陳玉峰1 王守波2
1.光山白鯊針布有限公司,河南信陽；465450；2.新余市纖致紡織品有限公司，江西新余，338000
摘 要：探討精細化麻纖維梳理針布的創新設計與應用。針對麻纖維的特性，分別設計了精細化開松梳理及在棉紡系統紡紗中的新型梳理針布。應用表明，新型梳理針布在提高麻纖維的精細化程度、控制短絨率增長、強化雜質、麻粒和硬絲的排除等方面表現出良好的梳理效果。認為：所設計的新型梳理針布能滿足精細化麻纖維梳理加工及在現有棉紡系統中的紡紗要求。
關鍵詞：精細化；麻纖維；梳理針布；棉紡系統；錫林；蓋板；麻粒；短絨率
隨著麻纖維的應用向細特紗線和輕薄面料織物方向發展，在棉紡系統上加工精細化麻纖維的產品逐步增加。但是，由于目前麻纖維在精細化加工中，其開松、梳理沒有專用的設備和器材，導致對麻纖維的開松和梳理不充分、纖維損傷大、落麻多，針布嵌雜、使用周期短等問題較為突出。另外，精細化后的麻纖維在棉紡系統中紡紗時，由于麻纖維性能與棉纖維相比有較大的差別，也對梳理針布提出了新的要求。因此，針對麻纖維特性，設計新型精細化麻纖維梳理針布十分必要。
1麻纖維在棉紡系統上紡紗及發展趨勢
1.1麻纖維在棉紡系統上的紡紗條件
麻纖維主要是經過韌皮脫膠而得到的纖維，常見的有苧麻、亞麻、漢麻、黃麻等。利用棉紡設備進行麻纖維的紡紗，具有流程短、效率高、質量好的特點。
精細化麻纖維是通過對麻纖維的開松、梳理，使粗、硬、長的麻纖維被開松、梳理成細、軟、短的纖維，性能接近棉纖維，以便在棉紡系統上進行順利紡紗[1]。隨市場需求和麻纖維短紡技術的發展，麻纖維精細化是發展趨勢。目前，主要是采用脫膠后的亞麻、漢麻纖維的長麻或二粗、落麻等精細化（開松梳理）后，在棉紡系統上進行紡紗。
1.2精細化麻纖維處理的特點及存在問題
在精細化麻纖維處理中，采用的設備主要有刺輥開松機、羅拉梳理機、棉紡蓋板梳理機等。
精細化麻纖維的流程一般為脫膠長麻（或落麻）→刺輥開松除雜（多輥開松）→麻纖維精細化（羅拉與蓋板梳理機組合或蓋板梳理機）。
精細化后的麻纖維則在棉紡系統上進一步加工成紗，一般流程為麻纖維或麻與其他纖維混和→開清→梳理→精梳準備→精梳→并條→粗紗→細紗→絡筒。
但是由于麻纖維粗、硬，目前主要針對棉纖維梳理的針布不能適應麻纖維的梳理。因此，合理設計梳理麻纖維的專用針布及梳理工藝，以減少對纖維損傷、提高清除雜質和麻粒效率、提高麻纖維精細化程度，是滿足麻纖維在棉紡系統中紡制優質紗的關鍵。
2精細化麻纖維開松梳理針布及工藝設計
2.1開松針布
開松設備主要采用多個刺輥（一般為6個～18個）組合開松，開松后的麻纖維經養生后再進入梳理工序。開松針布要求能夠承受大的打擊力和摩擦力，將長麻打斷，初步細化，排除質。
現有的麻纖維開松針布多采用直齒形，常見的針布型號及規格見表1。由于開松針布在開松梳理中沖擊力大，致使針布損傷快，不耐用，嵌雜多；同時纖維損傷程度大，短絨率高。
表1常用多節刺輥開松針布規格
為了提高開松質量，降低纖維損傷，減少嵌雜，延長針布使用壽命，在新型開松刺輥針布設計時采取以下措施：將原來的直齒形改為弧齒形，如圖1、圖2所示，以減少嵌雜；降低齒尖厚度，提高鋒利度；降低總高,提高抗軋能力，延長使用壽命；齒密增加，提高分梳能力；縮小齒深，提高纖維轉移率，減少嵌雜；擴大縱向齒距，以減少縱向打擊損傷纖維；齒尖硬度在900HV以上，延長使用壽命；加大工作角，提高穿刺能力；增加負底角，減少嵌雜；配置時根據開松刺輥的數量，逐漸加密齒密，逐步降低總高，逐步加大角度，實現對麻纖維的漸進開松，減少纖維損傷，提高分裂度和開松除雜效果，延長針布使用壽命。
2.2精細化麻纖維的梳理針布
2.2.1精細化麻纖維的梳理要求及存在問題
麻纖維精細化梳理時應注意的是：減少纖維損傷，提高開松度，充分排除雜質、粗纖維和短纖維，降低麻粒。其設備目前借用毛紡的羅拉梳理機、梳棉機等設備進行組合改造，流程配置雙聯或多聯。典型流程為原麻→羅拉梳理機→梳棉機→成包，或原麻→梳棉機→梳棉機→成包。現有麻纖維梳理的羅拉梳理機和梳棉機的配置針布規格分別見表2、表3。
表2 現有羅拉梳理機配置針布規格
表3現有梳棉機配置針布規格
為了提高麻纖維的可紡性，提高麻纖維分裂度和柔軟度是其精細化的關鍵。在精細化的開松梳理中，麻纖維在錫林、道夫、轉移輥、工作輥以及彈性蓋板之間反復梳理轉移，工藝纖維的分裂度不斷提高，柔軟性改善，但其短絨明顯增加，一般麻短絨的比例可以占到35%以上，極大地降低了纖維的可紡性。
麻纖維在開松梳理前的養生工序，就是給麻纖維噴灑油、水混合液，并使其堆放一段時間，讓油、水混合液均勻滲透到纖維內部。養生后的麻纖維在梳理時，由于回潮率偏大，油劑使纖維與針齒間的黏性增大，加之皂垢物較多，增加了纖維間及纖維與針齒間的黏附力，使纖維轉移不良，容易纏繞針布。現有的錫林、刺輥針布，針齒的總高高，針齒的工作深度深，進一步加重了纖維纏繞，增加了纖維損傷。蓋板針布齒密較稀，控制纖維能力弱，大秸稈、麻粒、硬條嵌入其中，影響分梳效果。另外，由于麻纖維粗、硬，強度高，易使針齒尖端及針齒工作面棱邊發生磨蝕，使針齒鋒利度、平整度、光潔度不斷下降，影響分梳效果。
2.2.2麻纖維精細化的新型梳理針布設計
根據麻纖維精細化梳理的特點，減少針布纏掛、繞花，提高轉移效果，減少纖維損傷，加大麻粒和硬絲的排除，延長針布使用壽命，是設計的關鍵。刺輥針布設計采用降低總高和齒深、提高齒尖硬度、增加齒密、加大工作角的措施，齒形多采用弧齒形或者駝峰齒形，達到充分開松、減少嵌雜、提高分梳穿刺和轉移能力的目的；錫林針布設計采取總高矮、齒深淺、齒密密、齒尖薄且硬度高的措施，齒形多采用直齒形或者駝峰齒形，達到提高穿刺、梳理、轉移能力和減少纖維損傷的目的；道夫針布設計采取增加總高（增加疏導氣流）和齒深（纖維容量增大）、適度減少齒密（便于轉移）、降低齒尖厚度且為直齒形（提高轉移能力）的措施，工作角采用30°～35°；在羅拉梳理中，工作輥、轉移輥的針布均采取加大工作角（30°～35°），以提高轉移能力，減少纏繞。在蓋板梳理中，彈性活動蓋板針布采用降低總高、增大工作角和齒密、選用彎膝針形等措施，以提高梳理效果、減少嵌雜。
2.3精細化麻纖維紡紗的新型梳理針布設計
2.3.1梳理特點及存在問題
精細化麻纖維在棉紡系統上紡紗，多采用與其他纖維的混紡。在麻纖維與其他纖維混紡的梳理過程中，由于針布的適紡兼容性差，容易造成梳理不充分，并絲多，纖維損傷大、短絨高，麻粒多，針布壽命短等問題。其梳理針布配置一般借用紡化纖針布配置，常見針布型號及規格見表4。
2.3.2新型梳理針布設計
紡制麻纖維混紡紗時梳棉機針布配置主要以兼顧各種纖維性能為前提，減少生產中的纏、黏、掛、繞，提高纖維伸直平行度，去除麻粒、短纖維，控制短纖維增長率，滿足成紗質量的要求。故對表4中的針齒進行改進設計。刺輥針布型號AT5005303621VCS，加大齒密到100齒/（25.4mm）2～120齒/（25.4mm），提高預梳理，減少嵌雜；齒尖厚度降低到0.17mm，減少纖維損傷。錫2林針布型號AC1840301640，總高降低到1.6mm～1.8mm,齒深降低到0.35mm，以提高轉移率；齒密增加到1008齒/（25.4mm）2，以改善梳理效果；提高針齒光潔度以減少摩擦因數；針尖厚度降低到0.35mm，以提高穿刺能力、減少纖維損傷；提高齒尖硬度，增加耐磨度；異形齒頂增加托持纖維能力，使其不易沉入齒底而利于梳理。道夫針布型號AD4230301890,總高增加到4.2mm,利于氣流下泄；齒深加深到2.1mm～2.3mm，增加容纖量，提高轉移率，齒尖硬度在780HV以上，齒形采用直齒形。活動蓋板型號MCH45～MCH55,采取總高減低到7.1mm～7.5mm，以提高抗軋效果，延長針布使用壽命；齒密橫向加密到450齒/（25.4mm）～550齒/（25.4mm），以22增加攔截梳理；工作角增大到76°，提高釋放纖維能力，降低落棉等措施。固定蓋板采用淺齒深（0.35mm）、小角度、高齒密[260齒/（25.4mm）2～760齒/（25.4mm）2]等措施，減少嵌雜，利于梳理質量的提升。
2.4精細化麻纖維的新型精梳針布設計
2.4.1棉紡精梳針布的特點及存在問題
針對麻纖維長度差異大、纖維粗硬、強度高、抱合性差等特點，在麻纖維精梳中，錫林、頂梳的針齒設計要求是：減少纖維損傷，排除掉較粗及較短的麻纖維和麻粒，防止生產過程中嵌雜、纏繞。目前常用的針布配置重點是充分去除麻粒和短纖維，滿足粗特紗的紡紗需求。在現有精梳錫林4組針布配置中，針齒梳理點一般在1.4萬齒～2.1萬齒；頂梳針排的密度一般為21針/cm。
主要規格見表5。但這種配置對纖維損傷多，穿刺和攔截能力差，造成精梳落麻高、纖維分離不夠、纖維網易斷等問題。
2.4.2新型精梳錫林、頂梳的針布設計
新設計的精梳錫林針布齒密適當提高，總梳理點達1.8萬齒～2.2萬齒，針齒工作角35°～50°。針齒具有強度和彈性高、針尖鋒利度高的特點；大齒深可增加容纖量，使纖維能夠沉入齒隙中實現透梳；小角度、大齒頂減少對纖維的損傷；齒體光潔度高，以降低棉結、雜質和短絨，薄齒尖、橫向密，可提高橫向攔截梳理、清除短絨的能力。新設計的頂梳針布齒密增加到26針/cm，齒尖厚度不大于0.06mm，齒寬0.25mm，硬度在800HV以上，粗糙度0.06m，提高針齒的穿刺能力和自潔能力。
3精細化麻纖維梳理針布應用實例
3.1新型針布在漢麻開松梳理中的應用效果
清梳聯開松七輥聯開設備，對養生后的漢麻長麻進行開松，再經梳棉機梳理。采用原針布配置時，開松后的纖維并絲多、長度短、麻粒多，針布使用周期短。采用新型的矮齒、淺齒、密齒配置方案，質量得到了明顯的提升，具體梳理效果對比如下。
3.2新型針布在亞麻開松梳理中的應用效果
精細化亞麻加工中，更換新型針布規格以及更換針布前后的開松、梳理效果見表6和表7。
由表6和表7可以看出，采用矮、淺、尖、薄、密、小的針齒規格設計的新型麻纖維開松、梳理針布，可有效提高穿刺能力，增強纖維分梳，加強纖維轉移，提高梳理效果。
3.3新型精梳針布在亞麻混紡紗中的應用
采用包混，生產精梳棉/亞麻70/309.7tex集聚紗時，采用CJ40型精梳機，速度280鉗次/min；落棉率（9±0.5）%，精梳條定量（22±0.5）g/5m；原錫林針布總梳理點1.6萬齒，工角度最大為40°，頂梳針密26針/cm，齒尖厚度0.06mm；更換為新型針布，錫林針布配置總梳理點2.1萬齒，工角度最大為45°，頂梳針密28針/cm，齒尖厚度0.04mm。更換針布后，成紗質量得到了明顯提升，試驗結果如下。
3.4新型針布在漢麻混紡紗中的應用
采用包混，生產漢麻/棉55/4527.8tex集聚紗時，采用FA224型梳棉機,更換針布前后的針布配置及成紗質量對比如下。
由對比數據可以看出，采用新型針布后顯著改善了成紗質量。
4結語
本研究對麻纖維的開松、梳理針布進行了設計,通過改進幾何尺寸、提高硬度，改善了麻纖維在梳理中的轉移率，提高了針齒對纖維層的穿刺能力等。對新型梳理針布進行了上機對比試驗，取得了較好的梳理效果。實踐證明，新型梳理針布能夠解決麻纖維梳理中短絨高、麻粒多等問題，實現了麻紡梳理質量的提升。
參考文獻
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摘自棉紡織技術，2021-03-29，https://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1132.ts.20210327.1742.002.html
