纺棉型化纤用精梳整体锡林和顶梳的设计与配套

薛 庆

(金轮针布(江苏)有限公司，江苏 南通 226143)

0 引言

整体锡林和顶梳是精梳机核心梳理器材。整体锡林钳板握持纤维丛，排除棉结、杂质和短绒，提升纤维的平行度、伸直度和分离度；顶梳形成的附加摩擦力界，加强对分离纤维丛中浮游纤维的控制，以减少有效纤维损失，梳理分离须丛的后端，即梳理钳板钳唇死隙部分及钳板握持点后部分，剔除短绒，提高精梳条纤维整齐度，并排除棉结、杂质等疵点。

近年来，棉精梳机用整体锡林和顶梳已形成系列化配套产品，但针对棉型化纤精梳的研究较少。棉型化纤具有耐磨、易洗易干、不霉烂、不被虫蛀等优点，被广泛用于衣着织物、滤布输送带、医疗缝线等。棉型化纤经梳棉机梳理后，纤维的分离度、平行度和伸直度依然较差，影响成纱质量；但经精梳后的成纱质量则得到提升，能满足高档面料的要求。随着精梳棉型化纤的应用越来越广泛，分析棉型化纤的性能特点，进行棉型化纤精梳整体锡林和顶梳的优化设计和配套研究，以满足棉型化纤精梳梳理质量要求，为用户选型配套提供参考十分必要[1-5]。

1 纺棉型化纤用整体锡林和顶梳的研制

1.1棉型化纤性能

棉型化纤相对于棉纤维而言，纤维较长，长度整齐度好；断裂强度高，断裂伸长大；摩擦因数大，回潮率低，比电阻较大，摩擦易产生静电；纤维含杂率较低。棉纤维与棉型涤纶的性能指标对比见表1。

表1 棉纤维和棉型涤纶性能对比

纤维类别棉纤维棉型涤纶纤维长度/mm23～3538纤维线密度/dtex1．11～2．221．30～1．56断裂强度/(cN·dtex⁃1)1．8～3．14．2～5．2断裂伸长率/%7～1230～45静摩擦因数0．27～0．290．38～0．41动摩擦因数0．24～0．260．26～0．29公定回潮率/%8．50．4质量比电阻/(g·cm⁃2)106～1071013～1014

1.2棉型化纤精梳工艺参数设置

棉型化纤精梳工艺参数设置见表2。

1.3纺棉型化纤用精梳整体锡林设计原则

棉型化纤精梳梳理过程中，纤维易缠绕锡林，造成嵌花，且毛刷难以清除；为此，棉型化纤精梳锡林相对于棉精梳锡林设计应注意以下几个方面：

表2 棉型化纤精梳工艺参数

项目工艺参数小卷定量/(g·m⁃1)50～60落棉率/%8～11给棉方式前进给棉给棉长度/mm4．7，5．2落棉隔距/mm7～9梳理隔距/mm0．3～0．4

a) 锡林总齿数和各梳理区齿密不宜过大，适当增大齿片的基部宽度和纵向齿距，减少作用在每根纤维上的齿数；

b) 适当增大齿片前角，减小齿深，便于毛刷清理；

c) 前排齿片与纤维平行，后排齿片交替倾斜并适当缩小齿片的倾斜角，减少对纤维的控制。

根据棉型化纤特点及梳理要求，优化设计整体锡林齿面圆心角，将其分为75°和90°两种，横向排列第1组齿片与纤维丛和梳理方向平行，后几组齿片以交替倾斜3°的方式排列，分别设计GJX-E-75-TP42型和GJX-E-90-X型整体锡林并进行优化对比试验。GJX-E-75-TP42型和GJX-E-90-X型整体锡林齿片排列与棉型化纤纤维丛关系如图1所示。

a) GJX-E-75-TP42型(75°) b) GJX-E-90-X型(90°)1—齿片1；2—齿片2；3—齿片3；4—齿片4；5—齿片5。图1 整体锡林齿片排列与棉型化纤横向纤维丛关系

1.4纺棉型化纤用整体锡林的设计

1.4.1总齿数

整体锡林总齿数的计算公式为：

其中：Z为总齿数；C为梳理度；N为小卷横截面纤维根数；A为给棉长度/mm；W为落棉率/%；B为分离隔距/mm；a为死隙长度/mm[6]。

根据立达纺纱手册推荐的锡林型号、纤维马克隆值及棉层纤维根数、给棉方式等参数的经验值范围[7]，推算出锡林梳理度的取值范围：前进给棉时为0.21齿/根～0.27齿/根，后退给棉时为0.41齿/根～0.57齿/根。生产中，锡林梳理度的取值一般取决于精梳纱品种及其质量要求：纱号越细则精梳质量要求越高，梳理度取值应偏大；反之，则梳理度取值应偏小。一般棉型化纤精梳落棉率控制在10%以内，采用前进给棉方式，建议梳理度值为0.15齿/根～0.18齿/根，具体设计参数及设计总齿数见表3。

表3 棉型化纤整体锡林设计参数

项目设计参数给棉方式前进给棉小卷截面纤维根数N423077落棉率W/%10给棉长度A/mm5．2分离隔距B/mm20梳理度C/(齿·根⁃1)0．15～0．18锡林总齿数18000～22000

1.4.2齿面圆心角和分区数

根据锡林总齿数(19 000齿～21 000齿)，结合现有锡林齿片规格，齿面圆心角设计为75°和90°两种。

GJX-E-75-TP42型四等分区整体锡林优点：在保证逐渐加强梳理效果的同时，有效减少锡林总齿数；较小的齿面可有效避免锡林末排齿尖抓取分离罗拉倒入机内的纤维，缺点是后区横向齿密变化偏快，易造成纤维损伤。

GJX-E-90-X型五等分区整体锡林优点：齿片前区至后区的密度变化均匀，利于渐进分梳，其梳理度可通过纵、横向齿密控制；缺点是梳理度较大，易造成纤维断裂及落棉率偏高，需合理配置齿条密度。

1.4.3其他主要参数

为了方便毛刷清除纤维、防止嵌花，锡林主要参数设计为:① 齿片基部宽和纵向齿距偏大取值，最后一梳理区的齿片基部宽取0.48 mm或0.40 mm，纵向针排取10排或12排；前三区齿片基部宽(mm)取值为0.80或0.60，0.80，0.65，0.60，0.55等，纵向针排数可以取4，6，8，10，12排；② 齿片工作角应偏大，取值为50°～58°，且从前区到后区逐渐减小；③ 齿片横向倾斜角偏小配置。

1.4.3.1纺棉型化纤用精梳GJX-E-75-TP42型整体锡林设计参数见表4，结构形式见图2。

1.4.3.2纺棉型化纤用精梳GJX-E-90-X型整体锡林参数见表5，结构形式见图3。

1.5纺棉型化纤用顶梳的设计

根据棉型化纤的特点，顶梳的齿密[齿/(100 mm)]不宜太大，一般取240、260和280，采用榫型结构，齿尖角为18°～21°，有利于减少缠绕，防止顶梳嵌花，靠近基部则采用负工作角设计，使顶梳梳理的棉结、短绒和杂质积累一定数量后在重力作用下掉落，达到自清洁的效果。根据试验方案选用GJD-E-240-P型、GJD-E-260-B型和GJD-E-280-J型顶梳，其具体齿形结构如图4所示。

表4 GJX-E-75-TP42型整体锡林设计参数

锡林参数第1组第2组第3组第4组齿片基部宽/mm0．800．600．500．40针排数461012齿面圆心角/(°)75锡林宽度/mm320齿顶圆半径/mm62．7齿根圆半径/mm52．4齿片倾斜角/(°)第1组为0，后3组交替倾斜为3总齿数19750

图2 GJX-E-75-TP42结构形式

表5 GJX-E-90-X型整体锡林参数

锡林参数第1组第2组第3组第4组第5组齿片基部宽/mm0．80或0．600．650．600．550．50针排数4681012齿面圆心角/(°)90锡林宽度/mm320齿顶圆半径/mm62．7齿根圆半径/mm52．4齿片倾斜角/(°)第1组为0，后4组交替倾斜为3总齿数20581

图3 GJX-E-90-X结构形式

2 纺棉型化纤用整体锡林和顶梳梳理效果

2.1试纺原料

棉型涤纶精梳小卷和预并条质量指标见表6。

2.2纺纱工艺

涤纶预并条普梳流程：并条机→粗纱机→细纱机；涤纶小卷精梳流程：精梳机→并条机→粗纱机→细纱机。

图4 顶梳齿形结构

表6 精梳小卷和预并条质量情况

项目精梳小卷预并条棉结/(粒·g⁃1)45杂质/(粒·g⁃1)1216mm重量短绒率/%3．534．8016mm根数短绒率/%9．5012．76有效纤维长度/mm36．0735．32

2.3精梳主要工艺参数

精梳主要工艺参数：小卷定量为54.5 g/m，前进给棉，落棉隔距为12 mm，顶梳插入深度刻度为+0.5，给棉长度为4.7 mm，锡林定位分度为37，搭接刻度为0，牵伸倍数为13.54，车速为200钳次/min。

2.4测试仪器及测试指标

a) 印度Premier公司的 aQura型棉结与短纤维测试仪：测试涤纶条棉结、杂质含量，纤维长度分布以及短纤维含量；

b) Uster条干仪：测试涤纶条条干均匀度以及成纱条干、成纱棉结、千米粗节和千米细节；

c) YG063T型全自动单纱强力仪：测试成纱断裂强度；

d) 长岭CT3000型条干均匀度测试仪(具有毛羽测试模块)：测试毛羽H值。

2.5试验方案设计

2.5.1将预并条和精梳小卷分别经过普梳工艺和精梳工艺纺制成14.6 tex细纱，对比两者的成纱质量。

2.5.2分别采用齿密为24齿/cm，26齿/cm，28齿/cm的顶梳，对比其精梳条质量和成纱质量。

2.5.3分别采用GJX-E-75-TP42型和GJX-E-90-X型两种锡林，其具体参数见表4和表5，对比两者的精梳条质量和成纱质量。

2.6精梳用整体锡林对成纱质量的影响

2.6.1GJX-E-90-X型整体锡林与GJD-E-260-B型顶梳成纱质量

普梳预并条和精梳条纺14.6 tex纱，棉型化纤普梳与精梳的成纱质量见表7。

表7 成纱质量对比

检测项目普梳精梳成纱条干CV/%13．2212．33细节/(个·km⁃1)-40%-50%16016762粗节/(个·km⁃1)+35%+50%1701611616棉结/(个·km⁃1)+140%+200%46162410常发性疵点IPI值4828成纱单强/cN513550成纱毛羽H值3．613．28

2.6.2试验数据分析

由表7可知，普梳相对精梳的成纱条干CV值降低了6.7%，成纱千米细节、粗节和棉结均明显减少，其中-50%细节、+200%棉结分别减少87.5%和37.5%，常发性疵点IPI值减少41.67%、成纱强力提高7.21%，成纱毛羽指标也有改善。综上可知，棉型化纤经过精梳工序有利于提高成纱质量指标。

2.7顶梳齿密对精梳成纱质量的影响

在其他条件相同时，GJX-E-75-TP42型精梳锡林分别配套24齿/cm、26齿/cm和28齿/cm的顶梳纺14.6 tex纱，其精梳条及成纱质量指标见表8和表9。

分析表8和表9数据，可知如下规律。

表8 顶梳齿密对精梳条质量影响

顶梳型号GJD⁃E⁃240⁃P型GJD⁃E⁃260⁃B型GJD⁃E⁃280⁃J型落棉率/%3．433．433．55精梳条干CV/%9．209．109．60棉结/(粒·g⁃1)333有效纤维长度/mm36．7836．6636．7916mm重量短绒率/%1．681．441．6116mm根数短绒率/%4．964．294．63

表9 顶梳齿密对成纱质量影响

顶梳型号GJD⁃E⁃240⁃P型GJD⁃E⁃260⁃B型GJD⁃E⁃280⁃J型成纱条干CV/%12．7212．8114．07细节/(个·km⁃1)-40%-50%888114618628粗节/(个·km⁃1)+35%+50%136241522816228棉结/(个·km⁃1)+140%+200%422636284635常发性疵点IPI值586291成纱单强/cN578513499成纱毛羽H值4．263．272．80

a) 随着顶梳齿密的增大，精梳落棉率有递增的趋势；精梳条棉结、短绒率和有效纤维长度等质量指标均相差不大。

b) 随着顶梳齿密的增大，成纱条干CV值逐渐增大，条干有恶化趋势；成纱千米粗节、细节和棉结均有逐渐增加趋势；成纱强力、成纱毛羽指数呈逐渐减小趋势。综合成纱各质量指标可以看出，以顶梳齿密为24针/cm时的成纱质量为最优。

2.8整体锡林齿密对精梳条及成纱质量的影响

在其他条件相同时，齿密为26齿/cm顶梳分别配用GJX-E-75-TP42型和GJX-E-90-X型整体锡林，纺14.6 tex纱的精梳条及成纱质量见表10和表11。

表10 锡林齿密对精梳条质量的影响

锡林型号GJX⁃E⁃90⁃X型GJX⁃E⁃75⁃TP42型落棉率/%4．243．43精梳条干CV/%8．839．10棉结/(粒·g⁃1)33有效纤维长度/mm36．6236．6616mm重量短绒率/%2．111．4416mm根数短绒率/%5．834．29

表11 锡林齿密配置对成纱质量的影响

锡林型号GJX⁃E⁃90⁃X型GJX⁃E⁃75⁃TP42型成纱条干CV/%12．3312．81细节/(个·km⁃1)-40%-50%7621146粗节/(个·km⁃1)+35%+50%1161615228棉结/(个·km⁃1)+140%+200%24103628常发性疵点IPI值2862成纱单强/cN550513成纱毛羽H值3．283．27

分析表10和表11数据，可知：

a) GJX-E-75-TP42型相对于GJX-E-90-X型的精梳落棉率降低0.81个百分点，精梳条棉结基本一致，16 mm重量短绒率和16 mm根数短绒率分别降低31.75%和26.42%，有效纤维长度增加；

b) GJX-E-75-TP42型相对于GJX-E-90-X型的成纱千米细节、粗节和棉结均有增加，成纱-50%细节、+50%粗节和+200%棉结分别增加了200%、75%和180%，成纱常发性疵点IPI值增加121%，成纱强力降低6.7%，成纱毛羽基本不变。

两种精梳锡林梳理效果差异的原因在于：GJX-E-75-TP42型相对于GJX-E-90-X型的总齿数减少4%，梳理度较小，锡林工作角偏大，对纤维的作用较弱，对纤维损伤较小；因此，落棉少，精梳条短绒率低，纤维有效长度较长；但由于纤维梳理不充分，精梳条中的纤维伸直平行度较差，不利于在后道工序加工过程中提高成纱质量，以GJX-E-75-TP42型的成纱质量指标略差。

3 结论

3.1根据精梳数学模型计算和设计的棉型化纤精梳整体锡林，GJX-E-75-TP42型总齿数比GJX-E-90-X型少850齿，且相对于后者对纤维的梳理度略小，对棉型化纤纤维的损伤相对较小，精条指标较好。因此，当客户对精条指标要求较高及落棉率较低时，建议配套整体锡林为GJX-E-75-TP42型，对应的顶梳为GJD-E-240-P型。

3.2根据精梳成纱质量对比及原因分析可知，当客户要求成纱质量较高时，建议配套整体锡林为GJX-E-90-X型，对应顶梳为GJD-E-260-B型较为适合，但落棉率略高一些。

3.3利用精梳设备加工棉型化纤，能够提升精梳棉网的清晰度及纤维的伸直度、平行度和分离度，减少纤维在精条中的前、后弯钩，改善纤维排列状态，从而减少后道工序牵伸过程中棉结、粗细节的产生，有利于提升染整质量，改善布面风格。因此，在棉型化纤纺纱流程中引入精梳工序，是提高棉型化纤纺纱质量的有效技术手段，用户可根据棉型化纤的质量要求及推荐的配套方案进行选配。

参考文献：

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[2] 任家智.精梳机对纤维长度的适纺性研究[J].棉纺织技术，2004，32(1)：13-16.

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[7] Switzerland:Rieter Machine Works Ltd,Werner K.立达纺纱手册(第3册)[Z].