目前高产梳棉机的总梳理面积不断增加，附加分梳原件越来越多，传统的“紧隔距、强分梳”的梳理理念已经不能完全适应需要。因此，要求梳理针布的技术水平也要相应提升，特别是必须避免强分梳造成的纤维损伤，否则很难适应高速、高产、高质的需要。
一、新型梳理技术存在的问题
梳棉机的台时产量从最初的5kg/h发展到现在的120kg/h，产品结构仍由锡林、道夫、刺辊等组成，给棉罗拉、给棉板、活动盖板等元件功能也没有发生变化。梳棉机的机械能力得到了有效的提升，出条速度得到了很大的提高，但是工艺能力限制了梳棉机的实际产量，要真正实现梳棉机高产，就必须提高梳棉机的工艺能力，重点是提升针布的性能来满足梳棉机产量和质量的有效统一。目前存在质量与产量、效率与纤维损伤之间的矛盾。
1.1 新型梳理技术存在的矛盾
（1）强分梳与柔性分梳对纤维损伤和保护的问题。强分梳造成纤维损伤，柔性分梳梳理不充分之间的矛盾。
（2）高效工艺梳理质量与产量间的矛盾。产量高，定量重梳理质量差，效率高；产量低，定量轻梳理质量好，效率低。
（3）落棉效率、质量与成本之间的矛盾。落棉多成本高，除杂效率低，有效纤维损失大；落棉少，除杂效率高，梳理质量差。
（4）分梳与转移之间的矛盾。充分梳理与重复梳理，快速转移与质量之间的矛盾。
（5）梳理器材维护和周期短的矛盾。梳理器材不耐磨、使用周期短、维护成本高。
1.2 新型梳理技术的突破对器材的要求
新型梳理技术是一项系统工程，梳棉机要想达到高速、高产、高质的目标，不仅需要针布技术的提升，同时还要求梳理过程中达到纤维分离度好、伸直充分、纤维损伤少、落棉成本低、适纺范围广、针布寿命周期长、免维护、终端产品质量稳定等要求，梳棉机高速高产关键要求的具体对比见表1。
二、新型梳理器材原理及优势分析
2.1 柔性梳理锡林针布设计原理及优势
2.1.1 传统梳理存在的问题
在现代高产梳棉机上，如果仍然遵循传统梳理技术“紧隔距、强分梳、高速度、强打击、多落棉”的工艺原则，必将会造成纤维损伤、成纱强力降低。目前锡林针布存在的问题：
（1）纤维高产高速带来纤维损伤和梳理不充分的矛盾。
（2）耐磨度与梳理负荷和梳理材料之间的矛盾，高速后梳理负荷加重；纤维与针齿梳理摩擦作用力造成针布的磨损加剧；纤维中杂质和微尘、以及化纤中二氧化钛颗粒，在高速梳理中与针布摩擦造成磨损，不耐磨、使用周期短、维护成本高。
（3）针布工作边的运动距离缩短，针布工作面加剧磨损，第二点磨损后起槽，无法修复且影响质量。
（4）新型纤维材料与锡林针布的摩擦系数以及适纺性。
2.1.2 柔性梳理锡林针布的优势分析
（1）针高矮。浅齿有利于提高梳理效果、耐磨性能好；减少纤维沉入齿底的问题，减少嵌杂，同时满足趋向于齿尖便于交替梳理的条件；采用矮、浅设计思路，总高发展趋势从2.0mm到1.8、1.6mm。
（2）齿深浅。纤维从刺辊转移到锡林上后易停留在齿尖处，棉结、杂质、短绒易排，长纤维容易被盖板抓取得到分梳；齿深浅，转移性能好，锡林针布表面的纤维层厚度薄，减少重复分梳次数，减少纤维损失和杂质的粉碎。齿深从0.4mm到0.35、化纤针布齿深只有0.30mm。
（3）齿尖薄。齿尖薄有利于穿刺抓取纤维，提高梳理效果，齿尖锋利，提高对纤维的穿刺能力；分离纤维时梳理大，容易损伤纤维，采用薄齿尖能够减少冲击，减少纤维损伤。锡林齿尖厚度由0.08mm减少到0.06、同时，对齿尖采取锥齿化处理，进一步减少对纤维的损伤，具体齿尖对比见图1。
图1 柔性梳理锡林针布齿尖对比
（4）高齿密。高效梳理既要产量高，又要质量好，梳理纤维量增加，必须增加梳理针齿数量；增加梳理齿密，提高相应的筒体速度，参与梳理的针齿和次数增加。目前针布的齿密最密发展到1300齿/（25.4mm）2，由此梳理的齿数明显提高，利于对纤维的梳理。
（5）前角小。前角小，控制纤维向齿尖运动，同时利于抓取和穿刺。随着高速高产以及锡林速度的不断提高，纤维有向齿尖运动的趋势，小角度才能更强的控制纤维，利于梳理和质量的提升。目前最小的前角为48°，与传统的50-55°相比明显减小。
（6）基部窄。基部厚度窄，增加横向梳理，目前发展为0.6、0.5、0.4、0.38、0.35、基部窄等于横向加密，有效增加了横向的梳理效果，打破了纤维的横向联系，利于伸直度、分离度、平行度的有效提升。
（7）齿体光。加热时间越长氧化皮越多，氧化皮结合力较为脆弱，在梳理过程中与纤维摩擦后，逐步脱落。一般氧化皮在针布的表面存在越多，其粗糙度越大，在梳理过程中对纤维的损伤和梳理质量的稳定影响越大。减少金属针布表面氧化皮，提高光洁度是提高金属针布梳理效果和减少磨损的有利措施。通过锥齿化工艺处理，针齿棱边被处理成0.02～0.20mm不等的圆弧，齿尖圆锥型，齿体光洁，缓和梳理中对纤维的冲击，充分实现柔性分梳，减少纤维切割性损伤，保护纤维，提高制成率，短绒率可降低。涂层硬化处理，使光洁度进一步提高，目前最高Ra0.09μm，达到了镜面级，光洁度好，减少挂花和嵌杂，摩擦系数低。光洁度对比见图2。
图2 针布光洁度对比
（8）齿尖硬。齿尖和第二点硬度高达1200HV，可减少磨损。在梳棉机高产的情况下，针布齿数梳理负荷增加，梳理纤维流量增加，冲涮频次大，故冲刷疲劳加剧磨损。同时梳棉机高产必然高速，金属针布高速的冲切力与纤维的反作用力相互作用，加剧了针布的磨损。同时工作边R的磨损特点是：在针布的第二点的过度处，淬火硬度相对较低，在磨损过程中，很容易出现犁耕构造，随着沟槽的加剧，在梳理力加大时容易造成断尖。
延长金属针布寿命须考虑因素有：齿尖硬度、提升光洁度是关键；采用表面强化技术或者涂层技术，硬化处理前采取等离子抛光，齿尖硬度值由原HV860提升为HV1100以上，处理后的针布光洁度达Ra0.06μm，使用类金刚石材料与金属基体结合，提高第二点的硬度，强化表面抗腐蚀能力，减少化学磨损。
（9）柔性梳理几何齿顶。结合纤维在针齿运动的特点，采用柔性梳理针布齿型，重点是齿顶托持纤维的设计，主要有CS齿型、DS齿型、NCS齿型。
CS齿形特点：背边上采用小夹角直边设计，保持强抓取分梳性能；针齿1/2处加弧形流线，形似鱼脊设计，托持纤维，防止纤维沉入针根；与盖板紧密作用，鱼脊流线强排杂，大齿距、浅齿隙、小夹角，大转移，齿顶具体结构见图3。
图3 CS齿柔性梳理针布
“DS”齿型的特点：直齿尖大角度结合长齿顶，穿刺能力强，纤维在较短的工作边以内控制，有效的防止了纤维下滑沉入齿底。大齿顶托持面的设计，能够增加纤维须丛的抬头长度，使得纤维接受盖板有效梳理的长度增加，锡林盖板间的接触面积增加，不仅减少了针面间浮游纤维的数量，同时对12mm以上的短纤维进行有效梳理，提高了伸直三度和棉结杂质的清除率，齿顶具体结构见图4。
图4 DS齿柔性梳理针布
“NCS”齿型针布特点：采用高低双台阶设计，分梳纤维时低台阶易于托持纤维，使纤维停留于齿尖位置便于与盖板交替分梳，同时由于齿深浅，杂质和短绒容易抛离，提高了锡林与盖板间的转移效率。齿背驼峰流线结构的设计，使纤维能被盖板针布及时抓取，减少了浮游纤维量，提高纤维的一次性分梳效果，减少纤维损伤；针面负荷降低，有利于高速高产。齿顶具体结构见图5。
图5 NCS柔性梳理针布
2.2 新型高转移强控制道夫针布的原理及优势
2.2.1 道夫针布脱网、缠绕的原因
道夫与成纱质量有密切的关系，若道夫转移率过高，锡林分梳强度太弱，纤维梳理不充分，成纱强力、条干会明显恶化；若道夫转移率过低，锡林分梳强度过强，会造成纤维损伤。在实际应用中，道夫剥取、控制、转移三者之间出现了一对矛盾，即提高转移率和控制纤维的矛盾。控制能力差：高速时易出现脱网、掉网现象；释放转移能力差：容易造成梳理过程中的缠绕现象，特别是一些新纤维、细旦涤等纤维容易造成静电缠绕。
2.2.2 新型高效道夫的原理及优势
（1）横纹或沟槽道夫的原理及优势。为解决缠绕和脱网的矛盾，往往采取横纹道夫或者沟槽来实现对纤维的控制，但是容易造成弯钩纤维，弯钩纤维增加造成小纱疵多。沟槽道夫针布和横纹道夫针布的齿形结构见图6。
图6 沟槽和横纹道夫对比图
（2）强控制高转移道夫的原理及优势。传统的道夫是针高高，角度大、齿深浅、齿密稀。与沟槽道夫针布相比，新型道夫能减少弯钩纤维，提高棉网清晰度。其主要特点是：
直齿尖、大通道。易导入纤维，便于道夫承接锡林转移过来的纤维，直工作边便于转移。
高齿密、大齿深。齿密增加到齿551齿/25.4mm2，齿深增加到2.9mm，增加了容纤量，同时也增强了对纤维的控制，为高速高产提供了基础。
总高高、前角小。总高4.5、锡林、道夫三角区的气流顺畅，气流有序地从锡林、道夫的针隙中下泄，有利于纤维从锡林向道夫凝聚，提高转移率；反之，此处气流紊乱，纤维定向不良，不利于纤维转移，三角区落网。
表面强化、高光洁。对针布进行特殊处理，使齿尖圆锥状，控制能力强，转移效果好，针布无走熟期；通过镀层处理，使针尖或齿身碳化物提高，表面硬度增加到900HV以上，光洁度好；在高湿度梳理环境下，防腐性能好，不易生锈，抗轧能力强。具体结构见图6；道夫齿型对比见表2。
图6 强控制高转移道夫
（未完待续）
作者：陈玉峰 光山白鲨针布有限公司 邢明杰 青岛大学纺织学院 倪敬达 青岛宏大纺织机械有限责任公司
