非棉纖維梳理針布的創(chuàng)新應用

汪平安，陳玉峰

(1.西安紡織集團有限責任公司，西安 710038；2.光山白鯊針布有限公司，河南 光山 465450)

隨著新纖維、新技術、新紡紗工藝的發(fā)展，非棉纖維的梳理面臨新的問題，特別是對于細特、超細特或中長纖維、特種阻燃纖維、功能性纖維的梳理，傳統針布已無法滿足對其高質量梳理的要求；因此，針對性的創(chuàng)新配置和設計梳理非棉纖維用針布迫在眉睫。

1 非棉纖維梳理用針布主要問題及原因

1.1 梳理纖維時產生靜電

由于紡紗生產中非棉纖維存在組分多、摩擦因數大、靜電、嵌花的問題，尤其纖維的靜電影響生產效率。

1.2 梳理棉纖維用針布的兼容性差

傳統棉型針布的專紡性較強、而對非棉纖維的兼容性差，如對纖維素纖維須加強轉移，這與傳統的梳理要求有很大的差別，以至對多組分紡紗、散纖維混合梳理的兼顧性能變差。

1.3 非棉纖維的梳理質量重在布面

非棉纖維的梳理質量重在終端布面質量，對有些產品的質量由控制有害紗疵轉向控制無害紗疵，從而對質量控制的難度加大。梳理纖維質量追求極致，一些纖維的伸直度不夠、梳理不充分或損傷大，出現小紗疵A1影響布面風格。

1.4 金屬針布使用周期縮短

由于差別化纖維、細特滌綸纖維中含有二氧化鈦粒子(TiO2消光劑)，其硬度值不小于2000 HV0.1；在梳理這些纖維過程中，金屬針布齒條的第2點硬度低，當磨損起槽后出現掛纖維問題且無法修復導致質量波動大，使用周期縮短。

2 非棉纖維梳理用針布設計依據及優(yōu)勢

2.1 梳理非棉纖維錫林金屬針布的優(yōu)勢

2.1.1 問題

生產過程中易出現：帶靜電纖維繞錫林；摩擦因數大，金屬針布齒條第2點硬度低不耐磨；齒尖穿刺纖維層的能力差，梳理效果差、纖維損傷大；達不到高產高質的目的。

2.1.2 設計依據

在錫林金屬針布齒條的設計上，梳理非棉纖維與棉纖維的齒條有很大差別，梳理非棉纖維錫林金屬針布以穿刺為主：直線齒前面、小齒頂寬，利于轉移和柔性梳理，轉移優(yōu)先，提升轉移率，減少損傷兼顧充分梳理。托持棉纖維的要求：為充分開松，采用異形齒背使纖維不易沉入齒底，雜質分離后迅速排除以減少雜質破裂后由大變小的概率，使纖維在錫林金屬針布和回轉蓋板針布間自由梳理轉移，具體設計對比見表1。

表1 梳理棉與非棉纖維用錫林金屬針布齒條設計要求

2.1.3 優(yōu)勢

齒頂寬b3?。耗軠p少沖擊、減少纖維損傷。錫林齒條的b3由0.08 mm減小為0.04 mm,并且對齒部采取錐齒化處理，有利于減少對纖維的損傷[1]。

齒密：梳理非棉纖維的齒密應適度，以(800～1000)齒/(25.4 mm)2，為滿足對纖維的梳理，齒密過大則纖維容易沉入齒底，不易轉出，導致重復梳理對纖維的損傷加大。

齒部光潔：金屬針布適當的表面粗糙度，利于減少掛花和嵌雜，且摩擦因數小而利于減少纖維損傷。

高硬度：齒尖和齒部第2點經表面強化涂層處理后的硬度提高到1200 HV0.1，利于減少磨損，使加工纖維量顯著提高。

直線齒前面：非棉纖維不同于棉纖維，齒部為CS齒型、DS齒型、NCS齒型、雙駝峰齒型、雙鋒齒型等，利于托持纖維不沉入齒底而充分進行梳理，按照梳理非棉纖維的化纖穿刺理論，要求直線齒前面齒條有利于加大纖維的轉移。

大工作角、小齒深：隨產量提高、錫林轉速提高，大工作角利于控制纖維，齒深小則利于纖維轉移，工作角α宜控制為20°～35°。

在實際設計和選配中，梳理非棉纖維采用的錫林齒型，以直線齒型為宜：AC2030×01550，AC2030×01740，AC2035×01550，AC1830×01640，AC1830×01650等。

2.2 梳理非棉纖維道夫金屬針布的優(yōu)勢

2.2.1 問題

道夫金屬針布在梳理非棉纖維中的問題：摩擦因數大易產生靜電，導致道夫金屬針布繞花；當纖維在錫林—道夫三角區(qū)間轉移時易受到高速氣流的沖擊，容易導致纖維脫網；小紗疵高，主要因為轉移率低，反復梳理造成纖維損傷，轉移時纖維彎鉤增加，造成成紗的小紗疵。

2.2.2 設計依據

道夫金屬針布主要功能是梳理、凝聚、轉移纖維，按照棉紡道夫金屬針布設計的通道理念，作為纖維的通道、從金屬針布上面通過時要求不聚集、不脫網、高轉移，設計的道夫齒條采用弧齒加橫紋，以實現對纖維的強控制、高轉移。梳理非棉纖維用道夫齒條的設計應關注纖維伸直的理念，即使不伸直纖維也不能在轉移時造成纖維紊亂，必須減少纖維轉移造成的彎鉤，消除影響后部牽伸的不利因素，所以設計的齒條宜采用直線齒、大齒深、高齒密，從而實現高轉移、強控制。具體對比見表2。

表2 梳理兩種纖維用道夫金屬針布齒條設計要求

2.2.3 優(yōu)勢

易導入：齒條為直線齒形，金屬針布大通道易承接錫林金屬針布轉移的纖維，直線齒形減少纖維在轉移凝聚時的摩擦阻力。

強控制：大齒密為(398～551)齒/(25.4 mm)2，齒深較普通金屬針布增大0.3 mm～0.4 mm，加大了容納纖維的空間，大齒深利于對纖維的強控制。

大齒密：齒密大、齒深大，齒條總高大易使氣流在金屬針布間通過，從而減少對道夫—錫林三角區(qū)中轉移時的沖擊，減少脫網；齒密大也能增強纖維之間聯系，對纖維的控制能力增強。

易轉移：齒深大、直棱邊，總高為4.0mm～4.5 mm，易疏導氣流入棉網，易被剝取。

易伸直：采用大齒深、直線齒形、基部斜面高小，當向道夫轉移的過程中受到的阻力越小，越不易產生彎鉤、減少小紗疵；增加容纖量，而且氣流在齒底的運動產生托持纖維的作用，利于纖維轉移。

適于梳理非棉纖維的金屬針布齒條型號有：AD4030×01870-1.0(基部斜面高)，AD4030×02090L(直線齒形),AD4530×01870；適用于兩種纖維的齒條有：AD4030×02090-G2；與棉纖維運用在AD4030×02090-G4(弧形齒、齒部側面橫紋),AD4530×02110，AD5030×02110-G(齒部側面橫紋)的型號有很大的區(qū)別。

2.3 梳理非棉纖維用縱向漸密型彈性蓋板針布優(yōu)勢

2.3.1 問題

梳理用彈性蓋板針布對棉結的去除、纖維伸直的貢獻率為60%以上，而用于梳理非棉纖維的主要問題有：梳棉用彈性蓋板針布的前角α小，纖維不易轉出，而易沉入針根，造成蓋板嵌雜；梳理細特纖維不充分，成紗質量差；因非棉纖維易產生靜電、造成蓋板花厚的異常狀態(tài)，導致落棉多。

2.3.2 設計依據

傳統彈性蓋板針布主要是與錫林組成自由梳理區(qū)，實現對纖維的控制、接受錫林對纖維的梳理，把纖維中雜質、短絨分離并予以排除。梳理非棉纖維與棉纖維不同，不僅要關注抓取、也要充分利于蓋板針布的梳理，實現纖維順直、梳解、排除雜質及清除非棉疵點。為此，橫向梳針加密以提高攔截非單纖維的功能，梳理兩種纖維用彈性蓋板針布對比見表3。

表3 梳理兩種纖維用彈性蓋板針布設計要求

2.3.3 優(yōu)勢

直通道：傳統棉型回轉蓋板針布梳理以減少漏梳為主，多采用通道曲線延長以增強其梳理效果；紡非棉纖維，則因纖維摩擦因數大、沒有較為順直的通道時，纖維與針布摩擦易產生靜電，且出口或入口處因纖維轉移的阻力大，蓋板花厚，因此設計非棉纖維彈性蓋板針布時，宜采用進出口間相對順暢的通道，如MCBH，MCB，BNT，MCH型。

大植角：非棉纖維彈性蓋板針布的植角為76°～78°，使其易釋放纖維、針面負荷降低，蓋板落棉率降低。

橫向針密大：棉纖維以及非棉纖維中的非單纖維物質，如帶纖維籽屑、硬并絲、倍長纖維、膠塊等，其直徑均不小于0.50 mm；彈性蓋板針布的橫向針尖距過大則易使疵點進入纖維中，造成生條中的疵點以及非單纖維增多，因此，為強化梳理攔截效果，應把針布的橫向針尖距縮小為不大于0.50 mm，不僅能夠攔截疵點也能夠強化對纖維伸直。

總高：非棉纖維的梳理力加大，梳理過程中的彈性蓋板針布植角很容易在拉力作用下變大、底布開裂，影響梳理效果和針布使用壽命[2]。為提高抗拉能力、延長使用壽命，總高由8.0 mm降為7.5 mm，7.1 mm，同時增大下膝高度以提高轉移梳理效果。

運用在梳理非棉纖維上的橫向加密、大植角、小針高針布，能夠解決落棉多、梳理效果差、使用壽命短的問題，如型號為MCH45-55(植角為76°)，MCB40-MCB52(植角為78°，總高為7.1 mm)。

2.4 梳理非棉纖維用刺輥針布的優(yōu)勢

2.4.1 問題

刺輥金屬針布的主要功能是預開松，由于其轉速高、離心力大，紡棉纖維用的刺輥一般為大齒密，小工作角。當紡非棉纖維時因不同組分纖維的強力差異大、長度差異大、線密度差異大，梳理時存在的問題有：纖維損傷大，梳理效果差，開松效果差。

2.4.2 設計依據

刺輥金屬針布的設計以開松為基礎，梳理棉纖維以預開松為主，采用打擊分離把大纖維束變?yōu)樾±w維束、最大化的實現單纖維化；梳理非棉纖維則需要保護纖維，減少打擊開松過程中對纖維的沖切、最大化的減少纖維損傷，同時滿足開松的要求；梳理兩種纖維用刺輥金屬針布對比見表4。

表4 梳理兩種纖維用刺輥金屬針布設計要求

2.4.3 優(yōu)勢

大工作角：工作角小則纖維易釋放，即易脫離針布、落棉增加；大工作角對纖維的控制能力強，減少纖維返花和揉搓。

小齒頂寬：齒尖部主要為穿刺纖維，齒頂面積為l×b2，齒頂面由1.0 mm×0.27 mm改為1.0 mm×0.17 mm，以提高金屬針布鋒利度，實現柔和穿刺、保護纖維。

縱向大齒距：齒距加大、齒密減小，梳理時利于減少纖維損傷，并利用刺輥高轉速下離心力大以發(fā)揮排雜的優(yōu)勢[3]。

弧形齒、小齒深：采用弧形齒或駝峰齒利于托持纖維轉移，小齒深則利于纖維轉移、減少齒前面磨損。

梳理非棉纖維時刺輥金屬針布齒條宜選擇大工作角、小齒密、小齒深，例如AT5010×08030V型，AT5610×01311型。

2.5 梳理非棉纖維用齒條蓋板針布的優(yōu)勢

2.5.1 問題

固定蓋板隨著梳棉機高速、高產、高質的發(fā)展，使用數量越來越多，其作用也越來越重要。梳理非棉纖維用固定蓋板存在的問題：金屬針布嵌雜掛花致使梳理功能下降；纖維損傷；金屬針布使用壽命縮短、梳理功能弱，主要是由于固定蓋板的纖維入口端的梳理力呈“弱→強→弱”變化，進口端纖維與金屬針布摩擦力大而磨損，其出口端纖維則呈釋放纖維狀態(tài)，隔距漸大使磨損減少、梳理功能隨之降低。

2.5.2 設計依據

在不同區(qū)域固定蓋板的功能不同，梳理棉纖維時關注其梳理和整理功能；梳理與整理功能：后固定蓋板為開松、整理，使纖維束體積由大變小，纖維之間的聯系程度由密實變?yōu)閱卫w維化，雜質和短絨分離后利于排除；前固定蓋板具有整理功能，對經錫林—蓋板精細梳理區(qū)的纖維進一步整理，同時利用棉網清潔器排除雜質和短絨。

非棉纖維的雜質和短絨不是主要矛盾，如何減少嵌雜、減少纖維損傷、提高梳理效果應為主要關注點，設計非棉纖維用固定蓋板應以梳理、排雜功能為主：梳理功能主要是通過針布間的合理配置，實現錫林—固定蓋板間的自由梳理，達到提高梳理效果之目的，兩種齒條蓋板針布對比見表5。

表5 兩種固定齒條蓋板針布參數對比

2.5.3 優(yōu)勢

小工作角α：固定齒條蓋板針布齒條的工作角小、釋放纖維容易，但梳理效果差。為滿足梳理要求，其工作角α由0～10°，加大為10°～20°，加大工作角利于提高對纖維的控制和穿刺能力，增強對纖維的梳理。

小齒深h6:非棉纖維容易嵌雜的主要原因是齒深過大，纖維深入齒底不易轉移。為了解決這一問題，采用小齒深、負齒底角，使纖維不易沉入齒底，減小了嵌雜的概率，且利于增大齒密，發(fā)揮固定蓋板針布的有效梳理[4]。

大齒密:齒密增大即參與梳理的齒數增多，以滿足纖維線密度不斷減小、產量不斷提高的要求，金屬針布齒密為(450～860)齒/(25.4 mm)2的梳理效果明顯提升。

有踵趾差：固定蓋板的踵趾差為0.25 mm，以實現漸強梳理，即由無踵趾差時的線接觸改變?yōu)闈u強梳理，從而提高梳理效果，也利于延長固定蓋板的使用壽命[5]。

梳理非棉纖維用固定蓋板提高了梳理效果，與其是大工作角、有踵趾差、大齒密相關，特別是應用踵趾差固定蓋板使棉結降低5%，質量改善明顯。

3 梳理非棉纖維應用新型梳理針布的效果

3.1 在細特莫代爾纖維品種上的實踐

JW1204型梳棉機，1.0 dtex×38 mm莫代爾纖維，原采用AC2030×01550型錫林金屬針布齒條，MCH45型彈性蓋板針布，AD4030×01890型道夫齒條,AT5010×05080V型刺輥金屬針布齒條，為提高梳理的質量和產量、降低落棉，采用新型錫林金屬針布齒條為AC1830×01740型，彈性蓋板針布為MCH55型76°植角，道夫金屬針布齒條為AD4030×02090-G2型，刺輥金屬針布齒條為AT5010×08080V型，使用效果及質量指標對比見表6。

表6 細特莫代爾纖維新型針布配置比較

針對原配置出現的落棉多、切疵多，梳棉落棉率在2.8%，紗線切疵高，布面質量差等問題，非棉纖維采用新型針布使落棉率降低為1.8%，成紗質量水平達到2018年烏斯特公報5%水平，成紗質量和落棉率對比見表7。

表7 兩種方案成紗質量和落棉率對比

3.2 梳理滌綸纖維采用新型針布高質高產的效果

JWF1213型梳棉機，1.33 dtex×38 mm滌綸纖維，所紡紗線為27.8 tex～14.6 tex。原機采用的配置為：錫林齒條為AC2520×01570型，彈性蓋板針布為PD32型，道夫齒條為AD4030×02090B型，刺輥齒條為AT5005×05080V型，出現質量差、切疵高問題，導致織機效率降低。采用新配置為：錫林齒條為AC2525×01650型,彈性蓋板針布為MCB40-78°型，道夫齒條為AD4032×02090-G4型，刺輥齒條為AT5010×08080V型。梳理工藝參數：錫林轉速為415 r/min，刺輥轉速為830 r/min，齒條線速為240 m/min，定量為36 g/(5 m)，產量為80 kg/h；兩種配置方案的質量指標對比見表8。

表8 純滌高速高產兩種針布配置比較

在實際生產中，原針布配置出現180 m/min道夫三角區(qū)落網，產量降低、切疵多，織機效率低于93%、布面質量差的問題；非棉纖維采用新型針布后，落棉率降低為不大于1.4%，成紗質量指標不低于2018年烏斯特公報5%水平，A0等無害紗疵大幅度降低，織機效率明顯提高，成紗質量指標和紗疵對比見表9。

表9 成紗質量指標和紗疵對比

3.3 渦流紡非棉纖維采用兩種針布配置方案

渦流紡紗線，TC10型梳棉機，85%本白粘膠，15%染色粘膠，1.33 dtex×38 mm粘膠纖維。原配置為：錫林齒條為AC2025×01650型，彈性蓋板針布為MCH45型，道夫齒條為AD4030×02090B，刺輥齒條為AT5010×05030V型；優(yōu)化配置：錫林為AC1830×01640型，彈性蓋板針布為MCH52-78°型，道夫齒條為AD4030×02090-G2型，刺輥針布為AT5010×08030V型；兩種配置方案的質量指標對比見表10。

表10 渦流紡采用兩種針布配置方案及其效果比較

針對原配置方案出現的落棉多、渦流紡切疵高、效率低的問題，采用新配置梳理方案使切疵降低了20%，效率提升為不小于96%；成紗質量見表11。

表11 紡MVS R 14.8 tex紗成紗質量指標

4 結語

4.1針對非棉纖維梳理中存在的問題，設計新型梳理器材采用了創(chuàng)新理念：錫林以穿刺為主，直線齒形、小齒頂寬為轉移優(yōu)先，減少損傷且兼顧充分梳理；道夫齒條采用直線齒形、大齒深、大齒密以實現高轉移、強控制；彈性蓋板針布通道順直的植針形式、大角度、橫向加密發(fā)揮攔截功能，落棉和質量兼顧；刺輥針布采用大齒距、稀齒密、大前角、小齒深，以利于最大化地減少纖維損傷、兼顧開松和梳理；新型固定齒條蓋板針布采用大工作角、有踵趾差、大齒密、小齒深，使梳理和嵌雜兼顧。

4.2根據非棉纖維的特點、結合生產實踐，為提高細特纖維梳理質量、純滌纖維高速高產和粘膠纖維渦流紡梳理質量，采用了優(yōu)化配置方案使成紗質量、出條速度、成紗切疵、生產效率得到了明顯改善。實踐表明，根據非棉纖維的特點，創(chuàng)新設計針布，能夠實現高質量梳理，達到高速、高產的梳理效果。