到3-3.6万元,30年中增长了40倍左右!人工成本的快速增长,逼迫我们行业对设备的要求向高速、高效方向发展,不断提高设备的自动化和智能化水平。

1.5 精梳过程的节能、降耗

节能降耗是一个企业可持续发展的关键,节能降耗就意味着增效,我们必须不断增强资源忧患意识和节约意识,提高企业资源的使用效率。精梳过程的节能、降耗主要包括三个方面:

(1)降低精梳设备的能耗。目前我国的能源成本比发达国家还要高,比如工业用电价格,美国约为0.35元/度,而中国沿海地区要达到1元/度以上。

(2)减少精梳过程中可纺纤维的损失。降低精梳落棉率、提高落棉含短绒率是降低精梳纱生产成本最有效、最直接的措施。

(3)减少机器的振动,提高精梳机件的使用寿命。这就要求在精梳机的设计和制造上下功夫,不断优化设计方案,提高制造精度。

二、功能性精梳设备及技术的研究

针对以上这些挑战,我国的精梳技术也在不断发展和改进。中原工学院也将与江苏凯宫机械股份有限公司一起致力于智能精梳机及功能性差别化精梳机的研发。其中的功能性差别化精梳机就是针对当前化纤、机采棉、麻等用量逐年增多的现状而推出的对应机型。

2.1 棉型化纤精梳设备

化纤精梳机就是针对化纤纱线生产需要而研发的。由于化纤整齐度好、没有杂质和棉结,一般情况下是不需要精梳的。但我们调研发现,做高端化纤纱的厂家对纱线品质和布面风格的要求很高,我国现在的化纤纱水平无法满足这种高端产品的质量要求,而通过精梳,不仅可以提高纤维的伸直度、平行度和分离度(见图4、图5涤纶精梳后精梳条与普梳条纤维结构的对比),减少了硬并丝和残留的少量杂质,而且能够提高纱线的条干均匀度(见图6、图7涤纶精梳后精梳纱线与普梳纱线纱线质量的对比),改善面料的手感和布面风格。

化纤精梳机的研发涉及到了精梳分离驱动机构的开发、分离结合参数的优化、梳理专件的开发以及精梳给棉、牵伸工艺的优化等。

精梳机的分离运动、给棉工艺、牵伸工艺、梳理专件的规格等都会对精梳质量机输出条子的质量有产生很大的影响,而化纤与棉纤维的长度等性能指标上有很大差异,对精梳机的梳理效能也提出了不同的要求,比如精梳机分离罗拉传动机构的传动比、有效输出长度、牵伸隔距等都要在生产棉纤维的精梳机的基础上进行重新优化(见图8、图9、图10)。

2.2 低落棉精梳技术

生产支数较粗、质量要求相对较低的精梳纱、半精梳纱时,过精梳的主要目的是提高纤维的分离度、伸直度和平行度,排除带纤籽屑、棉结和杂质,在这种情况下,较高的落棉率会造成资源浪费,提高生产成本,而传统的精梳技术很难达到落棉率降低到8%以下,从而达到节约用棉成本、提高纺纱经济效益的目标。

而低落棉精梳加工技术通过梳理专件的开发(见图11、图12、图13)、精梳工艺的优化、机构的改进等措施,比如在精梳准备工序的预并条机上增加棉条的喂入根数、增大总牵伸倍数和后区牵伸倍数;在精梳准备工序(条并卷机)上增加棉条并合根数、加大总牵伸倍数;在精梳机上优化棉卷定量和给棉长度、采用前进给棉方式且给棉罗拉位置前移、改进精梳机钳板传动系统、减小落棉隔距、减小锡林的总齿数和放大梳理隔距、减小顶梳的梳理强度和插入深度等技术措施,减少梳理过程中纤维被锡林针齿抓走的机率,就可以实现精梳过程中低落棉的目标,从而使精梳落棉率降至4-8%的要求(传统的精梳机落棉率在8-25%之间)。

2.3 机采棉精梳技术

机采棉与人工采棉有很大不同,机采棉的轧花工艺流程长,棉结、杂质、带纤维籽屑、软籽皮的数量较多。疵点(带纤维籽屑)要比人工采棉增加3倍以上,而且在梳棉机上难以清除干净。对于原来采用普梳加工工艺难以解决质量问题的,可采用精梳加工工艺,以解决梳棉难以清除的带纤维籽屑、杂质及棉结(见图14),提高纤维整齐度。与之相关的精梳加工关键技术包括梳棉、精梳落棉及除杂的合理分工,精梳加工的低落棉技术和精梳锡林等专件的设计开发。

机采棉的精梳工艺路线:

原棉→开清棉→梳棉→精梳准备→精梳→并条(两道)→粗纱→细纱

2.4 棉麻混精梳技术

棉麻混纺纱一般采用短麻,麻的混纺比例为30-50%。因麻纤维成网困难,一般采用开清棉混合。采用精梳工序可以有效排除短纤维、棉结和杂质,提高纤维的伸直度、平行度和分离度,以提高麻纤维的可纺纱支,生产高档棉麻面料。其中涉及到的关键技术是如何解决两种混纺纤维落棉比例差异的问题。(未完待续)

作者:任家智 中原工学院


(责任编辑:小编)
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