原棉品质与纺纱工艺

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〔东营市宏远纺织有限公司，山东东营257000〕

一、原棉品质

质量要求规定了考核棉花质量的指标，共有11个，它们分别是品级、长度、马克隆值、回潮率、含杂率、断裂比强度、长度整齐度指数、成包皮棉异性纤维含量、反射率、黄色深度和色特征级。其中，断裂比强度、长度整齐度指数、反射率、黄色深度和色特征级是采用HVI检验时要增加的指标。

（一）棉花品级

棉花品级表示棉花质量优劣的综合性指标，应对照实物标准进行评定，目前细绒棉分为1级～7级，长绒棉分为1级～5级，级数越大，质量越差。

（二）长度

过去用手扯长度确定棉花长度标样的长度级，现用容器量快速棉纤维测试仪（简称HVI）测定棉花上半部平均长度值。

表1 细绒棉棉纤维长度范围表

长绒棉的纤维长度只分33 mm、35 mm、37 mm，三个长度级，级距2 mm，以组中长度表示即33 mm，长度范围32 mm～34 mm；长于37 mm按37 mm计；品级四级～五级的，长度长于33 mm的以33 mm计。

（三）棉纤维的马克隆值

马克隆值是一定数量的棉纤维从气流仪上测得的透气性量度，它没有计量单位，数值越大，棉纤维越粗，也反映出棉纤维的成熟度越好。细绒棉的马克隆值分A、B、C三个级，B级分为B1、B2两档，C级分为C1、C2两档。B级为标准级，分级范围见表2。

表2 马克隆值分档表

（四）棉花回潮率和含杂率

标准规定：棉花公定回潮率为8.5%，最高限度为10.5%。棉花含杂：皮辊棉为3.0%、锯齿棉为2.5%，长绒棉的含杂标准为3%，最高不得超过6%。

二、部分指标对纺纱成品的影响

（一）含杂质率

原棉中含杂质疵点少，纤维匀净清晰，则成纱棉结杂质少。在纺纱工艺中，不孕籽、带纤维破籽、棉枝铃片、碎叶等杂质容易被清除，对成纱结杂影响小。纤维籽屑、软籽表皮、僵瓣等杂质脆薄且不易清除，又易碎裂，对成纱结杂影响大。索丝、黄根会使成纱棉结增加更多。

（二）棉纤维长度

原绵长度长、整齐度好、短纤维少，则成纱光洁、毛羽少、强力高，长度长的纤维可纺细线密度纱。而整齐度差、短纤维多的原棉在牵伸过程中不易控制，成纱条干差。

（三）纤维线密度

纤维线密度小，成纱截面内纤维根数多，分布均匀，成纱条干均匀；截面内纤维根数多，纤维间接触面大，摩擦力大、则成纱强力高。原棉线密度小，适宜纺细特数纱，可是对于成熟度差的0.13 tex以下的超细纤维，虽然线密度小，但单纤维强力太低，天然转曲少不能纺制优良棉纱。

（四）棉纤维强力

正常的单纤维强力在3.5 cN/tex～4.5 cN/tex。在成熟度和线密度条件相同的情况下，棉纤维强力高，则成纱强力高。但强力不如线密度对棉纱强力影响显著，强力好的纤维在纺纱工艺处理中经得起机械打击，对除杂有利。

（五）棉纤维成熟度

正常成熟的纤维平均成熟系数为1.5～2.1，具有不规则的螺旋形转曲，称天然转曲；手感有弹性，有利于纤维间的相互抱合，纺制成的纱强力高，棉结杂质少、吸湿性能好、染色均匀，没有白芯；过成熟的纤维粗，对成纱条干均匀度不利。成熟系数低，线密度虽小，但成纱强力下降，杂质容易破碎也不易于排除，对成纱强力、条干除杂都不利。

表3 棉纤维性能与成纱的关系

三、纺纱工艺

（一）原棉的选配

配棉的目的就是根据原棉的物理性质（如长度、线密度、强力、成熟度以及含杂等）和成纱质量要求，合理地利用不同原棉的特性达到保证质量，降低成本，稳定生产。

配棉的原则是质量第一、统筹兼顾、全面安排、保证重点、瞻前顾后、细水长流、吃透两头、合理调配。

混合方法一般有棉包混合、小量混合和棉条混合三种。目前普遍采用的是棉包混合，它是根据棉包长、宽、高和棉包密度，估算配棉包数，核算配棉成分，制订棉包装箱排列图（定包定位）。一般相同性质的棉包要交叉摆开，特殊棉包放在中段，做到高包削高嵌缝，低包抖松升高，回花要居中放置，以保证混合效果。

（二）纺纱工艺流程

清花工序→梳棉工序→双并工序→条卷工序→精梳工序→单并工序→粗纱工序→细纱工序→络筒工序→成纱工序

1.清花工序。

清棉的作用是对原棉进行混合、开松、均棉、除杂，根据工序先松后打、早落少碎、多排大杂、均匀少翻、少伤纤维的原则，实行不同原棉不同处理。

原棉的包密度和轧工方法对松懈作用比较密切。原棉的包装密度小时，开清点宜少或打手速度易慢；包密度大时，宜适当增加开清点或加快打手速度，以保证一定的开松度。因为原棉中的杂质是清棉机直接处理的对象，一般含杂多宜多打，含杂少易少打，所以，配棉时应注意原棉包装密度、轧工方法、含杂与清棉机工艺相适应。

2.梳棉工序。

梳棉机对棉卷或筵棉中的棉块和棉束起到梳理混合、除杂等作用。根据高速度、紧隔距、强分梳、好转移的工艺处理原则，实行清梳落棉合理分工，适当排除短绒，基本排除杂质，使纱线的棉结杂质少而小，同时提高条干的均匀度。

生条定量和道夫速度根据纱号数和产量、质量要求而定，一般减少棉结杂质粒数。定量宜轻，道夫宜慢，但定量过轻也会引起棉网漂浮和转移困难。锡林和刺辊的高度对加强分梳和充分除杂，减少棉网云斑和棉结杂质有明显效果。一般根据原棉成熟度来确定，成熟度好可以采用较高的速度，成熟度差或品级低的应适当降低刺辊的速度。给棉板的分梳工艺应根据原棉的主体长度选用，分梳工艺过长，刺辊的分梳作用减弱，有束状纤维被刺辊带走或落入车肚，造成棉网不匀和车肚含杂率低；分梳工艺长度过短，则刺辊损伤纤维，短绒显著增加。

梳棉机的各部位隔距要建立在“五快、一准”的基础上，原棉成熟低、细度细、强力差或长度较短时，给棉板与刺辊的隔距宜适当放大，原棉成熟度正常时，给棉板与刺辊隔距宜偏小，有利于分梳。

3.精梳工序。

精梳工序包括并条、条卷、精梳。精梳机起到将棉条中纤维进行伸直平行、排除短绒、清除棉结杂质等作用，一般用于纺制高档纺织品和特种工业用纱。并条和条卷要求提高平行度、伸直度、横向均匀度，做到棉层均匀、成型良好、层次清晰，为此，精梳选用的原棉必须成熟度好、色泽好。

4.并粗工序。

并粗工序对半成品进行并合、牵伸、加捻等作用，使纤维排列整齐、伸直平行，改善棉条结构和长片段不匀。并条根据紧隔距、重加压、多并合、曲线牵伸的工艺处理原则，提高条干均匀度和稳定重量不匀率，同时使纤维混合均匀。粗纱根据紧隔距、重加压、高回潮、适当捻系数的工艺处理原则，提高条干均匀度使保持卷绕后的粗纱具有一定强力。当原棉品级低时，纤维容易伸直经不起多次牵伸，一般是增加并合数，降低重量不匀和提高混合均匀度以减少色差；当原棉品级较高时，纤维成熟度好、弹性好，也不宜选用过多的工艺道数，在生产上宜选用曲线牵伸、减轻定量、增加加压等工艺措施以提高纤维伸直度，增加并合数相应提高牵伸倍数，也有利于纤维的伸直。

并粗罗拉钳口握持距的配置以大于纤维的品级长度为原则，原棉的质量好，天然转曲多，罗拉握持距偏紧掌握；原棉的品级低、长度整齐度差、细度细，罗拉握持距偏大掌握，防止牵伸不开和切断纤维。原棉长度长、细度细，在同一号数的纱截面中纤维根数多、摩擦阻力大、抱合力较大，所以牵伸力也较大，如果握持力不足，纱条在钳口处打滑，就会影响到牵伸效果、条干均匀度、重量不匀率和产生粗经、粗纬等纱疵。同时，粗纱加捻的目的是增加纱条强力，以承受卷绕和退绕时的强力，在以后的牵伸中对纤维有控制作用，达到适应细纱工艺的要求，所以粗纱捻细数应考虑原棉的长度和细度等指标，原绵长而细、粗纱定量重、湿度低时，应选用较小的捻系数；反之，选用较大捻系数。

5.细纱工序。

细纱工序对粗纱进行牵伸和加捻，纺制成规定号数的细纱。细纱是牵伸倍数根据纤维长度、整齐度、粗纱结构、细纱牵伸型式和纺纱号数等综合而定，在纺制长度较短、长度整齐度较差、短纤维较多的原棉时，总牵伸倍数宜适当降低；反之，则可以加大。细纱的皮圈架长度通常根据原棉的主体长度而定，细纱捻系数与原棉的强力和品质长度有关，当原棉手感粗硬或纤维僵直时，宜适当增加捻系数，但纤维过弱时，如捻度过多会引起纱条外层纤维断裂。

四、原棉品质与温湿度

原棉品质与温湿度调节两者必须适应，棉纤维在不同的温湿度条件下，可改变某些性状。如果温湿度控制得适当，就能配合生产，起到积极作用。在一定温度下，棉纤维吸湿量随着相对湿度的提高而提高，而在一定的相对湿度下，棉纤维的吸湿量随着温度的提高而减少。

（一）原棉品质与温度

温度对棉纤维的回潮，强力、伸长、柔软有一定的影响，一般在20℃～27℃范围内，如果相对温度配合恰当，棉纤维表面蜡质受到保护，在纤维之间或纤维与金属之间，蜡质起到低抗摩擦和增进润滑的作用，有利于工艺上的开松梳理，稳定牵伸和卷绕等作用。

当低于20℃度时，棉纤维蜡质已显硬化，可塑性和导电性降低，温度继续降低，纤维逐渐失去柔软性，质地逐渐脆弱。当高27℃时，棉纤维蜡质开始软化，温度过高，蜡质过度软化会影响正常牵伸使条干不匀，也会发生纤维黏附现象，纤维强力下降，同时增加静电效应。

（二）原棉品质与相对湿度的关系

相对湿度对棉纤维的回潮、强力、伸长、弹性、黏性、摩擦系数和导电性的影响湿度大，一般相对湿度在55%～65%范围内，棉纤维的回潮率能够相对稳定，使半制品的重量处于受控状态，纤维松懈、梳理、伸直、平行等作用趋于正常。相对湿度在50%时，纤维间的回潮和纤维间黏附力进一步下降，纤维弹性增强，有较好的开松和分梳效果；当相对湿度低于50%时，纤维逐渐发硬变脆，在处理时容易折断和引起静电效应。相对湿度在70%时，能够诱导纤维因摩擦产生的静电荷改善牵伸条件，同时提高纤维强力，增加纤维柔韧性；相对湿度高于70%时，纤维间会产生黏连，生产中出现三绕现象（绕皮辊、绕罗拉、绕皮圈）。

表4 纺织工序温湿度控制范围表

五、结束语

原棉品质与纺纱工艺是互相依存的，两者要协调兼顾，一方面应尽量减少因棉花变动而造成的工艺设计变动，另一方面湿度既要以原棉为前提，适应原棉品质变化，不断研究改进工艺。总之，有良好的配棉成分，加上优良的工艺设计，稳定的温湿度控制，才能纺制出成本低、质量优、产量高的棉纱产品来。