豆孝坤 薛 慶 任家智 馮清國 陳宇恒

[1.中原工學(xué)院，河南鄭州，450007；2．金輪針布(江蘇)有限公司，江蘇南通，226143]

錫林是精梳機(jī)的主要梳理元件，它與頂梳一起完成排除棉卷中短絨、棉結(jié)和雜質(zhì)的任務(wù)，并提高纖維伸直度、平行度、分離度[1-2]。錫林總齒數(shù)是影響精梳質(zhì)量及成紗質(zhì)量的重要參數(shù)。如果錫林總齒數(shù)過少，纖維叢不能被充分梳理，會使精梳質(zhì)量及成紗質(zhì)量較差。如果錫林總齒數(shù)過多或過密，梳理時針齒不能完全穿透棉層，會造成纖維漏梳，也會導(dǎo)致精梳質(zhì)量及成紗質(zhì)量惡化[3-4]。在精梳錫林總齒數(shù)設(shè)計方面，有學(xué)者提出根據(jù)所紡紗線的線密度給出錫林總齒數(shù)的范圍[5]；也有人建議根據(jù)紗線的質(zhì)量要求，確定錫林總齒數(shù)的范圍[6-7]。但對精梳錫林總齒數(shù)與精梳質(zhì)量及成紗質(zhì)量的關(guān)系缺少系統(tǒng)的試驗研究與分析。

本文設(shè)計了錫林總齒數(shù)級差基本相同的5種規(guī)格的錫林，在精梳及紡紗工藝參數(shù)相同的條件下利用長絨棉進(jìn)行紡紗試驗，對精梳及成紗質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)測試、對比與分析，以取得長絨棉精梳時錫林總齒數(shù)的最佳值。

1 理論分析

在棉紡精梳機(jī)上，錫林對棉層的梳理方式是鉗板握持棉叢的尾端，錫林針齒快速地刺入棉層頭端，纖維由針齒頂部快速滑入針齒根部；錫林轉(zhuǎn)動，纖維被錫林針齒梳理，使纖維分離、伸直、平行。短絨、棉結(jié)、雜質(zhì)等嵌入錫林針齒內(nèi)，由高速回轉(zhuǎn)的毛刷將其清除。

精梳錫林對棉卷梳理的強度可用梳理度表示。棉卷中每根纖維從開始梳理到被完全分離所受到錫林梳理的總針齒數(shù)稱為錫林的梳理度。當(dāng)棉層中的每一根纖維受到1個錫林針齒梳理時，錫林的梳理度為1。錫林對喂入棉層的梳理度可用公式(1)表示[8-9]：

(1)

式中:C為精梳錫林的梳理度(齒/每根纖維)，Z為錫林表面的總齒數(shù)(齒)，A為給棉長度(mm)，a精梳落棉率(%)，Ty為小卷線密度(tex)，Tx為纖維線密度(tex)，B為分離隔距(mm)。當(dāng)采用前進(jìn)給棉時取“-”號，當(dāng)采用后退給棉時取“+”號。

由公式(1)可知，錫林對棉層的梳理度C與錫林表面的總齒數(shù)Z呈正比。因此錫林表面總齒數(shù)越多，錫林梳理度越大，錫林對棉叢的梳理效果越好。因此梳理度就是反映錫林對纖維的梳理強度的指標(biāo)。但錫林齒密過大或棉層過厚時，錫林梳理時棉層難以被針齒穿透，除去短絨、棉結(jié)及雜質(zhì)的效果減弱，對纖維伸直度、平行度及分離度的改善效果也會變差。另外，錫林總齒數(shù)過多，致使針齒間纖維通道過小，纖維通過時針齒對纖維的擠壓力過大，纖維在針齒間滑動時易損傷纖維。在實際生產(chǎn)中，需采用試驗的方法根據(jù)精梳質(zhì)量及成紗質(zhì)量確定合適的錫林總齒數(shù)Z。

2 試驗部分

2.1 試驗方案

采用90°鋸齒整體錫林，均采用5組齒片(即均為5分割)。錫林總齒數(shù)分5種試驗方案，5種方案錫林針齒總數(shù)的級差相近，見表1。在紡紗原料及紡紗工藝參數(shù)相同的條件下進(jìn)行精梳及紡紗試驗，并對其精梳及成紗質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行測試分析，選出梳理效果最優(yōu)的錫林總齒數(shù)設(shè)計方案。根據(jù)棉卷定量、纖維線密度及相關(guān)工藝參數(shù)，利用公式(1)計算得到每種方案所對應(yīng)的梳理度值，見表1。

表1錫林總齒數(shù)試驗方案

方案錫林總齒數(shù)/齒梳理度/齒·每根纖維-1方案1方案2方案3方案4方案525 55029 28433 68537 18041 2940.2460.2820.3250.3580.398

2.2 精梳棉卷質(zhì)量指標(biāo)

本次試驗原料采用100%新疆長絨棉，精梳小卷定量為6.6×104tex(66 g/m),棉纖維線密度為0.136 tex。利用USTER AFIS PRO 2型測試儀測試得到精梳棉卷的總棉結(jié)86粒/g，纖維棉結(jié)78粒/g，總雜質(zhì)45粒/g，上四分位長度38.9 mm，16 mm以下重量和根數(shù)短絨率分別為8.4%和25.8%。

2.3 精梳工藝參數(shù)及紡紗工藝流程

精梳機(jī)主要工藝參數(shù)：錫林定位37 分度，速度330鉗次/min，落棉隔距10 mm，搭接刻度+0.5，給棉方式為前進(jìn)給棉，給棉長度5.2 mm，頂梳齒密30根/cm，頂梳插入深度為0。落棉隔距為10 mm時所對應(yīng)的分離隔距B為24 mm。

2.4 測試儀器

利用USTER AFIS PRO 2型測試儀測試精梳條棉結(jié)、雜質(zhì)含量、纖維長度分布以及16 mm短纖維含量；利用USTER型條干儀，測試精梳條條干均勻度以及成紗條干、成紗棉結(jié)(+200%)、千米粗節(jié)(+50%)和千米細(xì)節(jié)(-50%)含量；利用YG063T型全自動單紗強力儀，測試成紗斷裂強度；利用YG172型紗線毛羽測試儀測試成紗毛羽。

3 試驗結(jié)果與分析

3.1 精梳條的質(zhì)量分析

使用相同精梳棉卷，在JSFA588X型精梳機(jī)上，按照表1的試驗方案及精梳工藝參數(shù)進(jìn)行精梳加工，測得精梳條的質(zhì)量指標(biāo)如表2。

表2精梳條質(zhì)量指標(biāo)測試結(jié)果

方案總棉結(jié)/?！-1纖維棉結(jié)/?！-1總雜質(zhì)/?！-1纖維上四分位長度/mm短絨率/%重量 根數(shù)落棉率/%精梳條條干CV/%方案1方案2方案3方案4方案528262322232625222122181597739.139.339.539.839.55.55.35.14.74.914.814.013.012.513.111.8711.8512.1911.9312.064.184.003.883.744.17

由精梳棉卷質(zhì)量指標(biāo)值及表2中精梳條質(zhì)量指標(biāo)值可算出精梳過程中棉結(jié)、雜質(zhì)和16 mm重量及根數(shù)短纖維排除率的變化趨勢，分別見圖1及圖2。

圖1 精梳條棉結(jié)和雜質(zhì)排除率

圖2 精梳條16 mm短纖維排除率

3.1.1 棉結(jié)、雜質(zhì)的排除情況

由圖1可知：其他工藝參數(shù)不變時，精梳錫林對棉結(jié)的排除率隨著錫林總齒數(shù)的增加而增加，當(dāng)錫林總齒數(shù)增加至37 180齒(方案4)時棉結(jié)排除率為最大，之后隨錫林總齒數(shù)的增加而減小。精梳錫林對雜質(zhì)的排除率隨著錫林總齒數(shù)的增加而迅速增大，錫林總齒數(shù)增加至37 180齒(方案4)時到達(dá)最大值；產(chǎn)生此種現(xiàn)象的原因是：當(dāng)錫林針齒密度過大時，會使錫林后排針齒不能完全刺入棉層而產(chǎn)生漏梳。

3.1.2 短絨排除及纖維損傷情況

由圖2可知：精梳錫林對16 mm重量和根數(shù)短纖維排除率隨著錫林總齒數(shù)的增加而增大，當(dāng)錫林總齒數(shù)增加至37 180齒(方案4)時棉結(jié)排除率為最大，之后隨錫林總齒數(shù)的增加而減小。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：第一，錫林針齒過密時，梳理過程中針齒不能完全穿透棉層，產(chǎn)生漏梳，錫林對短纖排除率下降；第二，錫林齒密過密，使針齒間纖維通道較小，纖維通過時產(chǎn)生擠壓力增大，使纖維損傷增多。

3.1.3 棉纖維上四分位長度變化

由表2可知：第一，棉纖維的上四分位長度隨著錫林總齒數(shù)的增加而增大，當(dāng)錫林總齒數(shù)增加至37 180齒(方案4)時棉纖維四分位長度為最大，這主要是因為錫林針齒的增加對短纖維的排除率提高，使精梳條中的短纖維含量減少。第二，方案5與方案4相比纖維的上四分位長度減小，這是由于針齒密度過大時發(fā)生漏梳及產(chǎn)生纖維損傷所致。

3.2 成紗質(zhì)量分析

在紡紗工藝流程及工藝參數(shù)相同的條件下，使用以上5種試驗方案的精梳條進(jìn)行紡紗試驗，測試成紗質(zhì)量指標(biāo)如表3所示。

表3成紗質(zhì)量指標(biāo)測試結(jié)果

方案細(xì)節(jié)/個·km-1粗節(jié)/個·km-1棉結(jié)/個·km-1條干CV值/%毛羽指數(shù)H斷裂強度/cN·tex-1方案1方案2方案3方案4方案57.26.46.75.88.086.686.783.282.587.3104.4101.296.690.6105.514.6014.8314.6314.5314.973.213.053.032.833.0721.221.622.522.622.4

為了討論問題方便，通常把成紗-50%細(xì)節(jié)、+50%粗節(jié)及+200%棉結(jié)三者之和稱為成紗的IPI值，IPI值越小時，成紗質(zhì)量越好。由表3成紗質(zhì)量得到的成紗IPI值見圖3。

圖3 成紗IPI值與錫林總齒數(shù)關(guān)系

由表3及圖3可知：成紗的千米棉結(jié)及IPI值隨著錫林總齒數(shù)的增加而減小，在37 180齒(方案4)時為最小，之后隨著錫林齒總數(shù)的增大而增大，具有明顯的規(guī)律性；與方案5相比，方案4成紗的IPI值減少11%，千米棉結(jié)減少14.1%。成紗的千米細(xì)節(jié)、千米粗節(jié)也是方案4為最??；方案4與方案5相比，成紗千米細(xì)節(jié)減少了27.5%。

由表3可知：隨著錫林總齒數(shù)的增加，成紗條干CV值沒有明顯規(guī)律性，而斷裂強度先增大再減小，但整體變化幅度較小，且在37 180齒時成紗條干CV值最小，成紗的斷裂強度值最大。

由表3可知：成紗的毛羽指數(shù)隨著錫林總齒數(shù)的增加而減少，在37 180齒(方案4)時為最小，之后又隨錫林總齒數(shù)的增加而增大，具有明顯的規(guī)律性；產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是由于成紗毛羽指數(shù)的隨短絨含量增加而增大的緣故。另外，與方案4(37 180齒)相比，方案5(41 294齒)成紗毛羽指數(shù)增大了8.5%。

4 結(jié)論

(1)在棉紡精梳機(jī)上，增加錫林總齒數(shù)可增大錫林梳理度，提高精梳機(jī)排除短絨、棉結(jié)及雜質(zhì)的能力，改善纖維分離度、伸直度及平行度，提高精梳質(zhì)量及成紗質(zhì)量。但錫林總齒數(shù)過多，會造成漏梳及造成纖維損傷，從而使精梳質(zhì)量及成紗質(zhì)量惡化。

(2)精梳過程中錫林對棉結(jié)、雜質(zhì)及短絨的排除率隨著精梳錫林總齒數(shù)的增加而增大，到達(dá)最大值后隨著錫林總齒數(shù)的增加而減少，并在錫林總齒數(shù)為37 180齒時達(dá)到最大值，呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性。

(3)成紗千米棉結(jié)、IPI值及毛羽指數(shù)隨著錫林總齒數(shù)的增加而減小，到達(dá)最小后隨著錫林總齒數(shù)的增加而增大，并在錫林總齒數(shù)為37 180齒時達(dá)到最小值，呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性。在錫林總齒數(shù)為37 180齒時，成紗常條干CV值為最小，成紗強度為最大。