低回潮率原棉加湿处理对生产质量的影响分析

2020-06-23张黎明

棉纺织技术 2020年6期

张黎明

（四川安浪家纺有限责任公司，四川遂宁，629200）

1 问题提出

我公司原棉主要来源于新疆北疆的奎屯、呼图壁以及东疆的哈密，由于新疆气候相对干燥，原棉回潮率普遍偏低，特别是后期原棉或存放过一两年的原棉，到厂检验回潮率最低仅4.5%，绝大多数在5.5%左右，少量有7%。这样的回潮率显然太低，在使用中如遇空气干燥的春冬两季，对于我们这种砖混钢结构厂房，车间温湿度控制困难。如果是干风天，生产就更难控制，质量也难以保障。加上原棉回潮率低，易产生静电，纤维蓬松，纤维表面水分损失快，在生产过程中特别是前纺各工序容易产生黏、缠、堵、挂现象。并且持续时间在春冬两季断断续续长达4 个月左右，给生产和质量造成了不小波动。

2 分析原因

针对这种情况，我们认真分析了这类低回潮率原棉高温加湿的可能性和适用性。根据纺纱经验，一般原棉回潮率在7.0%～8.5%，对工序生产和质量最为合适。如果绝大多数原棉回潮率在4.5%～6.5%，即使车间相对湿度达到生产要求，也仅是纤维表面水分基本满足生产需求。但水分子并未进入棉纤维中腔，表面水分无法得到有效保留和保持，在清梳并粗细生产过程中，纤维表面水分损失较大，而纤维中腔里并无水分。尽管经细纱加捻卷绕，但纱线仍旧蓬松，管纱、筒纱回潮率低，单纱强力未达到应有程度。在后工序整浆织造过程中，纱线易产生脆断，毛羽数量增加并偏长，布面棉结增加，严重影响织机效率和布面质量。针对上述情况，我们在往复式抓棉机处分批次测回潮率，然后在梳棉机上分机台取生条测回潮率。原料加权平均回潮率5.6%，生条加权平均回潮率5.3%，取样时车间温度28 ℃，相对湿度47%。

以上数据表明，纤维从清棉到梳棉工序回潮率下降了0.3 个百分点，这部分水分损失主要是在清梳工序生产过程中，棉块在风力运输时纤维表面上水分子的损失。这种水分流失还是在清棉工序有超声波加湿器的情况下，否则生条回潮率远不止下降0.3 个百分点。

这种低回潮率原棉在清棉梳针打手、梳棉刺辊、锡林盖板分梳的剧烈打击下，纤维断裂数量应有所加大，短纤维应有所增加。为此，我们对回潮率5.7%的原棉短绒率和该批次所纺多台梳棉机生条短绒率进行了测试。原棉平均短绒率14.3%，生条平均短绒率18.1%，短绒率上升了3.8 个百分点。

以上数据表明，低回潮率下的原棉经过清梳工序后，短绒率上升幅度比较大，这样的短绒增量对棉纱质量来说，影响显然是较大的。

这种低回潮率的管纱在加工成筒纱后，各项主要指标的下降也是较大的。究其原因主要是水分子未进入纤维中腔，稳定不了成纱后的回潮率，在原棉回潮率仅5.5%左右情况下，尽管各工序都在加湿，但棉纤维或管纱、筒纱是典型的外湿内干，而外湿在生产过程中纤维水分损耗是较为严重的，仅能勉强维持生产。如室外气候略有变化，缠花断头显著增加，勉强维持生产都很困难。

要解决整个纺纱工序的回潮率过低，并在整经、浆纱、织造等后工序保持棉纱断裂强度，减少络整浆织工序断头，减少毛羽，降低棉结，提高布面感观度，唯有高温加湿原棉。由于棉纤维中腔非常非常小，中腔横截面积仅11 μ㎡～27 μ㎡，水分子不易进入，也不易出来，一旦进入，即使在各工序生产过程中，水分子也不易外泄。高温能加大水分子的运动冲击力，给水分子进入纤维中腔创造了前提条件［1］。高温加湿对水分子进入棉纤维中腔起到了决定性的作用。特别是经过细纱加捻，纤维发生扭曲，中腔内的水分子进入后就更易稳定的保留。这样不但可以保证单纤强力增加，而且在梳针、刺辊、锡林盖板梳理打击拉扯纤维的过程中，单纤维抗击能力也有所增加，短绒率就有所下降，成纱强力自然上升，毛羽也随之减少，成纱质量自然提高。

3 建立原棉加湿房与加湿处理方法

基于上述分析以及试验数据，经过多次反复推敲论证，我们认为，在春冬两季对原棉进行高温加湿是可行的，可以减少黏、缠、堵、挂现象，把生产、质量波动降至最低。为此，我们做了以下工作。

（1）购置高温加湿设备。配置一台盐城阿尔泰环保设备有限责任公司生产的96 kW 全自动电加热蒸汽发生器，及一台0.5 t 自动水处理设备。

（2）加湿房设计。将两间相联的长6 m、宽3.6 m 的办公室改作加湿房。按棉包间距10 cm～15 cm 计算，两间可排45 包～50 包原棉。

（3）墙面处理。为防止长期高温高湿对墙体的侵蚀，四周墙面用0.5 mm 纳米隔热板材满铺，接头处错位1 cm 重叠，重叠处打玻璃胶，用1 mm厚扁钢压住，再用射钉枪固定。底部用同样方法固定，高2 m 处用角钢压住并打玻璃胶，角钢上放置纳米石棉隔热板材吊顶，顶面向一边倾斜约45°左右，目的是避免使用时顶部隔热板面上积水下滴污染原棉。

（4）门窗处理。窗户用纳米石棉隔热板材打玻璃胶封住，门上方、中间及门框三方用小角钢、扁钢及玻璃胶密封，门下方外面用胶皮钉在门边密封。这样处理后就不会跑气降温。

（5）室内气管布局。室内三方（除门一方）靠墙角处铺设六分镀锌管，每隔1.5 m 钻直径2 mm孔，孔向朝室内方向倾斜10°～15°。角度过大蒸汽易直接喷在棉包上造成原棉污染，六分镀锌管放入8 号槽钢内，三方联通，接到室外，以免喷汽时喷口处水流入地面污染底部原棉；地面洒水找到最低点，打孔直径5 cm 深25 cm，以钻孔为中心，四周低洼地面开数个浅槽引入该孔，作排水用，以免地面积水污染底部原料。

（6）室外气管布置。为防止冬天气温低使室外输气管产生冷凝水，损耗热能，用10 cm 圆形石棉保温层对其裹覆捆扎。

（7）室内预留设计了一套加热管，在室外用闸阀分别控制，以备原棉回潮率超过9.5%时，进行升温除湿烘干处理。

（8）蒸汽使用方法。一般情况下，4 组加热器使用两组即可，为了排除管内积水，可先关进气阀，待压力达到0.2 MPa 时先微量开阀，以便冲击管内积水逐渐外排，如果压力过大，积水易喷在原棉上污染原棉。闸阀在处理时开多少由室内温度确定，超过设计温度就必须少开。

（9）加湿时间及温度。经过多次试验，我们认为室内温度不超过85 ℃，处理时间不超过4 h为宜。该发生器出气温度可高达150 ℃，完全能满足处理需求。

（10）室内温度监控。为了便于掌握室内温度，在窗户1.5 m高处钻一小孔，放一温度计，以便查看。

（11）棉包布置。我们将选好的批次原棉44包放入加湿房，前后左右间距大约在10 cm～20 cm，棉包上下头只留两道扎捆，中间几道扎捆去除，布包不撕包皮，可防止水滴浸入原棉。在地面先垫一层棉包胶皮，面积不超过棉包底面积，再在上面放两层包布，即可解决底部原棉浸水之忧。棉包上面也要放一层棉包布，以免顶上因湿气过大积水滴落。如果原棉是塑料包装要取掉塑料包皮，再去除捆扎，入室放置如前。

（12）加湿后原料放置。加湿时间到后停气，及时打开大门，以免蒸汽在室内逐渐冷却成冷凝水滴入原棉，待室内温度降低后即将原棉运出。如遇底部湿度过大，可将棉包横放，自然减湿。然后测试回潮率，24 h 后可投入使用，但使用前还应测试回潮率一次，了解使用时实际回潮率，我们实测回潮率如下。

4 原棉加湿处理成本与工艺效果

4.1 加湿处理成本费用测算

为了节约电费，我们一般选择在夜晚24 时至凌晨处理，此时电费最低，为0.26 元/kW·h 左右。如果按44 包，每包220 kg，共计9.68 t，使用两组电热器，每组24 kW。原料处理成本：2组×24 kW×4 h×0.26 元/（kW·h）÷9.68 t=5.12（元/t）。如按6∶4 搭配，原料使用成本仅3.0 元/t。

4.2 工艺试验数据采集

为了保证试验数据的可靠性和可信度，我们首先看天气预报，选择8 d～10 d 气候变化不大的时间段，并将各车间温湿度调到基本一致。再是小样试验与大样试验跟进同步进行，小样试验来得快，检验快，数据准确；大样试验来得慢，但数据来源范围大，有代表性，但精确度略差，二者刚好能互补。大样、小样试验采取以下方式进行。

先将未加湿相同批次棉包投入使用连排4轮，使用量大约每天1 轮包，为防止还有以前批次原料未用完，保证全是该批次原料，在第二天下午开始抽小样，并条全都用即时下机的生条，熟条下筒后马上到粗纱，分30 锭试纺，然后到细纱任选一机台上30 锭，大中纱时即时抽样试验，大样第三天、第四天开始，抽细纱机上大粗纱所纺管纱试验。相同批次的原料与同批次加湿后的原料搭配使用，为保险我们先是6∶4 比例使用（加湿60%）。成纱试验与上述相同，但在抽大样前选择相邻两台车先测千锭时断头，再取样试验。原棉加湿前后C 14.6 tex 品种纺纱效果见表1。

表1 原棉加湿前后纺纱质量对比

表1 试验数据表明，加湿后的管纱单纱断裂强度和条干水平都有所改善，千锭时断头有所下降，十万米纱疵基本持平。美中不足是结杂略有上升，但也在可控范围。如此，加湿后的原棉对生产过程的控制效果是明显的，对半成品、产品的质量改善也是非常有作用的。

我们还对同批次原棉作了加湿前后梳棉机上短绒试验，试验结果如下。

以上数据反映，加湿后生条短绒率比未加湿短绒率少1.6 个百分点，加湿后对纤维的短绒减少效果是较明显的。对于超出平均值15%的机台我们及时安排停车检修，调整相关隔距。

4.3 原棉加湿处理中注意事项

根据大小样及试验数据，我们认为还应注意以下事项：如果原棉回潮率在7.0%以上，不管含杂多少，建议不作加湿处理；如果原棉回潮率在7.0%以下，但含杂率在3.0%以上，建议不作加湿处理，因为现在机采棉已经被普遍使用，含杂也普遍偏高，否则结杂数量将会上升；如果原棉回潮在6.0%左右，含杂率在2.8%以下，可作加湿处理；根据原棉回潮率和含杂率情况，加湿原棉与未加湿原棉搭配可适度调整比例，主要根据回潮率和含杂情况而定，可以按8∶2、7∶3、6∶4、5∶5 酌情处理搭配使用，效果更好。

5 结束语

综合分析，加湿的原棉搭配使用对车间生产和产品质量的提升有较大的好处，细纱断头也会减少，络筒断头下降，断裂强度有所增加。我们连续实施加湿处理，搭配使用，跟踪用户用纱情况，普遍反应原纱质量有所提高，整经、浆纱、织造断头减少，毛羽降低、浆纱黏连减少、布面感观度增加，获得了用户的好评。

该办法简单易行，投资费用适度，单位处理成本低，如果四周墙面、顶部不作处理，费用在2.5 万元左右，适应5 万锭左右规模纺纱厂使用。也可以对含糖原棉进行除糖处理；当原棉回潮率太大时，还可作烘干处理。我们还将输气管进入车间布局，在超声波加湿已不能满足干风天生产需求时，可对车间相对湿度进行适当补充，一举四得，是提高产量、稳定质量、应对春秋两季干风天、稳定生产的简便方法。

科技论文中外文字母正斜体的正确表达

在科技论文中，外文字母的使用极其普遍，以下就外文字母正斜体问题作以规范。

外文字母正体书写的主要有以下几项：

（1）所有计量单位和词头符号。计量单位如：m(米)，s(秒)，eV(电子伏)等；词头如：k(千)，G(吉)，M(兆)等。

（2）数学式中的运算符号、缩写号、特殊函数符号等。运算符号如：∑(连加)，d(微分)，△(有限增量)等。缩写号如：min(最小)等。特殊常数符号如：π(圆周率)，e(自然对数的底)。

（3）指数、对数、三角、双曲函数符号。如：exp(指数函数)，ln(自然对数)，cos(余弦)。

（4）量符号中为区别于其他量而加的具有特定含义的非量符号下角标。如：Ek(动能)、Ep(势能)、NT（经纱特数）、NW（纬纱特数）。

（5）化学元素符号。

（6）仪器、元件、样品等的型号或代号。

外文字母斜体书写的主要有以下几项：

（1）数学中用字母表示的数和一般函数。（2）代表点、线、面和图形的字母。

（3）量符号及量符号中代表量和变动性数字的下角标符号。如：xi(i=1，2，3)等。