曹繼鵬，鄒佩杉

(遼東學(xué)院 服裝與紡織學(xué)院，遼寧 丹東 118003)

0 引言

針布是梳理過(guò)程中直接與纖維接觸、與其發(fā)生作用力的一種重要梳理器材。梳棉機(jī)被稱(chēng)為紡紗生產(chǎn)的心臟，針布則是梳理生產(chǎn)應(yīng)用的核心紡紗器材，針布的合理應(yīng)用對(duì)于梳棉機(jī)高速高產(chǎn)高效、提高成紗質(zhì)量至關(guān)重要[1]。在梳棉機(jī)梳理生產(chǎn)的過(guò)程中，彈性蓋板針布與錫林金屬針布構(gòu)成主梳理區(qū)對(duì)纖維進(jìn)行均勻混和、剔除纖維中的雜質(zhì)，在梳棉機(jī)上發(fā)揮著對(duì)纖維的梳理、除雜和混和功能。

1 彈性蓋板針布的基本型式

彈性蓋板針布上梳針針身的基本型式分為2種：一種是直針，另一種是彎針[2]，如圖1所示。

a) 直針 b) 彎針

1.1 直針針身梳針

直針針身梳針彈性蓋板針布，一般采用扁平形橫截面針身，針尖為尖劈形，梳針植在彈性較小的底布上，主要用于梳理合成纖維。

1.2 彎針針身梳針

彎針針身梳針蓋板針布,主要用于梳理棉纖維，隨著高速高產(chǎn)梳棉機(jī)的發(fā)展，梳針針身橫截面形狀有三角形、圓形、扁平形、菱形、雙凸形及卵形等，彎針針身梳針與直針針身梳針不同之處還在于植角δ，即針身前輪廓線與底布平面間夾角的不同；彎針針身梳針上膝主要為梳理功能，前角α大小決定了梳針對(duì)纖維的握持和釋放能力。

2 彈性蓋板針布梳針密度的分布型式

根據(jù)梳理纖維的不同，通常應(yīng)選擇不同的梳針密度分布型式，以便更好地發(fā)揮彈性蓋板針布的梳理功能，常見(jiàn)的梳針密度分布型式有多種[3]。

2.1 勻密型(Y)彈性蓋板針布

勻密型彈性蓋板針布是傳統(tǒng)的型式，其特點(diǎn)是針布的橫、縱向針尖距一致，如圖2所示。勻密型針密型式采用改變植角δ的方式來(lái)增強(qiáng)或減弱對(duì)纖維的控制能力，適用于紡滌綸或腈綸，紡棉時(shí)排雜效果好但梳理效果受到不利影響。

圖2 勻密型梳針?lè)植?/p>

2.2 橫密型(H)彈性蓋板針布

橫密型彈性蓋板針布的針密為縱向小、橫向大，有利于梳理和纖維伸直、棉結(jié)及雜質(zhì)的清除，如圖3所示；加工棉纖維時(shí)對(duì)纖維的控制能力較強(qiáng)，梳理效果好；而在梳理化學(xué)纖維時(shí)，因控制纖維能力強(qiáng)則易造成落棉較多。

圖3 橫密型梳針?lè)植?/p>

2.3 稀密型(X)彈性蓋板針布

稀密型彈性蓋板針布橫向針尖距呈梯度變化、縱向?yàn)闈u密曲線排列，如圖4所示；當(dāng)纖維進(jìn)入彈性蓋板針布梳理區(qū)時(shí)，即由緩和梳理變?yōu)闈u強(qiáng)梳理，可使棉結(jié)減少、梳理充分。由于部分梳針采用斜紋弧形排列，其橫向針尖距為0.50 mm～1.06 mm，適用于梳理含雜大的低級(jí)棉；而加工化纖時(shí)易發(fā)生纖維充塞、落棉多的問(wèn)題。

圖4 稀密型梳針密度分布

2.4 漸密型(J)彈性蓋板針布

每根彈性蓋板針布上的縱向針尖距由大逐漸變小、針密逐漸增大，如圖5所示。在梳理時(shí)每根蓋板針布的纖維入口都是大的，并逐漸縮小針尖距，在出口處為最小，使蓋板針布與錫林金屬針布齒尖相互梳理達(dá)到最佳狀態(tài)，從而改進(jìn)了對(duì)纖維的梳理和除雜效果、降低了棉網(wǎng)棉結(jié)。漸密型梳針?lè)植加?組分、5組分的漸變型式，形成了對(duì)纖維漸進(jìn)地強(qiáng)梳理，漸密型針布紡棉纖維時(shí)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但對(duì)排雜效果稍有不利影響。

圖5 漸密型梳針?lè)植?/p>

2.5 縱橫向漸密型(J)彈性蓋板針布

縱、橫向漸密型彈性蓋板針布的特點(diǎn)是縱向梳理、橫向排雜，當(dāng)纖維進(jìn)入錫林—蓋板梳理區(qū)時(shí)，纖維不是立即受到強(qiáng)烈分梳，而是梳針密度由小到大逐步增大、梳理逐漸變強(qiáng)，后部針密大的針布起到充分梳理的功能、梳理更加趨于合理，如圖6所示。試紡表明，縱、橫向漸密型彈性蓋板針布對(duì)降低梳棉生條和成紗結(jié)雜、提高條干均勻度有明顯效果。

圖6 縱橫向漸密型彈性蓋板針布

3 彈性蓋板針布的技術(shù)創(chuàng)新

隨著梳理技術(shù)的發(fā)展及梳理不同纖維的新要求，彈性蓋板針布的針密λ、植角δ和植針寬度發(fā)生了一些新的變化。

金輪針布(江蘇)有限公司公開(kāi)了一種梳棉機(jī)用彈性蓋板針布，每根蓋板針布上梳針上膝的前角從趾端向踵端前角α由 12°逐漸變化為20°；通過(guò)蓋板上梳針工作角α的變化，彈性蓋板針布可實(shí)現(xiàn)更為有效的開(kāi)松、粗梳和精梳，如圖7所示[4]。金輪科創(chuàng)股份有限公司認(rèn)為將彈性蓋板針布的植針長(zhǎng)度由20 mm～22 mm增大為22 mm～25 mm，從而增大主梳理區(qū)的面積，有利于提高梳理效果和梳理質(zhì)量[5]。山西金鑫針布有限公司提供了一種提高纖維梳理質(zhì)量的彈性蓋板針布[6]，包括底布和梳針，梳針在底布上沿趾端到踵端分為第1區(qū)梳針和第2區(qū)梳針，第1區(qū)梳針數(shù)與第2區(qū)梳針數(shù)之比為1∶2；第1區(qū)梳針總高按第1斜率排列，第2區(qū)梳針高度按第2斜率排列，第1斜率比第2斜率大，第1區(qū)梳針比第2區(qū)梳針總高大，如圖8所示。又有文獻(xiàn)介紹了一種新型梳棉機(jī)用彈性蓋板針布[7]，梳針針身分為彎針和直針，兩種針身的梳針針尖平面與針根平面形成夾角γ，tgγ=0.027 027 0或tgγ=0.016 816 8，如圖9所示。還有文獻(xiàn)主要從梳針排列、角度和針密等參數(shù)的變化進(jìn)行了組合創(chuàng)新[8-10]。

1—梳針；2—底布；3—踵端；4—趾端。 圖7 前角α變化的彈性蓋板針布

1—底布；2—踵端；3—第2段梳針；4—第1段梳針；5—趾端。

1—梳針；2—底布；3—針根平面。a) 彎針針形 b) 直針形

4 針布的配置

4.1 梳理針布的機(jī)制與功能

錫林金屬針布處于梳棉機(jī)中心位置，在蓋板針布與錫林金屬針布的共同作用下，可進(jìn)一步將經(jīng)刺輥梳理后的小棉束再次進(jìn)行梳理、充分地混和及清除棉結(jié)、雜質(zhì)。前、后固定齒條蓋板針布分別安裝在錫林回轉(zhuǎn)蓋板針布的前下方和后下方，后固定齒條蓋板針布對(duì)纖維進(jìn)行預(yù)梳理，與錫林針布間的隔距較大、齒密較小；由于纖維經(jīng)過(guò)主梳理區(qū)的梳理，前固定齒條蓋板針布通常與錫林針布間的隔距較小、齒密較大，以達(dá)到漸強(qiáng)梳理的效果。因此，選擇蓋板針布配置時(shí)須考慮到回轉(zhuǎn)蓋板針布及前、后固定齒條蓋板針布之間的配合，并跟蹤蓋板針布隔距對(duì)梳理質(zhì)量的影響。

4.2 錫林金屬針布與彈性回轉(zhuǎn)蓋板針布的配置

衡量梳棉機(jī)梳理能力的標(biāo)準(zhǔn)是梳理度，即每根纖維受到梳理的針、齒數(shù)。梳理度與齒密有很大的關(guān)系，原料不同，錫林金屬針布齒密與彈性回轉(zhuǎn)蓋板針布針密配置不同。有研究指出：紡棉中、細(xì)號(hào)紗時(shí)采用大齒密—小針密搭配；紡棉中、粗號(hào)紗時(shí)的搭配反之；紡純棉細(xì)號(hào)紗和超細(xì)化纖時(shí)，采用大齒密—大針密搭配；紡化纖、毛、麻時(shí)采用小齒密—小針密配置[11]。也有研究針對(duì)梳理細(xì)特化纖用針布的配置進(jìn)行了探討，分別采用錫林金屬針布與彈性蓋板針布以小齒密—大針密、小齒密—小針密、大齒密—小針密、大齒密—大針密進(jìn)行配置對(duì)比試紡，結(jié)果表明錫林金屬針布與彈性蓋板針布呈大齒密—大針密配置時(shí)，其梳理效果最好、棉結(jié)雜質(zhì)最少[12]。還有對(duì)彈性蓋板針布和錫林金屬針布工藝性能的研究，當(dāng)錫林金屬針布齒密較大時(shí)，彈性蓋板針布的針密應(yīng)小一些；當(dāng)錫林金屬針布齒條的工作角α小時(shí)，彈性蓋板針布植角δ應(yīng)大一些，但不應(yīng)大于74°，這樣配置的梳理效果為最佳[13]。

4.3 前后固定齒條蓋板針布的配置

用于不同種類(lèi)纖維、不同機(jī)型上的前、后固定齒條蓋板針布的參數(shù)應(yīng)不同；一般而言，前、后固定蓋板針布齒條的工作角α為85°～90°,后固定齒條蓋板針布的齒密λ為(60 ～440 )齒/(25.4 mm)2。隨著科技進(jìn)步，梳棉機(jī)梳理效率大大提高，后固定齒條蓋板針布的根數(shù)也在增加；紡化纖時(shí)配置后固定齒條蓋板針布的隔距應(yīng)稍大，約為0.4mm～1.0 mm；前固定齒條蓋板針布的齒密約為(240 ～950 )齒/(25.4 mm)2，工作角α為70°～80°[14-15]。

4.4 針布隔距

新針布的上車(chē)隔距通常情況下應(yīng)以稍大為宜，并應(yīng)跟蹤梳理質(zhì)量，待生產(chǎn)達(dá)到一定產(chǎn)量后對(duì)針布隔距適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整；隨著梳理時(shí)間的加長(zhǎng),針布的鋒利度下降，針/齒尖平面度有所提高，須適當(dāng)減小針布間隔距。

5 彈性蓋板針布的發(fā)展趨勢(shì)

5.1 植角

植角在國(guó)內(nèi)外許多針布樣本中都未明確標(biāo)出，一般只標(biāo)注密度參數(shù)。回轉(zhuǎn)蓋板彈性針布梳針的植角δ通常為72°～75°,個(gè)別為80°；植角δ大則其對(duì)纖維的控制能力弱、纖維轉(zhuǎn)移效果好，而梳理效果差；植角δ小則其對(duì)纖維的控制能力強(qiáng)、纖維梳理更充分。根據(jù)加工纖維的不同，應(yīng)選擇不同植角δ的彈性回轉(zhuǎn)蓋板針布，如紡差別化纖維時(shí)，前角α由18°減小為12°～14°；紡棉纖維時(shí)，前角α由18°增大為19°～21°[3]。

有文獻(xiàn)[16]指出，當(dāng)后固定齒條蓋板針布梳理區(qū)存在較大且分布不均勻的束狀纖維時(shí)，則瞬間發(fā)生涌堵導(dǎo)致充塞繞掛針布，齒條工作角α應(yīng)以0°～7°為宜，并選擇具有較大齒隙的齒型以確保其對(duì)纖維的有效釋放；前固定齒條蓋板針布齒條的工作角α以5°～7°為宜，并盡量選擇較大的齒隙。

總體上，彈性蓋板針布的植角δ變化并不大，少數(shù)彈性蓋板針布的植角δ應(yīng)根據(jù)所紡差別化纖維的需要，在原植角δ的取值上下浮動(dòng)約3°,即彈性蓋板針布植角δ宜為12°～21°,個(gè)別為10°。

5.2 針/齒密λ

梳棉機(jī)主梳理區(qū)由彈性回轉(zhuǎn)蓋板針布與錫林金屬針布構(gòu)成，梳理區(qū)2種針布的針/齒密λ決定了針布的梳理度。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，最佳的彈性回轉(zhuǎn)蓋板針布針密λ應(yīng)為(290 ～520)針/(25.4 mm)2[17]。為對(duì)纖維的梳理效果更好，應(yīng)根據(jù)原料品種、質(zhì)量及產(chǎn)量等因素，探索配置不同類(lèi)型的蓋板針布[18-20]；也有文獻(xiàn)指出，可通過(guò)增大縱向梳針排列長(zhǎng)度以增加梳針數(shù)量，進(jìn)而改善生條質(zhì)量[21]。關(guān)于針密的變化，從彈性針布的橫、縱向針密單一變化到同時(shí)變化，研究人員也得出了相對(duì)優(yōu)化的彈性蓋板針布針密[22-23]。

史志陶[24]研究了回轉(zhuǎn)蓋板運(yùn)轉(zhuǎn)方向與彈性針布選型的關(guān)系，指出當(dāng)回轉(zhuǎn)蓋板正轉(zhuǎn)時(shí)，可以不拘型式地選用直針彈性蓋板針布或彎針彈性蓋板針布；當(dāng)回轉(zhuǎn)蓋板反轉(zhuǎn)時(shí)，宜盡可能選擇彎針彈性蓋板針布，梳針的密度分布宜盡量避免漸密型；否則，蓋板花將難以刷出，或即使能刷出來(lái)，對(duì)彈性蓋板針布的磨損以及蓋板花纖維損傷都較嚴(yán)重，以致影響其日后使用。這說(shuō)明彈性蓋板針布的選擇還應(yīng)與具體工藝選擇相結(jié)合。

在實(shí)際生產(chǎn)前須充分了解原料狀態(tài)，以選擇合適的彈性蓋板針布，如：紡化纖時(shí)常使用勻密型彈性蓋板針布；加工再紡棉時(shí)，推薦使用漸密型彈性蓋板針布[19]；總體上，紡棉比紡化纖用彈性蓋板針布針密偏小，并要結(jié)合加工對(duì)象進(jìn)行選擇。當(dāng)原棉質(zhì)量較好時(shí)，宜選擇有利于加強(qiáng)梳理的彈性蓋板針布，如要求針密稍大，梳針為橫向密、縱向漸增的排列，以加強(qiáng)梳理，針密宜不小于400 針/(25.4 mm)2；反之，紡低級(jí)棉宜選用勻密型和橫密型的彈性蓋板針布，針密宜為(290 ～400) 齒/(25.4 mm)2。

5.3 針布鋒利度、平面度、耐磨性和表面粗糙度

為了充分發(fā)揮彈性蓋板針布的梳理功能，普遍重視提高新型彈性蓋板針布的鋒利度、平面度和耐磨性，減少表面粗糙度Ra值，這是除了合理設(shè)計(jì)、選用適宜的彈性蓋板針布型號(hào)和規(guī)格外，獲得優(yōu)良梳理功能的關(guān)鍵。梳針針尖鋒利、表面粗糙度Ra值小、平面度誤差小、耐磨，則彈性針布的穿刺、握持、梳理能力強(qiáng)，梳理質(zhì)量好且穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。

目前，國(guó)產(chǎn)彈性針布在這些方面有很大的提高，在向使用企業(yè)推薦合理型號(hào)的基礎(chǔ)上，制造企業(yè)也通過(guò)采用優(yōu)質(zhì)鋼材及特殊的熱處理工藝，明顯提升了國(guó)產(chǎn)彈性針布的性能和壽命。

6 結(jié)語(yǔ)

6.1梳理不同纖維時(shí)，應(yīng)選擇不同針密分布型式，以充分發(fā)揮彈性蓋板針布的梳理功能，還應(yīng)重視提高針布鋒利度、表面粗糙度、平面度和耐磨性。

6.2在梳棉機(jī)梳理生產(chǎn)前應(yīng)充分了解纖維原料狀態(tài)及相關(guān)彈性針布的配置，尤其要將錫林金屬針布的齒密和工作角α參數(shù)與梳理具體工藝相結(jié)合，充分考慮梳理區(qū)纖維的轉(zhuǎn)移、釋放，以合理選擇彈性蓋板針布、充分發(fā)揮其梳理功能，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。