淺談柔性梳理在色紡工藝中的應用

張 毅，章友鶴

(1.浙江省常山紡織有限責任公司，浙江 常山 324200；2.浙江省新型紡織品研發(fā)重點實驗室，杭州 310009)

0 引言

色紡紗是依據樣紗或樣布的色彩風格要求，用不同色彩的纖維進行配色，然后將各種色彩的纖維按照配色比例混合投產，紡出與樣紗或紗的織物與樣布色彩風格一致或相近的紗。由于組成色纖維的比例和顏色深淺不同，給人視覺有強弱感或不同反差，因此，淺顏色的棉結在深顏色的紗中或深顏色的棉結在淺顏色的紗中特別顯眼，通常稱之為色結，這是嚴重影響成紗質量乃至產品質量的有害疵點。筆者就色紡紗過程中產生的色結和棉結問題，從柔性梳理角度探索解決方法。

1 柔性梳理

1.1理念與工藝原則

柔性梳理的理念是，以較小的梳理力，達到梳理伸直效果好、損傷纖維少、生條中的棉結和短絨少的目的；重點是減少握持分梳造成纖維損傷[1]。

柔性梳理工藝原則是，深穿刺、多分梳、增齒密和少握持。

1.2實現條件

金屬針布是梳棉機梳理纖維最關鍵的的核心部件，要求針齒參與梳理工作的各邊、側面要有圓弧過渡，并具有較好的表面粗糙度；鋒利的齒尖對纖維層穿刺能力強，梳理效果好，因此，齒尖要有較高的鋒利度、強度和耐磨性。在增加針布齒條齒密時，要保持握持、分梳、釋放和轉移的平衡。

2 色紡紗特性

色紡紗大多用于針織大圓機用紗，產品風格細膩，要求色澤均勻、紋路清晰，以單紗織造為主，成紗質量既要有本色紗的品質，也要達到色紡紗的色偏和色結等時尚元素的要求。

2.1染色纖維需二次及以上梳理

由于色紡紗對色結要求特別高，起初色紡采用傳統(tǒng)紡紗技術，采取緊隔距強分梳、五鋒一準等措施，但色結問題仍未達到最終產品要求。經多年生產實踐經驗表明，為了減少色結，達到色紡紗品質要求，染色纖維需經二次及以上梳理或者精梳。

2.2棉纖維染色后的物理性能發(fā)生變化

棉纖維染色前一般采用高溫堿煮練處理，除去纖維表面的蠟質和果膠，便于纖維染色，煮練前處理，使纖維結晶度、取向度發(fā)生一系列變化，同時在處理時纖維受高壓噴灌容易產生糾纏打結，以下是染色棉與本色棉纖維性能的對比情況[2]。

2.2.1纖維幾何特征變化

棉纖維經染色后纖維整體長度有所下降，均勻度降低，短絨率增加，纖維線密度增加13.6%。

2.2.2吸濕性變化

棉纖維染色后吸濕性能約上升3.2個百分點。

2.2.3纖維力學特征變化

棉纖維經染色后斷裂強力一般下降約10%，最高時下降24.7%；斷裂伸長減少0.16 mm，斷裂伸長率下降1.6個百分點。由此可知，棉纖維經染色后纖維強力下降，彈性變差，脆性增加。

棉纖維染色后表面的蠟質已被去除，因此染色棉的摩擦因數增大，具體見表1。

表1 染色棉和本色棉纖維的摩擦因數

接觸物本色棉染色棉靜態(tài)動態(tài)摩擦因數綜合值靜態(tài)動態(tài)摩擦因數綜合值金屬0.2000.1890.1960.2920.2240.265橡膠0.2900.1960.2520.3400.2250.294

2.3色紡紗生產流程

2.3.1染色棉加工方法

為了減少色結和細小色結，達到色紡紗時尚品質要求，染色棉先加工成生條，然后經撕條機，撕扯成長度為20 cm的條子，俗稱梳棉網，用于配色或染色，精梳產品用本色精梳棉網染色。

梳棉網染色：本色棉經清花、梳棉、撕條機后打包，印染廠染色。

精梳網染色：本色棉經精梳機流水線，精梳不成條，棉網直接收集打包，印染廠染色。

2.3.2清花投產前進行預開松

在傳統(tǒng)紡紗流程中，混紡一般是通過清花或者在并條上進行。而色紡紗配色是根據原料組分的比例，為達到混和均勻的目的，一般在清花前增加預開松工序，采用機械稱量混棉自動打包；或采用人工稱量混和，人工稱量混和后打包，確保不同顏色纖維抓取均勻。

機械混棉：各種顏色原料按比例稱量堆包→抓棉機→凝棉器→自動打包機。

人工混棉：稱量→手工開松混和→打包。

3 柔性梳理在色紡工藝中的應用

色紡用的纖維要經過二次梳理，色紡對色結和強力要求非常高，在梳理中既要排除棉結又要保護纖維減少損傷，因此采用柔性梳理工藝對色纖維梳理尤為重要。

在色紡生產實踐中發(fā)現，采用與本色棉完全相同的梳理工藝和分梳器材去梳理染色纖維，就會出現以下問題：① 纖維染色過程中，高壓噴灌時纖維產生扭結，梳理時容易損傷纖維；② 纖維經染色后與金屬間摩擦因數增大，染色劑固化后容易產生硬質顆粒，很難排除；③ 纖維混紡組分多，物理指標差異大，不同纖維摩擦因數不同，增加梳理難度；④ 彈性模量降低，棉層蓬松度降低；⑤ 細小棉結和色結難以排除。

3.1錫林針布

針對染色棉纖維強力下降、彈性變差、脆性增加和摩擦因數增大等問題，首先要提高針齒對纖維層的穿剌能力，其次要減少握持分梳造成的纖維損傷。錫林針布應加大針布齒條縱向齒距，降低纖維的梳理次數和梳理強度；減少針布橫向齒距，加大自由分梳量，使纖維既保持合理的梳理度和梳理強度，去除色結的同時減少纖維損傷，保證成紗質量水平。

3.2蓋板針布

錫林針布和蓋板針布是梳棉機柔性梳理、棉網質量提升的關鍵，回轉蓋板進入工作區(qū)工作一段時間后，梳針間逐漸充塞纖維和雜質，產生搓結。蓋板針布采用漸密型植針，即保證集中梳理，又提升梳理效果。前稀后密和橫向密、縱向漸密的曲線排列，有利于握持纖維和充分梳理，針對色棉對色結要求高，應加大齒密。

3.3道夫針布

道夫針布應與錫林針布配套選用，并以轉移為主，適當減小齒密，便于氣流下泄，適應高速高產；同時應齒面圓整、齒尖鋒利、針齒光滑，可提高轉移率，最大限度減少嵌雜。道夫轉移率適當增大，有利于降低錫林針面負荷，減少棉結和色結。

3.4刺輥針布

刺輥針布是握持梳理，對喂入的棉層梳理作用強，經刺輥梳理有70%～80%的棉束被分解成單纖維狀態(tài)[3]，因此，刺輥針布規(guī)格選擇對成紗的棉結和短絨影響較大。對于染色纖維，減少齒頂面積，提高對棉層的穿刺能力，適度增加齒密，加大縱向齒距，加上齒身錐齒化處理后表面粗糙度提高，纖維容易轉移，可有效提高梳理質量。

4 工藝對比試驗

4.1試驗方案及結果

a) 紡紗品種

純棉藏青14.7 tex紗；純棉中灰14.7 tex紗。

b) 針布配置

804號機臺：AC2030×01550型錫林針布，AD4030×1890型道夫針布，MCH45型蓋板針布，AT5605×05011型刺輥針布。

805號機臺：AC2030×01740型錫林針布，AD4030×1890型道夫針布，MCH52型蓋板針布，AT5610×05011型刺輥針布。

不同針布配置紡相同品種紗質量對比見表2。

表2不同針布配置紡不同品種紗成紗質量對比

項目紡紗品種/tex純棉藏青14.7純棉中灰14.7機臺號804805804805生條棉結/(?！-1)429466熟條棉結/(?！-1)282411898條干CV/%16.8916.0619.0618.81條干CVb/%2.231.754.103.45細節(jié)/(個·km-1)3238163136粗節(jié)/(個·km-1)118109243249棉結/(個·km-1)340264536422單紗斷裂強度/(cN·tex-1)216220149157強力CV/%11.658.5910.018.99

4.2結果分析

從表2試驗結果可以看出，805號梳棉機各項指標明顯優(yōu)于804號梳棉機，特別是成紗千米棉結下降超過22%，強力也有所提高。

4.2.1針布密度與分布影響

作用于每根纖維上的平均齒尖數是衡量纖維梳理程度的反映，因此，針布齒密與梳理效果影響分梳除雜效能，金屬針布齒密由橫向和縱向密度組成，齒密影響纖維梳理質量，適度增加齒密，單纖維受齒尖作用數量增加，分梳排雜作用增強，對色纖維作用明顯，橫向密度對梳理質量的影響更為顯著[4]。

兩種針布齒條相比：AC2030×01740型錫林針布齒條，縱向齒距增大0.2 mm，減少1.99齒/(25.4 mm)，減少縱向對纖維握持數量，避免過度梳理，減少梳理對纖維的損傷；橫向齒距減小0.1 mm，增加12.7齒/(25.4 mm)，總齒密增加89齒/(25.4 mm)2，增加了分梳強度和梳理次數。

蓋板針布MCH45與MCH52相比，總齒密增加70齒/(25.4 mm)2。

4.2.2針布加工工藝不同

805號梳棉機采用錐齒針布，與普通針布相比，錐齒針布齒尖薄，提高了對梳理棉層的穿刺能力；錐齒身，去除了棱邊、棱角，側面表面粗糙度好，二者兼顧，加強了對纖維的保護，實現了柔性梳理，梳理效果好，損傷纖維少，生條中的棉結、短絨少。普通針布與錐齒針布對比見表3。

表3 錐齒針布與普通針布對比

針布類型齒頂形狀工作邊(前角棱角)與工藝配合普通齒形齒尖面呈一平面,邊緣呈直角,減小頂端面積和保持齒尖棱邊棱角清晰,能提高分梳穿刺能力,但纖維損傷多棱角分明,鋒利度好,對纖維損傷較大緊隔距,強分梳,依靠強梳理降低棉結,短絨增長較大錐齒形齒頂面積更小,呈錐齒,邊緣圓弧形狀,既提高了對纖維的穿刺能力,又能減少纖維損傷,減少短絨的產生棱邊為圓弧過渡,緩和了對纖維的穿刺力,同時表面光滑,易于氣流通過,減少對纖維的阻力,延長使用壽命在大隔距的情況下,分梳開纖維,避免強分梳造成纖維損傷

5 結語

5.1色紡紗從20世紀80年代開始進入棉紡企業(yè)，從最初小色比的麻灰紗到現在棉、麻、毛、絲、化纖等多種原料在傳統(tǒng)環(huán)錠紡流水線上混紡，淡化了棉紡、毛紡、麻紡以及絹紡的行業(yè)界線。

5.2錐齒針布是實現柔性梳理的必要條件，針布齒條的橫向齒密加大，提高了對纖維的分梳強度和次數，又避免針齒間嵌破籽，能有效降低成紗棉結和色結；縱向齒密減小，減少握持梳理，對纖維損傷少，使色紡外觀質量和品質得到提高。但柔性梳理理論有待于進一步完善，向適應纖維梳理多樣化，品質追求高端化，新型紡紗多元化發(fā)展。