張 毅，章友鶴

(1.浙江省常山紡織有限責(zé)任公司，浙江 常山 324200；2.浙江省新型紡織品研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310009)

0 引言

色紡紗是依據(jù)樣紗或樣布的色彩風(fēng)格要求，用不同色彩的纖維進(jìn)行配色，然后將各種色彩的纖維按照配色比例混合投產(chǎn)，紡出與樣紗或紗的織物與樣布色彩風(fēng)格一致或相近的紗。由于組成色纖維的比例和顏色深淺不同，給人視覺有強(qiáng)弱感或不同反差，因此，淺顏色的棉結(jié)在深顏色的紗中或深顏色的棉結(jié)在淺顏色的紗中特別顯眼，通常稱之為色結(jié)，這是嚴(yán)重影響成紗質(zhì)量乃至產(chǎn)品質(zhì)量的有害疵點(diǎn)。筆者就色紡紗過程中產(chǎn)生的色結(jié)和棉結(jié)問題，從柔性梳理角度探索解決方法。

1 柔性梳理

1.1理念與工藝原則

柔性梳理的理念是，以較小的梳理力，達(dá)到梳理伸直效果好、損傷纖維少、生條中的棉結(jié)和短絨少的目的；重點(diǎn)是減少握持分梳造成纖維損傷[1]。

柔性梳理工藝原則是，深穿刺、多分梳、增齒密和少握持。

1.2實(shí)現(xiàn)條件

金屬針布是梳棉機(jī)梳理纖維最關(guān)鍵的的核心部件，要求針齒參與梳理工作的各邊、側(cè)面要有圓弧過渡，并具有較好的表面粗糙度；鋒利的齒尖對(duì)纖維層穿刺能力強(qiáng)，梳理效果好，因此，齒尖要有較高的鋒利度、強(qiáng)度和耐磨性。在增加針布齒條齒密時(shí)，要保持握持、分梳、釋放和轉(zhuǎn)移的平衡。

2 色紡紗特性

色紡紗大多用于針織大圓機(jī)用紗，產(chǎn)品風(fēng)格細(xì)膩，要求色澤均勻、紋路清晰，以單紗織造為主，成紗質(zhì)量既要有本色紗的品質(zhì)，也要達(dá)到色紡紗的色偏和色結(jié)等時(shí)尚元素的要求。

2.1染色纖維需二次及以上梳理

由于色紡紗對(duì)色結(jié)要求特別高，起初色紡采用傳統(tǒng)紡紗技術(shù)，采取緊隔距強(qiáng)分梳、五鋒一準(zhǔn)等措施，但色結(jié)問題仍未達(dá)到最終產(chǎn)品要求。經(jīng)多年生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，為了減少色結(jié)，達(dá)到色紡紗品質(zhì)要求，染色纖維需經(jīng)二次及以上梳理或者精梳。

2.2棉纖維染色后的物理性能發(fā)生變化

棉纖維染色前一般采用高溫堿煮練處理，除去纖維表面的蠟質(zhì)和果膠，便于纖維染色，煮練前處理，使纖維結(jié)晶度、取向度發(fā)生一系列變化，同時(shí)在處理時(shí)纖維受高壓噴灌容易產(chǎn)生糾纏打結(jié)，以下是染色棉與本色棉纖維性能的對(duì)比情況[2]。

2.2.1纖維幾何特征變化

棉纖維經(jīng)染色后纖維整體長度有所下降，均勻度降低，短絨率增加，纖維線密度增加13.6%。

2.2.2吸濕性變化

棉纖維染色后吸濕性能約上升3.2個(gè)百分點(diǎn)。

2.2.3纖維力學(xué)特征變化

棉纖維經(jīng)染色后斷裂強(qiáng)力一般下降約10%，最高時(shí)下降24.7%；斷裂伸長減少0.16 mm，斷裂伸長率下降1.6個(gè)百分點(diǎn)。由此可知，棉纖維經(jīng)染色后纖維強(qiáng)力下降，彈性變差，脆性增加。

棉纖維染色后表面的蠟質(zhì)已被去除，因此染色棉的摩擦因數(shù)增大，具體見表1。

表1 染色棉和本色棉纖維的摩擦因數(shù)

接觸物本色棉染色棉靜態(tài)動(dòng)態(tài)摩擦因數(shù)綜合值靜態(tài)動(dòng)態(tài)摩擦因數(shù)綜合值金屬0.2000.1890.1960.2920.2240.265橡膠0.2900.1960.2520.3400.2250.294

2.3色紡紗生產(chǎn)流程

2.3.1染色棉加工方法

為了減少色結(jié)和細(xì)小色結(jié)，達(dá)到色紡紗時(shí)尚品質(zhì)要求，染色棉先加工成生條，然后經(jīng)撕條機(jī)，撕扯成長度為20 cm的條子，俗稱梳棉網(wǎng)，用于配色或染色，精梳產(chǎn)品用本色精梳棉網(wǎng)染色。

梳棉網(wǎng)染色：本色棉經(jīng)清花、梳棉、撕條機(jī)后打包，印染廠染色。

精梳網(wǎng)染色：本色棉經(jīng)精梳機(jī)流水線，精梳不成條，棉網(wǎng)直接收集打包，印染廠染色。

2.3.2清花投產(chǎn)前進(jìn)行預(yù)開松

在傳統(tǒng)紡紗流程中，混紡一般是通過清花或者在并條上進(jìn)行。而色紡紗配色是根據(jù)原料組分的比例，為達(dá)到混和均勻的目的，一般在清花前增加預(yù)開松工序，采用機(jī)械稱量混棉自動(dòng)打包；或采用人工稱量混和，人工稱量混和后打包，確保不同顏色纖維抓取均勻。

機(jī)械混棉：各種顏色原料按比例稱量堆包→抓棉機(jī)→凝棉器→自動(dòng)打包機(jī)。

人工混棉：稱量→手工開松混和→打包。

3 柔性梳理在色紡工藝中的應(yīng)用

色紡用的纖維要經(jīng)過二次梳理，色紡對(duì)色結(jié)和強(qiáng)力要求非常高，在梳理中既要排除棉結(jié)又要保護(hù)纖維減少損傷，因此采用柔性梳理工藝對(duì)色纖維梳理尤為重要。

在色紡生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，采用與本色棉完全相同的梳理工藝和分梳器材去梳理染色纖維，就會(huì)出現(xiàn)以下問題：① 纖維染色過程中，高壓噴灌時(shí)纖維產(chǎn)生扭結(jié)，梳理時(shí)容易損傷纖維；② 纖維經(jīng)染色后與金屬間摩擦因數(shù)增大，染色劑固化后容易產(chǎn)生硬質(zhì)顆粒，很難排除；③ 纖維混紡組分多，物理指標(biāo)差異大，不同纖維摩擦因數(shù)不同，增加梳理難度；④ 彈性模量降低，棉層蓬松度降低；⑤ 細(xì)小棉結(jié)和色結(jié)難以排除。

3.1錫林針布

針對(duì)染色棉纖維強(qiáng)力下降、彈性變差、脆性增加和摩擦因數(shù)增大等問題，首先要提高針齒對(duì)纖維層的穿剌能力，其次要減少握持分梳造成的纖維損傷。錫林針布應(yīng)加大針布齒條縱向齒距，降低纖維的梳理次數(shù)和梳理強(qiáng)度；減少針布橫向齒距，加大自由分梳量，使纖維既保持合理的梳理度和梳理強(qiáng)度，去除色結(jié)的同時(shí)減少纖維損傷，保證成紗質(zhì)量水平。

3.2蓋板針布

錫林針布和蓋板針布是梳棉機(jī)柔性梳理、棉網(wǎng)質(zhì)量提升的關(guān)鍵，回轉(zhuǎn)蓋板進(jìn)入工作區(qū)工作一段時(shí)間后，梳針間逐漸充塞纖維和雜質(zhì)，產(chǎn)生搓結(jié)。蓋板針布采用漸密型植針，即保證集中梳理，又提升梳理效果。前稀后密和橫向密、縱向漸密的曲線排列，有利于握持纖維和充分梳理，針對(duì)色棉對(duì)色結(jié)要求高，應(yīng)加大齒密。

3.3道夫針布

道夫針布應(yīng)與錫林針布配套選用，并以轉(zhuǎn)移為主，適當(dāng)減小齒密，便于氣流下泄，適應(yīng)高速高產(chǎn)；同時(shí)應(yīng)齒面圓整、齒尖鋒利、針齒光滑，可提高轉(zhuǎn)移率，最大限度減少嵌雜。道夫轉(zhuǎn)移率適當(dāng)增大，有利于降低錫林針面負(fù)荷，減少棉結(jié)和色結(jié)。

3.4刺輥針布

刺輥針布是握持梳理，對(duì)喂入的棉層梳理作用強(qiáng)，經(jīng)刺輥梳理有70%～80%的棉束被分解成單纖維狀態(tài)[3]，因此，刺輥針布規(guī)格選擇對(duì)成紗的棉結(jié)和短絨影響較大。對(duì)于染色纖維，減少齒頂面積，提高對(duì)棉層的穿刺能力，適度增加齒密，加大縱向齒距，加上齒身錐齒化處理后表面粗糙度提高，纖維容易轉(zhuǎn)移，可有效提高梳理質(zhì)量。

4 工藝對(duì)比試驗(yàn)

4.1試驗(yàn)方案及結(jié)果

a) 紡紗品種

純棉藏青14.7 tex紗；純棉中灰14.7 tex紗。

b) 針布配置

804號(hào)機(jī)臺(tái)：AC2030×01550型錫林針布，AD4030×1890型道夫針布，MCH45型蓋板針布，AT5605×05011型刺輥針布。

805號(hào)機(jī)臺(tái)：AC2030×01740型錫林針布，AD4030×1890型道夫針布，MCH52型蓋板針布，AT5610×05011型刺輥針布。

不同針布配置紡相同品種紗質(zhì)量對(duì)比見表2。

表2不同針布配置紡不同品種紗成紗質(zhì)量對(duì)比

項(xiàng)目紡紗品種/tex純棉藏青14.7純棉中灰14.7機(jī)臺(tái)號(hào)804805804805生條棉結(jié)/(?！-1)429466熟條棉結(jié)/(?！-1)282411898條干CV/%16.8916.0619.0618.81條干CVb/%2.231.754.103.45細(xì)節(jié)/(個(gè)·km-1)3238163136粗節(jié)/(個(gè)·km-1)118109243249棉結(jié)/(個(gè)·km-1)340264536422單紗斷裂強(qiáng)度/(cN·tex-1)216220149157強(qiáng)力CV/%11.658.5910.018.99

4.2結(jié)果分析

從表2試驗(yàn)結(jié)果可以看出，805號(hào)梳棉機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)明顯優(yōu)于804號(hào)梳棉機(jī)，特別是成紗千米棉結(jié)下降超過22%，強(qiáng)力也有所提高。

4.2.1針布密度與分布影響

作用于每根纖維上的平均齒尖數(shù)是衡量纖維梳理程度的反映，因此，針布齒密與梳理效果影響分梳除雜效能，金屬針布齒密由橫向和縱向密度組成，齒密影響纖維梳理質(zhì)量，適度增加齒密，單纖維受齒尖作用數(shù)量增加，分梳排雜作用增強(qiáng)，對(duì)色纖維作用明顯，橫向密度對(duì)梳理質(zhì)量的影響更為顯著[4]。

兩種針布齒條相比：AC2030×01740型錫林針布齒條，縱向齒距增大0.2 mm，減少1.99齒/(25.4 mm)，減少縱向?qū)w維握持?jǐn)?shù)量，避免過度梳理，減少梳理對(duì)纖維的損傷；橫向齒距減小0.1 mm，增加12.7齒/(25.4 mm)，總齒密增加89齒/(25.4 mm)2，增加了分梳強(qiáng)度和梳理次數(shù)。

蓋板針布MCH45與MCH52相比，總齒密增加70齒/(25.4 mm)2。

4.2.2針布加工工藝不同

805號(hào)梳棉機(jī)采用錐齒針布，與普通針布相比，錐齒針布齒尖薄，提高了對(duì)梳理棉層的穿刺能力；錐齒身，去除了棱邊、棱角，側(cè)面表面粗糙度好，二者兼顧，加強(qiáng)了對(duì)纖維的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了柔性梳理，梳理效果好，損傷纖維少，生條中的棉結(jié)、短絨少。普通針布與錐齒針布對(duì)比見表3。

表3 錐齒針布與普通針布對(duì)比

針布類型齒頂形狀工作邊(前角棱角)與工藝配合普通齒形齒尖面呈一平面,邊緣呈直角,減小頂端面積和保持齒尖棱邊棱角清晰,能提高分梳穿刺能力,但纖維損傷多棱角分明,鋒利度好,對(duì)纖維損傷較大緊隔距,強(qiáng)分梳,依靠強(qiáng)梳理降低棉結(jié),短絨增長較大錐齒形齒頂面積更小,呈錐齒,邊緣圓弧形狀,既提高了對(duì)纖維的穿刺能力,又能減少纖維損傷,減少短絨的產(chǎn)生棱邊為圓弧過渡,緩和了對(duì)纖維的穿刺力,同時(shí)表面光滑,易于氣流通過,減少對(duì)纖維的阻力,延長使用壽命在大隔距的情況下,分梳開纖維,避免強(qiáng)分梳造成纖維損傷

5 結(jié)語

5.1色紡紗從20世紀(jì)80年代開始進(jìn)入棉紡企業(yè)，從最初小色比的麻灰紗到現(xiàn)在棉、麻、毛、絲、化纖等多種原料在傳統(tǒng)環(huán)錠紡流水線上混紡，淡化了棉紡、毛紡、麻紡以及絹紡的行業(yè)界線。

5.2錐齒針布是實(shí)現(xiàn)柔性梳理的必要條件，針布齒條的橫向齒密加大，提高了對(duì)纖維的分梳強(qiáng)度和次數(shù)，又避免針齒間嵌破籽，能有效降低成紗棉結(jié)和色結(jié)；縱向齒密減小，減少握持梳理，對(duì)纖維損傷少，使色紡?fù)庥^質(zhì)量和品質(zhì)得到提高。但柔性梳理理論有待于進(jìn)一步完善，向適應(yīng)纖維梳理多樣化，品質(zhì)追求高端化，新型紡紗多元化發(fā)展。