20世纪末转杯纺、喷气纺等新型纺纱技术由于电子计算机技术、传感技术、变频调速技术与自由端纺纱技术的结合，已发展的很成熟，形成高科技的纺纱装备。新型纺纱技术最大优势在于纺纱质量高，条干均匀、纱疵少、毛羽少及产量高等，更重要的是取消了粗纱及络纱工序，缩短了工艺流程，减少了用工，降低了生产费用。下面对转杯纺、喷气纺及涡流纺等新型的纺纱技术进行讨论。 1转杯纺纱技术 新型纺纱体系中转杯纺发展最快，技术比较成熟，纺纱质量好(条干均匀、纱疵少)，最终产品受到市场欢迎。由于转杯纺纱可取消粗纱及络纱工序，缩短工艺流程，为实现纺纱自动化提供有利条件，因此具有很大的发展潜力。全世界目前约有800多万头转杯纺。美国约有100万头，其转杯纺产量约占全国纺纱总量的42％，预计21世纪初转杯纺产量的比例要突破50％。 高级转杯纺纱机(Autocor0288Autocor0312及R20等)生产的转杯纺大多用于针织及机织。德国赐来福公司的全自动络转杯纺纱机生产的纱42％用于针织，58％用于机织；美国约72％的转杯纺用于针织。从发展趋势看，转杯纱今后用于机织的比例将逐年上升。转杯纺开始只能生产粗支纱，由于转杯纺纱技术快速进展，很快就能产生30英支以上的纱。西欧转杯纺支数为30～40英支、美国为24英支为主。美国转杯纺纱全部是混纺纱及纯棉纱，混纺纱中的比例较大，在60％以上；西欧的转杯纺纱中混用人造纤维(合纤、粘纤)，纺纱品种所占比例为：纯棉纱占55％，涤棉纱占28％；腈棉占5％；纯腈纶占6％，粘胶占6％。 从1960年起捷克首创问世第一台转杯纺纱机的转杯速度只有30000～40000转／分，到了1991年汉诺威展览会上德国Autocor0288型转杯纺的速度已高达15万转／分，R20转杯纺纱机的转杯速度在13万转／分，纺纱支数质量及各种疵点的功能，实现对转杯纱100％的质量监控。高科技的转杯纺织机除了实现对转杯纱质量的全检外，还具有定长、清纱、上蜡、自动接头、自动换筒及验结等功能，发达国家对转杯纺纱技术的应用十分重视，除了与喷气织机配套生产牛仔布等重厚织物外，还可以在喷气织机及高速大圆针织机上加工生产高档机织布及针织布，形成高档转杯纺纱与织造系列的服装面料产品。 转杯纺纱机可生产装饰布、也可生产针织布，多用于制作各种T恤衫，男、女风衣及休闲服，织物重量在130克／平方米到160克／平方米，美国目前已将高档转杯纱与生产牛仔布的喷气织机配套，其牛仔布系列的产品质量已达到尽善尽美的水平。 目前我国转杯纺纱机自动化程度低，转杯速度低，只能生产低支纱，或者用来加工落棉，生产副牌纱，与国外转杯纺纱技术相比，差距很大，因此，发展高档次转杯纺纱技术，生产中支以上的转杯纱加工服装面料，应是我国棉纺织工业技术进步的重要方向。转杯纺在我国进一步发展的潜力很大，一方面要积极引进国外先进转杯纺纱设备，同时也要努力生产国产的高档转杯纺纱装备，以提高纺纱支数，扩大纱支范围及纺纱原料的范围。改变目前只能生产粗支纱的单一局面。 我国转杯纺纱机头数较少，预计2010年会由目前的60万头发展到120万头，希望所增加的60万转杯头数，大部分属于高档转杯纺纱装备。为适应我国棉纺织产业结构调整的需要，我国纺机制造企业应该尽早生产出机、电、仪一体化的高科技转杯纺纱机。现就有关问题讨论如下： 1.1国在发展转杯纺纱时要合理组织与配套纺前设备形成先进的产生线 目前国内外清梳联设备已很成熟，生条质量高、重量CV％值为1．5～2％(普通梳棉机为3～4％)、棉结少、梳棉机上配有混合式自调匀整装置，使生条长短片段不匀率得到很好的控制，因此可作为转杯纺生产厂的第一道工序。但梳棉机的梳理针布最好选用国外的优质针布。以保证梳理效果好，棉结杂质少、产品质量稳定。国外的新型梳棉机DK903、DK803、C50、C51、MK5等都比较先进，国产的一些梳棉机如郑纺机的FA225等，也可以选用。 并条机是转杯纺纱产生线的第二道工序，国外产的RSB-D30型并条机及HSR-1000机都比较先进，除配有开环或闭环自调匀整装置外还配有质量监控系统，发生质量超限故障立即停车报警，自调匀整装置很灵敏，传感器对棉条发生的探测信号可保持每1．5～4mm匀整一次，这相对于高速并条机，单位时间里控制频率很高，匀整频率达毫秒级，因此棉条均匀质量高，可将土25％的棉条均整到土1％以内。这种并条机生产的棉条不必再由试验室控制支数偏差，因此在组成新的转杯纺工艺过程中可不再考虑棉条重量偏差的离线检测试验。 根据国内外经验，头道并条机可不配自调匀整装置，末道并条机配开环或闭环自调匀整装置，编组如下：原棉→清梳联→头并条(国产) →末并条(HSR-1000或RSB-D30)→转杯纺纱机。 国产并条机像沈阳FA321、单眼FA329型并条机#p##e#速度800～1000米／分，属国内技术领先水平，其它如宝成、天门、石家庄等地纺机公司也都有新型并条机生产，机器制造精度大大提高，电子技术应用了自调匀整，在线监测及PLC控制等新技术，传动技术也应用了伺服电机及变频电机，全机密封性能好、净化水平高、噪音降低等，已取得很大的发展，这些都是在吸收消化国外先进并条机的基础上研制开发的。但与国外先进并条机相比较，设备加工精度、材质、电子元件的稳定性及设备运转的可靠性、稳定性等方面需要继续努力改进与提高。 考虑到经济及零配件的供应问题，清梳联及头并条可选用国产机，末并条及转杯纺机选用德国及瑞士等国外产的设备。 纺前准备工序的产品质量是保证转杯纺纱质量的重要因素，因此设备配套要力求先进。 1.2选用适宜的纺纱原料是发挥转杯纺纱机性能生产优质纱的关键 转杯纺纱机适宜的原料要考虑单纤强力、细度及长度等因素，纤维与金属之间的摩擦系数，纤维表面结构和纤维弯曲刚度等指标对提高转杯纺纱速度、质量、生产细支纱也很重要。 为了确保成纱强力及均匀率，转杯纺纱断面纤维根数约有100～110根，因此纤维细度指标起重要作用，棉纤维细度受纤维成熟度影响，成熟度不同纤维细度也不同，纤维细度与纺纱支数相关。 人造纤维(合成纤维等)适于纺转杯细支纱，细旦纤维如1旦、1．2旦或更细的纤维在转杯纺纱时更适应，将细旦人纤与棉混纺可增加纱线断面中纤维根数，在同等条件纺纱强度相应增高。 纤维长度对环锭纺、喷气纺的影响比转杯纺大，纤维长度增加对转杯纺纱强力影响不如环锭纱显著。 美国一些纺织研究机构都在致力于提高棉纤维强力、细度及清洁度，以改进棉纤维的综合质量。我国推广应用优质棉品种也已取得很大的效果，在成熟度、长度及细度上有很大改进。 合成纤维性能的改进对提高转杯生产混纺纱质量十分重要，主要应考虑以下几个问题： 纤维细度从1．5旦变为1．2旦或1．0旦，提高纤维单纤强度及增加伸长率； 采用适纺的纤维长度； 改进纤维摩擦性能保持纤维在动态中运行正常，增加纤维伸长率而不降低强度，从而改进纤维的断裂功。 选择适当的纤维纺纱有助于改进转杯纺的纺纱性能，在许多方面比环锭纺优异得多；正确配用纤维可减少纺纱时的飞花及落棉，减少织物起球，增加纺纱速度，改进织物质量，扩大转杯纺纱领域，逐步在一些领域里代替环锭纱。 1.3由于转杯纱是包缠纺的纱线结构，所以比环锭纱手感粗硬、影响成品的风格，解决这一问题的途径有三个方面： ①选取较细纤维纺纱可改善织物手感； ②在后加工整理工序中加入适当柔软剂； ③适当降低纱线捻度，降低纱线紧密也可改善织物手感。 试验证明，不同的阻捻器可使纱线捻度不同、手感不同，如德国Autocoro-312转杯纺纱机应用了KSR4阻捻器使转杯纱的捻系数降为3．1，使手感评分最好，接近于同支精纺环锭纱，因此在转杯纱上正确选配阻捻器并与后整理添加柔软剂相配合可显著改善织物手感。捻系数太低，强力显著不足；捻系数较高，手感较粗硬。 实践证明：棉纤维马克隆值在4左右的针织用转杯纱捻系数为3．1，采用适当的柔软剂如阳离子柔软剂处理，会使织物产生令人满意的效果。 在喷气织机上生产机织物时虽然转杯纱强力比环锭纱低，但由于转杯纱条干好、纱疵及毛羽少，织机效率反而比环锭纱高。转杯纱针织物强力虽较低，但仍大于国际服装用的织物标准，因此，在正常工业化生产品中不会出现问题，织机效率仍保持在相当高的水平。 总之，发展高档转杯纺纱，应作为我国产业结构调整的重要方向之一。 2喷气纺纱技术的发展 由美国杜邦公司在1936年开创研制了单喷嘴纺纱机，在后几十年中得到不断的发展，德国目前生产的Peyfil喷气纺纱机供应市场，村田公司继MJS801及MJS802之后发展推出第三代喷气纺纱机RJS804在1995年米兰国际纺织机械展览会上问世，纺纱质量特别突出，纱体外观质量好，只有少量0．5毫米以下的毛羽。我国除了早期引进少量的第一代喷气纺纱机外，2001年又引进了100台第三代喷气纺纱机RIS804，建立了10条喷气纺纱生产线。RJS804喷气纺纱机是在MJS喷气纺纱机的基础上经过改进发展起来的，原MJS802型喷气纺纱机是由两个高速回转气流的喷嘴组成，须条在牵伸区拉细后，从前罗拉引出并进入第一喷嘴的须条达到纺纱设计的细度，在第一、二喷嘴间进行加捻，喷嘴中的气流以大约30万转／分的速度进行回转，须条在第一喷嘴气流的作用下完成凝聚与伸直，然后被第二喷嘴分离出一部分表层纤维，以一定的捻角和压力包缠在另一部分纱芯纤维束的外表，形成包缠的纱线结构，纺纱动作完成。 RJS喷气纺纱机对MJS喷气纺纱机的机构作了进一步的改进，RJS喷气纺纱机的牵伸区及第一喷嘴基本与MJS相同，而以球形罗拉取代了第二喷嘴，其作用基本上与第二嘴嘴相同，纺纱结构包括#p##e#纱芯纤维束及外层包缠纤维两部分。 RIS804喷气纺纱机的纺纱部分是由喷嘴及球形罗拉两部分组成，纤维束经过牵伸后，连续不断地离开前罗拉进入喷嘴，依靠喷嘴中高速回转的气流作用，一小部分包缠纤维束从主纤维束中分离出来并缠绕在纱芯束上，接着当纤维束通过球形罗拉握持点时，纱芯纤维束形成包缠方向相反的假捻，纱芯包缠纤维束通过球形罗拉时，纱芯纤维束上的扭矩减少，包缠纤维较紧地包覆在纤维上；喷气纺纱机的主要动作完成。这种包缠作用实质是使纱获得一定的强力。输出及握持罗拉阻止了纱芯上的假捻向卷绕部分的传递。 RJS804喷气纺纱机主要具有以下优点： (1)产量高 当纺纱支数为5～30英支时(粗支纱)，引出速度高达400米／分；纺纱支数为31～80英支时(细支纱)，引出为350米／分，而转杯纺纱的最高速为200米／分左右。 (2)能耗低 RJS804喷气纺纱机的能耗仅为转杯纺纱机的能耗的30～50％，比环锭纺能耗低20～30％。 (3)产品质量好 ①RJS804喷气纱的毛羽很短，仅为0．5毫米；而环锭纺纱的毛羽长度有不少在3毫米及以上。 ②RJS喷气纱的条干CV％值，粗细节及棉结等项指标均优于环锭纱。 ③由于RJS喷气纱的结构与环锭纱不同，因此单纱强力一般比环锭纱低10～20％，但由于喷气纱具有纱疵少，单强不匀低，条干好及最低强力高的优点，因此在很大程度上弥补了单纱强力低的不足。用RJS804喷气纱在喷气织机上织布时，其布机的效率却高于同支环锭纱织造同规格织物的效率。 ④织物质量好：用RJS喷气纱织布，织出的布，布面毛羽少、棉结少、粗细节纱疵少，布面外观质量，大大超过环锭纱织物，比MJS喷气纱所织制的布质量也要好。在1995年米兰国际纺机展览会上展出的用RJS804喷气纺纱机生产的纯棉纱同时在展出的喷气织机上织布，布面光滑平整、纹路清晰，布面十分美观。因此RJS804喷气纺纱机被誉为1995年米兰国际纺织机械展览会的展览之星。 (4)适用品种 主要适于生产涤棉或纯化纤中高支纱，最高可纺80支纱。多用于生产衬衫用布、高档床单布及穆斯林布等。喷气纺生产的细旦纤难喷气纱具有手感柔软、强力均匀及条干好、毛羽少、织物起球少的优点。喷气纺还可以生产阻燃及防热的织物。喷气纺纱技术虽然不太适应生产纯棉纱，对纤维长度的整齐度要求较高。但对于生产化学纤维，包括Lyocell纤维生素，大豆纤维等长纤维，尤其是细旦化学纤维等差别化纤维具有独特的优势，随着世界人口的增加，对化学纤维的依赖性更加明显，化学纤维对解决人们服装用布、装饰用布及工业用布所占的比例将会快速增加。因此喷气纺纱技术将会得到相应的发展。 美国拥有全世界喷气纺纱机总数的2／3，约有2000台。其它还有1000台左右部分在东南亚、拉美及西欧诸国。美国大部分是将喷气纺纱机与转杯纺纱机组成新型纺纱企业，专门生产新型纱。美国的转杯纱及喷气纺的产量约占美国全部纱线总产量的1／2。我国要适当的发展喷气纺纱技术，建立一定容量的喷气纺纱机的生产线也是我国今后产品结构调整的方向之一。 3涡流纺纱技术 村田公司在研制开发的851MVS型涡流纺纱机是一种真捻无结头的涡流纺纱技术。在1999年法国巴黎展览会上正式展出。 3．1涡流纱捻度的形成 涡流纺纱机包括牵伸、涡流加捻、空心锭子、成纱、卷绕四部分。其加捻过程如下： ①直接将熟条喂人到涡流纺纱机的牵伸机构，牵伸后的束纤维从前罗拉钳口立即进入与前罗拉钳口很近的螺