改善毛纺针布仰针的探讨

改善毛纺针布仰针的探讨

乐荣飞   [金轮针布（白银）有限公司]

0      前言

毛纺针布梳理时针尖呈星点状弥散浮仰起，突出如砂点状感觉，数量较多，严重时手感针面毛糙不平，称为仰针。这种情况的出现，其实质是针布在抓取、梳理、凝聚纤维的过程中极少数钢针受较大梳理力的作用，致使钢针变形，超出钢丝弹性变形极限，不能恢复到原来形状的位置。造成仰针的原因是多方面的，除针布的制造工艺外，梳理原材料、梳理工艺、梳毛机设备状态、针布选择不当等都会造成上述针尖浮仰。

1      仰针产生的原因

1.1     纤维类别的影响

1.1.1    化纤

化纤的摩擦力大，长度长，其梳理力比纯毛纤维大，如图1所示。

图1    纤维受力分析示意

根据力学原理：F₁=F×μ

式中：P为纤维分梳时作用于针尖上的梳理力；F为梳理力P在垂直于钢针方向上的分力；F₁为梳理力P在平行于钢针方向上的分力；μ为纤维与钢针的摩擦因数。

一般毛纤维与钢针的摩擦因数μ为0.3左右，而化纤与钢针的摩擦因数为0.5左右。因此，梳化纤时比梳羊毛的梳理力P大，使梳针动角增大；在针尖方向上的分力F大60%以上。F增大直接增大了钢针的受力，使钢针的植角减小。因此，化纤越多，钢针的受力越大，越容易变形。

1.1.2     纤维的长度、混纺配比的影响

同等细度的纤维越长，纤维梳理受力时间越长，其梳理力也越大。不同性质的纤维混纺配比，如回潮率差异大，长度差异大，粗细差异大，强度差异大等纤维在一起混纺时，其梳理力的变化很大，麻纤维及其混纺等的梳理力很大，也容易造成钢针仰起。

1.1.3     纤维开松不良，毡并及含草杂的影响

纤维越松散，梳理力越小，反之越大，抱合力强、含杂多的纤维及再生纤维在梳理中造成钢针突然变形仰起的现象较多。

1.2     梳理工艺影响

（1） 各针面隔距越小，梳理力越大（紧隔距必然强分梳）。

（2） 各梳理辊的速比，两辊筒速比越大，梳理力越大，钢针易变形。

（3） 清洁时手刷过于激烈。道夫返花，如风轮罩密封不良，气流外溢大量飞花，道夫斩刀剥取不净，其他清洁不良，飞花落入等，随道夫带入锡林道夫工作区，会造成局部梳理力大，钢针变形和毛网不匀。

1.3     针布的选型

（1） 钢针形状及号数：钢针越细，承受的梳理力越小；相同截面积时，圆钢丝比异形钢丝易变形；针高越高，越易变形。

（2） 道夫针布由于钢针比锡林细一号，且道夫针布起分梳、凝纤维作用，按其速比，道夫针布钢针握持的纤维要受到锡林针布钢针近20次以上的强烈梳理，因而，道夫针布的钢针更易变形仰起。

1.4     针布制造工艺

（1） 针布的密度：当针面负荷相同时，针布钢针密度越小，纤维作用于每根钢针的梳理力越大，钢针越容易变形。

（2） 针高：新针布的针高相对老针布要高，力臂长，能承受的梳理力小，易变形，且新针布针尖锋利度好，钢针对纤维的穿刺握持好，插入深，所以新针布钢针易受力变形仰起。

（3） 针尖状态：针尖有弯钩毛刺时，纤维不易从钢针滑落，钢针受力时间长而大，易造成变形仰起。

2      工艺设计改进

用户使用的工艺、设备状态等我们无法改变。要解决仰针，只有从针布制造工艺方面进行改进，控制同等梳理工艺、设备条件下仰针发生的几率。

2.1     增加产品密度

国产梳毛机多数为三联B272型，末道夫多采用34^#道夫。以WBR34-2强力道夫为例，一般增加密度的方式采用的都是纵向加密的方式，可增加密度20个针尖/（25.4mm）²，但从实践的效果看还不理想，因此，参照进口针布的密度，采用第二种加密方式，即改变排列组织，纵横均加密，可增加密度80个针尖/（25.4mm）²（如图2、3、4和表1）。经过计算对比，密度增加80个针尖/（25.4mm）²，同等梳理力时单针的受力减少15%左右，可改善仰针。

 图2 原产品   图3 纵向加密   图4 纵横均加密

2.2     针高调整

（1） 根据材料力学悬臂梁原理，降低针高，可降低钢针的挠度。

挠度公式：Y=PH³/3EJ

式中：Y为钢针受力时的挠度（变形量）；P为分梳力；H为针高；J为惯性矩；E为钢针的弹性模量。

从上式可以看出，钢针的针高与挠度的三次方成正比，可见降低针高，对降低挠度有很大的作用。钢针的挠度降低，钢针变形减小，不容易产生仰针。

（2）力矩（N）=力（F）×力臂（L），降低针高，减小力臂，可以降低力矩，从而增加钢针的抗弯能力。在降低总高的同时，减低钢针露出底布的高度（下膝），可以大大增加底布对钢针的握持，保持钢针受力变形后的弹性恢复。实践证明，针高调整后仰针发生的比例明显减少。

2.3     角度调整

针布的工作角是按照纤维梳理时与钢针间的自锁原理设计，从纤维梳理的自锁理论，梳理工作角（纤维不下沉的自锁角度）α一般在73°～64°，F₁＝Pcosα，工作角α小，F₁力大，对纤维的抓取力大，纤维沿针尖下沉；工作角α大，钢针对纤维的抓取梳理力相对小，纤维不易沉入针隙。如图5所示。

图5

因针面间隔距一般均较小，所以梳理力P可近似看作作用于钢针水平方向上，故对钢针后仰影响极大。工作角α增加2°，分力F₁减小近10%左右，可有效减低钢针变形量，改善仰针。

2.4     制造方面

针尖毛刺可诱发仰针，因毛刺在梳理时会拉住纤维，导致梳理力加大，钢针变形仰起。通过磨针工艺改进，采用细号粒度的橡胶砂轮平磨，可控制毛刺；也可用碳刷刷光工艺去除毛刺，效果明显。减少毛刺的工艺效果如图6所示。

图6

3      结束语

产品制造工艺改进后，毛纺针布仰针明显减少，湖州地区仰针反馈次数下降80%以上。当然，除了制造工艺改进外，底布钢丝的材质对仰针也有至关重要的影响。如发泡底布产生仰针的比例相对毛毡面底布大为减少；采用具有良好弹性的底布，在钢针受力变形后，针孔扩大的残余变形量最小，能使钢针恢复原来的位置；钢丝的抗弯性能要好，且不能有脆性，这都能一定程度上改善仰针。

参考文献：

［1］赵玉生.纺织针布使用手册．

［2］王树惠,王清波等.毛纺．

［3］王达,贺福敏,朱德明.盖板针布的测试与探讨［Ｊ］．梳理技术,2002（总第4期）:53－57．