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1、“德昌杯 2 0 0 6 年全国紧密纺纱技术研讨会 未经精梳的紧密纺纱线与精梳纱线性能比较研究 秦卫兵 盐城工学院 一绪论 1 1 目的和意义 长期以来作为纺织工业支柱的棉纺工业，其产品档次不高，附加值较低，旨在改善此现 状的紧密纺纱技术应运而生。近年来在国外发展起来的集聚纺纱系统已逐渐在国内成为热点， 因其成纱毛羽少，强力高等特点，特别适合纺制细号精梳纱，用于机织高档纯棉衬衫，防羽 布等，并具有上浆成本低，织造飞花少，织造效益高，织物光泽度佳，外观纹路清晰，色彩 对比度增强等优点。因此加快紧密纺国产化改造和产品开发的力度，对保持和提升我国纺织 业在国际纺织品市场的地位具有积极意义。它的推广必
2、为大大增强我国纱线在国际市场的竞 争力，对提高服装面料档次，扩大出口，顶替进口，提升我国纺织行业的整体质量水平具有 重要意义。 1 2 现状及发展动态 1 2 1 普通环锭纺的成纱机理 在普通的环锭精纺机上，须条的加捻作用是在前罗拉和钢丝圈之间完成的，须条在牵伸 区内受到罗拉加压的影响呈扁平状态，因此从前罗拉输出的的须条呈现出明显的宽度，因下 部须条已在钢丝圈作用下高速回转加捻，此时钳口部位形成“加捻三角区“ 。正是由于加捻三 角区的存在，加捻过程中须条内各纤维在应力应变分布不均匀，纤维发生内外转移，在某种 程度上对纱线的所有物理机械性都产生一定的影响，如单纱强力、断裂伸长、光泽及纤维强 力利
3、用率等，但加捻三角区造成了须条中纤维的两端不能很好被捻入纱中形成毛羽。 1 2 2 紧密纺成纱机理 紧密纺纱技术也称密实纺、压缩纺、凝聚纺或聚集纺、集聚纺( C o m p a c tY a r n ，C o n d e n s e d R i n gY a r n ) 、卡摩纺( C o m f o r s p i n 即C o m f o r tS p i n n i n g ) 。 紧密纺纱技术便是针对加捻三角区考虑的，它能从根本上消除加捻三角区。当扁平的须 条从前罗拉输出时很快地使其收缩宽度，可以想象，须条在纤维排列平顺、紧密的情况下加 捻，成纱的结构和机械物理性能以及纤维的强力利用情
4、况都将得到明显的改善。紧密纺纱技 术实质上就是利用上述原理进行收缩前罗拉处须条宽度即集聚纤维的技术。目前国外已经成 熟的紧密纺纱技术虽然形式各异，但一个共同点就是在细纱机牵伸输出区通过气流收缩须条 的宽度，消除加捻三角区，而实现对纤维的积聚作用晗。3 1 。 1 2 3 两种成纱技术的不同点 “德昌杯 2 0 0 6 年全国紧密纺纱技术研讨会 图卜1 两种纺纱牵伸装置加捻三角区的比较 传统环锭纺纱的牵伸是三罗拉上，下胶圈，前后胶辊形成牵伸机构，紧密纺纱是三罗拉， 四皮辊上下长短皮圈构成牵伸系统。紧密纺的牵伸系统与普通环锭纱最大的区别在于：紧密 纺纱的带孔滚筒抽吸鼓上有两个胶辊( 分别称前上胶辊
5、和夹持胶辊，前上胶辊位置是向后偏 移0 5 m m ) ，两个胶辊的中心距在4 6 - 一4 6 5 m m 之间。经过牵伸后的须条进入带孔抽吸滚筒上 两个皮辊之间，纤维束受负压气流的压缩与控制，在负压气流与一定角度的吸风口复合作用 下，纤维束作横向缩小，使纤维束的宽度柔和的转化为成纱的宽度，并加捻形成纱线。为使 须条在前上胶辊与抽吸鼓产生的钳口和夹持辊与抽吸辊形成的钳口之间被较好的控制，瑞士 立达在此之间还加了一个抽吸的盖板。如此一来，从夹持辊和抽吸鼓形成的钳口出来的须条 马上被加捻成纱线。加捻三角区变得非常小，几乎所有的纤维都被有规律地捻合到纱线中。 由图卜1 可以看出，普通环锭纺由于加捻
6、三角区的许多边缘纤维不能得到有效的控制， 以某种方式附着在纱线上或捻合到纱线中，容易产生毛羽，影响纱线结构，而紧密纺借助气 流的作用经过牵伸后的纤维沿横向紧缩，使加捻三角区变小甚至基本消失。从而显著改善纱 线的质量。 1 2 4 国内外发展动态及紧密纺项目的可行性 国外紧密纺纱技术起步比较早，自1 9 8 8 年D rE r n s t 博士提出消除纺纱三角区的紧密纺 纱工艺以来，许多厂商和研究机构相继推出了各种形式的紧密纺纱装置，虽然在集聚形式上 有所不同，但集聚成纱原理均相同。其中典型的代表如德国Z I N S E R 、S U E S S E N 公司，瑞士R I E T E R 公司，
7、日本T O Y O T A 公司等。而目前国内采用的紧密纺纱技术基本有两种模式：一种是全程从 国外引进紧密纺纱装备；另一种是引进关键前设备，紧密纺纱技术采用国产细纱机机上的改 造H 删。这两种技术在国内的发展已逐渐成熟，可想而知，紧密纺在纺纱过程中的效益已经很 明显，对后续产品的应用价值也已被证实并被业界认可，但紧密纺纱设备很高的投资成本严 重阻碍了国内高端项目的发展，使紧密纺纱线的成本居高不下，妨碍了下游产品的拓展应用。 现行紧密纺纱所采用的粗纱基本上经过精梳的，采用未经精梳的粗纱在紧密纺纱设备上 “德昌杯“ 2 0 0 6 年全国紧密纺纱技术研讨会 生产国内外还没有哪家企业尝试过。针对传统
8、环锭纺精梳纱成纱毛羽多、强力低等弱点，国 内各家企业都寻求在前道设备上改良的工艺，如合理选择原料、加强清梳联工艺、加大梳棉 车间的落棉率等措施，而从理论上讲，只在细纱车间采用未经精梳的紧密纺就可弥补传统环 锭纺的毛羽多、强力低、耐磨性差等不足之处。从另一方面讲，在纺纱成本中，原料价格占 到很大一部分，其比例大约超过5 0 9 6 。如果原料费用能节省1 0 ，就相当于劳动力成本下降了 2 0 3 0 。通过制作特殊的较粗纱号的精梳纱线，取消精梳工序来缩短加工工序可获得巨大 的实际效益。缩短加工工序和降低原料成本的作用在这里是相一致的，而且未经精梳的紧密 、纺纱捻度的降低得以直接提高纱线生产效率
9、是本课题研究的可行性方案。 1 3 紧密纺的研究思路及预期成果 本课题的研究主要通过到悦达纺织园进行调研并完成研究产品的开发，根据要求纺制 1 4 5 t e x 的未经精梳的紧密纺纱线与传统环锭纺精梳纱线，在此基础上要对两种纱线做以下 几个方面的实验： a 纱线毛羽实验： b 单纱强力实验； c 纱线耐磨性实验； d 纱线棉结、杂质等指标的测试。 在实验完成之后要对各组实验数据对比研究，综合得出两种纱线各自的优缺点，并对 1 4 5 t e x 的未经精梳的紧密纺纱线的不足之处提出改善的方案。 本课题主要在缩短工艺流程方面做一些探讨，通过细致的普梳免去精梳做普梳紧密纺进 行尝试。若未经精梳的
10、紧密纺纱线的各项指标能达到相同特殊的传统环锭纺精梳纱线，由于 免去精梳，从而能够节约成本，提高纱线质量，并降低纱线在市场上的流通价格。这将会给 许多企业带来巨大的实际效益! 二德国S u e s s e nE H t eC o m p a c t S e t 紧密纺纱装置结构特征 图2 - 1 绪森E l i t e 纺纱装置 “德昌杯”2 0 0 6 年全国紧密纺纱技术研讨会 l 一原前罗拉；2 一异形截面吸聚管；3 一原前胶辊；4 一握持胶辊；5 一啮合齿轮。 如图2 - 1 ，该机构在传统细纱机的牵伸装置前加一组气动集聚装置：包括一个异型截面 吸聚管，上套一个网格多孔胶圈和一个前上胶辊，
11、组成加捻握持钳口。新增加的前上胶辊通 过一个齿轮啮合由原来的前上胶辊传动。吸聚管上套着一个网格多孔胶圈，它有无数微孔， 允许气流通过，但纤维不能通过。网格圈由前上胶辊摩擦传动。 异型截面吸聚管表面在每个纺纱部位都开有呈斜向吸气槽，槽的长度从前罗拉钳口处开 始，到网格圈与前上胶辊的钳口线上，这样就使得从前罗拉钳口输出的须条由于受到负压的 作用而呈压缩条状，延着网格圈表面的斜形路线，到达纤维集聚区的钳口线，从而消灭了加 捻三角区嘲。 此装置为本次未经精梳的紧密纺纱的纺纱装置。 三实验部分 3 1 纺纱工艺流程 以J C l 4 5 t e x 和C D l 4 5 t e xC o m ( C D
12、 代表普梳，C o m 代表紧密纺) 为实验对象，它们的 纺纱工艺流程分别如下： 3 1 1J C l 4 5 t e x 的纺纱工艺流程 F A 0 0 9 往复抓棉机一F A l 2 5 重物分离器一F A l 0 5 单轴流开棉机一F A 0 2 9 多仓混棉机一F A l l 6 主除杂机一S C F D 异纤维分析仪一S T A E N D B R C O L 一落异纤维机( 型号：9 3 7 0 4 0 0 ) 一F A 2 0 3 型 梳棉机- * J S F A 3 6 0 型条卷机一F A 3 0 6 型预并条机一J G F A 2 8 6 型精梳机一F A 3 0 6 型并
13、条机一 J W F l 4 1 5 粗纱机- , - D T M l 2 9 型细纱机 3 1 2C D l 4 5 t e xC o m 的纺纱工艺流程 F A 0 0 9 往复抓棉机一F A l 2 5 重物分离器一F A l 0 5 单轴流开棉机一F A 0 2 9 多仓混棉机一F A l l 6 主除杂机一S C F D 异纤维分析仪一S T A E N D B R C O L 一落异纤维机( 型号：9 3 7 0 4 0 0 ) 一F A 2 0 3 型 梳棉机- * F A 3 0 6 型并条机一J W F l 4 1 5 粗纱机- - - D T M l 2 9S u s s e
14、 nE li t eC o m p a c t S e t 细纱机 为了便于比较两种纱线各半制品的性能及其成纱性能，前道工序清花和梳棉工艺所采用 的机器型号相同，并且工艺参数的配置也一致，不同的是一个经过精梳工序，一个普梳，喂 入粗纱定量相同。从工艺流程上可以看出两种纱线的最大不同点就是各自所采用的细纱机， J C l 4 5 t e x 采用的是D T M l 2 9 型细纱机，而C D l 4 5 t e xc o m 采用的是D T M l 2 9S u s s e nE l i t e C o m p a c t S e t 细纱机，这是本次纺纱实验最关键的工序。 3 2 原料性能测试
15、( 两种纱线所用的原料相同) 3 2 1 测试原理 H V I 检测系统集光学、克学、机械技术于一体，集高效、准确、实用等优点于一身，它可 以在很短时间内( 2 0 3 0 秒) 一次性取样检测出棉纤维的长度、长度均匀度、强度、伸长度、 马克隆值、成熟度、回潮、色泽、杂质等检测项目。 它们的测试原理分别如下： a 马克隆值测试原理：置松散棉块于试样盘，称取仪器接受范围为8 5 1 1 5 克的试样重 2 0 2 “德昌杯 2 0 0 6 年全国紧密纺纱技术研讨会 量，压缩到固定容器。启动仪器，通过恒定的压力压缩空气，测量气流阻力，此时，气流通 过棉花团两端产生的压力差，即表示为马克隆值。通过大
16、量测试已知马克隆值的棉花，确定 其压力差与马克隆值的关系。 b 棉纤维长度测试原理：顺着纤维长度方向任意抓起纤维，形成一个测试束，通过纤维 长度电子照影仪，测量从梳子基部延伸不同距离的纤维数量，依据输出电压直接与被测试样 的纤维数量成正比的关系，完成从测试纤维束基部到某一指定距离的纤维长度和长度均匀度 的测量。 c 强度和伸长度测试原理：在长度测试过程中，同时完成棉纤维强度和伸长度的测量， 在1 8 英寸隔距时，棉纤维测试束所承受最大断裂力时的韧性，表示的棉纤维的强度，此时， 试样夹所发生的位置为此强度时的伸长， d 色泽测试原理：由于不同品级的棉花具有不同的光谱特征，在可见光光谱圈内，棉花 的长波一端( 红光谱) 的相对光谱反射率的差异较短波一端( 蓝光谱) 的小，即棉样愈白，其相 对光谱反射率存在短波一端的增长比在长波一端要多；棉样愈黄，其反射光谱中的蓝光越少。 棉花测色仪就是根据棉花的光谱特性和色谱学的原理设计，用于测量棉花色泽特征。用R d 和
