表面强化金属针布的梳理特质和应用效果

王平

（河南省舞钢市银龙纺织集团,河南舞钢462500）

【梳棉机研究】

表面强化金属针布的梳理特质和应用效果

王平

（河南省舞钢市银龙纺织集团,河南舞钢462500）

介绍了表面强化金属针布的设计理念和特质。为进一步提高梳理效果、减少纤维损伤、延长使用寿命、扩大适纺范围，表面强化金属针布以薄尖、穿刺能力强、几何尺寸合理、高光洁度齿身的设计理念，采取齿身表面涂层强化技术，重点提高针布的耐磨度、光洁度、锋利度。不同纤维的梳理结果表明，表面强化针布可有效改善梳理效果、保护纤维、降低短绒率、提高纱线品质，延长针布使用寿命。

表面强化针布；梳理；涂层技术；光洁度；耐磨度；锋利度

金属针布是梳理中的重要器材，其与纤维紧密接触，不仅控制和梳理纤维，同时也是纤维在针面上的通道，存在既要分离纤维又要保护纤维的矛盾〔1-3〕。如果在针布梳理控制过程中，解决不了这些矛盾，就会造成纱线质量的波动，使生产成本升高、经济效益降低〔4-5〕。因此，赋予金属针布较好的梳理和保护纤维功能，解决梳理和保护纤维之间的矛盾，是金属针布制造和选用的关键。

1 梳理器材面临的难题

受纺织原料纤维梳理多样化、品质追求高端化、新型纺纱多元化的影响，梳理器材要具备梳理效果好、纤维损伤少、使用寿命长、维护成本低及适纺范围广的特性。

2 金属针布影响梳理质量的因素分析

普通金属针布受机械加工冲切的影响，表面毛刺较多，加上淬火残留的氧化皮等物质，使齿身不光洁，这会对梳理质量造成影响，比如偶发性纱疵增加，梳理效果差影响成纱和布面质量，短绒棉结增加，条干CV%恶化，强力降低，针布使用周期短，维护成本高且质量不稳定。

2.1 针齿不光洁影响梳理效果

针齿齿身不光洁会造成纤维损伤及梳理过程中挂花及棉结增加；同时不光洁的针布与纤维的摩擦系数大，在造成短绒增加的同时，还也会降低针布使用寿命。

2.2 针布棱边损伤纤维

针布梳理纤维过程中，针尖刺入纤维，工作面控制纤维，与对应配置的针布进行相互梳理，从而实现纤维的充分分离。如果齿尖不锋利或齿尖过厚，刺入时会造成对纤维损伤；同时，纤维的工作面太锋利，同样会造成对纤维的损伤而增加短绒，造成成纱条干恶化强力下降。特别是梳理部分干强大于湿强的纤维素纤维。

2.3 齿尖穿刺力差带毛刺造成挂花

在梳理过程中，与纤维最先接触的是针尖，齿尖穿刺力差，细小的毛刺就会造成挂花，对梳理效果影响十分明显。这种现象在分梳辊针布和锡林针布梳理过程中尤其明显。由于其速度高，控制纤维细小的毛刺与纤维摩擦系数大，毛刺控制少量的纤维之后，随时间的增加，纤维越聚越多，会形成大量的绕纤维，造成棉结大量增加。在梳理化学纤维和差别化纤维时，非常明显。具体挂纤维的情况见图1。

图1 齿尖不锋利毛刺造成挂花造成疵点

2.4 淬火深度影响硬度耐磨度

针布的硬度决定耐磨和寿命。在针布加工过程中，针布的淬火深度和高度分为五点。通过回火淬火后，其淬硬区一般在针布的1/3处，齿尖的磨损度能够满足梳理需求，但是淬硬区0.3~0.5 mm的工作面是针布磨损的重点，主要原因是其硬度低，造成耐磨度不够。此种磨损在多齿梳理金属针布和部分工作角小的金属针布上非常明显，磨损后使用周期缩短，棉结增加。针布磨损情况见图2，针布淬火检验见图3。

图2 针布工作面精度不够产生磨损

图3 针布四点检测示意图

2.5 加工部分纤维腐蚀性大使用周期短

金属针布在梳理染色纤维、部分化学纤维时，染色纤维中的酸碱残留和柔顺剂、消光二氧化钛、以及抗静电剂，对针布腐蚀性很大，由此造成针布生锈腐蚀磨损程度加剧。同时在一些加工静电大的纤维车间内，相对湿度在70%以上，对针布的抗氧化防锈提出新的要求。

3 表面强化金属针布的设计机理和特质

3.1 表面强化金属针布的设计机理

针对金属针布制造和梳理过程中的缺陷，表面强化金属针布采取表面涂层强化技术，重点提高针布的耐磨度、光洁度、锋利度，有效改善梳理效果、保护纤维，降低短绒率、提高耐磨度，延长针布使用寿命。

3.2 表面强化金属针布的特质

3.2.1 表面强化处理实现柔性分梳

纳米金钢石表面强化处理，针齿呈圆锥体，齿身呈钛白色，无毛刺、光洁度好，针齿呈圆锥体；柔性分梳性能强，保护纤维，比使用普通针布短绒率降低15%以上，提高制成率。

3.2.2 降低纤维与针齿的摩擦系数

针齿冲切面特殊处理，棱角圆弧过渡，降低纤维与针齿的摩擦系数，摩擦系数Ra≤0.2，在梳理过程中减少对纤维的损伤，提高使用寿命。金刚镀针布外观见图4。

图4 表面强化金属针布外观

3.2.3 针尖锋利穿刺能力强

针尖锋利，齿顶面积≤0.06 mm2，比普通针布最多可减小60%，穿刺分梳性能提高，棉结去除率可达到90%以上。对比图见图5。

图5 金刚镀与普通针布齿尖对比

3.2.4 齿尖硬度涂层提高表面耐磨度

齿尖硬度涂层后达到1200 HV～1300 HV,表面硬度超耐磨，针布的棉纤维加工量可达1 600 t。重点是齿身通过涂层梳理后，齿尖到0.5 mm处容易磨损的工作面部位，硬度得到提高，有效克服原工作面磨损的问题，整体提高了针布使用寿命。

3.2.5 针布耐腐蚀性能强，适纺范围广

经表面强化技术处理，针布耐腐蚀性能强，可以不作任何特殊防护地裸存于常规环境中。在梳理染色纤维和含消光剂的化学纤维、纤维素纤维，以及在车间温湿度大的生产环境中，能够有效降低对针布腐蚀，延长使用寿命。

4 表面强化金属针布的使用效果

4.1 JWF1203染色涤使用效果

JWF1203机型，纺染色涤纶T1.56dtex×38mm，由于染色中酸碱残留多，车间湿度大，针布腐蚀磨损大。原使用针布寿命仅有8个月，使用表面强化金属针布近一年，无明显磨损。具体对比指标见表1。

表1 表面强化金属针布在色纺涤上的应用效果（品种：T28.1tex）

由表1可知，由于采用表面强化金属涂层处理技术，齿身光洁，硬度提高，梳理过程中，能够减少染色纤维的腐蚀，延长针布使用周期。

4.2 FA231机采细绒棉应用效果

FA231梳棉机，机采细绒棉，配置AC2030× 01740表面强化金属针布，指标明显高于USTER 2013公报25%的水平。具体对比指标见表2。

表2 表面强化金属针布在FA231梳棉机上的应用效果

由表2可知，由于机采棉细小杂质多，纤维必须充分分离，杂质才能暴露，并得到进一步排除。表面强化金属针布穿刺能力强，在充分分离纤维的同时，有效减少纤维损伤。

4.3 表面强化分梳辊针布加工再生聚酯纤维应用效果

使用BD320转杯纺纱机，加工1.67dtex× 38mm再生聚酯纤维，配用普通OS21分梳辊金属针布，使用时间不超过5个月，使用表面强化金属针布使用时间13个月，梳理质量好，性价比明显。具体对比见表3。

表3 转杯纺分梳辊更换周期对比（品种：T36.4tex）

由表3中分析可知，使用原针布每年不仅成本高，同时5个月更换一次，影响效率，造成质量波动。使用表面强化金属分梳辊针布可延长使用寿命到13个月，有效降低了费用和维护成本。

5 结语

5.1 金属针布是梳理中的重要器材，其与纤维紧密接触，不仅控制纤维梳理纤维，同时也是纤维在针面上的通道；梳理过程中，针布状态针齿不光洁、耐磨度不够可造成偶发性纱疵增加，影响成纱和布面质量，短绒增加，条干CV%恶化，强力降低，而且会造成针布使用寿命缩短，生产成本增加，经济效益降低等问题。

5.2 表面强化金属针布着眼于对梳理质量要求效果好、纤维损伤少、使用寿命长、维护成本低、适纺范围广的特点，采取针布表面涂层强化技术，重点提高针布的耐磨度、光洁度、锋利度，为改善梳理效果、保护纤维、降低短绒率、增强耐磨度、提高纱线品质提供了保证。

5.3 表面强化金属针布通过实践，能够在棉纤维、化学纤维、染色纤维，以及可以通过新型纺纱加工的纤维的梳理过程中，以薄尖穿刺能力强、减少损伤、几何尺寸设计合理、保护纤维、高光洁度齿身减少挂花、超硬度高耐磨的优势，实现了梳理效果好、成纱质量高、使用周期长的目标。

［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］刘梦雨.清梳联纺差别化纤维降低棉结的技术探讨[J].辽东学院学报（自然科学版），2015，22（3）：172-174.

［4］费青，阙浩英，陈海涛，等.梳理针布的工艺特性、制造和使用[M].北京：中国纺织出版社，2007：16-49.

［5］曹爱国，赵福增，雒书华.锥齿针布在生产细旦纤维中的应用［J］.辽东学院学报（自然科学版）,2015,22（1）：16-19.

（责任编辑：鞠衍清）

Metal card clothing with strengthened surface:carding characteristics and application results

WANG Ping

（Wugang City Yinlong Textile Group of He’nan Province,Wugang 462500,China）

The design idea and characteristics of card clothing with strengthened surface are introduced.In order to improve the carding effectiveness，reduce fiber damage,prolong service life and extend the application scope,the card clothing was designed with thin needle,reasonable geometric dimensioning,highly polished body. Besides,the needle surface of card clothing was strengthened with coating so as to increase the abrasive resistance, finish degree and sharpness.The practical results show that the card clothing with strengthened surface can improve carding effectiveness,protect fiber,reduce short fiber rate and improve yarn quality.The service life of the clothing is also prolonged.

card clothing with strengthened surface;carding;coating technology;finish degree;abrasive resistance;sharpness

TS103.22

A

1673-4939（2017）02-0081-04

10.14168/j.issn.1673-4939.2017.02.02

2017-03-05

王平（1981-），男，河南潢川人，工程师，研究方向：质量控制技术及纺纱工艺。