環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的生產(chǎn)與應(yīng)用

1999年，巴黎國(guó)際紡織機(jī)械展覽上展示了生產(chǎn)緊密棉紗的環(huán)下載細(xì)紡機(jī)。展覽者包括德國(guó)緒森學(xué)會(huì)、青澤學(xué)會(huì)和瑞士麗達(dá)學(xué)會(huì)。緊密紗(compactyarn)也叫凝聚紗(condensedyarn),或稱壓縮紗(compressedyarn)。緊密紗可與普通環(huán)錠紗雙股線及同支精梳紗的強(qiáng)力相比較。由于緊密紗的單紗強(qiáng)力高,可適當(dāng)減少紗的捻度,改進(jìn)織物手感,減少紗線毛羽,改進(jìn)織物印染效果。1紗線加捻三角區(qū)對(duì)紗線斷裂的影響在傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗牽伸裝置中,預(yù)牽伸區(qū)的牽伸力將紗解捻,經(jīng)主牽伸區(qū)的牽伸,將解捻后的纖維束拉細(xì)到所需要的細(xì)度,并使纖維束呈現(xiàn)一定的寬度,這時(shí)纖維束中纖維之間的抱合力基本消除。因此,在離開前羅拉鉗口處的纖維完全呈松散狀態(tài),在到達(dá)加捻點(diǎn)之間的一段距離中形成一個(gè)紡紗三角區(qū)。在紡紗三角區(qū)中纖維幾乎完全失控,紡紗三角區(qū)邊緣纖維在加捻之前,會(huì)脫離主體形成飛花,或纖維一端被捻入紗體,另一端形成毛羽。因此,紡紗三角區(qū)對(duì)紗線表面毛羽的形成及產(chǎn)生飛花有重要影響,據(jù)測(cè)約有85%的飛花是紡紗三角區(qū)產(chǎn)生的,紗線上的毛羽也主要是因紡紗三角區(qū)存在而形成的。在加捻過(guò)程中纖維受縱向張力作用,紡紗三角區(qū)外側(cè)的纖維受的張力最大,三角區(qū)中間的纖維所受的張力較小。因此,加捻后的細(xì)紗中纖維受到的預(yù)張力并不均勻一致,使下游工序的加工以及最終產(chǎn)品在承受張力負(fù)荷時(shí)預(yù)張力大的單纖維會(huì)首先發(fā)生斷裂。由此可見,在紗線的抗斷裂中并不能發(fā)揮所有纖維的作用,使紗線斷裂強(qiáng)力達(dá)不到應(yīng)有的水平。此外在加捻過(guò)程中,從紡紗三角區(qū)散落的纖維不僅影響紗線的物理性質(zhì),而且也影響了紡紗的制成率。對(duì)如何縮小或消除紡紗加捻三角區(qū)問(wèn)題,要確立兩項(xiàng)原則:一是使收縮三角區(qū)的作用必須保持達(dá)到前羅拉握持鉗口線,二是收縮力必須僅僅在牽伸過(guò)程完成時(shí)及時(shí)有效地出現(xiàn),不會(huì)產(chǎn)生負(fù)作用。經(jīng)反復(fù)研究,終于在細(xì)紗機(jī)上完成了消除加捻三角區(qū)而又符合上述兩原則的技術(shù)突破,實(shí)現(xiàn)了緊密紗線的紡紗。瑞士立達(dá)公司、德國(guó)緒森公司、青澤公司及MAL公司等研制成新型環(huán)錠紡紗機(jī),成功地解決了上述普通環(huán)錠細(xì)紗機(jī)紡紗質(zhì)量問(wèn)題。將普通環(huán)錠細(xì)紗機(jī)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn),增加了對(duì)從前羅拉鉗口到加捻點(diǎn)的紡紗三角區(qū)纖維的控制,從而消除了紡紗三角區(qū),生產(chǎn)出新型高質(zhì)量的緊密環(huán)錠紗。以下以瑞士立達(dá)公司的Com4緊密紡紗技術(shù)及緒森公司EliTe緊密紡紗技術(shù)為例進(jìn)行介紹。2緊密紡織機(jī)和紡織機(jī)的紡織技術(shù)2.1牽伸區(qū)的纖維束與雙連接Com4環(huán)錠細(xì)紗機(jī)紡出紗的特性是所在的纖維相互間平行排到一起并在紗體內(nèi)形成理想的交織。假如每根纖維都對(duì)紗線性質(zhì)有影響,則這種緊密紗顯示出更多優(yōu)點(diǎn):a)改進(jìn)了紗線強(qiáng)力及伸長(zhǎng)率;b)極大減少了紗線毛羽;c)顯著提高紗線的抗摩擦性能。Com4環(huán)錠細(xì)紗機(jī)生產(chǎn)緊密紗時(shí),纖維束的壓縮控制區(qū)直接與三羅拉雙皮圈鉗口相連接,牽伸前羅拉用帶孔的圓形滾筒取代,負(fù)壓的壓縮空氣經(jīng)管道與帶孔的滾筒相連接,氣流從空心羅拉外側(cè)經(jīng)小孔進(jìn)入滾筒內(nèi),纖維束從雙皮圈鉗口握持輸出后即被帶孔滾筒負(fù)壓氣流的吸附壓縮控制,在引出上回轉(zhuǎn)羅拉作用下,使纖維束按滾筒表面線速度向前運(yùn)動(dòng)(見圖1)。引出上羅拉與滾筒之間的鉗口夾持著所謂紡紗角,并在鉗口處形成紗線,使紗線加捻。在帶孔滾筒上的兩個(gè)羅拉間,纖維束受負(fù)壓氣流的壓縮與控制,在負(fù)壓氣流與有一定角度的吸風(fēng)口復(fù)合作用下纖維束作橫向移動(dòng),使纖維束的寬度柔和地轉(zhuǎn)化為成紗的寬度。由于橫截面上纖維數(shù)量很少,且無(wú)捻度,因此從牽伸區(qū)出來(lái)的纖維束強(qiáng)度不高,必須創(chuàng)造條件使纖維束完整地通過(guò)壓縮區(qū),這一點(diǎn)十分重要。在Com4環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上帶孔的滾筒表面很光滑,與纖維束間的摩擦系數(shù)很低,使纖維獲得必要的壓縮并順利通過(guò)壓縮區(qū),機(jī)上帶孔的金屬滾筒材質(zhì)要求很高,表面經(jīng)過(guò)細(xì)微的拋光處理。2.2異形管吸風(fēng)縫改裝后的前上羅拉與輸出羅拉形成一個(gè)整體,可一起拆裝。這兩組上羅拉由齒輪傳動(dòng)形成同步。加捻的張力使纖維組合達(dá)到理想的收縮,經(jīng)過(guò)一對(duì)直徑稍有差異的羅拉作用形成緊密紗,見圖2。纖維從前羅拉鉗口輸出后,引出上羅拉(皮輥)與一異形吸風(fēng)管形成控制區(qū),每個(gè)錠位上都有一個(gè)條形吸口,起點(diǎn)離前羅拉鉗口不遠(yuǎn),終點(diǎn)在引出羅拉與異形吸管形成的鉗口處。每個(gè)吸氣縫隙均被特殊的“皮圈”所覆蓋。這種皮圈由合成纖維長(zhǎng)絲紗織造而成,每平方厘米內(nèi)有3000個(gè)微孔。引出上羅拉為橡膠包覆的膠輥,對(duì)微孔皮圈施壓,與異形吸管形成握持區(qū),皮圈的回轉(zhuǎn)是由上羅拉回轉(zhuǎn)摩擦傳動(dòng)的,由于引出上羅拉膠輥與微孔皮圈之間的摩擦系數(shù)約大10倍。因此,確保所有微孔皮圈能準(zhǔn)確按照一定線速度回轉(zhuǎn)。異形吸管的負(fù)壓氣流經(jīng)過(guò)微孔皮圈將前羅拉鉗口握持線輸出后的纖維抓持住,使纖維緊緊地處于壓縮狀態(tài),由于吸管縫隙與纖維前進(jìn)方向呈30°角,使纖維束在前進(jìn)時(shí)能按自己的軸線回轉(zhuǎn),牢固地將纖維末端嵌入到纖維束中。異形管吸風(fēng)縫隙可根據(jù)不同的原料及紡紗支數(shù)設(shè)計(jì)成不同的寬度,微孔皮圈的細(xì)度及微孔大小可適應(yīng)任何品種及紗支。為了保證微孔皮圈的清潔透氣性,并可在細(xì)紗發(fā)生斷頭時(shí)將接頭吸起,在異形吸管尾端裝有“真空吸塵器”,保證機(jī)器的正常運(yùn)行。另外這種微孔皮圈要經(jīng)常拆下清洗,保證其清潔及透氣性。3緊密環(huán)錠紗特性3.1應(yīng)用立達(dá)Com4型及緒森EliTe型緊密紡紗技術(shù)紡出的紗毛羽明顯減少,見表1。按以下公式改核緊密環(huán)錠紗的品質(zhì):緊密環(huán)錠紗品質(zhì)=100000紗線捻度(T/m)×紗線毛羽H=100000紗線捻度(Τ/m)×紗線毛羽Η由于緊密環(huán)錠紗捻度可適當(dāng)減小,而且紗線毛羽H值也較低,因此緊密環(huán)錠紗的品質(zhì)一般在30以上,普通環(huán)錠紗都低于30。從表1可看出,緊密紡環(huán)錠紗毛羽很少,尤其是3mm及以上長(zhǎng)度的毛羽更少,這是緊密環(huán)錠紗的一大優(yōu)點(diǎn),由于紗體本身光潔,為下游工序的加工生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件。緊密紡環(huán)錠紗要比普通環(huán)錠紗的毛羽約減少80%。3.2Com4及EliTe緊密紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)利用壓縮空氣控制紡紗三角區(qū)的技術(shù)比較理想。紡出的紗線結(jié)構(gòu)和質(zhì)量十分理想。緊密環(huán)錠紗與普通環(huán)錠紗相比較,緊密環(huán)錠紗單紗強(qiáng)力及伸長(zhǎng)率等都大大提高,細(xì)紗強(qiáng)力可提高5%～10%。雖然緊密環(huán)錠紗比普通環(huán)錠紗捻度低,但單紗強(qiáng)力及伸長(zhǎng)率仍然很高,在實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)織物手感要求及紡紗效率選擇適當(dāng)?shù)偷哪矶?表2為緊密紡環(huán)錠紗強(qiáng)力及伸長(zhǎng)率特性的改進(jìn)情況。3.3緊密環(huán)錠紗的條干CV%及紗疵均比普通環(huán)錠紗好,經(jīng)過(guò)絡(luò)筒機(jī)再卷繞加工后,優(yōu)點(diǎn)更明顯,因?yàn)榫o密環(huán)錠紗抗摩擦性能好。絡(luò)筒后紗線質(zhì)量不會(huì)變差。3.4緊密環(huán)錠紗比普通環(huán)錠紗的蓬松度約低1/3,紗體光潔如緣,十分美觀,是織造高檔織物的原紗,紗體外觀見圖3。3.5緊密環(huán)錠紗紡紗時(shí)由于消除了紡紗三角區(qū),紡紗時(shí)很少產(chǎn)生飛花,使生產(chǎn)區(qū)飛花減少約85%,改善了生產(chǎn)環(huán)境。3.6緊密環(huán)錠紗紡紗時(shí)細(xì)紗斷頭率比普通環(huán)錠紗降低30%～60%。3.7緊密環(huán)錠紗比普通環(huán)錠紗強(qiáng)力高5%～10%,而捻度可減少約20%,一方面增加細(xì)紗產(chǎn)量,另方面可改善織物手感。3.8緊密環(huán)錠紗條干好、紗疵少、毛羽少、纖維在紗線中排列有序。因此可替代精梳紗。3.9緊密環(huán)錠紗強(qiáng)力高,可替代股線作為下游工序的原紗。3.10在生產(chǎn)緊密環(huán)錠精梳紗時(shí)可減少精梳落棉6%～12%。而不影響紗線質(zhì)量。4緊密紡環(huán)錠紗在針織紡織品中的應(yīng)用4.1緊密紡環(huán)錠紗毛羽少、強(qiáng)力高、整經(jīng)斷頭可降低30%,提高整經(jīng)機(jī)效率及產(chǎn)量,減少人工接頭工作量。4.2緊密紡環(huán)錠紗強(qiáng)力高、毛羽少,在保持經(jīng)紗可織性甚至提高可織性的前提下,可節(jié)省化學(xué)漿料50%。4.3緊密紡環(huán)錠紗具有很好的可加工性,經(jīng)緯向斷頭分別降低50%及30%,大大提高織機(jī)效率,降低織造成本。實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中,劍桿織機(jī)10萬(wàn)緯斷頭率降低33%、噴氣織機(jī)降低45%。而且在噴氣織機(jī)上將傳統(tǒng)的環(huán)錠紗改為緊密環(huán)錠紗后,織機(jī)引緯率可提高30%。還可節(jié)約漿料。4.4緊密紡環(huán)錠紗毛羽少,可省去燒毛工序,或燒毛時(shí)可采用較快的進(jìn)布速度,生產(chǎn)成本顯著降低。4.5由于緊密紡環(huán)錠紗結(jié)構(gòu)優(yōu)良以及可采用較低的捻度,使織物印染及整理時(shí),可很好地吸收染料及整理助劑。4.6普通環(huán)錠紗織物在進(jìn)行免燙整理時(shí)強(qiáng)力下降25%,緊密紡環(huán)錠紗強(qiáng)力高,能彌補(bǔ)這種強(qiáng)力損失,適應(yīng)織物的免燙整理。4.7針織機(jī)上應(yīng)用緊密紡環(huán)錠紗時(shí),由于紗線毛羽少,針織機(jī)效率可顯著提高,產(chǎn)量增加,織造時(shí)斷頭率低,織疵相應(yīng)減少。據(jù)測(cè),緊密紡紗線在針織機(jī)上應(yīng)用時(shí)毛羽比普通環(huán)錠紗減少60%,可以免去上蠟處理,也有助于降低生產(chǎn)成本。4.8緊密環(huán)錠紗由于捻度可降低,因此,織物手感柔軟,提高了織物風(fēng)格。4.9由于緊密紡環(huán)錠紗耐摩擦性比傳統(tǒng)環(huán)錠紗高,因此已有在經(jīng)編機(jī)上應(yīng)用,開發(fā)經(jīng)編織物。4.10緊密紡環(huán)錠紗毛羽少,生產(chǎn)的化纖或混紡織物時(shí)可減少織物起球。5緊密紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)5.1緊密紡環(huán)錠紡紗技術(shù),由于產(chǎn)品廣泛受到市場(chǎng)、消費(fèi)者的歡迎,因此發(fā)展速度很快。預(yù)計(jì)西歐從2001年起在5年內(nèi)將用緊密紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)全部取代現(xiàn)有的普通環(huán)錠紡紗機(jī)。美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家以及亞太地區(qū)一些企業(yè),對(duì)緊密環(huán)錠紡技術(shù)很重視,紛紛加快其發(fā)展。5.2為適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)緊密環(huán)錠紡紗技術(shù)的要求,像瑞士立達(dá)公司,已將緊密環(huán)錠紡紗技術(shù)與公司生產(chǎn)的最新式G33型環(huán)錠細(xì)紗機(jī)相繼合,生產(chǎn)出K44型緊密紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī),德國(guó)緒森公司將EliTe緊密紡紗技術(shù)與Fiomax100型環(huán)錠細(xì)紗機(jī)結(jié)合形成FiomaxE1型及短纖維緊密紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī),與Fiomax2000型長(zhǎng)纖維環(huán)錠細(xì)紗機(jī)相結(jié)合形成FiomaxE2型長(zhǎng)纖維緊密紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī),供毛紡織企業(yè)生產(chǎn)長(zhǎng)纖維緊密紗。5.3緒森公司為了配合傳統(tǒng)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的技術(shù)改造,專門設(shè)計(jì)生產(chǎn)了可將各種類型的環(huán)錠細(xì)紗機(jī)改裝成緊密環(huán)錠紡紗機(jī)的零件,供應(yīng)紡織企業(yè)用,在原環(huán)錠細(xì)紗機(jī)基礎(chǔ)上稍加改造,形成緊密紡環(huán)錠紡紗機(jī),可加快對(duì)傳統(tǒng)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的改造速度,節(jié)省購(gòu)置整臺(tái)機(jī)器的費(fèi)用。5.4緊密紡環(huán)錠紡紗技術(shù)在精梳毛紡系統(tǒng)應(yīng)用則會(huì)發(fā)揮更大的作用。毛紗由于捻度減小,在同樣錠速下可提高引出速度,可增加細(xì)紗產(chǎn)量30%。由于毛纖維價(jià)格昂貴,緊密紡環(huán)錠紡織技術(shù)將較粗的低價(jià)羊毛生產(chǎn)同等質(zhì)量的精梳羊毛紗,或者用同樣細(xì)度的羊毛纖維生產(chǎn)比普通環(huán)錠細(xì)紗機(jī)更細(xì)的羊毛紗,緊密環(huán)錠紗橫截面中的纖維根數(shù)約減少10%。此外,利用緊密紡環(huán)錠紡紗技術(shù)可大大提高有用纖維的利用率,減少落棉中可紡纖維的比率,據(jù)測(cè)可從0.7%～1%減少到0.05%,提高了制成率?？傊?緊密紡環(huán)錠紡技術(shù)是今后重要發(fā)展方向。