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瞭解關於棉結對纖維的影響

纖維棉結向來是紡織廠和製造商的一大挑戰。在本文中,專家 Yehia Elmoghazy 博士回答了一些常見問題,藉此說明棉結對於製程的影響。棉結的成因?棉結是否可以控制?棉結會帶來哪些商業成本?探索答案及更多詳情

免責聲明:本文對於纖維棉結和碎籽殼的說明,旨在回應越南和孟加拉數間紡紗廠提出的相關問題。作者對於文中的內容和建議負有全責,並且樂於回答與本文主題相關的任何疑問。如有問題,請致函作者:yelmogahzy@gmail.com

問題 1:什麼是棉結、棉籽產生的棉結、白點?他們如何產生?

棉花採收時或軋棉過程中因纖維纏繞打結所形成的棉籽棉結、纖維棉結或白點。在顯微鏡下觀察棉結,棉結可能由 5 至 20 打結的纖維所形成。在每包棉花中,都可能觀察到:

·      機械產生的棉結:僅由纏繞纖維所產生的棉結。這種棉結非常普遍,美國棉的棉結大多屬於此類,主要是在採收期間或軋棉的過程中,因機具作業而產生。

  • 尚未成孰棉結:屬於較難處理的棉結,都由一簇未成熟棉花所產生,或因纖維與碎籽殼、葉肖等的纏繞而產生。這種棉結的產生會因軋棉過程的棉籽損傷等因素。

纖維棉結 (或機械棉結) 通常由較長的纖維組成。一般而言,長纖維較有彈性,較短纖維更容易捲曲纏繞。梳棉工序 尤其是低支紗梳棉可以理直蓬鬆的純纖維棉結;但尚未成孰的棉花產生的棉結比純纖維棉結更為棘手,不僅較難梳理,且容易在紡紗過程中逐漸形成愈來愈小的棉結。 

問題 2:有沒有完全不含棉結的棉花?

無論是人工或機械採收、鋸齒或滾筒軋棉而產生的棉花,都含有纖維棉結。這是因為軋棉和清花設備不可避免造成纖維纏繞,從而形成棉結。每包棉花的棉結含量取決於纖維生產的方法。手工採收棉花的棉結少於機械採收;而機器棉採收需要更多清理工序,因此棉結稍多於手摘棉採收;此外,鋸齒軋棉所產生的棉結,也比滾筒軋棉更多。因此,每包棉花都難免含有棉結。最理想情況下,一包棉花的纖維棉結率約為每克 100 至 200 粒。這類棉花佔全球不到 8>#span###。在一包棉花中,可控制的平均棉結含量為每克 200 至 350 粒。高棉結含量的定義為每克 350 至 500 粒。至於帶籽的棉結,最理想的含量為每克 10 粒以下,11-20 粒為低量;21-30 粒為中量;31-45 粒為高量,大於 46 粒則屬於極高量。

問題 3:如何在紡紗過程中控制棉結的影響? 

在紡紗過程中,有四個加工階段可以控制棉結含量:

(a) 混棉(b) 開棉及清花、(c) 梳棉、(d) 精梳。

棉結在混棉中

若要控制混棉中的棉結含量,關鍵在於購買棉結率較低的棉花,每克棉結不可超過 400 粒,帶籽棉結則必須在 35 粒以下。對於庫存中的這類棉花,可採用較慢的加工速度分別處理,或少量分散至多種混合棉之中。另一項重點是購買成熟度比率較高的棉花,因為在加工過程中,未熟棉纖維會造成難以清除的棉結。成熟纖維的細度值通常高於 3.8。超過 80% 的美國棉在此範圍。

在採用不同紡紗系統和設備的紡織廠中,棉結含量較高的棉花適用於中等品質的梳棉環錠紡或空氣紡。生產精梳紗時,棉結含量較低的棉花有助於避免浪費並減少精梳落棉。對於空氣紡來說,棉結是更為嚴重的問題,務必審慎選購棉花。

棉結在開棉及清花

在開棉和清花的過程中,纖維會產生棉結,比例介於 40% 至 90% 之間。紡紗廠必須瞭解,混棉的棉結含量越高,開棉、清花工序中的棉結增加率會越低。這方面的知識有待詳細說明,我很樂意與個別紡織廠討論。這裡的重點在於,開棉清花工序對於混棉的影響,通常與棉結含量的高低成反比。建議紡紗廠定期測量管道餵棉機中的原料棉結含量,藉此判斷開棉、清花工序中棉結增加的嚴重程度。

棉結在梳棉工序中的

梳棉工序必然會減少棉結,因為機具可以在梳棉過程中清除棉結,或在梳棉區整理纖維。梳棉工序中的棉結清除效率,可使用下列公式計算:100× (管道餵棉機的原料棉結含量 – 生條的棉結含量)/管道餵棉機的原料棉結含量]。棉結清除效率越高,就表示生條中的棉結越少。紡紗廠也必須瞭解,管道餵棉機原料中的棉結越多,棉結清除效率越低。建議紡紗廠定期測量管道餵棉原料和生條的棉結含量,藉此判斷棉結清除效率。也請務必對所有梳棉機採取上述措施。因為在梳棉工序中,各種梳棉機的針布鋼絲狀況不同,因此棉結清除效率也有所差異。如果各台梳棉機的棉結差異偏高,就必須加強維護梳棉機和針布鋼絲的配置時程。另外也應注意,梳棉速度越快,棉結清除效率越低。這表示應該依照棉結清除的實際需要,來設定梳棉機的作業速度。

棉結在精梳工序中

 精梳工序必然會移除棉結,精梳工序中的棉結清除效率,可使用下列公式計算:100× (併條的棉結含量 –精梳併條的棉結含量 )/生條的棉結含量]。取決於精梳工序所採用的精梳落棉比例,棉結清除效率可能超過 80>#span###。因此,併條棉結含量越低,表示精梳落棉愈少,可為紡紗廠帶來可觀的節約效益。

問題 4:客戶經常抱怨我們紗線製成的布料含有白點和未染色斑點。這些瑕疵的成因為何?

這些瑕疵約有 80% 是在染色和加工過程中,因未染色的棉結或白點所造成;但也可能是在針織過程中,因落棉而產生的纖維雜質。紡紗廠務必非常審慎診斷布料瑕疵,並據此得出結論。企業定期執行測試以診斷相關瑕疵,發現問題可能發生在紡紗或針織過程之中。

問題 5:棉結和棉籽棉結會影響的成本?

棉結對於棉紗成本有雙重影響:(1) 必須清除大多數棉結,才能開始生產棉紗;(2) 殘留的棉結可能會損害紗線的外觀和價值。清除棉結會大幅提高紗線的製造成本,因為可能需要配置梳棉機的設備,或在精梳過程中增加精梳落棉量。假設紡織廠的精梳環錠紡紗的年度用棉量為 10 萬包,若能減少 1% 至 2% 的精梳落棉,每年約可節省 100 萬美元。粗梳紗的棉結殘留率可低至每克 30 粒,精梳紗則可低至每克 8 或 10 粒。這些價值可換算為:粗梳紗每千公尺棉結 3,000 粒以下,精梳紗則是每千公尺 400 粒以下。在棉紗中的大量棉結 (> 2,000 µm) 可能導致紗線外觀不良,並在成品布料上形成未上色的白點,尤其以死棉或未熟成棉的情況特別嚴重。