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        收藏梳棉機針布研究現狀及展望

        孫鵬子
        (遼寧省遼東學院)


        1  問題的提出


            針布是梳棉機的關鍵器材,針布的規格參數和使用壽命等問題是影響梳棉機質量和產量的關鍵因素,因此針布就成為梳棉機研究的重點問題之一。文獻[1-7]就C60型梳棉機針布配套、進口針布的使用效果及新型針布的選型與配套等問題進行了分析探討。本文就近十年來國內外針布研究情況及方向進行了簡要述評。


        2  針布研究現狀


        2.1錫林針布


            齊志敏等用多元回歸方法對多家國內外錫林針布參數進行了回歸分析,發現錫林針布齒密與前角、縱向齒距、縱橫齒密之比存在著較為顯著的線性相關關系,并給出了相應的回歸方程,為針布制造企業設計新型錫林針布提供了一定的依據【8】。德國鄧肯道夫紡織工藝研究所【9】(以下簡稱ITV)在研究精細粗梳工藝時采用了兩種高產針布,其特征是針布針齒齒深為0.5 mm,兩種針布之一的針尖平坦的頂面向后延伸,見圖1。


         
            筆者認為這種針布型號應該是TCC的FG/FG Xl系列型錫林針布。這種針布針齒間空間容積減少,開松效果進一步增強,紡紗結果顯示,對棉結和粗節去除效果較好,其中粗節數下降約50%,棉結數下降約30%。此外,這種針布耐磨性能好,在使用中一般無需磨針,因此保養成本可降低約50%。金輪科創股份有限公司開發了擁有自主知識產權的雙曲面錫林針布,其齒背部有一圓滑凸起,形成齒背的雙曲線外形[10],見圖2。


         
            這種設計能有效防止被針尖握持的纖維下滑,使纖維絕大部分集中于齒尖,可以使生條結雜得到大幅降低,特別是棉結降低更為明顯,有利于提高針布分梳能力。河南光山白鯊針布有限公司與西班牙布魯哈針布合作生產的白鯊布魯哈錫林針布,其齒尖呈圓錐形,工作邊和背邊呈圓弧形,對防止纖維損傷有一定的效果,材質采用布魯哈MAXIMO高耐磨合金鋼。山東魯泰紡織股份有限公司試驗結果顯示:這種錫林針布的分梳效果較佳,其中棉結去除率可達89%。


        2.2道夫針布


            澳大利亞科學和工作研究組織( CSIRO)研究出一種高效的非織造布梳理機專用針布SiroLock針布(貝卡而特公司持有專利許可),該針布特點是在齒前面加一平臺,見圖3。


         
            這種針布的纖維轉移量比傳統針布高50 %左右,大大減少了纖維在錫林上反復梳理的次數,既提高了梳棉機的產量,又減少了錫林針布的掛花和充塞,產量可提高20%~30%【11】。Uwe He-itmann【12】的研究顯示,使用500齒/(25.4 mm)2較高密度道夫針布比使用300齒/(25.4 mm)2低密度道夫針布的優點有:轉移率較高;條干較好;紗線的細節、粗節和棉結均可降低50%以上。


            這說明采用較高密度的道夫針布有利于紗線質量的提高。TCC在紡化纖時采用Novodoff30型道夫針布,梳棉機產量可提高約30%。TCC道夫針布采用無鱗處理工藝,防止了異物積聚和纖維損傷。在傳統熱處理過程中,針布表面會產生“鱗”氧化層,在后面工序中必須除去,但這樣做有可能損傷針布的表面,無鱗工藝就是不采用除磷工藝,因而對針布表面沒有損傷。Graf的道夫針布采用側向帶細齒的針布,用于加工化學纖維及混紡纖維,特別適合于低黏合力的纖維,其中的F-4045G型針布工作角為45 °(已知道夫針布工作角最小的),齒密僅為180齒/( 25.4 mm)2,基厚為0. 85 mm。


        2.3蓋板針布研究


            德國特莒茨勒公司開發的MAGNOTOP型磁性蓋板針布,針布條完全直接吸附在磁體上,節省了蓋板工作車間的投資和包針布的成本,操作簡便。在蓋板骨和每一塊針布條上都有黏著和補償層,降低了蓋板骨之間的公差。TCC蓋板針布采用“多層基布”的網絡結構,表層由永久彈性天然橡膠構成,基布由織物構成,形成類似“三明治”的結構,保證了針齒有一定的移動空間,不會產生永久性變形,針齒可隨時返回到初始位置。


            金井公司開發了一種新型蓋板針布[13],該蓋板采用不同密度針布組織,具有基部剛性大(特殊黏合法使6層織物黏成一體)的優點,其針尖形變為傳統針布形變的三分之一。采用新的熱處理方法,使針尖硬度提高,針布使用周期也較長。


        2.4梳針式刺輥、分梳板、固定蓋板


        2. 4.1梳針式刺輥


            梳針式刺輥的研究始于1972年,在DK803型梳棉機上,特莒茨勒公司首先在多刺輥梳棉機上采用梳針刺輥,而立達公司在單刺輥C60型梳棉機上采用梳針刺輥。國內江蘇某公司借鑒棉精梳錫林制造技術,經過長時間的反復試驗,成功研制出具有一定創新特點的、能減少纖維損傷的梳針刺輥專利,已獲實用新型專利證書,專利申請號為ZL 02221077.6(以下簡稱新型梳針刺輥)。經江蘇省南京紡織產業集團有限公司、江蘇省華陽紡織有限公司和我校梳棉技術研究室進行了多次有關梳針刺輥的工藝試驗,初步了解了新型梳針刺輥的特點【11-12】新型梳針刺輥紡棉時,在減少纖維損傷方面比鋸齒刺輥具有優勢,其中根數短絨率平均下降I2.6%,重量短絨率平均下降14%;在未成熟纖維、棉結與雜質去除方面與鋸齒刺輥相差不大,在針齒工作角相差不大的情況下落棉率要高于鋸齒刺輥,耐磨性遠好于鋸齒刺輥,紡紗效果也優于鋸齒刺輥。新型梳針刺輥紡化纖時,相比較鋸齒刺輥而言,梳針刺輥加工的生條棉結和短絨率都比較少,所加工的紗線質量總體上要好于鋸齒刺輥,特別是在強力及強力cv的質量指標上。但梳針刺輥所加工紗線的毛羽要多于鋸齒刺輥【22-23】。


        2.4.2梳針式分梳板


            文獻[ 24-26]研究顯示,刺輥下加裝梳針分梳板在紡棉時與鋸齒分梳板相比有三個特點:第一,在隔距較小范圍內,梳針分梳板去除棉結能力更強一些;第二,梳針分梳板去除雜質的能力不如鋸齒分梳板;第三,梳針分梳板分梳柔和,有利于減少纖維的損傷(尤其在小隔距條件下)。


            文獻[27]研究顯示,在紡化纖時,刺輥下使用梳針分梳板比小漏底更有利于紗線毛羽數量的減少。文獻[28]通過在梳棉機刺輥下分別加裝小漏底和梳針分梳板,在820 r/min、l 054 r/min和1 290 r/min三檔刺輥速度條件下,分別對其所加工的紗線進行了條干和強力的檢測,結果發現,與刺輥下配置小漏底相比,加裝梳針分梳板更有利于成紗條干的改善,對降低成紗千米細節效果也較為明顯,對成紗千米棉結在刺輥速度為1 054 r/min時有十分明顯的改善作用,但對成紗千米粗節并沒有改善作用。對成紗強力和強力不勻率僅在刺輥速度較低時有一定的改善作用。


        2.4.3梳針式固定蓋板


            文獻[29-30】研究顯示,梳針式固定蓋板耐磨性較好,在成紗條干、棉結、雜質、短絨率等指標上總體上要優于鋸齒式固定蓋板。


        2.5  固定蓋板針布


            研究能進一步提高產量的全固定蓋板梳棉機將成為今后梳棉機研究的重點方向【31-32】。ITV開發的全固定蓋板針布工作角在80°-65°間,齒密在288齒/( 25.4 mm)2~759齒/(25.4 mm)2間,齒距在1. 92 mm~1.34 mm間【33-34]。G Mandl分析了彈性針布蓋板的不足,并設計出新的鋸齒型固定蓋板,背脊高,十分剛硬(是傳統的5倍),因而其針布徑向彎曲變形可忽略,蓋板針布與錫林隔距可做到0.1  mm左右,蓋板針布壽命比傳統齒條長4倍【35】。


        2.6針布配套研究


            梳棉機各部件針布的配套直接影響到梳棉機梳理質量的好壞,因而針布配套方面研究也始終是針布研究者關注的問題。文獻[36]對梳棉機針布配套專家系統研究現狀進行了綜述,并應用現代軟件技術開發了一套梳棉機針布配套專家系統的軟件【37】。文獻[38]從針布齒條的總高、前角、齒密等方面分析了國外針布配套的基本思想,歸納總結出國外著名針布公司在不同產量和不同加工品種針布配套中,針齒總高、前角、齒密及配套針布間總高比、角度差、齒密比的范圍及規律,并提出了在針布配套選擇中要考慮到針布使用壽命的思想。有文獻指出,新型針布配套應綜合考慮加工纖維的性能、梳棉工藝、紡紗條件、各梳理器材的技術參數的相互影響及針布使用壽命等五方面因素。


        3  針布研究的不足與展望


        3.1  針布研究中存在的不足


            近年來,國內外在針布研究與使用上均達到了較高的水準,但與梳棉機的發展水平相比還存在一些不足,主要表現在創新的針布品種還不多,針布在進一步提高梳棉機產量方面貢獻度不大等,這些還需要針布工作者在今后進一步努力。


        3.2針布研究的展望


            (1)要進_步研究新規格尺寸的錫林、道夫、蓋板針布。在梳棉機產量進一步提高的過程中,國內外紡織機械制造企業一般采用多刺輥、加寬機幅、抬高錫林以增加梳棉機的分梳面積等技術措施來提高梳棉機的產量,但近十年來針布在梳棉機高產化進程中貢獻度有限。如何開發出能進一步提高梳棉機產量的高效的錫林、蓋板與道夫針布應是針布研究的重點方向。


            (2)要研究高效能的梳針刺輥、分梳板與固定蓋板。梳針式刺輥能減少纖維的損傷,提高分梳質量。下一步應研究如何提高梳針刺輥的平整度、確定梳針刺輥的最佳工作角度、確定梳針分梳板的最佳植針方式及最佳工作角等問題。


            (3)要重視全固定蓋板梳棉機配套錫林和固定蓋板針布的研究。G Mandl認為:廢除回轉蓋板梳棉機代之以固定蓋板梳棉機已不是一個信不信的問題,而是提高分梳質量必須解決的技術問題,ITV的相關專家也認同此觀點。因此,在這樣一個技術背景下,國內也應開展全固定蓋板梳棉機的研制工作,而針布制造企業應開展全固定蓋板梳棉機固定蓋板和錫林針布的研制,以開發出能大幅提高梳棉機產量的新型針布。


            (4)要重視針布使用問題的研究。許多針布使用時造成質量問題并不是針布本身的問題,而是使用工藝不當造成的。因而,針布制造企業和紡織企業都應重視相關工藝研究。


            (5)要進一步研究提高國產針布使用壽命和提高針布的加工精度。國內針布幾何尺寸精度已接近國際先進水平,但國內優秀針布制造企業的針布粗糙度、整體硬度一致性、淬火組織、整體均勻性等與國外先進水平的針布相比,仍有一定的差距,這是國產針布壽命較差的重要原因。
         

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