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1、紧密纺纱技术的探讨紧密纺纱技术的探讨吴 敏 徐 旻（江南大学） （无锡庆丰股份有限公司）摘要：摘要：介绍了紧密纺的原理以及目前国外已推出的几种紧密纺纱技术，分析了紧密纺 的产品性能及后道加工特点，对我国发展紧密纺纱技术有关技术问题进行探讨并提出了一些看法。 关键词：关键词：紧密纺 集聚 原理 技术 加捻三角区目前，一种在普通环锭纺纱机纺纱原理的基础上发展而成的紧密纺纱技术引起了国内外纺织行业的密切关注，其独到的纺纱原理，优越的成纱性能，显著的经济效益将在未来的几年内使棉纺行业发生深刻的变化。1 1紧密纺技术的纺纱原理紧密纺技术的纺纱原理在普通的环锭细纱机上，须条在牵伸区内受到罗拉加压的影响呈扁
2、平状，当从前罗拉钳口输出时存在一个明显的宽度，由于下部纱条已在钢丝圈的作用下高速回转加捻，此时钳口部位形成了所谓“加捻三角区” 。由于加捻三角区的存在，加捻过程中须条内各纤维的应力应变分布不均匀，纤维发生内外转移，在一定程度上影响了纱线的机械物理性能，如单纱强力、断裂强力、纤维的强力利用率等，更明显的作用是加捻三角区造成了须条中纤维的两端不能很好地被捻入纱中而形成毛羽，这也是目前环锭纱的毛羽问题不能得到根本解决的关键。紧密纺纱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
3、能以及纤维的强力利用情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，而实现对纤维的集聚作用。2 2国内外紧密纺的现状国内外紧密纺的现状1999 年在巴黎国际纺机展览会上，展出了紧密纺纱细纱机。接着国外有多家纺机企业着手研究环锭细纱机上的纤维集聚技术，如德国 ZINSER、SUESSEN 公司，瑞士 RIETER公司，日本 TOYOTA 公司，意大利 MARZOLI 公司等，它们相继推出了自己的紧密纺细纱机，有的提供整机技术，有
4、的供普通环锭纺细纱机改造。国内已有多家棉纺企业引进了国外的紧密纺纱技术，其产品已显示出独特的性能和价格优势。针对紧密纺纱线良好的市场前景，国内的纺机企业正拓展多种途径研制开发这一新技术，有关大专院校、科研院所、棉纺生产企业也对此产生了极大的兴趣，一些相关单位的合作研制开发工作已取得很大进展。相信不久的将来，将会有一些国内自己研究制造的紧密纺纱技术成熟地应用于棉纺生产中。3 3. 国外几种典型的紧密纺技术国外几种典型的紧密纺技术3.1 德国 ZINSER 700 AIRCOMTEX 系统 ZINSER 700 AIRCOMTEX 系统在原有的细纱机牵伸装置的基础上在前罗拉前面加装一输出下罗拉，其
5、上的输出胶辊上附有一表面串有小孔的皮圈，用整体防静电塑料特制的皮圈架通过透明吸风管与负压系统连接，构成纤维集聚区。经前罗拉钳口线输出的须条，受负压气流的影响而紧密集束，从而消灭了纺纱加捻三角区，并顺利地加捻成为强力高、毛羽少的纱支。该系统的牵伸罗拉和集聚罗拉间，可以通过选用不同的中间传动齿轮调节传动比，以适应不同纤维的需要。通过负压传感器可单独控制负压的大小以获得不同的集聚效果。位于皮圈中央的小孔单排间隔排列，有孔处的纤维受到负压作用获得集聚，其它部位的纤维并不完全固定，这种方式可使长毛羽尽可能去除，大多数短毛羽得以保留。为使牵伸区输出须条不脱离集聚区，该系统的粗纱横动装置经过改进，采用 4m
6、m 横动动程。3.2 德国 SUESSEN ELITE SPINNING SYSTEMSUESSEN ELITE SPINNING 系统在前罗拉输出钳口处加装了一表面呈帘状的闭口下胶圈（称网格圈3000 孔cm2）和一直径略大于前上胶辊的上胶辊组成纤维的集聚区。集聚上胶辊由前上胶辊通过齿轮传动，由于它的直径略大于前上胶辊，故两者之间存在着微小的张力牵伸，使处于其间的须条始终处于张紧状态。添加的下网格圈是套在一根管状的吸管上，吸管中的负压，将由前罗拉钳口输送出来的须条，紧密吸附在胶圈之上。吸管上开有一狭小的槽，槽的长度是从前罗拉钳口处开始，到添加的下网格圈与上胶辊的钳口线上，这样就使得从前罗拉钳
7、口输出的须条呈压缩条状，延着网格圈表面的斜形路线，到达纤维集聚区的钳口线，从而消灭了纺纱加捻三角区。该系统现时主要为工厂改造机器，即在原有细纱机的基础上加以改造而成，目前在国内已有多家棉纺企业引进，并在国产FA506 型、FA507 型细纱机上成功改造。3.3 瑞士 RIETER COMFORSPIN K44RIETER COMFORSPIN K44 纺纱系统的牵伸机构采用了有孔的较大直径（约 50mm）的空心滚筒代替了前下罗拉（称集聚罗拉） ，与吸风插件、气流导向装置共同构成纤维集聚单元，因此，它对纤维的集聚作用实际上在须条还没有离开主牵伸区时就开始了。积极传动的镂空的集聚罗拉不仅耐磨，而且
8、可以防止纤维的粘附。集聚罗拉表面布满小孔（0.8mm，80 孔cm2） ，其内部是一个可拆卸的吸风插件，上面有一个形状特殊设计的沟槽。该插件与机器的吸风系统相连，内部呈负压。通过负压产生的气流在牵伸装置的输出区将纤维集聚。一个特殊设计、专利保护的气流导向装置保证了集聚的高效性。集聚罗拉前面设有一夹持罗拉，可避免加捻时捻度传递到纤维集聚区。该系统正是通过集聚单元各部件之间的相互优化配合，确保了所有纤维的彻底集聚。3.4 日本 TOYOTA RX240NEWESTRX240NEWEST 是在 TOYOTA 公司的 RX240NEW 细纱机上装配的紧密纺纱系统，通过安装在细纱机牵伸输出区的集棉装置实
9、现对纤维的集聚作用。该集棉装置由负压吸引槽和多孔皮圈组成，采用 4 锭单元组合体，结构简单，无需工具即可装配和分解。负压吸引管道 48 锭为一根，配置在罗拉基座的上部，实现了构造简洁化，配管路径最短化，最佳负压条件由变频器控制调整。多孔皮圈由下罗拉驱动，无相对打滑，也不受上罗拉直径的影响，运转准确，通过负压气流的作用，能够平稳光滑地集聚纤维。该系统可方便地进行安装和拆卸，以实现普通环锭纺细纱机和紧密纺细纱机的灵活切换，也可对原有的RX240NEW 细纱机进行改造。3.5 意大利 MARZOLI OLFIL 系统OLFIL 系统是一个专门用来集聚纤维的凝聚系统，它采用全新的一体化概念，其元件和普
10、通细纱机可以进行互换，并且安装和卸下该系统可实现紧密纺细纱机和普通环锭纺细纱机的方便切换。OLFIL 安装在标准的三上三下牵伸系统的输出区，其上部分有两个压辊构成，通过齿形带传动，下部分每 8 个锭子用一根不锈钢管作为一组，每个锭子配有一个多孔皮圈，通过吸风系统的作用，在多孔皮圈的表面对纤维产生集聚作用。凝聚系统的吸风由机动变频驱动扇构成，每个风扇可服务 48 个锭子，大面积的空气配置和补充为标准的吸风平稳创造条件。专门设计的空气分配器用来阻止空气紊流，以免对纱线造成破坏、 ，同时也为集聚空气再循环提供可能。该系统的安装简便快捷，不到 1 分钟便可完成，操作维修也不复杂。表 1 列出国外几种紧
11、密纺系统的主要性能特点。表表 1 国外几种紧密纺系统一览表国外几种紧密纺系统一览表项 目TieterSuessenZineserToyotaMarzoli机器型号K44(E1)700RX240NEWEST1装置名称ComforshinElite Spinning systemAir ComtexRX240NEW- EST01fil锭距 mm7070757070牵伸装置三罗拉长短圈三罗拉长短圈 三罗拉双短圈三罗拉长短圈三罗拉长短圈三罗拉长短圈下罗拉直径 mm (前中后)59（集聚罗拉） 27272726.52727(输出罗拉) 272727272727272727紧密纺纱机构双皮辊握持，多孔 吸
12、风罗拉，内胆斜 槽导引双皮圈握持,齿轮或 同步带传动,网格套 圈输送,异形管吸风, 斜槽吸口寻引输出罗拉传动,集 聚上销装置,多孔 皮圈输送,上销内 吸风,上吸口导引双皮圈握持,前罗 拉传动，网格套圈 输送,展形管吸风, 斜槽吸口导引双皮圈握持,同步 带传动,网格套圈 输送,圆形管吸风, 槽形吸口导引4 4紧密纺技术的作用特点紧密纺技术的作用特点紧密纺纱独特的纺纱原理使其成纱结构较普通的环锭纱有了较大的改善，表现在纱线的机械物理性能得到进一步提高，如毛羽减少、纤维强力利用率及成纱强力提高、条干CV降低等。在产品性能和后道加工中均体现出一定的优势：4.1 紧密纺产品性能4.1.1 色织用纱由于高
13、档色织用纱对毛羽、强力等指标都有较高要求，因此紧密纺纱在色织用纱上能体现较大优势。紧密纺色织用纱毛羽、纱疵等指标较普通环锭纺纱有明显改善，成纱强力根据不同的配棉等级也有不同程度的明显提高。纱线织成的色织物外观清晰度高，手感柔软，颜色分明，条干均匀，光泽增加，适宜高档织物。4.1.2 针织纱针织用纱在条干、纱疵、强力、手感、表面光洁度等指标上比机织用纱有更高的要求，紧密纺纱的性能特点在针织用纱上也能得到很好地体现：紧密纺针织用纱毛羽、纱疵、成纱强力等指标比普通环锭纺纱也有明显改善，因紧密纺纱捻度可减少 5%15，因而使织物手感更柔软，针织布面具有高档、均匀、光亮的外观。花型图案将更清晰，织物保形
14、性好。据有关资料介绍，采用紧密纺技术后，成纱可替代同支纱的烧毛纱。4.1.3 双股纱紧密纺纱生产的股线在毛羽、纱疵、条干等质量指标上同样比普通环锭纺纱有明显的优势，股线中单纱的强力、粗节、细节、棉结、毛羽等数值也优于传统环锭纺股线。股线表面光洁、清晰，织物强力高，织纹清晰、手感柔软、保形性好，适宜于高档产品。4.2 紧密纺产品的后道加工特点4.2.1 纱线后加工由于紧密纺纱线的纤维利用率的增加和纱线毛羽的减少对后加工具有很大的优点，其新型的纱线结构使纱的表面更加稳定，经络筒工序后毛羽增加量明显低于普通环锭纺纱线，筒子卷装内纱线的毛羽不匀率将进一步降低，若紧密纺纱配用络筒机毛羽减少装置，筒子纱的
15、性能会更好。同时紧密纺纱的上蜡、烧毛等改善纱线表面光洁度的工序可省略，生产成本明显降低。4.2.2 织造加工紧密纺纱在织造工序同样体现出一定的优势，首先其更高的耐磨性和耐脱圈性可使浆纱工序的上浆量大大减少，并保持更低的粘稠性，整经、织造等工序都将获得更高的生产效率，整经断头率可降低，同时，织造中经纱断头率和纬纱断头率都有明显下降，大大降低厂生产成本，减少了工人的劳动强度。同时，上浆量的减少也符合环保清洁生产的需要。在针织机上应用紧密纺纱时，因毛羽少、强力高、条干匀，针织机的生产效率和针织物的质量也将得到明显提高。4.2.3 印染加工由于紧密纺纱线、织物特有的性能特点，在印染后整理中将会有更好的
16、色彩表现，染料渗透性加强，织物的光泽和色彩对比度显著增加。同时，较好的强力性能将更适合织物的免烫整理。总之，紧密纺纱线可使最终成品的质量达到一个新的水平。5.5. 发展紧密纺技术的若干问题发展紧密纺技术的若干问题5.1 正确认识加捻三角区的作用普通环锭纺纱的加捻三角区是客观存在的，在三角区内，须条径向纤维的应力应变不同，使纤维发生内外层转移，形成了环锭纺特有的纱线结构，不同性能（长度、细度、初始模量等）的纤维，发生转移的情况是不一样的，利用纤维在纱条径向的分布规律，可采用适当的原料选配获得理想的服用性能。当然，三角区的纤维在转移过程中，纤维头端被挤出纱条便形成了毛羽。可见，普通环锭纺纱和紧密纺纱都有自己的成纱特点。紧密纺作为一种新型纺纱技术，其成纱特点和经济投入更适合一些高档纺织品。普通环锭纺纱线因加捻三角区的作用，形成了独特的纱线风格，加上其成熟的加工工艺技术，在一定的产品范围内具有自己的地位和作用。因此，紧密纺和环锭纺应该有不同的品种和市场定位。5.2 充分利用集聚原理，合理控
