浅谈柔性梳理在色纺工艺中的应用

张 毅，章友鹤

(1.浙江省常山纺织有限责任公司，浙江 常山 324200；2.浙江省新型纺织品研发重点实验室，杭州 310009)

0 引言

色纺纱是依据样纱或样布的色彩风格要求，用不同色彩的纤维进行配色，然后将各种色彩的纤维按照配色比例混合投产，纺出与样纱或纱的织物与样布色彩风格一致或相近的纱。由于组成色纤维的比例和颜色深浅不同，给人视觉有强弱感或不同反差，因此，浅颜色的棉结在深颜色的纱中或深颜色的棉结在浅颜色的纱中特别显眼，通常称之为色结，这是严重影响成纱质量乃至产品质量的有害疵点。笔者就色纺纱过程中产生的色结和棉结问题，从柔性梳理角度探索解决方法。

1 柔性梳理

1.1理念与工艺原则

柔性梳理的理念是，以较小的梳理力，达到梳理伸直效果好、损伤纤维少、生条中的棉结和短绒少的目的；重点是减少握持分梳造成纤维损伤[1]。

柔性梳理工艺原则是，深穿刺、多分梳、增齿密和少握持。

1.2实现条件

金属针布是梳棉机梳理纤维最关键的的核心部件，要求针齿参与梳理工作的各边、侧面要有圆弧过渡，并具有较好的表面粗糙度；锋利的齿尖对纤维层穿刺能力强，梳理效果好，因此，齿尖要有较高的锋利度、强度和耐磨性。在增加针布齿条齿密时，要保持握持、分梳、释放和转移的平衡。

2 色纺纱特性

色纺纱大多用于针织大圆机用纱，产品风格细腻，要求色泽均匀、纹路清晰，以单纱织造为主，成纱质量既要有本色纱的品质，也要达到色纺纱的色偏和色结等时尚元素的要求。

2.1染色纤维需二次及以上梳理

由于色纺纱对色结要求特别高，起初色纺采用传统纺纱技术，采取紧隔距强分梳、五锋一准等措施，但色结问题仍未达到最终产品要求。经多年生产实践经验表明，为了减少色结，达到色纺纱品质要求，染色纤维需经二次及以上梳理或者精梳。

2.2棉纤维染色后的物理性能发生变化

棉纤维染色前一般采用高温碱煮练处理，除去纤维表面的蜡质和果胶，便于纤维染色，煮练前处理，使纤维结晶度、取向度发生一系列变化，同时在处理时纤维受高压喷灌容易产生纠缠打结，以下是染色棉与本色棉纤维性能的对比情况[2]。

2.2.1纤维几何特征变化

棉纤维经染色后纤维整体长度有所下降，均匀度降低，短绒率增加，纤维线密度增加13.6%。

2.2.2吸湿性变化

棉纤维染色后吸湿性能约上升3.2个百分点。

2.2.3纤维力学特征变化

棉纤维经染色后断裂强力一般下降约10%，最高时下降24.7%；断裂伸长减少0.16 mm，断裂伸长率下降1.6个百分点。由此可知，棉纤维经染色后纤维强力下降，弹性变差，脆性增加。

棉纤维染色后表面的蜡质已被去除，因此染色棉的摩擦因数增大，具体见表1。

表1 染色棉和本色棉纤维的摩擦因数

接触物本色棉染色棉静态动态摩擦因数综合值静态动态摩擦因数综合值金属0.2000.1890.1960.2920.2240.265橡胶0.2900.1960.2520.3400.2250.294

2.3色纺纱生产流程

2.3.1染色棉加工方法

为了减少色结和细小色结，达到色纺纱时尚品质要求，染色棉先加工成生条，然后经撕条机，撕扯成长度为20 cm的条子，俗称梳棉网，用于配色或染色，精梳产品用本色精梳棉网染色。

梳棉网染色：本色棉经清花、梳棉、撕条机后打包，印染厂染色。

精梳网染色：本色棉经精梳机流水线，精梳不成条，棉网直接收集打包，印染厂染色。

2.3.2清花投产前进行预开松

在传统纺纱流程中，混纺一般是通过清花或者在并条上进行。而色纺纱配色是根据原料组分的比例，为达到混和均匀的目的，一般在清花前增加预开松工序，采用机械称量混棉自动打包；或采用人工称量混和，人工称量混和后打包，确保不同颜色纤维抓取均匀。

机械混棉：各种颜色原料按比例称量堆包→抓棉机→凝棉器→自动打包机。

人工混棉：称量→手工开松混和→打包。

3 柔性梳理在色纺工艺中的应用

色纺用的纤维要经过二次梳理，色纺对色结和强力要求非常高，在梳理中既要排除棉结又要保护纤维减少损伤，因此采用柔性梳理工艺对色纤维梳理尤为重要。

在色纺生产实践中发现，采用与本色棉完全相同的梳理工艺和分梳器材去梳理染色纤维，就会出现以下问题：① 纤维染色过程中，高压喷灌时纤维产生扭结，梳理时容易损伤纤维；② 纤维经染色后与金属间摩擦因数增大，染色剂固化后容易产生硬质颗粒，很难排除；③ 纤维混纺组分多，物理指标差异大，不同纤维摩擦因数不同，增加梳理难度；④ 弹性模量降低，棉层蓬松度降低；⑤ 细小棉结和色结难以排除。

3.1锡林针布

针对染色棉纤维强力下降、弹性变差、脆性增加和摩擦因数增大等问题，首先要提高针齿对纤维层的穿剌能力，其次要减少握持分梳造成的纤维损伤。锡林针布应加大针布齿条纵向齿距，降低纤维的梳理次数和梳理强度；减少针布横向齿距，加大自由分梳量，使纤维既保持合理的梳理度和梳理强度，去除色结的同时减少纤维损伤，保证成纱质量水平。

3.2盖板针布

锡林针布和盖板针布是梳棉机柔性梳理、棉网质量提升的关键，回转盖板进入工作区工作一段时间后，梳针间逐渐充塞纤维和杂质，产生搓结。盖板针布采用渐密型植针，即保证集中梳理，又提升梳理效果。前稀后密和横向密、纵向渐密的曲线排列，有利于握持纤维和充分梳理，针对色棉对色结要求高，应加大齿密。

3.3道夫针布

道夫针布应与锡林针布配套选用，并以转移为主，适当减小齿密，便于气流下泄，适应高速高产；同时应齿面圆整、齿尖锋利、针齿光滑，可提高转移率，最大限度减少嵌杂。道夫转移率适当增大，有利于降低锡林针面负荷，减少棉结和色结。

3.4刺辊针布

刺辊针布是握持梳理，对喂入的棉层梳理作用强，经刺辊梳理有70%～80%的棉束被分解成单纤维状态[3]，因此，刺辊针布规格选择对成纱的棉结和短绒影响较大。对于染色纤维，减少齿顶面积，提高对棉层的穿刺能力，适度增加齿密，加大纵向齿距，加上齿身锥齿化处理后表面粗糙度提高，纤维容易转移，可有效提高梳理质量。

4 工艺对比试验

4.1试验方案及结果

a) 纺纱品种

纯棉藏青14.7 tex纱；纯棉中灰14.7 tex纱。

b) 针布配置

804号机台：AC2030×01550型锡林针布，AD4030×1890型道夫针布，MCH45型盖板针布，AT5605×05011型刺辊针布。

805号机台：AC2030×01740型锡林针布，AD4030×1890型道夫针布，MCH52型盖板针布，AT5610×05011型刺辊针布。

不同针布配置纺相同品种纱质量对比见表2。

表2不同针布配置纺不同品种纱成纱质量对比

项目纺纱品种/tex纯棉藏青14.7纯棉中灰14.7机台号804805804805生条棉结/(粒·g-1)429466熟条棉结/(粒·g-1)282411898条干CV/%16.8916.0619.0618.81条干CVb/%2.231.754.103.45细节/(个·km-1)3238163136粗节/(个·km-1)118109243249棉结/(个·km-1)340264536422单纱断裂强度/(cN·tex-1)216220149157强力CV/%11.658.5910.018.99

4.2结果分析

从表2试验结果可以看出，805号梳棉机各项指标明显优于804号梳棉机，特别是成纱千米棉结下降超过22%，强力也有所提高。

4.2.1针布密度与分布影响

作用于每根纤维上的平均齿尖数是衡量纤维梳理程度的反映，因此，针布齿密与梳理效果影响分梳除杂效能，金属针布齿密由横向和纵向密度组成，齿密影响纤维梳理质量，适度增加齿密，单纤维受齿尖作用数量增加，分梳排杂作用增强，对色纤维作用明显，横向密度对梳理质量的影响更为显著[4]。

两种针布齿条相比：AC2030×01740型锡林针布齿条，纵向齿距增大0.2 mm，减少1.99齿/(25.4 mm)，减少纵向对纤维握持数量，避免过度梳理，减少梳理对纤维的损伤；横向齿距减小0.1 mm，增加12.7齿/(25.4 mm)，总齿密增加89齿/(25.4 mm)2，增加了分梳强度和梳理次数。

盖板针布MCH45与MCH52相比，总齿密增加70齿/(25.4 mm)2。

4.2.2针布加工工艺不同

805号梳棉机采用锥齿针布，与普通针布相比，锥齿针布齿尖薄，提高了对梳理棉层的穿刺能力；锥齿身，去除了棱边、棱角，侧面表面粗糙度好，二者兼顾，加强了对纤维的保护，实现了柔性梳理，梳理效果好，损伤纤维少，生条中的棉结、短绒少。普通针布与锥齿针布对比见表3。

表3 锥齿针布与普通针布对比

针布类型齿顶形状工作边(前角棱角)与工艺配合普通齿形齿尖面呈一平面,边缘呈直角,减小顶端面积和保持齿尖棱边棱角清晰,能提高分梳穿刺能力,但纤维损伤多棱角分明,锋利度好,对纤维损伤较大紧隔距,强分梳,依靠强梳理降低棉结,短绒增长较大锥齿形齿顶面积更小,呈锥齿,边缘圆弧形状,既提高了对纤维的穿刺能力,又能减少纤维损伤,减少短绒的产生棱边为圆弧过渡,缓和了对纤维的穿刺力,同时表面光滑,易于气流通过,减少对纤维的阻力,延长使用寿命在大隔距的情况下,分梳开纤维,避免强分梳造成纤维损伤

5 结语

5.1色纺纱从20世纪80年代开始进入棉纺企业，从最初小色比的麻灰纱到现在棉、麻、毛、丝、化纤等多种原料在传统环锭纺流水线上混纺，淡化了棉纺、毛纺、麻纺以及绢纺的行业界线。

5.2锥齿针布是实现柔性梳理的必要条件，针布齿条的横向齿密加大，提高了对纤维的分梳强度和次数，又避免针齿间嵌破籽，能有效降低成纱棉结和色结；纵向齿密减小，减少握持梳理，对纤维损伤少，使色纺外观质量和品质得到提高。但柔性梳理理论有待于进一步完善，向适应纤维梳理多样化，品质追求高端化，新型纺纱多元化发展。