技术丨降低精梳落棉率的工艺流程有哪些？

01

试验部分

1 试验材料

纺纱试验采用100%新疆长绒棉，棉花等级为137B2。

2 试验方案

增加并条次数或提高并条牵伸倍数能够有效理顺纤维，提高棉条中纤维的伸直度。考虑到棉条中纤维的弯钩方向及条子质量，试验采用3道并条，并设计2个对比组，以探究纤维伸直平行度在不同工艺条件下对精梳落棉的影响。具体方案如下。

方案A：采用传统精梳棉纺纱工艺流程，即开清棉→梳棉→预并→精梳制卷→精梳→单并→粗纱→细纱。该工艺为企业常规生产所用，在本次试验中作为对比组。

方案B：采用3道并条的纺纱工艺流程。3道并条的目的是提高纤维伸直平行度，从而减小精梳落棉率。具体工艺流程为：开清棉→梳棉→头并→二预并→三预并→精梳制卷→精梳→单并→粗纱→细纱。方案B与方案A形成对比组，2种方案所采用的精梳工艺相同，均为常规生产设置，采用后退给棉方式，落棉刻度为10.5。

方案C：采用传统的精梳棉纺纱工艺流程。在此流程中，主要调整精梳工艺，降低落棉量，采用前进给棉方式，落棉刻度为8。

方案D：采用3道并条的工艺流程，即在方案B的基础上进行调整，其精梳给棉方式同方案C；方案C为方案D的对比组。

3 纺纱工艺要点

本次试验中，预并为方案B和方案D的关键工序，棉条定量应不大于20 g/m，精梳之前预并及条并卷的总牵伸倍数不宜过大，应偏低控制，避免因多次并合牵伸导致棉卷过于熟烂、精梳退绕过程中棉层间发生严重粘连而造成的退绕困难。在精梳后，单并工序除了采用较小的总牵伸倍数及后区牵伸分配外，还应适当降低车速，既有利于改善棉条条干不匀，又不会使棉条过熟，造成断条。

02

试验结果及分析

1 纤维伸直度原理与分析

纤维在棉条中的形态各异，有卷曲、弯钩及其他形状，因此在牵伸和精梳过程中，纤维的有效长度小于伸直平行时的长度，这种差异程度用纤维的伸直平行度表示。纤维伸直平行度综合反映纤维的卷曲状态、弯钩方向和纤维对须条的不平行度。本试验采用重量法测试纤维的伸直平行度。测试原理为：使用棉条夹持器（宽度不限）将棉条沿其轴线方向夹持住，用梳子小心地把夹持器两侧未被握持的纤维梳掉，并切下夹持器未被握持的两侧纤维，分别称量为Ga（前端质量）和Gb（后端质量），中间夹持部分纤维称量为K（其长度视所用夹持器而定），并用AFIS测试棉条的纤维平均长度L（n）。由式（1）计算纤维伸直平行度P。

式中：Ga为未被握持纤维的前端质量；Gb为未被握持纤维的后端质量；H为夹持长度；K为夹持器中间部分的纤维质量。

试验将每种棉条取样后，测试10次并取平均值。4种方案的纤维伸直平行度测试结果见表1。

通过增加并条次数、调整并条工艺后，纤维的伸直平行度明显提高。由表1可以看出，在精梳之前，方案B和方案D纤维的伸直平行度提高了13.4%，但方案B和方案A精梳条的纤维伸直平行度仍可保持在同等水平。

2 精梳条质量分析

4种方案的精梳条质量测试结果对比见表2。

由表2可知，相同精梳工艺下，优化后方案的精梳落棉率降低了2～3个百分点。这是因为方案B和方案D进行了3次并合，结合表1可知，增加预并次数，棉条中纤维伸直平行度提高。也就是说，在精梳之前，方案B和方案D棉条中的纤维得到更进一步的伸直平行，棉条中部分由于自然弯曲而导致长度小于落棉隔距的纤维，在伸直平行度提高后，其纤维有效长度大于落棉隔距。这样，原本可能被锡林、顶梳梳理掉的纤维被保留下来，使落棉量减少。

从精梳条的纤维长度方面看，方案B和方案D的L（n）及5%L（n）均略高于其对比组，这与棉条中长纤维的含量有关。图1为1 kg棉花精梳后不同长度纤维的绝对含量。其中，图1a）以方案A和方案B为例，可以看出方案B波峰相较于方案A向右偏移，即向长纤维偏移，且长度为30mm以上纤维含量明显高于方案A；同样，图1b）以方案C和方案D为例，方案D的波峰也向右偏移，长纤维增长明显。

为进行深入分析，将1 kg棉花精梳之后，统计长纤维与短纤维的绝对含量η，结果见表3。

从表3中30 mm及以上和40 mm及以上长纤维与14 mm以下短纤维的比值可知，方案B与方案D长纤维的增长更明显，长纤维含量增加对纱线的强度有积极作用。

3 细纱品质分析

调整流程与工艺后，在保证降低精梳落棉的同时，还要保证细纱品质。通常，细纱品质通过纱线条干、拉伸断裂强力等指标进行表征，为此对比4种方案的细纱质量以确定降低精梳落棉率的工艺方案。

3.1 细纱条干测试与分析

试纺14.58 tex纱，捻度为102捻/（10 cm），主要应用SPSS软件检验纱线品质差异的显著性，进一步科学地判断每种试验方案结果差异显著与否。对细纱条干变异指标进行测试与统计，结果见表4。

由表4可知，CVm值比较结果为：方案B＜方案A，方案D＜方案C，通过SPSS软件采用“独立样本t检验”分别对各方案差异显著性进行检验。以方案A、方案B为例，首先对2组数据进行假设。假设H0表2组数据方差一致；假设H1表无充分理由证明2组数据差异显著。由表4可知，方案A和方案B的CVm值依次为10.84%和10.74%，对比标准差可知，方案B的数据波动小。由方差齐次性检验的显著系数Sig.L＝0.366＞0.05可知，方案A与方案B的方差一致，故方案A和方案B的显著性检验采用方差相等时的显著性系数Sig.t1。Sig.t1＝0.026＜0.05，即方案A与方案B的CVm值有显著性差异，且方案B显著性小于方案A，故方案B的工艺优化后，纱线的条干品质有所提高。

同理可知，方案C与方案D之间存在显著性差异，且方案D显著性小于方案C，故方案D的工艺优化后，纱线的条干品质有所提高。

综上所述，方案B和方案D的工艺改进后，在纤维伸直平行度提高的基础上，降低精梳落棉率对纱线CVm值有显著性影响；改进后方案B和方案D细纱的变异系数较方案A和方案C有所降低，即细纱条干品质有所提高，纱线的品质有所改善。

3.2 细纱细节、粗节和棉结测试与分析

本次试验纱线-50%细节和+50%粗节测试数据均为0，故选取-30%细节、+35%粗节及+200%棉结数据进行分析，测试及统计结果见表5～表7。

由表5看出，-30%细节数比较结果为：方案B＜方案A，方案D＜方案C；通过SPSS软件采用“独立样本t检验”对差异显著性进行检验，发现方案B与方案A存在显著性差异，即工艺改进对细节指标有显著性影响，且方案B单位长度内的细节数相比方案A少。因此，工艺流程及参数优化后，细纱的细节数明显降低。同理，方案D与方案C相比，细节数明显降低。

由表6可知，方案B与方案A之间、方案C与方案D之间不存在显著性差异，说明方案B、方案D对纱线+35%粗节数无影响。

由表7可知，就+200%棉结数而言：方案D＞方案C，方案B＞方案A；通过SPSS软件采用“独立样本t检验”分别对各方案差异显著性进行检验，发现方案A与方案B之间的+200%棉结数存在显著性差异，即方案B对棉结指标有影响（使棉结数增加）；方案C与方案D之间的+200%棉结数也存在显著性差异，且方案D对棉结影响的显著性大于方案C，说明方案D也使棉结数有所增加。

综上所述，方案B和方案D的工艺改进后，在纤维伸直平行度提高的基础上，降低精梳落棉率对纱线细节有明显改善作用，对粗节无明显影响，但棉结有一定程度的恶化。

3.3 细纱断裂强度测试与分析

4种方案细纱的断裂强度测试结果见表8。

由表8可知，对于纱线断裂强度而言：方案C＜方案D，方案A＜方案B；通过SPSS软件采用“独立样本t检验”分别对各方案差异显著性进行检验，发现方案B与方案A之间不存在显著性差异，即方案B对纱线断裂强度没有明显影响，而方案C与方案D之间存在显著性差异，即方案D对纱线断裂强度影响明显，且方案D纱线断裂强度明显高于方案C。这是因为除了纤维本身的性能之外，纱线断裂强度很大程度上与纱线内部长纤维与短纤维的含量比相关。从表3可以看出，长短纤维含量比值：方案C＜方案D＜方案A≈方案B，可以推断方案A与方案B纱线断裂强度无明显差异，方案D纱线断裂强度高于方案C，这与纱线断裂强度测试数据分析结果吻合。所以，纤维伸直平行度对精梳条中长、短纤维的比值有影响，从而对纱线断裂强度也产生影响。

本微信节选自《纺织器材》2024年6期《降低精梳落棉率的工艺流程研究》。

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