薛 慶

(金輪針布(江蘇)有限公司，江蘇 南通 226143)

0 引言

整體錫林和頂梳是精梳機(jī)核心梳理器材。整體錫林鉗板握持纖維叢，排除棉結(jié)、雜質(zhì)和短絨，提升纖維的平行度、伸直度和分離度；頂梳形成的附加摩擦力界，加強(qiáng)對(duì)分離纖維叢中浮游纖維的控制，以減少有效纖維損失，梳理分離須叢的后端，即梳理鉗板鉗唇死隙部分及鉗板握持點(diǎn)后部分，剔除短絨，提高精梳條纖維整齊度，并排除棉結(jié)、雜質(zhì)等疵點(diǎn)。

近年來(lái)，棉精梳機(jī)用整體錫林和頂梳已形成系列化配套產(chǎn)品，但針對(duì)棉型化纖精梳的研究較少。棉型化纖具有耐磨、易洗易干、不霉?fàn)€、不被蟲(chóng)蛀等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于衣著織物、濾布輸送帶、醫(yī)療縫線(xiàn)等。棉型化纖經(jīng)梳棉機(jī)梳理后，纖維的分離度、平行度和伸直度依然較差，影響成紗質(zhì)量；但經(jīng)精梳后的成紗質(zhì)量則得到提升，能滿(mǎn)足高檔面料的要求。隨著精梳棉型化纖的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，分析棉型化纖的性能特點(diǎn)，進(jìn)行棉型化纖精梳整體錫林和頂梳的優(yōu)化設(shè)計(jì)和配套研究，以滿(mǎn)足棉型化纖精梳梳理質(zhì)量要求，為用戶(hù)選型配套提供參考十分必要[1-5]。

1 紡棉型化纖用整體錫林和頂梳的研制

1.1棉型化纖性能

棉型化纖相對(duì)于棉纖維而言，纖維較長(zhǎng)，長(zhǎng)度整齊度好；斷裂強(qiáng)度高，斷裂伸長(zhǎng)大；摩擦因數(shù)大，回潮率低，比電阻較大，摩擦易產(chǎn)生靜電；纖維含雜率較低。棉纖維與棉型滌綸的性能指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 棉纖維和棉型滌綸性能對(duì)比

纖維類(lèi)別棉纖維棉型滌綸纖維長(zhǎng)度/mm23～3538纖維線(xiàn)密度/dtex1．11～2．221．30～1．56斷裂強(qiáng)度/(cN·dtex?1)1．8～3．14．2～5．2斷裂伸長(zhǎng)率/%7～1230～45靜摩擦因數(shù)0．27～0．290．38～0．41動(dòng)摩擦因數(shù)0．24～0．260．26～0．29公定回潮率/%8．50．4質(zhì)量比電阻/(g·cm?2)106～1071013～1014

1.2棉型化纖精梳工藝參數(shù)設(shè)置

棉型化纖精梳工藝參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表2。

1.3紡棉型化纖用精梳整體錫林設(shè)計(jì)原則

棉型化纖精梳梳理過(guò)程中，纖維易纏繞錫林，造成嵌花，且毛刷難以清除；為此，棉型化纖精梳錫林相對(duì)于棉精梳錫林設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

表2 棉型化纖精梳工藝參數(shù)

項(xiàng)目工藝參數(shù)小卷定量/(g·m?1)50～60落棉率/%8～11給棉方式前進(jìn)給棉給棉長(zhǎng)度/mm4．7，5．2落棉隔距/mm7～9梳理隔距/mm0．3～0．4

a) 錫林總齒數(shù)和各梳理區(qū)齒密不宜過(guò)大，適當(dāng)增大齒片的基部寬度和縱向齒距，減少作用在每根纖維上的齒數(shù)；

b) 適當(dāng)增大齒片前角，減小齒深，便于毛刷清理；

c) 前排齒片與纖維平行，后排齒片交替傾斜并適當(dāng)縮小齒片的傾斜角，減少對(duì)纖維的控制。

根據(jù)棉型化纖特點(diǎn)及梳理要求，優(yōu)化設(shè)計(jì)整體錫林齒面圓心角，將其分為75°和90°兩種，橫向排列第1組齒片與纖維叢和梳理方向平行，后幾組齒片以交替傾斜3°的方式排列，分別設(shè)計(jì)GJX-E-75-TP42型和GJX-E-90-X型整體錫林并進(jìn)行優(yōu)化對(duì)比試驗(yàn)。GJX-E-75-TP42型和GJX-E-90-X型整體錫林齒片排列與棉型化纖纖維叢關(guān)系如圖1所示。

a) GJX-E-75-TP42型(75°) b) GJX-E-90-X型(90°)1—齒片1；2—齒片2；3—齒片3；4—齒片4；5—齒片5。圖1 整體錫林齒片排列與棉型化纖橫向纖維叢關(guān)系

1.4紡棉型化纖用整體錫林的設(shè)計(jì)

1.4.1總齒數(shù)

整體錫林總齒數(shù)的計(jì)算公式為：

其中：Z為總齒數(shù)；C為梳理度；N為小卷橫截面纖維根數(shù)；A為給棉長(zhǎng)度/mm；W為落棉率/%；B為分離隔距/mm；a為死隙長(zhǎng)度/mm[6]。

根據(jù)立達(dá)紡紗手冊(cè)推薦的錫林型號(hào)、纖維馬克隆值及棉層纖維根數(shù)、給棉方式等參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值范圍[7]，推算出錫林梳理度的取值范圍：前進(jìn)給棉時(shí)為0.21齒/根～0.27齒/根，后退給棉時(shí)為0.41齒/根～0.57齒/根。生產(chǎn)中，錫林梳理度的取值一般取決于精梳紗品種及其質(zhì)量要求：紗號(hào)越細(xì)則精梳質(zhì)量要求越高，梳理度取值應(yīng)偏大；反之，則梳理度取值應(yīng)偏小。一般棉型化纖精梳落棉率控制在10%以?xún)?nèi)，采用前進(jìn)給棉方式，建議梳理度值為0.15齒/根～0.18齒/根，具體設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)總齒數(shù)見(jiàn)表3。

表3 棉型化纖整體錫林設(shè)計(jì)參數(shù)

項(xiàng)目設(shè)計(jì)參數(shù)給棉方式前進(jìn)給棉小卷截面纖維根數(shù)N423077落棉率W/%10給棉長(zhǎng)度A/mm5．2分離隔距B/mm20梳理度C/(齒·根?1)0．15～0．18錫林總齒數(shù)18000～22000

1.4.2齒面圓心角和分區(qū)數(shù)

根據(jù)錫林總齒數(shù)(19 000齒～21 000齒)，結(jié)合現(xiàn)有錫林齒片規(guī)格，齒面圓心角設(shè)計(jì)為75°和90°兩種。

GJX-E-75-TP42型四等分區(qū)整體錫林優(yōu)點(diǎn)：在保證逐漸加強(qiáng)梳理效果的同時(shí)，有效減少錫林總齒數(shù)；較小的齒面可有效避免錫林末排齒尖抓取分離羅拉倒入機(jī)內(nèi)的纖維，缺點(diǎn)是后區(qū)橫向齒密變化偏快，易造成纖維損傷。

GJX-E-90-X型五等分區(qū)整體錫林優(yōu)點(diǎn)：齒片前區(qū)至后區(qū)的密度變化均勻，利于漸進(jìn)分梳，其梳理度可通過(guò)縱、橫向齒密控制；缺點(diǎn)是梳理度較大，易造成纖維斷裂及落棉率偏高，需合理配置齒條密度。

1.4.3其他主要參數(shù)

為了方便毛刷清除纖維、防止嵌花，錫林主要參數(shù)設(shè)計(jì)為:① 齒片基部寬和縱向齒距偏大取值，最后一梳理區(qū)的齒片基部寬取0.48 mm或0.40 mm，縱向針排取10排或12排；前三區(qū)齒片基部寬(mm)取值為0.80或0.60，0.80，0.65，0.60，0.55等，縱向針排數(shù)可以取4，6，8，10，12排；② 齒片工作角應(yīng)偏大，取值為50°～58°，且從前區(qū)到后區(qū)逐漸減?。虎?齒片橫向傾斜角偏小配置。

1.4.3.1紡棉型化纖用精梳GJX-E-75-TP42型整體錫林設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表4，結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖2。

1.4.3.2紡棉型化纖用精梳GJX-E-90-X型整體錫林參數(shù)見(jiàn)表5，結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖3。

1.5紡棉型化纖用頂梳的設(shè)計(jì)

根據(jù)棉型化纖的特點(diǎn)，頂梳的齒密[齒/(100 mm)]不宜太大，一般取240、260和280，采用榫型結(jié)構(gòu)，齒尖角為18°～21°，有利于減少纏繞，防止頂梳嵌花，靠近基部則采用負(fù)工作角設(shè)計(jì)，使頂梳梳理的棉結(jié)、短絨和雜質(zhì)積累一定數(shù)量后在重力作用下掉落，達(dá)到自清潔的效果。根據(jù)試驗(yàn)方案選用GJD-E-240-P型、GJD-E-260-B型和GJD-E-280-J型頂梳，其具體齒形結(jié)構(gòu)如圖4所示。

表4 GJX-E-75-TP42型整體錫林設(shè)計(jì)參數(shù)

錫林參數(shù)第1組第2組第3組第4組齒片基部寬/mm0．800．600．500．40針排數(shù)461012齒面圓心角/(°)75錫林寬度/mm320齒頂圓半徑/mm62．7齒根圓半徑/mm52．4齒片傾斜角/(°)第1組為0，后3組交替傾斜為3總齒數(shù)19750

圖2 GJX-E-75-TP42結(jié)構(gòu)形式

表5 GJX-E-90-X型整體錫林參數(shù)

錫林參數(shù)第1組第2組第3組第4組第5組齒片基部寬/mm0．80或0．600．650．600．550．50針排數(shù)4681012齒面圓心角/(°)90錫林寬度/mm320齒頂圓半徑/mm62．7齒根圓半徑/mm52．4齒片傾斜角/(°)第1組為0，后4組交替傾斜為3總齒數(shù)20581

圖3 GJX-E-90-X結(jié)構(gòu)形式

2 紡棉型化纖用整體錫林和頂梳梳理效果

2.1試紡原料

棉型滌綸精梳小卷和預(yù)并條質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表6。

2.2紡紗工藝

滌綸預(yù)并條普梳流程：并條機(jī)→粗紗機(jī)→細(xì)紗機(jī)；滌綸小卷精梳流程：精梳機(jī)→并條機(jī)→粗紗機(jī)→細(xì)紗機(jī)。

圖4 頂梳齒形結(jié)構(gòu)

表6 精梳小卷和預(yù)并條質(zhì)量情況

項(xiàng)目精梳小卷預(yù)并條棉結(jié)/(?！?1)45雜質(zhì)/(?！?1)1216mm重量短絨率/%3．534．8016mm根數(shù)短絨率/%9．5012．76有效纖維長(zhǎng)度/mm36．0735．32

2.3精梳主要工藝參數(shù)

精梳主要工藝參數(shù)：小卷定量為54.5 g/m，前進(jìn)給棉，落棉隔距為12 mm，頂梳插入深度刻度為+0.5，給棉長(zhǎng)度為4.7 mm，錫林定位分度為37，搭接刻度為0，牽伸倍數(shù)為13.54，車(chē)速為200鉗次/min。

2.4測(cè)試儀器及測(cè)試指標(biāo)

a) 印度Premier公司的 aQura型棉結(jié)與短纖維測(cè)試儀：測(cè)試滌綸條棉結(jié)、雜質(zhì)含量，纖維長(zhǎng)度分布以及短纖維含量；

b) Uster條干儀：測(cè)試滌綸條條干均勻度以及成紗條干、成紗棉結(jié)、千米粗節(jié)和千米細(xì)節(jié)；

c) YG063T型全自動(dòng)單紗強(qiáng)力儀：測(cè)試成紗斷裂強(qiáng)度；

d) 長(zhǎng)嶺CT3000型條干均勻度測(cè)試儀(具有毛羽測(cè)試模塊)：測(cè)試毛羽H值。

2.5試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

2.5.1將預(yù)并條和精梳小卷分別經(jīng)過(guò)普梳工藝和精梳工藝紡制成14.6 tex細(xì)紗，對(duì)比兩者的成紗質(zhì)量。

2.5.2分別采用齒密為24齒/cm，26齒/cm，28齒/cm的頂梳，對(duì)比其精梳條質(zhì)量和成紗質(zhì)量。

2.5.3分別采用GJX-E-75-TP42型和GJX-E-90-X型兩種錫林，其具體參數(shù)見(jiàn)表4和表5，對(duì)比兩者的精梳條質(zhì)量和成紗質(zhì)量。

2.6精梳用整體錫林對(duì)成紗質(zhì)量的影響

2.6.1GJX-E-90-X型整體錫林與GJD-E-260-B型頂梳成紗質(zhì)量

普梳預(yù)并條和精梳條紡14.6 tex紗，棉型化纖普梳與精梳的成紗質(zhì)量見(jiàn)表7。

表7 成紗質(zhì)量對(duì)比

檢測(cè)項(xiàng)目普梳精梳成紗條干CV/%13．2212．33細(xì)節(jié)/(個(gè)·km?1)-40%-50%16016762粗節(jié)/(個(gè)·km?1)+35%+50%1701611616棉結(jié)/(個(gè)·km?1)+140%+200%46162410常發(fā)性疵點(diǎn)IPI值4828成紗單強(qiáng)/cN513550成紗毛羽H值3．613．28

2.6.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

由表7可知，普梳相對(duì)精梳的成紗條干CV值降低了6.7%，成紗千米細(xì)節(jié)、粗節(jié)和棉結(jié)均明顯減少，其中-50%細(xì)節(jié)、+200%棉結(jié)分別減少87.5%和37.5%，常發(fā)性疵點(diǎn)IPI值減少41.67%、成紗強(qiáng)力提高7.21%，成紗毛羽指標(biāo)也有改善。綜上可知，棉型化纖經(jīng)過(guò)精梳工序有利于提高成紗質(zhì)量指標(biāo)。

2.7頂梳齒密對(duì)精梳成紗質(zhì)量的影響

在其他條件相同時(shí)，GJX-E-75-TP42型精梳錫林分別配套24齒/cm、26齒/cm和28齒/cm的頂梳紡14.6 tex紗，其精梳條及成紗質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表8和表9。

分析表8和表9數(shù)據(jù)，可知如下規(guī)律。

表8 頂梳齒密對(duì)精梳條質(zhì)量影響

頂梳型號(hào)GJD?E?240?P型GJD?E?260?B型GJD?E?280?J型落棉率/%3．433．433．55精梳條干CV/%9．209．109．60棉結(jié)/(粒·g?1)333有效纖維長(zhǎng)度/mm36．7836．6636．7916mm重量短絨率/%1．681．441．6116mm根數(shù)短絨率/%4．964．294．63

表9 頂梳齒密對(duì)成紗質(zhì)量影響

頂梳型號(hào)GJD?E?240?P型GJD?E?260?B型GJD?E?280?J型成紗條干CV/%12．7212．8114．07細(xì)節(jié)/(個(gè)·km?1)-40%-50%888114618628粗節(jié)/(個(gè)·km?1)+35%+50%136241522816228棉結(jié)/(個(gè)·km?1)+140%+200%422636284635常發(fā)性疵點(diǎn)IPI值586291成紗單強(qiáng)/cN578513499成紗毛羽H值4．263．272．80

a) 隨著頂梳齒密的增大，精梳落棉率有遞增的趨勢(shì)；精梳條棉結(jié)、短絨率和有效纖維長(zhǎng)度等質(zhì)量指標(biāo)均相差不大。

b) 隨著頂梳齒密的增大，成紗條干CV值逐漸增大，條干有惡化趨勢(shì)；成紗千米粗節(jié)、細(xì)節(jié)和棉結(jié)均有逐漸增加趨勢(shì)；成紗強(qiáng)力、成紗毛羽指數(shù)呈逐漸減小趨勢(shì)。綜合成紗各質(zhì)量指標(biāo)可以看出，以頂梳齒密為24針/cm時(shí)的成紗質(zhì)量為最優(yōu)。

2.8整體錫林齒密對(duì)精梳條及成紗質(zhì)量的影響

在其他條件相同時(shí)，齒密為26齒/cm頂梳分別配用GJX-E-75-TP42型和GJX-E-90-X型整體錫林，紡14.6 tex紗的精梳條及成紗質(zhì)量見(jiàn)表10和表11。

表10 錫林齒密對(duì)精梳條質(zhì)量的影響

錫林型號(hào)GJX?E?90?X型GJX?E?75?TP42型落棉率/%4．243．43精梳條干CV/%8．839．10棉結(jié)/(?！?1)33有效纖維長(zhǎng)度/mm36．6236．6616mm重量短絨率/%2．111．4416mm根數(shù)短絨率/%5．834．29

表11 錫林齒密配置對(duì)成紗質(zhì)量的影響

錫林型號(hào)GJX?E?90?X型GJX?E?75?TP42型成紗條干CV/%12．3312．81細(xì)節(jié)/(個(gè)·km?1)-40%-50%7621146粗節(jié)/(個(gè)·km?1)+35%+50%1161615228棉結(jié)/(個(gè)·km?1)+140%+200%24103628常發(fā)性疵點(diǎn)IPI值2862成紗單強(qiáng)/cN550513成紗毛羽H值3．283．27

分析表10和表11數(shù)據(jù)，可知：

a) GJX-E-75-TP42型相對(duì)于GJX-E-90-X型的精梳落棉率降低0.81個(gè)百分點(diǎn)，精梳條棉結(jié)基本一致，16 mm重量短絨率和16 mm根數(shù)短絨率分別降低31.75%和26.42%，有效纖維長(zhǎng)度增加；

b) GJX-E-75-TP42型相對(duì)于GJX-E-90-X型的成紗千米細(xì)節(jié)、粗節(jié)和棉結(jié)均有增加，成紗-50%細(xì)節(jié)、+50%粗節(jié)和+200%棉結(jié)分別增加了200%、75%和180%，成紗常發(fā)性疵點(diǎn)IPI值增加121%，成紗強(qiáng)力降低6.7%，成紗毛羽基本不變。

兩種精梳錫林梳理效果差異的原因在于：GJX-E-75-TP42型相對(duì)于GJX-E-90-X型的總齒數(shù)減少4%，梳理度較小，錫林工作角偏大，對(duì)纖維的作用較弱，對(duì)纖維損傷較??；因此，落棉少，精梳條短絨率低，纖維有效長(zhǎng)度較長(zhǎng)；但由于纖維梳理不充分，精梳條中的纖維伸直平行度較差，不利于在后道工序加工過(guò)程中提高成紗質(zhì)量，以GJX-E-75-TP42型的成紗質(zhì)量指標(biāo)略差。

3 結(jié)論

3.1根據(jù)精梳數(shù)學(xué)模型計(jì)算和設(shè)計(jì)的棉型化纖精梳整體錫林，GJX-E-75-TP42型總齒數(shù)比GJX-E-90-X型少850齒，且相對(duì)于后者對(duì)纖維的梳理度略小，對(duì)棉型化纖纖維的損傷相對(duì)較小，精條指標(biāo)較好。因此，當(dāng)客戶(hù)對(duì)精條指標(biāo)要求較高及落棉率較低時(shí)，建議配套整體錫林為GJX-E-75-TP42型，對(duì)應(yīng)的頂梳為GJD-E-240-P型。

3.2根據(jù)精梳成紗質(zhì)量對(duì)比及原因分析可知，當(dāng)客戶(hù)要求成紗質(zhì)量較高時(shí)，建議配套整體錫林為GJX-E-90-X型，對(duì)應(yīng)頂梳為GJD-E-260-B型較為適合，但落棉率略高一些。

3.3利用精梳設(shè)備加工棉型化纖，能夠提升精梳棉網(wǎng)的清晰度及纖維的伸直度、平行度和分離度，減少纖維在精條中的前、后彎鉤，改善纖維排列狀態(tài)，從而減少后道工序牽伸過(guò)程中棉結(jié)、粗細(xì)節(jié)的產(chǎn)生，有利于提升染整質(zhì)量，改善布面風(fēng)格。因此，在棉型化纖紡紗流程中引入精梳工序，是提高棉型化纖紡紗質(zhì)量的有效技術(shù)手段，用戶(hù)可根據(jù)棉型化纖的質(zhì)量要求及推薦的配套方案進(jìn)行選配。

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