技术 | 梳棉均衡柔和梳理工艺探讨（下）
3.5 锡林针布的选型
锡林针布的齿高偏矮控制，棉和棉型化纤一般都建议采用20系列针布，使纤维处于齿尖，与另一针面（盖板、道夫）的接触长度和作用齿数增加，有利于纤维的交替分梳和转移，提高梳理和均混效果，转移率大，针布负荷轻，对减少棉结有利，也有利于解决大工作角针布的转移问题（GB/T 24377-2009），为增大工作角和增加齿密创造了条件，同时使大工作角的针布扩大了适应锡林速度和纤维种类的范围。对于纤维弹性度较大或纤维粗度在2D以上的纤维或中长类纤维梳理来说，可选用25或28的针高。锡林针布密度与梳理纤维的长度有关，如梳理27mm以下的短纤维，应选用纵向齿距小、齿密高的锡林针布（1.5mm齿距），梳理纤维大于35mm的纤维，可选用纵向齿距偏大、齿密偏低的针布（1.7-2.2mm齿距），另外也要参考梳理产能。
3.6 锡林针布的工作角选用原则
锡林针布的前角δc（GB/T 24377-2009）影响握持和抓取纤维的能力，从而影响锡林对纤维的梳理、转移、均匀混和、除杂、伸直等作用。前角小，有利于对纤维的抓取和握持分梳，生条棉结少，均匀混和作用好，纤维伸直度好，但与道夫间的转移率会降低。前角大，纤维深入针根的力小，有利于纤维的上浮和转移，锡林和盖板的针布负荷轻。但前角不能太大，也不能过小。如前角太大，则转移率过高，且纤维在锡林针布上不能很好地被握持，从而影响分梳作用，使棉结增加，均匀混和不良，伸直度恶化。但如果前角过小，则会过多地增加锡林和盖板的负荷，纤维不能顺利转移，甚至会产生锡林绕花现象，其结果棉结也要增加。决定前角的因素，有锡林速度、锡林直径、纤维性质种类、纤维的细度和长度、齿高、齿深、齿形等因素。纤维在1.3分特以下时，可考虑前角加大。锡林针布的前角与齿高、齿深有关，随着锡林针布齿高、齿深的降低，前角要减小。另外锡林速度的提高，锡林表面纤维的离心率加大，加上采用矮齿、浅齿，锡林针布的前角应适当减小。较小的前角提高了针布对纤维的分梳作用，减少了滑脱纤维，使浮游纤维少，生条棉结、纤维伸直度、均匀度、梳理度及成纱质量得到极大的改善。
锡林针布前角与锡林速度的工艺设置基本上呈负相关，即前角越大，锡林速度应偏低掌握，均衡控制梳理状态。具体对应参数可以参考表1。
3.7 主梳理区梳理机理与盖板针布设计
3.7.1 锡林与盖板针布对纤维的梳理机理分析
在锡林盖板主梳理区，盖板针布在顺转情况下分为三个阶段（见图1）。
图 1 盖板针布与锡林针布分梳纤维的三个阶段
第一阶段：后罩板出口处。纤维进入锡林盖板梳理区，附在锡林针布表面上的纤维在切向力和法向离心力的作用下迅速向盖板针布抛撒，由于锡林与盖板的空间较大，锡林表面的大部分纤维脱离锡林表面，针齿高度越低、前角越大，锡林针齿表面的纤维越易向盖板针布抛撒。这时随锡林高速运动的纤维在盖板中变成了基本静止的状态，盖板针布中的空间大量吸收纤维，由于盖板的移动速度较慢，锡林后部盖板呈充塞状态。
第二阶段：在盖板分梳区中。当后部盖板充塞到一定程度（根数）并向前移动时，锡林针布针齿抽取在盖板中的有效纤维，并与盖板针布对部分纤维进行相互分梳，进一步完成束纤维的梳解过程。梳解纤维时两针同时对纤维产生作用，当两针对纤维控制能力都较大时，纤维内所受的梳理力也较大，易产生短绒。针齿对纤维的控制力与针形、角度、高度、密度和光洁度等有关。盖板针布的密度、植针角、工作角、膝高和光洁度都会影响盖板针齿对纤维的控制力度。如新针布光洁度不高（尤其是高密的盖板针布）时，短绒和棉结都会增加、盖板针布对纤维的释放性会降低，造成盖板挂花和充塞，盖板中的有效长纤维会增多。当两针对纤维的控制力不一样时，纤维总是跟随控制力大的运动方向运动（控制力与相对纤维运动的速度有关）。所以当锡林针布锋利度衰退后，会影响对纤维的抽取和梳解控制力，同时盖板花会增加，影响梳理效果。所以要根据单位时间所需纤维的分梳量和纤维性质，适当控制盖板针密，不宜一味追求盖板的高密度。
第三阶段：走出盖板梳理区。盖板针布内的有效长纤维被锡林绝大部分抽取，锡林针布上的长纤维数量明显增多，准备向道夫转移，而盖板针布针隙间内保留的短绒和杂质被斩刀清除，为下一轮梳理提供清洁状态的盖板。
在试验中也发现在生条品质一致的情况下，正转盖板的盖板花率要远小于反转盖板的盖板花率，而且正转的盖板花中的有效长纤维含量也远少于反转盖板，尤其是化纤类的产品。如在郑纺机FA221梳棉机上梳理纤维素纤维时，正转时盖板花率为0.4-0.5%，而反转时盖板花率为1.6-1.7%，并含有大量的长纤维。由此可见，盖板运转方向对梳棉的制成率会有很大的影响。
3.7.2 盖板针布设计
在金轮针布公司研发中心的配合下，对盖板针布的设计作了调整。在针高8mm不变的情况下通过改进盖板针布的排列设计，适当增加盖板出口端的横向针密，略减少盖板纤维入口部位的针密，采用更大渐变型植针排列，使盖板与锡林间的分梳有一个渐进分梳，并让纤维向盖板针尖集中。通过调整盖板骨的踵趾差，增加盖板与锡林间的有效分梳面，并让盖板与锡林的梳理点适当移向盖板的前沿密齿区，并对盖板针布的角度和针型作了一定的改进：
（1）改变了植针角，减少了膝高部位对纤维的作用力；
（2）增加了膝高高度（5.5mm），让纤维向盖板针尖部位集聚，有利于锡林针齿对盖板中的纤维抽取；
（3）减小了针尖部位的角度（70度），增加了对短纤维和棉杂的控制力；
（4）减小了盖板的针形的粗度，改进针形参数，在针密不变的情况下增大了盖板中的有效空间；
（5）调整盖板针齿和底布的弹性度，使盖板针齿对纤维的控制力度适合。
这些调整使盖板与锡林梳理性能得到提高，盖板花中的短绒和杂质吸收率提高。并大大减少了盖板的充塞和挂花现象。试验结果是盖板花中16mm以下短绒率的含量最大能达到50-60%，盖板基本不会充塞。
3.8 活动盖板采用等隔距波浪形分梳排列工作法
在主梳理区要均衡锡林和盖板之间的分梳，尽可能利用和增大分梳面。利用和增大分梳面最有效的措施一是减小盖板根差，二是使不同高差的盖板在整副盖板中均匀排列分布。我们希望整副活动盖板的根差能控制0.07mm以内，单根差（左中右）在0.04mm以内。很多工厂采用磨盖板的方式来解决盖板的根差，去锋求平使盖板平整。这样做会舍去了盖板中对分梳最有效的盖板针尖分梳角。应采用修理盖板骨大平面、踵趾面和换包盖板的方式来实现平整度和一致性。可以允许盖板间存在根差，但不允许盖板的分梳角损伤，分梳元件应以锋为主，同时注意光洁度和平整度。但由于器材质量、包卷设备质量和设备人员技术水平等原因，盖板的台差和根差可能达不到上述要求。为了让锡林与盖板间实现在各区域各时段分梳的稳定性，减少因分梳隔距变化引起的生条结杂、短绒的段间差异，我们建议不要再沿用以5根高盖板作为标准盖板的锡林盖板隔距校调工作法，而应该采用更为进步的等隔距波浪形分梳排列工作法，这是锡林盖板主梳理区均衡梳理与柔和梳理的有效工艺保障。
盖板等隔距波浪形分梳排列工作法是把整副盖板的针高差分类，选择高盖板的根数不应低于12根，并让高中低盖板均匀分布在整付盖板的12组之中，并做好色标。根据盖板的高度不同采用“高→中→低→中→高/→…”的波浪形方式排列，然后安装上车。盖板针高低排列呈波浪形曲线分布，再以高盖板为基准来调节锡林盖板间的隔距。另外也需注意锡林表面的平整度和圆整度，确保平整度和园整度不大于0.03mm，锡林的动平衡（带针布和皮带轮时）不大于0.05mm。
盖板等隔距波浪形分梳排列工作法使锡林和盖板间在各时段的平均梳理隔距一致，平均梳理状态一致。实现等隔距的均衡分梳，有效改善梳理的离散性，稳定分梳效果。使生条在任何时段的质量指标能保持相对一致和稳定。同时也可以适当增大盖板和锡林间的隔距，在工艺上体现柔和梳理。
为了防止盖板骨和曲轨间踵趾面的磨损，建议在曲轨表面粘附一种高分子低摩擦系数的导轨贴膜。既能减少曲轨和盖板踵趾面的磨损，又能降低盖板的传动功耗。
3.9主梳理区隔距设置要素
锡林与盖板之间的隔距是决定梳理效果和纤维损伤的关键因素。采用紧隔距工艺可以降低棉结和杂质，但一方面会增加短绒（尤其是10mm以下的短绒）、降低纤维的强度和匀度，另一方面针布的锋利度的衰退速度加剧。
锡林与盖板的隔距，应由纤维在锡林表面的附着面状态来决定，主要取决于以下几个因素：
（1）锡林的表面线速度，锡林转速越高盖板的隔距应大；
（2）冷车与热车的隔距不一，冷车时的实际隔距要大于热车时的实际隔距；
（3）与锡林针齿的高度有关，像28、25系列的针布隔距不宜大，针布针齿矮的（20系列）针尖表面的纤维附着量大，隔距应适当放大；
（4）锡林针布针齿纵向齿距大，纤维未被针齿控制的后端容易上扬，锡林与盖板间的隔距可以适当放大；
（5）梳棉产量高、定量重时可适当放大隔距。
3.10 道夫针布的选型要求
道夫针布的主要作用是剥取锡林上的纤维，道夫一次性转移率的提高，除了与锡林针布的齿高、齿形和锡林表面线速度有关之外，还与道夫表面的齿密、齿形、齿深和齿隙及其容纤量有关。道夫针布与锡林针布配合，对纤维的分梳、均匀、混合等也有较大的作用。它会直接影响棉网的均匀度和清晰度。随着梳棉产量的提高，道夫针布的齿密也在提高，传统的齿密每平方英寸在280-450，目前贝卡尔特开发出一种新型的道夫针布D40-30-52C，齿形成香蕉型，道夫表面纤维分布的平行度提高了30%，密度为每平方英寸520的齿。适当增加道夫针布齿密 ，有以下优点：
（1）可以提高道夫针布抓取凝聚纤维的能力，有利于转移率的提高；
（2）改善棉网结构，提高生条中纤维的伸直度和棉网清晰度；
（3）能适应重定量、高产量的要求。
道夫针布前角δ的大小会直接影响纤维的转移率和梳理质量，前角小有利于提高纤维转移率，随着梳棉机产量提高和锡林速度增加，其前角有减小趋势。当梳棉机产量为30-100Kg时，前角取60-55°（4030-4035系列）。
加大道夫针布的齿深，道夫齿隙的容纤量提高，有利于重定量高产量的梳理要求，同时也提高了凝聚效果。
为了加强道夫针布对纤维的控制能力。正面齿形采用鸟嘴形、香蕉型、工作角的齿尖端带有沟槽，齿侧面带有横槽等措施。对于棉型短纤来说不主张齿侧面带有4条横槽，否则会影响道夫表面纤维的平行度，横槽应处于齿的上半部，这样可减少道夫的返花，提高剥棉罗拉对道夫表面纤维的剥取能力。
3.11开清工序对梳棉的影响
必须强调开清、梳棉工艺的配合，两者具有密不可分的相关性，要关注梳理前的开清准备工序，调节开清工序的打击速度和打击力度，控制开清工序中的过度打击，以控制棉结和短绒的产生，同时要进一步提高打手表面纤维转移切线点的动压气流，利用气流剥取、转移打手表面的棉花，进一步提高打手表面纤维的转移效果，减少棉结的增加量。也要关注打手附面层气流和打手室的负压气流，减少尘棒区对细杂、短绒和籽屑棉结的回收现象。调整工艺和气流的合理性，使原棉到筵棉或棉卷的棉结增率不大于20%（AFIS），使短绒的排除量大于产生量，短绒呈负增长（AFIS）。使筵棉的中的含杂率不大于1.2%，梳棉才能更有效地梳理清除。在保护纤维的同时，也要注意保护杂质，不能因过度打击使一颗大杂变成无数颗小杂，给清理带来困难。应该注意的是：在开清工序中，清花该处理的不让梳棉来处理，该梳棉处理的就不让清花去处理，做到合理分工。
四、结束语
梳棉工序生条的棉结和短绒含量是一对矛盾，我们在关注棉结清除率的同时，必须关注短绒的增长，特别要关注短绒根数的增长和短绒长度的分布区。实践证明：10mm以下短绒的含量是影响成纱品质的重要因素。
生条短绒直接影响成纱条干、棉结、强力、毛羽和偶发性纱疵等质量指标。在进行梳棉工艺设计时，要重点关注如何保护纤维。不要为减少一颗杂质和一粒棉结而盲目提高分梳速度，收紧分梳隔距。在不同的生条短绒条件下，生条棉结与成纱棉结并不呈正相关关系。在均衡柔性梳理理念的指导下，通过改进工艺、优选器材、完善设备状态，可以达到既降低生条短绒率，又满足生条结杂要求的目标。同时，梳棉工序制成率可提高1%以上，如果是精梳产品，精梳落棉可降低2%以上，经济效益十分显著。
探索梳理过程中短绒和棉结产生的机理，通过采用均衡柔和梳理工艺，达到均衡本工序品质与最终的成纱品质、均衡本工序有害疵点与成纱有害疵点、均衡生条疵点排除与纤维损伤、均衡梳理品质与梳理产能、均衡梳理产能与梳理元件寿命、均衡梳理品质与用棉量的目的。
作者：陆惠文