道夫针布齿形设计创新和特点分析
摘要：介绍了道夫针布十二种齿形设计进步特点，分析了根据纤维的特性，利用齿形形态提高对不同纤维的控制、吸纳、释放、转移能力，减少梳理过程中落网、转移率低、嵌杂等问题，提高梳理质量的典型应用效果；证明：合理选配道夫齿形，能够使控制释放纤维的性能得到强化，提高梳理质量。
关键词：道夫；梳理；齿形；转移率；控制；纤维；应用；分析
随梳理纤维种类增加，梳理速度不断提高，道夫针布的齿形设计发生了很大的变化，道夫针齿控制转移的性能得到了提高。了解这些变化规律，对选配好道夫针布提高梳理质量至关重要。
1 道夫针布基本齿形
1.1 道夫针布常见齿形
目前国内外常见的道夫齿形有十四种：直齿、弧形齿、弧齿带横纹，直齿带横纹、弧背齿、鹰嘴、台阶、矩形齿尖、三面或双面沟槽、工作面沟槽、直背弧背组合齿、侧面曲背等齿形、直齿折背横纹、表面强化处理道夫。
图1 直齿 图2 直齿带横纹
图3 弧齿 图4 弧齿带横纹
图5 鹰嘴道夫 图6 弧背齿道夫
图7台阶式道夫 图8 矩形齿尖道夫
图9 三面或双面沟槽道夫针布 图10 工作沟槽道夫
图11 组合齿型道夫 图12 新型侧纹曲背道夫
图13 直齿折边横纹结合道夫 14 金刚镀道夫针布
1.2 国际上道夫针布的通用标识认知
（1）侧向带细纹针齿道夫：标识为“R”.
(2)鹰嘴形道夫针布：标识为“G”；
（3）弧齿形道夫针布：标识为“B”
（4）组合齿形：有BR,BG,RG,二者组合的齿形。
2 道夫针布齿形设计进步的核心
纤维的凝聚是靠道夫来实现。在高速旋转下，锡林针面上经过梳理的纤维在离心力的作用下，一端抛起被相对低速旋转的道夫针齿握住，纤维从锡林针面持续不断转移到道夫针面并凝聚成纤维网［1］。道夫的转移能力除与梳理机的工艺如锡林与道夫之间的隔距、道夫转速等相关外，与道夫握持控制纤维与容纳纤维的能力直接相关，道夫握持控制纤维能力与工作角、齿形设计相关，道夫容纳纤维的能力与齿深相关［2］。因此，道夫针布的型号规格和表面状态直接影响其对纤维的抓取、握持、释放能力，进而影响道夫转移率。道夫针布工作角：针布工作角小，针布对纤维的抓取能力弱，不利于纤维转移；齿深：道夫针布齿深大，可增加齿内纤维容量，同时使锡林高速回转产生的气流能够顺利从道夫齿尖溢出，提高纤维的转移率；齿密：增加道夫齿密使道夫对纤维的抓取能力增强，有利于转移率的提高；齿顶面积：要求针齿平齐锋利、光洁耐磨，避免轧伤。传统道夫和新型道夫参数对比见表1.
表1 道夫齿形技术进步对比
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项目 |
传统齿形道夫 |
新型齿形道夫 |
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工作角/° |
25-30 |
30-40 |
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齿形 |
直齿 |
直齿，弧齿多变 |
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针高/mm |
3.5-4.5 |
4.0-5.0 |
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齿深/mm |
1.9-2.4 |
2.0-2.6 |
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齿尖/mm |
0.10-0.13 |
0.11-0.15 |
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齿密/（25.4mm）2 |
306-550 |
306-550（直齿纺化学纤维加密） |
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基部高度/mm |
1.2-1.4 |
1.0-1.3 |
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适纺范围 |
通用 |
专纺性强 |
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道夫侧面齿形 |
光洁 |
横纹和沟槽，1-5槽不等 |
表中分析：进步的核心是道夫针布的工作角大，工作角稳定在30°-40利于抓取和转移；齿深增加，可增加齿内纤维容量，疏导气流提高纤维的转移率；齿密结合齿形适度增减，抓取转移相互结合；齿形设计，多样性，结合纤维性能，抓取转移控制释放相互结合。
3 道夫针布齿形设计变化应用效果
3.1直形齿道夫针布
3.1.1技术特点分析
特点：（1）齿形设计为直齿；（2）转移纤维能力强；（3）释放纤维能力强，伸直效果好；（4）齿深2.0-2.7mm，可以提高容纤量。
缺点：抗轧能力差，控制纤维能力较差，在高速或者化纤上容易出现落网。
改善途径：增加齿密，增加齿深，增加横纹。
3.1.2使用范围
齿密440齿/(25.4mm)2以下主要使用于低速机台，道夫转速40r/min以下，纺棉纤维，化学纤维等，通用性能好。高速机型化学纤维选用加密齿道夫, 一般500齿/(25.4mm)2以上。
3.1.3应用效果
直齿道夫转移效果好，能够有效降低小纱疵，提高成纱质量。典型应用效果见表2.
表2：直齿道夫典型应用效果
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型号 |
纤维名称 |
效果 |
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AD4030×01870（502） 反齿 |
粘胶纤维 |
高速机台效果好，小纱疵降低30%左右。 |
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AD4030×01770（512） |
化学纤维 |
梳理转移效果好 |
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AD4030×02090 |
棉、粘胶纤维 |
转移效果好，降低A1纱疵 |
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AD4530×01675 |
棉、粘胶纤维 |
齿密控制纤维，降低小纱疵 |
表中分析：直齿、密齿、深齿道夫在化纤纤维上梳理效果好。原理：道夫齿密控制纤维，齿深容纤量大，直齿释放转移效果好。在高速梳棉机上，采用齿深加深增加容纤量，齿密增加控制纤维，直齿增强转移相结合效果明显。
3.2弧形齿道夫针布
3.2.1技术特点分析
特点：(1)齿采用截切型，抗轧能力强，克服齿形变细变稀后容易损伤。（2）弧齿提高转移能力。（3）齿深较深，容纤维量大。
缺点：化学纤维转移容易形成弯钩。
改善途径：增加横纹。
3.2.2使用范围
适纺各种纤维，通用性能好。
3.2.3典型应用效果
弧齿道夫抗轧能力强，梳理效果好，针布使用寿命长。典型应用效果见表3.
表3：弧齿道夫典型应用效果
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型号 |
纤维名称 |
效果 |
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AD4030×02090B |
棉纤维 |
使用时间可达13年（1400T） |
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AD4030×02090B |
棉麻丝毛 |
梳理转移效果好 |
3.3弧齿带横纹道夫针布
3.3.1技术特点分析
特点：(1)齿采用截切型，抗轧能力强；（2）增加横纹，提高对化学纤维控制能力（3）齿深进一步加深到2.6mm，容纤维量大，易于气流通过。
缺点：容易造成释放时纤维伸直度回弹，破坏纤维伸直平行状态。
改善途径：增加横纹加强对纤维的控制，适度横纹道数，适度横纹到齿尖距离，将齿尖到横纹距离0.8mm减少到0.4mm。
3.3.2使用范围
棉纤维，化学纤维，Tencel等功能性纤维。
3.3.3典型应用效果
弧齿带横纹道夫克服了齿密减少后，控制纤维能力降低的不足，，提高对化学纤维控制能力，齿深进一步加深到2.6mm，容纤维量大，易于气流通过。适纺范围广，质量稳定，效果明显。见表4.
表4：弧齿带横纹道夫针布典型应用效果
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型号 |
纤维名称 |
效果分析 |
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AD4030BR×02090 |
粘胶纤维 |
四道横纹，控制效果好，不落网 |
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AD4030BR5×02090 |
各种纤维 |
设计五道横纹控制强，不落网 |
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AD4030×02090BR2 |
棉、粘胶、天丝纤维 |
二道横纹控制适度，不落网转移效果好 |
3.4直齿带横纹道夫针布
3.4.1技术特点分析
特点：（1）齿形设计为直齿，转移纤维能力强；（3）释放纤维时，无回弹，伸直效果好；（4）齿侧面增加横纹，增强对纤维的控制能力。
缺点：横纹影响纤维释放，纱疵增加，齿深浅，容纤量少。
改善途径：适度横纹道数，适度横纹到齿尖距离，增加齿深提高容纤量。
3.4.2使用范围
范围较广，棉麻丝毛各种纤维。
3.4.3典型应用效果
齿形设计为直齿，转移纤维能力强；齿身增加横纹，增强对纤维的控制能力，克服直齿控制能力弱的不足，适纺范围广，梳理质量好。应用效果典型型号见表5.
表5：直齿横纹道夫典型应用效果
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型号 |
纤维名称 |
效 果 |
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AD4030×02090R3，R2，R1 |
各种纤维 |
设计不同道横纹控制纤维的强弱不同，根据所纺纤维针对性选用，转移释放相结合，有害纱疵明显减少，成网转移中质量稳定，不落网，棉网清晰度好。 |
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AD4030×02090R2 |
各种纤维 |
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AD4030×01890R2 |
各种纤维 |
3.5弧背齿道夫针布
3.5.1技术特点
特点：(1)弧背齿设计，抗轧能力强；（2）齿深进一步加深，容纤维量大，易于气流通过。
缺点：转移时纤维容易造成弯钩。
改善途径：合理齿背角角度，提高释放纤维能力。
3.5.2使用范围
棉纤维，以及粘胶纤维。
3.5.3典型应用效果
背齿设计，抗轧能力强；齿深容纤维量大，易于气流通过，适纺纤维范围广。应用效果典型型号见表6.
表6：弧背齿道夫针布典型应用效果
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型号 |
纤维名称 |
效果分析 |
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AD4030×02090 |
棉、粘胶纤维 |
克服齿密减少后。抗轧能力降低，纤维转移效果差的问题，棉纤维，粘胶梳理效果好 |
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AD4530×02190 |
3.6 鹰嘴齿形道夫针布
3.6.1技术特点分析
（1）针布顶端有波形针尖端，提高对锡林的剥取能力；（2）背面是锥形齿，纤维容易释放。(3)齿顶面积大，减少嵌杂。（4）可以适度放大道夫锡林隔距，不影响抓取。
缺点：容易损伤，针齿容易磨损。
改善途径：适度增加针齿抗轧能力。
3.6.2使用范围
高含杂的原棉。
3.6.3典型应用效果
针布顶端有波形针尖设计，提高从锡林的剥取能力，克服直齿容易嵌杂的问题；背面是锥形齿，纤维容易释放，梳理效果好，质量改善明显。应用效果典型型号见表7。
表7：鹰嘴道夫典型应用效果
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型号 |
纤维名称 |
效果分析 |
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AD4030×01990 |
棉纤维 |
适应高速高产梳棉机，使用寿命长，不嵌杂，高杂质棉纤维效果好。 |
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AD4030×02090 |
3.7台阶式道夫针布
3.7.1技术特点分析
（1）抓取能力和握持控制能力比传统设计的针布提高30%，能减少飞花和掉网，还能降低纤维消耗。（2）扩大梳理区域，增加梳理度。（3）更好的纤维控制力能够显著提高转移率，减少纤维再循环、缠绕和熔化。（4）纤网均匀度更高，梳理机产量更高。
缺点：草屑易嵌，转移效果差。
改善途径：合理齿密。
3.7.2应用
适用于高速梳理机或梳理抱合力偏低的纤维，用在道夫和工作辊上。
3.7.3典型应用效果
抓取能力和握持控制能力提高，扩大梳理区域，增加梳理度，减少纤维缠绕，纤网均匀度更高，利于高产。应用效果典型型号见表8。
表8：台阶式道夫典型应用效果
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型号 |
纤维名称 |
效果分析 |
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BD4030×01890 |
毛纺 |
抓取能力和握持控制能力提高30%，能减少飞花和掉网。 |
3.8矩形齿尖道夫
3.8.1技术特点分析
（1）矩形的齿尖部呈状，强化了齿尖耐磨损和耐腐蚀能力；（2）齿尖的上部角的实际工作角比下部的工作角大15，提高了齿尖的握持和凝聚纤维的能力。
缺点：过厚的齿尖，不利于道夫的抓取纤维。
改进途径：齿尖的薄型化。
3.8.2应用
适用于特种腐蚀性强的纤维，含杂较大，磨粒较多的纤维。
3.8.3 典型应用效果
主要运用于漂白棉和无纺。应用效果型号见表9。
表8：矩形齿尖道夫典型应用效果
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型号 |
纤维名称 |
效果分析 |
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AD4034×02190 |
无纺，废纺 |
提高耐腐蚀能力，减少掉网，延长使用周期。 |
3.9 三面或双面沟槽道夫针布
3.9.1技术特点分析
（1）通过侧面开沟槽，实现对纤维棉网导入道夫针布，解决抓取能力弱、出现高速高产掉网的问题：（2）对硬度较大，截面近似圆形纤维的转曲困难纤维的抓取控制能力，提高梳理能力和梳理效果；（3）增强纤维与针齿间的摩擦力，提高转移率［3］；（4）增加齿间容纤量。
缺点是：部分纤维素纤维中的僵片和并丝嵌入，纤维转移过程中的绕纤维。
改进途径：沟槽的细密化。
3.9.2应用
主要运用于化学纤维和差别化纤维，硬度大的纤维转移。
3.9.3 典型应用效果
通过侧面开沟槽，解决转移困难纤维抓取能力弱、增强纤维与针齿间的摩擦力，提高转移率。应用效果型号见表9。
表9：三面和两面沟槽道夫典型应用效果
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型号 |
纤维名称 |
效果分析 |
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AD4030×02090 |
棉纺，棉型化纤 |
转移率提高，减少掉网提高棉网清晰度。 |
3.10 工作面沟槽道夫
3.10.1技术特点分析
(1)工作面开沟槽，改变侧面横纹和沟槽，抓取控制能力提高；（2）增强纤维与针齿间的摩擦力，增加针齿容纤量。
缺点是：转移造成纤维弯钩。
改进途径：沟槽的细密化和位置设计。
3.10.2应用
主要运用于棉纺和差别化纤维，硬度大的纤维转移。
3.10.3 典型型号应用效果
应用效果型号见表10.
表10：工作面沟槽道夫典型应用效果
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型号 |
纤维名称 |
效果分析 |
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AD4030×02090-N |
棉纺，棉型化纤 |
转移率提高，减少掉网。 |
3.11 组合齿型道夫
3.11.1技术特点分析
(1)采用直齿和弧齿两种齿型结合，同时侧面可以加横纹；（2）针高一般在4.5mm以上，齿距在2.1mm以上，齿深在3.2mm以上，实现了抓取、控制、容纳纤维、转移纤维相互结合兼顾的效果；（3）利于气流疏导，通过齿深控制纤维，利于高速高产，利于转移和梳理效果。
3.11.2应用
主要运用于棉纺和差别化纤维，产量在60-180kg/h。
3.11.3 典型应用效果
通过高齿深容纳控制纤维、高度高疏导道夫与锡林三角区气流对纤维的冲击，实现高速高产条件下纤维的稳定积聚，实现高速高产［4］。应用效果典型型号见表11.
表11：组合齿道夫典型应用效果
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型号 |
纤维名称 |
效果分析 |
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AD4530×02110 |
棉纺，棉型化纤 |
转移率提高，减少掉网,容纤维量增加，利于高速高产。 |
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AD5030×02110-G |
3.12 新型侧纹曲背道夫
3.12.1技术特点分析
（1）侧面横纹纤维在转移时处于受控状态，导入时减少棉网积聚。（2）采用大齿隙、增大容量、提高转移、 防止纤维滑脱、满足宽幅梳理机高产高速需求。（3）曲背设计增加转移时的纤维受控状态，使输出的纤维断层飞脱和破洞［5］。（4）工作角度减少到40°，增加对纤维的控制，减少落网。
缺点：工作角减小，凝聚作用强，减少单纤维反复分梳，防止纤维缠绕锡林针布，有效减少毛粒。但转移时受到一定的影响。
改善途径：道夫工作角适度调整，将齿深加大。
3.12.2应用
主要运用于无纺罗拉梳理机道夫针布。
3.12.3 典型应用效果
新型侧纹曲背道夫能够有效控制纤维进入道夫凝聚和输出时的状态。应用效果典型型号见表12.
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型号 |
纤维名称 |
效果分析 |
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AD4040×02110-G |
化纤无纺梳理 |
转移率提高，容纤维量增加，利于高速高产。 |
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AD5040×02212-G |
3.13 直齿折边横纹结合
3.13.1技术特点分析
（1）侧面抓取能力、握持能力比传统设计的针布提高，能减少飞花和掉网。（2）直齿设计不影响转移。（3）齿背直背折边弧齿变形设计，提高齿身抗轧功能提高；（4）齿高增加，容纤量增大，利于齿密减少，疏导气流下泄。
缺点：表面光洁度不够影响转移，肩部过矮包覆后角度发生变化。改善途径：提高针齿表面光洁度，减少摩擦提高转移率。
3.13.2应用
适用于超高速、超高产梳棉机。
3.13.3典型应用效果
抓取能力和握持控制能力提高，利于高产，单台产量可以达到100kg/h。典型应用效果型号见表14。
表14：直齿折边横纹道夫典型应用效果
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型号 |
纤维名称 |
效果分析 |
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BD4530×02190 |
棉纤维 |
抓取能力和握持控制能力提高，产量提高60%，减少掉网。 |
表中分析：通过工作面上或侧面的横纹控制纤维，实现对纤维的强力控制，齿高提高减少锡林高速后附面层气流对道夫三角区的冲击，减少落网，同时直齿横纹结合利于高产。
3.14表面强化高光洁道夫针布
3.14.1技术特点分析
光山白鲨针布设计的表面强化高光洁道夫特点如下：（1）对针布通过特殊处理，使齿尖圆锥状，控制能力强，转移效果好，针布无走熟期。特点：表面光洁圆滑，对针布棱角齿尖提高锋利度。（2）通过镀层处理，使针尖或齿身碳化物提高，增加表面硬度到1000HV以上，光洁度好，高湿度梳理环境下，防腐性能好，不易生锈。（3）抗轧能力强，齿高增加，容纤量增大，利于齿密减少，疏导气流下泄。（4）使用寿命长可达1000吨以上。
3.14.2应用
适用于超高速、超高产梳棉机，同时多种齿形结合镀层处理运用于多种纤维。
3.14.3典型应用效果
抓取能力和握持控制能力提高，利于高产，单台产量可以达到100kg/h。典型应用效果见表15。
表15：表面强化高光洁道夫典型应用效果
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型号 |
纤维名称 |
效果分析 |
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BD4530×02190 |
棉纤维 |
台时产量110kg |
表中分析：通过角度实现对纤维的强力控制，齿身光洁减少锡林高速后附面层气流对道夫三角区的冲击，提高转移率减少锡林针面负荷利于高产。
4 结语
道夫针布齿形设计有十四种：直齿、弧形齿、弧齿带横纹，直齿带横纹、弧背齿、鹰嘴、台阶、矩形齿尖、三面或双面沟槽、工作面沟槽、直背弧背组合齿、侧面曲背等齿形，重在提高对不同纤维的控制、释放、剥取、转移能力，减少落网、转移率低、剥取能力差等问题。根据纤维不同性能合理利用道夫针布，能够提高对纤维转移、控制能力，达到梳理质量好，针布使用周期长的效果。
参考文献
［１］ 张文赓，郁崇文．梳理的基本理论 ［M］．上海：东华大学出版社，２０１１：36-42.
［２］ 孙鹏子．梳棉机工艺技术研究［M］．北京：中国纺织出版社，2012：66-73．
［3］ 费青，阙浩英，陈海涛，吴其煌.梳理针布的工艺特性、制造和使用[M].北京：中国纺织出版社，2007:66-159.
[4] 孙鹏子.高产梳棉机工艺技术理论的研究[M].上海:东华大学出版社,2002:20-26.
[5] 曹继鹏.梳理针布的设计与选配[M].北京:中国纺织出版社,2016:9-16.