环锭纺纱新技术——紧密纺

当代环锭纺纱在短纤维纺纱体系中占有十分主要的地位，即使在20世纪后20年许多新型纺纱技术已有了很大发展，像转杯纺、喷气枋等新型纺纱体系统具有速度高，产量高及生产费用少的特点。比环锭纱好，如毛羽、纱疵及条干均匀度等，但所生产纱线的特性在一些方面远不如环锭纱如单纱强力，手感等方面。 一、近期紧密纱环锭纱的研究与开发，使纱线质量得到很大改进，紧密环锭纱的毛羽显著减少，细纱强力进一步提高，断裂伸长率也得到改进，十分有利於生态环境的改进（飞花少），耐磨度提高，手感好及具有理想的纱线结构等。紧密纺环锭纺纱技术展示了许多优势。 在传统的环锭纺中，从前罗拉钳口线引出的纤维受到加捻，加捻点与前罗拉钳口之间形成纺纱加捻三角区，加捻三角区的外侧纤维承受较大的张力，中间的纤维承受的张力较小。大部分纤维会加捻成纱，而部分纤维会形成纱线毛羽及飞花。 新型紧密纺环锭纺纱体系，使处於罗拉钳口与加捻点之间三角区的纤维受到控制，从前罗拉钳口引出的纤维束在牵伸区完成牵伸后，受到设在三角区负压的凝聚，在负压凝聚力的作用下，使纤维受控到达加捻点进行加捻，因此，纺纱三角区基本不存在，使所有纺纱三角区中的纤维被凝聚全部被纺成纱。 在普通环锭细纱机中，在离开前罗拉钳口线之前，牵伸区中的纤维束宽度为B，它取决许多因素如纺纱支数，粗纱捻度及牵伸状况。假如纤维须条离开前罗拉钳口线即开始加捻，对於特定的纱线即一定的纱支并伸直的纤维束，纺纱三角区宽度大小主要取决於卷绕张力P，纺纱三角区b与卷绕张力P成反比，这个关系表明：纺纱三角区的宽度小於喂入须条的宽度，三角区边缘的纤维与纱体连接差的纤维，一端伸在纱体外而另一端被捻入纱体中或者出现不被捻入纱体的情况，由此会产生飞花及纱线毛羽。 与普通环锭纺相反，在紧密环锭纺中，纤维受负压气流的作用，在离开主牵伸区前罗拉钳口的会出现凝聚现象。纤维束到达前罗拉钳口线时形成理想的伸直平行凝聚的纤维，因此，纺纱三角区会减少到最小值，从而改进纱线的强力、毛羽、伸率等纱线性质、并提高细纱机工作效率。 纺纱三角区的几何形状及尺寸会影响纱线结构，强力及一些纱的表面特性。纺纱三角区最外侧纤维容易形成飞花或与主体结合不适当使纤维一端凸出在纱体外，并因此不能分布到整个纱体中，或者仅在一定程度上有助於纱的强力。纱的加捻过程对每根纤维产生轴向张力，这个张力在三角区的边缘达到最大值，而在三角区中间张力值最小，在纺成纱时使每个单根纤维具有十分不同的予张力。 下游工序加工时或在成品中这些纤维已在纺纱三角区加捻时获得予应力，应力大的纤维将在附加应力增加时首先断裂，纱线的纤维由于予张力不同而不能同时断裂，从而使纱线强力达不到予定值。图3所示为纱线结构图，从图中看到紧密纺环锭纱的纱线结构比较理想，纤维相互排列比较平行并且捻入纱中比较理想，假如为每根纤维都有能影响到纱线性质，紧密纱的许多优点会大大超过普通环锭纱，如： ① 改进纱线强力及伸率；②纱线毛羽显著减少；③提高纱线的耐磨能。 二、紧密纺环锭技术： 1、绪森公司开发的EliTe环锭纺纱体系纺出的纱可满足上述要求，ELiTe紧密纺纱技术的牵伸系统为双皮圈双区牵伸，双皮圈控制线到前罗拉钳口线的距离很小，下前罗拉及上罗拉皮辊之间具有最佳尺寸，在前罗拉钳口线外配以新型凝聚区。 负压异形吸管，紧紧的被带网孔的皮圈包覆，输出上罗拉（皮辊）紧压着带孔的皮圈，带孔皮圈被输出皮辊驱动，形成对从前罗拉钳口输出的纤维须条的控制线，对应每个锭子，异形负压吸管上都有一个小槽（斜缝），槽的上端接近前罗拉钳口线，而下端接近引出罗拉钳口线由于负压气流经过带孔皮圈及斜槽被吸到负压管内，使纤维从前罗拉钳口线引出后即受到负压气流的控制，凝聚在带孔皮圈上，被输送到引出罗拉钳口线，异形吸管斜槽有一定倾斜度，使纤维在负压气流凝聚过程中在带孔皮圈上沿斜槽横向移动，造成纤维单向凝聚，使纱线呈现滚动，使纤维紧紧捻入纤维束中。 异形管吸槽宽度对紧密纺纱并不十分相关，当纱支改变时，不需要改变吸槽宽度，只要相应调节负压值即可。吸槽的负压使纤维从前罗拉钳口到引出罗拉钳口时，被凝聚的十分紧密。纺纱三角区的取消使纱线强力，结构及毛羽显著改善。在紧密纺纱中，带孔皮圈稳定运行是十分重要的。带孔皮圈的线速度必须稍快于前罗拉输出线速度，使纤维受到一定小的张力而伸直，防止张维被吸入负压管道中。 带孔皮圈运送速度取决于纤维材料、纤维要比前罗拉线速度快1.06-1.1倍，这种张力作用，阻止纤维前端进入皮圈孔中。前上罗拉经过一个齿轮传动引出上罗拉，从而保证两个上罗拉基本同步，引出罗拉直径比前罗拉直径稍大一些，以保证对纤维理想的凝聚作用正常。 负压气流的作用使纤维十分规则，并使纺纱质量显著改进，主要是由于带孔皮圈的微孔作用。带孔皮圈大约每平方公分有3000个孔，相当于80孔带孔的滚筒。带孔皮圈上的微孔，不会将纤维吸走。由于整台细纱机锭与锭之间的负压状况十分相同，因此纺纱差异很小，十分均匀。可根据所纱细纱支数来调节负压吸气量及压力，以达到准确的凝聚作用，纺出均匀的紧密纱来。椐测紧密纺纱中负压凝聚作用使纤维全部损失低于0.2%，微孔造成的纤维损失不大于0.1%，所以这种紧密纺纱技术运转很稳定，在纤维离开前罗拉钳口后立即受到加捻及凝聚控制，基本不散失纤维。紧密纺环锭纱由于受到负压气流及带孔皮圈的控制，比普通环锭纺纱断头减少40-60%，使纺纱质量达到高水平。因此讲Elite紧密环锭纱，比传统环锭纱的质量优异的多。绪森公司应用Elite紧密纺技术可对我国FA506、FA507环锭细纱机进行改装成紧密纺纱机. 2、立达公司的紧密环锭纺纱技术： 立达公司生产的com4紧密纺纱技术是在主牵伸区后实现气动负压使纤维平行凝聚，如图6图7所示：纤维凝聚区由回转的带微孔的滚筒及固定的负压吸气系统组成。带微孔的滚筒具有一定的负压使纤维按照吸气槽的凝聚作用运动，纤维被凝聚控制，凝聚作用由特殊空气导流元件而加强，主要是侧面气流作用，由于带孔滚筒及导流元件的相互作用（专利）使纤维受到完全的凝聚。 瑞士com4紧密环锭纱的特征表现在以下几个方面： ①纱线结构好；②毛羽少；③纱疵少；④纱线强力及伸率高；⑤纱线综合质量好；⑥具有很好的耐魔性能。 具有以上特性的纱，在下游工序具有以下优点： ①由于纱强力高可相应减少捻度，便产量增加；②取消烧毛及上蜡；③减少细纱断头及飞花；④由于紧密纱强力高可取代股线。 紧密环锭纺纱技术使纺织工业及时装工业具有更开阔的产品开发空间，使服装设计可以从紧密纺环锭纺纺纱阶段起进行致虑，从纺纱到最终产品进行一系列的设计，这种独特的生产的优势，使设计视野空间增大，一方面提了产品挡次，另方面也考虑了产品的经济性、生态环境特性、创新性及独特性等。 三、紧密环锭纱的性质： 紧密环锭纺纱技术在大大提高纱线质量上十分成功，图8 a b c d所示为紧密纺环锭纺纱的有关性质，像绪森公司EliTe紧密环锭纱及com4紧密环锭纱的性质都很优异，经过对一些主要特性的测试，尤其纱线的强力及伸率指标更显著： 1、紧密纺环锭纺纱技术所纺的紧密纱与普通环锭纱相比较，在同等支数及捻度条件下，单纱强力增加15%，细支纱增加20%；粗支纱增加10%。 2、紧密纺环锭纱的伸率也有改进： ①普梳纱增加10%；②精梳纱增加15%；③羊毛纱或与其它人造纤维混纺纱增加25% 3、纱线毛羽相应比普通环锭纱减少：应用乌斯特条干仪一4测试毛羽减少情况（毛羽H值平均）： 短纤维纱减少15-30%，纯化纤纱减少16%，长纤维纱减少15-20%。 4、细纱断头率比普通环锭纺纱减少20-50%。 四、经济优势： 新的短纤维纺纱技术的发展，使纺纱质量进一步提高，力图使纺纱质量达到理想水平，相对于传统环锭纱，紧密环钱纱具有许多经济优势，包括紧密纺本身及下游工序： 1、 纺纱：比较好的利用了纺纱中的纤维，可以减少紧密纱捻度，尤其是针织紧密纱的捻度可减少20%，而在保持普通环锭纱的强力水平时，可减少捻度使细纱车速增加，手感改善,产量增加，细纱断头率减少5%，提高了细纱机的生产效率。 2、捻线：由于紧密纱强力高，因此捻线捻度的可减少20%，在一些领域里，股线可由高强度的紧密纱单纱取代，从而节约了费用。 3、织造前准备： 络纱：紧密纺环锭纱具有抗轴向退绕张力的性能，从而可提高络纱速度，在高速络纱机上紧密纺环锭纱的毛羽、棉结及纤维屑，将增加10%，而普通环锭纱络纱时，毛羽、棉结及纤维尘屑要增加30%。 ② 浆纱：紧密环锭纱可以节约浆料50%并不影响经纱在织造时的运转性能，甚至还会更好。 ③ 织轴：由于经纱毛羽少，强力高，织轴断头率约减少30%，生产效率及产量提高， ④在机织上紧密环锭纱不论作经纱或纬纱，织造时断头会减少50%，增加织机效率和产量，降低织造费用。紧密环锭纱织造的织物有如下优点： a、 用紧密纱织的织物，外观结构清晰； b、 稍微减轻了织物的复盖性并改进了织物的悬垂性， c、 增加织物的断裂及撕裂强度； d、 织物抗磨性提高，起球现象减少； e、 具有十分美观的外观。 ⑤针织：紧密纺环纱捻度可减少，便织物手感更柔软。紧密纺纱线本身和手感亦较柔软。紧密纺环锭纱用于针织纬编及经编针织机上加工时断头率很低，布面断路及疵点很少，生产费用减少。紧密环锭纱毛羽较少，使针织织物的织造范围更广泛。 ⑥费用的优势：虽然紧密纺环锭纱的纺纱及加工制造费用由于紧密纱价格高，使加工费相应提高，但由于紧密纺环锭纱质量高，提高了纺纱及下游工序的生产效率，像浆纱及织造工序，即使车速很高也能保持较高的生产效率，并减少紧密纺纱机上的飞花及毛羽产生，还可以考虑降低配棉等级，以期节约总体费用。 五、紧密纺环锭的接头： 近期紧密纺纱技术的发展，使紧密纱更加耐磨、毛羽少，具有更优美的纱线外质量，但这却导致出紧密环锭纱的接头问题：空气捻接技术对紧密纱的接头不太适用，要针对性加以解决；紧密纱外观光滑纱线外部几乎没在自由纤维，以配合接头时的正确开松及混合，因此空气捻接十分困难。 大利沙维沃复式接头器是目前唯一能实现对紧密环锭纱接头的技术，复式接头器的原理是基于唯一机械式重新按照捻系数接头的技术，具有控制介捻、纱尾矫正、纱尾凝聚及再加捻等程序功能，接头是机械控制的，使接头处几乎无痕迹，均匀接头处的强力几乎和原纱一样。 结语：紧密纺环锭纱技术，开始主要用于超长纤维supima—棉纺纱的，与V6环锭纱的纺纱技术不同，为了达到更好的纱线质量，瑞士立达及绪森公司开发了新型的紧密纺纱技术，它使每根纤维都能坚实的纺入纱体中，使纱线毛羽减少强力增加。 紧密纺环锭纱线结构的改进，使紧密纱成为新改进型的织造用纱，由紧密纺环锭纱织造的织物外观质量精细（纤维根与根之间排列都比较紧密精细），织物的光泽及手感很好，对下游工序的继续加工十分有利，尤其毛羽少，单纱强力高的优点使生产效率特别高，织物档次大大提高，可加工成许多高档的精美服装的面料。 紧密环锭技术是目前环锭细纱机关键的重要技术进步。纱线质量及生产费用等方面的优势，将使紧密纺环锭纺纱技术不但本身具有高档产品的特征，而且将逐步取代普通环锭纺纱技术，使纺织工业具有全新的发展势头。