高速梳毛针布的改进与实践

本文发表在2020年出版的第36期《纺织技术》杂志上，更多好文章期待您的投稿。投稿、咨询邮箱：[e-mail]

高速梳毛针布的改进与实践

刘云岗、贾杰敏、和兆瑞

［金轮针布（江苏）有限公司］

0      前言

高速梳毛针布主要适用于摇粒绒、法兰绒、珊瑚绒、舒棉绒、拉舍尔毛毯等面料的刷毛整理，经过梳毛，使绒面的绒毛单纤打开、绒毛竖立，织物厚度增加，达到织物绒毛丰满、柔顺的目的，同时便于后道剪毛、烫光等加工。

在实际梳毛加工中，客户关注的重点是毛根有没有刷透，有没有产生长毛，在充分梳理的前提下，尽可能减少对纤维的损伤。在机梳毛率的控制与坯布的克重、纤维规格密切相关。梳毛过程主要的质量疵点，一是边差问题，两边的毛效不一致；二是损伤底纱，坯布强力下降，后道拉幅定型后出现纰裂现象；三是剪毛损耗高，绒面不够浓密，坯布克重减轻。

针对客户生产中出现的问题，大多数起毛师傅反馈针布需要有足够的弹性，因梳毛机张力要大，尤其是高克重的毛毯类，所以针布不能太软。关键还是起毛张力的调节，国内厂家配套的高速梳毛机，主要有连云港鹰游SME485高速刷毛机、台湾元图HBM高速梳毛机等，可以实现三段张力有效调节，刷毛张力的控制更加稳定。

1      高速梳毛机工作原理

图  1

图  2

一般高速梳毛机分为前进前出和前进后出两种结构，配置24根针辊，整个锡林分成3段梳理区（如图1所示）。正常梳毛加工，其锡林转向和走布方向与针辊针尖方向相同，针辊转向与走布方向相反（如图2所示），实际坯布表面的绒毛在张力条件下，沿针布钢针刀背面滑动，此时钢针嵌入坯布的表面绒毛层一定深度，使绒毛呈定向伸直，随着针辊旋转针尖位置的变化，针尖逐渐刷至绒毛的根部，使纤维逐步伸直，针尖离开坯布的瞬间，针尖急速弹性恢复将包缠的纤维挑开。

根据高速梳毛机的工作原理，坯布与针尖的接触面积，针布锥尖和刀口的状态，以及钢针弹性恢复速率，直接影响梳毛效果和梳毛率的大小。那么从减小梳理面的面积，提高底布对钢针的握持支撑力两个角度思考高速梳毛针布的改进设计。

2      高速梳毛针布受力分析

图  3

如图3所示，坯布在张力条件下贴在针面上，沿着针尖刀背方向对绒面进行梳理。想要获得理想的绒面整理效果，针尖要有足够的接触深度，接触深度与接触面的针尖细度呈线性关系，接触面积小便于压入绒面里，另外与针布受力后的工作角α、植角β、上膝高h₄和针尖密度密切相关，针尖与坯布分开瞬间，钢针的弹性恢复能力，则决定能否梳开、梳透。如针面钢针被坯布压死，前膝与坯布呈平行状态，则坯布在针面上打滑，不能满足有效的梳理深度。

钢针针尖受到坯布向下的压力和沿针面切线方向向右的梳理力，而针根则对应相反方向的平衡力。钢针与坯布绒面接触面积越大，钢针受到的脉冲梳理力越大，断针和断底布的风险也就越大。

综上所述，高速梳毛针布：一是要有足够的梳理深度，使绒面单纤打开，绒毛竖立、丰满；二是钢针和底布要有足够的强度和弹性，便于针尖将纤维挑开，同时又能避免出现断针和断底布等事故。在实际起毛过程中，两个要求相互影响，钢针的强度和底布的弹性不足，则在坯布张力下钢针变形，影响梳理深度，绒面梳不透。此时通过加大梳理力，又会加大钢针和底布的变形，加速钢针和底布的断裂。那么，在现有生产条件下，探讨通过针布工艺优化设计，来提升高速梳毛针布的性能。

3      反钢丝高速梳毛针布的设计

3.1     反钢丝植针可行性分析

在满足梳毛要求的条件下，降低梳毛率，可以延长断针和断底布的时间，那么如何降低钢针的梳毛力。从梳毛原理分析，一是减少针尖与绒面的接触面积；二是增加底布对钢针的握持力，减少钢针变形。将三角钢丝反钢丝植针（如图4所示），可以满足这个条件。

图  4

如图4所示，现有产品正常植针，钢针与坯布的工作面是三角形钢丝的底面，钢针与底布接触的支撑面为三角形钢丝的顶角圆弧。而反钢丝植针设计与正常植针相反，其钢针与坯布的工作面是三角形钢丝的顶角，钢针与底布接触的支撑面为三角形钢丝的底面。

从钢针受力分析的角度对比，正常植针时工作面大，梳理阻力大，即针尖与绒面的接触面积大，梳理效果差。相反底布对钢针的支撑面小，底布对钢针弹性握持力小，针尖与坯布脱开时，针尖不能迅速回复，大大降低梳理深度，挑开包缠的纤维的效率降低，而且与底布接触处易形成应力集中，造成断针、断底布等事故。采用反钢丝植针，工作面小，梳理阻力小，在满足梳毛要求的条件下，降低梳毛率，将绒毛梳开的同时能减少绒毛损失，而底布对钢丝的支撑面大，与底布接触受力稳定，针形不易扭曲，缓解大变形造成的断针，同时支撑点单位面积受力减小，底布形变也减小，底布不易被撕裂。

3.2     不同截面钢丝受力对比

图  5

如图5和表1所示，相同规格的椭圆钢丝截面积和周长都大于三角丝，在梳毛时受力阻力也大，不符合设计方案的思路。采用菱形钢丝，27/32截面积和周长要小于三角形，但是工作面顶角要大于三角钢丝，而且与底布接触的支撑面为圆弧，要小于三角丝底面，也不符合设计方案思路。

通过对比，采用反钢丝植针具有一定优势。

3.3     产品工艺设计和工艺上车

采用反钢丝植针，考虑到钢针受力变化，工艺上调整了前后膝比例，使钢针有足够的变形空间，缩短在坯布脱针瞬间钢针变形时间。同时，因梳理面的减小，钢针有效梳理深度加大，可以适当增加针布密度，提高单位时间内梳毛频次，改善绒面毛效、降低梳毛率，减少纤维损伤、断针、断针布。

针布在制造过程，植针工序主要难点在成型R的一致性和针形扒轧的控制，磨针工序在锥形和锥尖状态的控制。

3.3.1    植针工序工艺上车

图  6

植针工序，钢丝经过送料、定长切断，靠成型机件加工成U字形，植入底布后再由钩子和刀口板配合将钢针分成前后膝，形成工作角（如图6所示），成型R即前后膝过度圆弧。

考虑到后膝长短前膝长、植针角大工作角小的特殊针形，分析爬头、底布、内外刀口板、钩子厚度对针形的影响，我们对内外刀口板厚度和外刀口板钢丝槽优化设计，并且利用高精度光曲磨加工，采用标准化工装机件的使用，实现了针形稳定和弯膝R的一致性。

3.3.2    磨针工序工艺上车

采用反钢丝植针，钢丝大面朝下，平磨时磨石先接触小面，上面磨削快下面磨削慢，进刀量越大越明显；另外侧磨片与钢针挤压磨削，所以并非垂直磨削，而是呈一定角度，从上向下磨削力逐步减小，因此细度下不去，且不易出锥形。

通过对磨针试验出现问题的分析，选用不同厚度和粒度的磨片，同时调整磨片磨削速比，适当延长磨针时间，实际磨针后锥形和锥尖状态都能达到设计要求。

4      产品试验

4.1     试验条件

梳毛机机型：元图HBM高速梳毛机

坯布规格：280g双刷双摇摇粒绒；4.5Kg拉舍尔毛毯

4.2     反钢丝植针产品与正常植针、国外标杆产品使用结果对比

对比情况见表2。

表  2

4.3     试验情况

相同规格的坯布，不同的梳毛针布对应的梳毛率和工作电流有明显差异，其中反钢丝植针产品因工作面与坯布绒面接触面积小，工作负荷最轻，与正常植针产品相比，优势比较明显，且好于国外标杆产品。

5      结论

反钢丝植针产品，通过调整工作面和支撑面接触面积，获得优于国外标杆产品的梳理工作负荷，减少对坯布绒面和底纱的损伤，同时大大降低了高速梳毛过程断针和断底布的风险。经过持续跟踪对比，梳毛效果和针布寿命能达到国外标杆水平，在高档面料上逐步替代进口针布，且价格优势明显，降低了客户使用成本。

参考文献：

［1］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，2007：126－135．

［2］刘云岗，贾杰敏．新型轨道钢丝弹性毛纺针布开发与应用［Ｊ］．毛纺科技，2011，(9):59－62．