山羊绒制条和绒加油装置与工艺设计

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　　摘 要：针对现有山羊绒制条和绒加油设备的缺陷，研发出一种新型的喷雾式和绒加油装置，并对和绒加油工艺进行优化设计。以生产44mm国产白绒条为例，对比分析了传统和绒加油方法与喷雾式和绒加油方法对和后绒质量及后道制条加工过程的影响。研究表明：喷雾式和绒加油法的和后绒回潮率及含油脂率均匀，和毛油消耗少，生产成本低。
　　关键词：山羊绒;和绒加油;装置;工艺
　　中图分类号：TS132
　　文献标志码：B
　　文章编号：1009-265X（2020）02-0085-04
　　Abstract：In this study， a new spray-type mixing and oiling device was developed， and the mixing and oiling process was optimized on consideration of the defects of existing mixing and oiling devices of the cashmere slivering.Taking the production of 44 mm domestic white velvet strips as example， contrastive analysis was conducted on the effects of conventional and spray-type mixing and oiling devices on oiled cashmere quality and subsequent slivering process.The study shows that with the spray-type mixing and oiling method， the moisture regain and oil content is well-distributed in the oiled cashmere， the wool oil consumption is low， and the cost of production is low.
　　Key words：cashmere; mixing and oiling; device; process
　　山羊绒是一种珍稀的特种动物纤维，素有“软黄金”和“钻石纤维”之美称，它以自身特有的柔、软、滑、糯等特性被誉为动物“纤维之王”[1-2]。中国是山羊绒资源大国和生产大国，尤其是内蒙古西部阿拉善地区的白色山羊绒，在国际市场上有“白如雪、轻如云、软如丝”的美誉，价格极其昂贵[2-3]。
　　然而，长期以来，中国的山羊绒纺纱加工多集中在粗梳纺纱加工阶段，精梳纺纱加工技术发展缓慢[3-4]。主要表现在精梳制条设备的专业性和针对性不强，多采用传统的棉纺和毛纺制条加工设备，设备缺陷一定程度上制约了山羊绒精纺产业的发展。
　　随着山羊绒精深加工的进一步深入，山羊绒制条产业的技术“瓶颈”越来越突出[3-5]。本文针对中国山羊绒制条加工中和绒加油设备的缺陷，研发出一种新型喷雾式和绒加油设备，并优化和绒加油工艺，提高了和后绒的质量，节省了原料成本。以期为山羊绒精纺加工技术的提升提供指导。
　　1 传统和绒加油方法的缺陷
　　传统和绒加油方法是根据分梳山羊绒长度、细度、离散性、色泽等特点和最终产品指向性要求选配好原料，进行充分的开松和混合[3]，使混合后山羊绒原料的成分均匀一致，然后通过喂入帘和传送带输送至和绒机加油仓内。根据工艺要求，用水、和毛油、抗静电剂和强力剂等配制成和毛油乳化液后在储油箱内进行充分的搅拌，然后通过输油泵输送至和绒机加油仓顶部，并在一定的压力下喷洒在加油仓内的山羊绒原料上，在加油仓内完成加油，加油后的原料经管道输送至闷绒仓内闷放，以备梳绒上机使用。传统和绒加油方法存在以下几个缺陷：
　　a）和后绒回潮率和含油脂率不均匀。传统和绒加油方法虽然是连续加油，但对输送至加油仓内的原料缺乏必要控制，羊绒纤维团形状和大小不一，输绒也不连续;加上喷头喷洒的和毛油乳化液具有一定的压力，导致羊绒飞花严重，和毛油和水分在羊绒原料上分布不均匀，甚至有些原料上没油水，有些原料上油水过多，出现粘块现象。
　　b）和毛油原料浪费。传统和绒加油方法加油时，很多和毛油乳化液喷洒或飞溅在加油仓侧壁和底板上，羊绒原料从加油仓内输出时，侧壁和底板上的和毛油乳化液并不能全部被粘附在羊绒上带走，造成和毛油乳化液在加油仓侧壁和底板等处粘附而浪费;同时，加油后的羊绒原料在通过输绒管道输送至闷绒仓的过程中，输绒管道会沾附羊绒原料上的和毛油乳化液，造成和毛油乳化液的损耗。
　　c）设备折旧和老化加快。和绒机的加油仓和输绒管道在生产过程中会粘附大量的和毛油乳化液，这些和毛油乳化液如果清理不及时，车间合适的温度会为和绒机的快速折舊和老化创造条件。
　　d）生产管理成本高。生产实际中，为保障生产设备的长期稳定，和绒机加油仓和输绒管道中的和毛油乳化液需要及时清理，设备的频繁清理增加了工人的劳动工作量，也增加了生产的管理成本。
　　e）制条加工制成率低。生产实际中加入羊绒上的和毛油乳化液分布不均匀，有些原料油水过多造成羊绒粘块，这些粘块的羊绒原料上机后会缠绕针布和皮辊，必须通过人工拣出后单独存放，影响了制条的制成率。
　　2 和绒加油装置及工艺的优化设计
　　和绒加油的作用是在对山羊绒原料进行轻柔开松混合后，对其均匀地加入适量的和毛油乳化液，使原料有一定的回潮率和含油脂率，必要时还需加入抗静电剂和强力剂，以达到保证原料成分均匀一致，减少纤维间的摩擦力和静电的产生，防止纤维纠缠受损，便于后道制条加工顺利进行。和绒加油设备是基础，工艺设计应根据设备状况、原料性能和车间环境条件而定[3]。 　　2.1 和绒加油装置的优化设计
　　加油装置的优化设计是新型喷雾式和绒加油方法的基础。喷雾式和绒加油是用喂入帘和输绒管道将羊绒输送至集束器后，在原料通过集束器后下落至闷绒仓的过程中喷雾加油。新型喷雾法加油设备简图如图1所示。
　　由图1可以看出，羊绒散纤维经集束器集束后下落时，呈现蓬松连续条带状，加油喷头从不同方向将经过高压雾化的和毛油乳化液喷洒在下落的羊绒原料上，保证了和毛油乳化液和羊绒原料充分接触，羊绒加入和毛油乳化液后落入闷绒仓进行闷放。集束器和喷头随滑轮的转动左右滑动，保证加入和毛油乳化液的羊绒原料均匀铺放洒落在闷绒仓里，实现再次混和。
　　2.2 和绒加油工艺的优化设计
　　和绒加油工艺是保证山羊绒制条加工顺利进行和产品质量的核心。和绒加油工艺设计必须以羊绒原料的性能和产品要求为依据，结合设备状况和车间环境而定[3]。本工艺设计的助剂选用北京纺星助剂有限公司的和毛油FX-K902N、抗静电剂FX-AS30N和强力剂FX-USE。车间温度（25±3）℃，车间相对湿度72%±3%，抗静电剂和强力剂根据原料性能和车间环境而选择性加入。工艺设计如表1所示。
　　分梳山羊绒本身含有一定量的水分和油脂，和绒加油时在保证上述工艺目标回潮率和含油率要求的前提下，将不足的水分、和毛油、抗静电剂和强力剂按照工艺要求配制成乳化液后均匀加入。加水量和加油量的计算分别如式（1）和式（2）所示，抗静电剂和强力剂的计算方法参照含油率的计算方法。
　　式中：W—和绒加水量，kg;W0—和绒前羊绒原料的实际质量，kg;G—分梳羊绒原料的公定回潮率，%;G0—和绒前原料的实际回潮率，%;G1—梳理成条上机工艺要求的回潮率，%;X—修正系数，%，随车间温湿度环境而定（冬季1～3，夏季3～5）;Y—和绒加油量，kg;C0—和绒前羊绒原料的含油率，%;C1—和后绒含油率，%。
　　3 结果与分析
　　3.1 试 验
　　本试验以国产绒为原料，加工44 mm国产白绒条。
　　a）原料：国产分梳山羊绒，细度15.8 μm，长度37.3 mm，短绒率14.7%，白色，数量200 kg。
　　b）制条工艺流程[3]：原料选配→开松混合→和绒加油（和绒机L740/04）→梳绒成条（梳理机CSPC/G188MM413）→头道针梳（针梳机GN5）→二道针梳（针梳机GN5）→三道针梳（针梳机GN5）→精梳（精梳机PB28、PB29）→四道针梳（针梳机GN5）→末道针梳（针梳机GN5）→成品打包。
　　将羊绒原料混和均匀后均分成两份做平行试验，确保和绒前回潮率和含油脂率相同。然后分别用传统和绒加油方法（传统法）和新型喷雾式和绒加油方法（喷雾法）和绒加油并制条。和绒加油工艺为：和毛油FX-K902N用量1 kg，抗静电剂FX-AS30N用量0.3 kg，强力剂FX-USE用量0.2 kg，水12.0 kg，搅拌均匀后加入。回潮率26.0%，含油脂率1.8%，水温25.0 ℃，车间温度25.0 ℃，车间相对湿度75.0%，闷放时间24.0 h，闷绒仓密闭。
　　3.2 和后绒质量分析
　　两份试样分别用传统法和喷雾法进行和绒加油，在闷绒仓内闷放24h后各随机抽取8个试样（严重粘块和后绒不抽取）分析，测试两份试样的回潮率、含油脂率、离散系数（CV值）和粘块情况。试验结果如表2所示。
　　由表2数据可知：喷雾法和后绒回潮率为25.51%，含油脂率为1.78%;传统法和后绒回潮率为24.37%，含油脂率为1.69%，喷雾法比传统法和后绒的回潮率高1.14%，含油脂率高0.09%。说明喷雾法和绒加油对和毛油的利用率高，浪费少。喷雾法和后绒回潮率变异系数为2.09%，含油脂率变异系数为6.10%;传统法和后绒回潮率变异系数为14.87%，含油脂率变异系数为20.66%;喷雾法和后绒回潮率和含油脂率离散系数明显小，且传统法和后绒有粘块现象，而喷雾法和后绒没有粘块现象，说明喷雾法和绒加油更均匀，效果更佳。
　　3.3 制条加工过程分析
　　喷雾法和传统法的和绒加油工艺不同，但制条加工工艺流程相同。两种和绒加油方法除和后绒回潮率和含油脂率的显著不同外，后道制条加工效果也有不同。研究发现：梳绒成条上机前，和后绒虽然闷放了24 h，但传统法和后绒仍有少量的粘块，上机前必须人工拣出，否则粘块上机后出现缠绕针布和皮辊现象。同时，传统法和后绒回潮率和含油脂率均偏低，且不均匀，上机后毛网不均匀，后道的针梳和精梳条子光洁度偏差，有起毛现象;喷雾法的和后绒上机后毛网均匀，后道的针梳和精梳条子光洁度和起毛现象比传统法好，外观质量也较好。
　　3.4 羊绒条质量分析
　　对两种和绒加油方法所制成的羊绒条进行检测对比：喷雾法和绒加油制成的山羊绒绒条回潮率为18.03%，含油脂率为1.63%;传统法制成的山羊绒绒条回潮率为17.26%，含油脂率为1.56%;喷雾法比传统法的回潮率和含油脂率略高，喷雾法和绒加油制成的山羊绒绒条更光洁，条子起毛少，外观质量好。生产实际可以根据要求适当降低喷雾法和绒加油的目标回潮率和含油脂率，降低成本。
　　4 结 论
　　对和绒加油设备进行了优化设计，并对喷雾法和传统法的和后绒及后道加工过程对比研究。结论如下：
　　a）原料性能是决定山羊绒制条和绒加油工艺的主要因素。山羊绒因产地和生长部位不同，其纤维品质差异很大。近年来受绒山羊饲养方式、品种改良、气候变暖和饮食结构变化的影响，山羊绒品质发生了变异。这就要求对山羊绒原料进行分析，制条生产时必须采用合适的和绒加油工艺。回潮率和含油脂率过低对加工不利，生产中易起静电，绒网不匀，条子发毛;过高会缠绕针布和皮辊，浪费原料。
　　b）和绒加油时对水质与和毛油的选择要慎重。不合适的水质或和毛油剂将会使产品发霉变质，造成存储期下降，也不利于后道的制条和纺纱加工。同时，在加工色绒条时，不宜的水质和和毛油可能会造成颜色的变化。
　　c）喷雾法和絨加油是一种新型的和绒加油方法，该方法和后绒回潮率和含油脂率较高且均匀，节约和毛油原料，缓解了设备的折旧和老化，降低了工人的劳动工作量，提高了纺纱制条生产制成率，降低了生产管理成本高，具有一定的经济效益。
　　d）喷雾法和绒加油对山羊绒制条加工技术的提升有一定的指导作用，为羊绒粗纺纺纱技术和其他毛纺技术的革新提供一定的实践基础，其他制条设备和工艺有待进一步研究。
　　参考文献：
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　　[5]高海青，李国萍，李发洲.20.83 tex/2羊绒精纺梳毛工艺研究[J].国际纺织导报，2012（8）：36-39.
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