棉簇混棉技术的应用探讨

陈玉峰 张书峰

（1.光山白鲨针布有限公司，河南信阳，465450；2.山东联润新材料科技有限公司，山东枣庄，277400）

传统多组分纤维混纺主要采用包混和条混两种方式。因条混的混纺比便于控制，对纤维品种适应性强，应用更为广泛，但是不同纤维在截面内径向、轴向排列呈现不匀状态，容易出现布面染色差异等问题。采用棉簇混棉技术，在圆盘抓取后，进行开松预混、棉簇称量混和、时差程差流程仓混、精细开松混和等，再喂入梳棉机进行单纤维精细梳理混和，改善了不同纤维在纱线截面内的分布状态，同时质量混纺比更为精准，是今后混纺纱混和技术的发展趋势之一。

1 棉簇混棉技术的任务及原理

棉簇混棉设备有抓棉设备、预混设备、称量设备、混开棉设备、智能化控制系统以及输棉管道风机组成。棉簇混棉任务：通过棉簇混棉设备的混和，提高不同长度、细度、颜色、成分的纤维混和均匀度，确保混纺比偏差稳定在1.5%以内，减少布面色差，同比条混可减少一道并条流程。

设备工艺流程：不同抓棉机组抓棉机（3 台~5 台）→凝棉器（3 台）+预混（清）棉机（3 台）→精准称量机组（3 台按照不同比例称重）→混棉机→精细精清机→梳棉机→并条（2 道~3 道）→粗纱机→细纱机。

棉簇混棉原理：通过棉簇混棉机组对不同组分纤维的抓取、开松、称量、混和、精细开松混和结合，然后喂入梳棉机进行梳理，实现棉簇的精细混和、梳棉精细梳理区单纤维混和，保证不同纤维在纱线截面内排列分布更为均匀、混纺比更为精准。

与传统混和方式的区别是将不同纤维经棉簇混和后，进入梳棉锡林盖板精细梳理区进行单纤维梳理混和，实现了混和的精细化；取消了经过不同的梳棉流程梳理，再经并条预并，然后进行2 道~3 道并条混和。

2 棉簇混棉技术的优势分析

通过棉簇混棉流程的精细抓取、充分开松、彻底除杂、精准称量喂入、时差程差混和、混清结合的系列组合，改善了不同纤维在纱线内的排列均匀度，混纺比精准，提高了生产效率和质量。

2.1 抓棉机技术优势

精细抓取保证混棉精度。抓棉机幅宽由1 600 mm 增加至3 200 mm，提高了抓棉量及混和均匀度；采用高密度打手，同时降低角钉高度，实现抓小抓细，提高开松效果；将打手速度由800 r/min 提高到1 000 r/min 以上，增加开松能力，减小棉块体积；减小肋条宽度，控制抓取量，减小棉块体积，为混和均匀创造条件；提高小车行走速度，实现勤抓少抓，提高开松能力。

2.2 预混机技术优势

开混结合提高除杂及混和质量。采用气流配棉箱喂入，无阻力输送，棉流顺畅，无束丝棉结产生，增加产量；采用多罗拉喂入，开松与喂入结合，保证喂入棉束开松质量，利用高速加大杂质的排除；罗拉采用小角钉或者预分梳板，实现精细开松，使杂质暴露并及时排除；尽可能缩短棉簇在打手室内停留时间，以减少束丝产生。

2.3 称量机技术优势

精准称量保证混纺比。采用两个喂棉罗拉，一个是可移动的给棉罗拉，一个是固定给棉罗拉。移动罗拉探测到原料的不同厚度变化，通过调整喂棉罗拉速度，确保原料连续精准计量，高精度均匀混和；按比例要求精确称量，可同时混和2种~6 种不同的纤维原料，混纺比偏差最小精确到1%；动态显示称量单元质量，并自动累计称重次数及总质量，采用高精度称重传感器，实现电子精准称量；动态补偿称量精度可达1%，每次称量会根据上一次称量与目标值差异，自动调整称量单元的目标值，实现长期质量混纺比一致，称量精度可达1%；采用三点称重传感器，结构稳定可靠，提升称量精度。

2.4 精清机和多仓混棉机优势

精清机和混棉机结合保证截面内纤维排列均匀。采用四罗拉梳制棉层喂入，其喂入形式为两个罗拉均棉，两个罗拉变频控制精准喂入；采用双速喂入，即开始喂入时采用高速，到最后喂入时采用低速，并始终保持喂入的精准性，提高了喂入的质量；为增加开松效果，梳针打手速度800 r/min以上，部分设备打手直径增加到450 mm，以提高对纤维的工作次数，满足高产量精细精清的需求；采用梳针加尘棒、梳针加预分梳板的形式，加大细小杂质的排除，同时实现精细梳理。精清机与多仓程差混和结合，对混和纤维进行充分除杂、混和，保证纱线截面内纤维分布均匀。

2.5 智能化精准控制系统优势

智能化系统由连续喂棉装置、PLC、触摸屏人机对话、智能传感器装置以及智能称重控制软件平台组成。采用PLC、称量控制器及人机界面组成的控制系统，便于将开关设置、复位操作以及设定和修改系统参数功能有机结合，提高了整个机组的速度和称量精度。高精度及先进的称量控制技术，通过称量机及帘子混棉机信号融合编码，确保机组动作协调无误，避免偶发性配比质量事故；设备调试阶段或者更换原料品种时，能自动清理多余原料，减少人工清理二次误差，实现高效清理。采用连续喂棉技术为智能称量配棉机配棉，上棉箱结构为气控双层喂棉箱，使该机上棉箱内纤维体积质量保持稳定，确保称量配棉机喂棉均匀；双速变频喂棉技术智能控制称量配棉机的给棉罗拉，进一步保证喂给精度的准确性；定量实时动态校正、误差统计补偿、预测控制策略等智能软件平台控制可确保高精度称量，使称量准确。

3 棉簇混棉技术应用实例

3.1 在涤棉混纺品种上的应用

单染留白风格的涤棉混纺纱线的生产难度较大，要求截面内纤维必须均匀，否则会影响染色后布面的风格。传统流程大多采用两条生产线，涤纶和棉纤维分别梳理成条后，在并条工序进行3道~4 道混和，以满足混纺比以及定量的要求［1］。采用棉簇混棉技术后，混纺比偏差可控制在1.3%以内，截面内纤维较为均匀，成纱条干、粗节、棉结和强力得到显著提升。印染后的布面色泽柔和，特别是单染留白织物风格也得到了改善［2］。以C/T 60/40 18.2 tex 品种为例，其采用两种混和方式的质量对比情况见表1。

表1 涤棉混纺纱采用不同混和方式的质量对比

3.2 在腈纶莫代尔混纺品种上的应用

腈纶和莫代尔混纺纱线多用于高档织物面料，其风格为单染留白，混纺比大多为70/30、67/33。传统的流程大多采用包混后再打包上盘，流程长。采用棉簇混棉技术，混纺比偏差可控制在1.2%以内，质量得到改善，能够保证单染风格。以腈纶/莫代尔70/30 7.38 tex 品种为例，其采用两种混和方式的质量对比情况见表2。

表2 腈纶莫代尔混纺纱采用不同混和方式的质量对比

4 棉簇混棉技术探讨

4.1 原料混和与杂质排除

棉簇混棉技术克服了包混、条混的截面内纤维不匀的差异性。但当原料含杂较高时，流程中原料的开松、预清、预混、精混之间必须相互弥补，重点需加大抓取、预开、预混时的开松效果，棉簇体积最小化，使杂质充分暴露并及时排除。

4.2 称量混和与精细开松

称量混和解决了不同纤维的质量比例问题，但是纤维在纱线横向截面内分布排列是否均匀是影响纱线印染后风格的关键。实现纱线横向截面内纤维分布排列均匀，需要较高棉簇开松度、单纤维化状态，由此需要更精细的开松机械来重点解决。

4.3 棉簇混棉与多组分纤维梳理

不同纤维间的摩擦因数、回潮率、含杂、卷取度不同，开松过程中存在落杂差异、摩擦因数差异、伸直度差异，进入后道梳棉机梳理时，原有的单一纤维梳理被打破，梳棉机将同时梳理不同的纤维，期间不同纤维受力后的蠕变、回弹、变形等将会在棉条中以不同的状态体现，由此出现梳理不能兼顾的矛盾［3］。目前梳理针布还不能兼顾多组分纤维梳理，因此亟需开发适应于多组分纤维梳理的针布［4］。

5 结语

传统混纺多采用并条混和，存在工序多、混纺比偏差大、用工多、劳动强度大等问题。采用棉簇混棉技术，通过棉簇混棉机组对不同组分纤维的抓取、开松、称量、混和、精细开松混和结合，然后喂入梳棉机进行梳理，可实现单纤维间的充分混和，保证纱线截面内纤维分布均匀，使混纺比更为精准、成纱质量改善、单染留白染色后布面风格稳定，同时使生产效率提高、能耗降低、用工减少。

在棉簇混棉技术的应用中，存在开松体积过大、除杂不足、梳理不能兼顾等矛盾，需要提高开松精细度、开发新型梳理器材。棉簇混棉技术实现了流程的智能化连续生产、性能稳定、质量稳定、效率提升，将会在清梳联混纺流程中被更广泛地运用。