棉花清分机在纺纱过程中的应用

谭绍海，熊 伟，李 旭，曾 霖

(1.江门市新会区保华实业有限公司，广东 江门 529157；2.海南沃普农业科技发展有限公司，海南 三亚 572019； 3.南京国环有机产业认证中心有限公司，南京 210042；4.武汉异纤检测科技有限公司，武汉 430101)

0 引言

随着人们消费观念的变化，浅色面料的占比越来越大，但其对异纤疵点的反应极为敏感，易造成面 料降等降级[1-2]。目前纺织厂清除异纤的方法主要有人工挑拣、使用异纤清除机和电子清纱器3种。这3种清除方法主要是在纺纱的不同工序中控制异纤，费时费力、清除效率低下。

一个10万锭纺纱厂，每天约使用70 t棉花，仅靠手拣异纤是不现实的(且手拣异纤人工费用高，约1.0元/kg)。由于一道异纤清除机对于异纤含量较高的棉花清除效果较差，很难满足后道工序质量要求。高质量要求的企业，一方面可采用美国、澳大利亚、巴西进口机采棉来实现，另一方面可以采用二道异纤清除机清除棉层、棉流、棉束中的异纤。尽管二道流程对异纤实时控制，也无法将单纤维状态的游离于纤维层、棉流、棉束中的异纤彻底清除，但还是可以满足80%以上后工序面料对异纤的控制要求。在电子清纱器异纤清除功能先进、工艺参数设置合理的前提下，前工序带来的异纤90%都可以清除，但对于长度较短、颜色较浅的异纤和较小的地膜性异纤，清除效率相对较低、效果一般。故而，异纤控制的关键依然在棉花的采摘、加工过程。

1 棉花清分机清除异纤的效果

为了达到更好的异纤清除效果，棉花清分机(以下简称清分机)应运而生，其可对异纤清除机处理后的废棉再处理，从而提高废棉利用率和附加值[3]。

清分机是将图像视觉处理技术、棉花开松技术和杂质剔除技术结合在一起的一种自动化、数字化、智能化应用。其工作原理为：将开松达到一定程度的废棉(棉絮、棉束、棉流)通过风机直接抽送到相机检测模块处，在检测模块里经过图像算法识别处理后，引发高密集排列喷气阀动作并将异纤吹出至杂棉箱体，再由引风机将异纤吸出。清分机的占地面积为8 m2～10 m2，现有纺纱厂的清花车间都可以安装使用，也可以通过管道与异纤清除机连接使用。

异纤清除机处理的废棉中，异纤含量为0.5%～1.0%，可二次利用的有效棉纤维约为99.0%。随着清分机设备技术、视频技术、数字技术、智能化技术的进一步发展，使用清分机再处理的棉纤维生产棉纱，将会满足大部分织物漂白和染色需求。

清分机处理废棉的产量为30 kg/h～50 kg/h：当废棉中异纤含量约为1.0%时，清分机处理产量约为30 kg/h；当废棉中异纤含量约为0.5%时，清分机处理产量约为50 kg/h，说明异纤含量越低，清分机的产量和效率就越高。

2 清分机再处理棉纤维的纺纱质量

2.1 清分机再处理棉纤维纺纱质量分析

异纤清除机处理的废棉，经清分机再处理后纺纱，其纺纱流程与正常棉花纺纱流程相同。

普梳纱：混配棉→排包→抓棉→开棉→混棉→清棉→异纤清除→梳棉→头并→末并→粗纱→细纱→自动络筒(可清除异纤的电子清纱器)→检验→成包。

精梳纱：混配棉→排包→抓棉→开棉→混棉→清棉→异纤清除→梳棉→预并→条并卷→精梳→并条→粗纱→细纱→自动络筒(可清除异纤的电子清纱器)→检验→成包。

不同纺纱流程与异纤疵点的关系见表1。

表1 不同纺纱流程与异纤疵点的关系

由表1可知，异纤清除机处理的废棉，经清分机再处理后进行纺纱，无论是生产普梳纱还是精梳纱，均与正常棉花生产精梳纱异纤疵点含量接近，与电子清纱器异纤剪切次数也相近，100 km纱疵仪检测到的各类异纤疵点含量也相当，异纤疵点处于2018年乌斯特统计公报5%～25%水平，满足高质量棉纱和高质量面料对异纤疵点的控制要求。

2.2 清分机再处理棉纤维与原棉质量对比

由于清分机处理的是含有大量异纤的棉絮，且棉絮都处于开松状态，通过清分机再次开松是否会对纤维造成二次损伤，清分机处理后的纤维束、棉絮在纺纱的除杂、除短绒、梳理、牵伸、加捻、卷绕过程中是否会有其他影响或要求，均需要深入分析；对比原棉质量指标与清分机处理后的棉纤维指标，找出其中的异同点，对于使用清分机处理后纤维纺纱全流程生产过程中的工艺改进，质量、管理、环境控制等都具有重要意义。表2为清分机再处理的棉纤维与原棉质量指标对比。

表2 清分机再处理的棉纤维与原棉质量对比

从表2数据看出，经过开松、清棉机、清分机处理后的纤维除了棉结、索丝、白星、短绒率增多外，其他多项质量指标均是清分机再处理后的棉纤维表现较好，有些指标甚至比原棉质量指标略高，这也从侧面反映出清分机处理后的棉纤维在使用时必须控制在一定范围内，否则可能会在后工序的加工过程中产生某些较难避免且突出的危害性疵点，特别是白星类隐形疵点(表2中清分机处理后的棉纤维的索丝和白星数量较多已说明这一事实)。在清梳联流程中，减小纤维的打击和损伤，是减少纤维疵点和降低短绒率的主要措施，所以防止和减少异纤数量对于纺纱和面料质量十分重要。

2.3 清分机使用注意事项

清分机对异纤清除机处理后的废棉再处理时，需注意：① 防止清分机对含有大量异纤疵点的废棉过度打击，避免损伤原有纤维特性，减少短绒并大量产生浮游纤维；② 应经常检查清分机对废棉中所含异纤的清除是否干净到位，建立清分机处理后棉纤维异纤控制标准，以保证清分机处理后的棉纤维质量，减少对纺纱质量的影响；③ 检查清分机处理后棉纤维的开松效果是否良好，是有效再清除异纤的重点；④ 定期检查和维护保养清分机的开松元件，保证异纤清除分离光源处于工作状态，是清分机正常运行、有效控制和彻底清除异纤的基本条件。

3 清分机发展方向

3.1 提高产量

根据清分机处理含大量异纤废棉的特点看，清分机的发展方向首先是进一步提高产量。若清分机的产量能在现有基础上提高10～20倍，则产量可达到300 kg/h～500 kg/h或600 kg/h～1000 kg/h。

3.2 扩大适应性

在纺纱过程中会产生大量的下脚料和扫地花等，造成纺纱原料的严重浪费，增加生产成本。因此，未来清分机不能只局限于再处理异纤清除机清除的含有异纤的棉花，而是要还能处理生产棉纱时产生的下脚料、落物、扫地花等，从而进一步实现废棉再利用，减少资源浪费，降低生产成本。

3.3 提高自动化程度

现有清分机处于单机游离状态，将清分机与清梳联设备通过管道连接来清除异纤或将到达除尘室的落物、下脚料、地脚花、风箱花与清分机进行关联，从而进一步提高清分机的自动化程度及清除效果。

4 结语

4.1清分机可将异纤清除机处理过的废棉再处理，清除效率高、效果明显，清分机处理后的棉纤维可正常用于纺纱，且纺纱质量与正常纤维相当，为纺纱厂降低生产成本、提高废物利用率奠定了基础，也为棉纱的绿色生产和环境保护提供了有效保障。

4.2未来清分机的发展方向是提高单位时间内的产量、扩大适应性和提高自动化程度，做到能同时控制纺纱厂再生原料和落物中异纤含量，是推动纺纱厂落物、下脚料、回花、地脚花、风箱花、尘笼花等由低档原料向中高档原料发展的关键，将会为环境治理和环境保护打下坚实的基础。