環(huán)錠細(xì)紗機的生產(chǎn)與應(yīng)用

環(huán)錠細(xì)紗機的生產(chǎn)與應(yīng)用

1999年，巴黎國際紡織機械展覽上展示了生產(chǎn)緊密棉紗的環(huán)下載細(xì)紡機。展覽者包括德國緒森學(xué)會、青澤學(xué)會和瑞士麗達(dá)學(xué)會。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力相比較。由于緊密紗的單紗強力高,可適當(dāng)減少紗的捻度,改進織物手感,減少紗線毛羽,改進織物印染效果。1紗線加捻三角區(qū)對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)加捻點之間的一段距離中形成一個紡紗三角區(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)對紗線表面毛羽的形成及產(chǎn)生飛花有重要影響,據(jù)測約有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)荷時預(yù)張力大的單纖維會首先發(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,使紗線斷裂強力達(dá)不到應(yīng)有的水平。此外在加捻過程中,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。對如何縮小或消除紡紗加捻三角區(qū)問題,要確立兩項原則: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程完成時及時有效地出現(xiàn),不會產(chǎn)生負(fù)作用。經(jīng)反復(fù)研究,終于在細(xì)紗機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,實現(xiàn)了緊密紗線的紡紗。瑞士立達(dá)公司、德國緒森公司、青澤公司及MAL公司等研制成新型環(huán)錠紡紗機,成功地解決了上述普通環(huán)錠細(xì)紗機紡紗質(zhì)量問題。將普通環(huán)錠細(xì)紗機進行適當(dāng)改進,增加了對從前羅拉鉗口到加捻點的紡紗三角區(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)為例進行介紹。2緊密紡織機和紡織機的紡織技術(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。假如每根纖維都對紗線性質(zhì)有影響,則這種緊密紗顯示出更多優(yōu)點:a)改進了紗線強力及伸長率;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)紗機生產(chǎn)緊密紗時,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動(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,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,且無捻度,因此從牽伸區(qū)出來的纖維束強度不高,必須創(chuàng)造條件使纖維束完整地通過壓縮區(qū),這一點十分重要。在Com4環(huán)錠細(xì)紗機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壓縮區(qū),機上帶孔的金屬滾筒材質(zhì)要求很高,表面經(jīng)過細(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整體,可一起拆裝。這兩組上羅拉由齒輪傳動形成同步。加捻的張力使纖維組合達(dá)到理想的收縮,經(jīng)過一對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),每個錠位上都有一個條形吸口,起點離前羅拉鉗口不遠(yuǎn),終點在引出羅拉與異形吸管形成的鉗口處。每個吸氣縫隙均被特殊的“皮圈”所覆蓋。這種皮圈由合成纖維長絲紗織造而成,每平方厘米內(nèi)有3000個微孔。引出上羅拉為橡膠包覆的膠輥,對微孔皮圈施壓,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方向呈30°角,使纖維束在前進時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)生斷頭時將接頭吸起,在異形吸管尾端裝有“真空吸塵器”,保證機器的正常運行。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及以上長度的毛羽更少,這是緊密環(huán)錠紗的一大優(yōu)點,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)錠紗單紗強力及伸長率等都大大提高,細(xì)紗強力可提高5%～10%。雖然緊密環(huán)錠紗比普通環(huán)錠紗捻度低,但單紗強力及伸長率仍然很高,在實際生產(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)錠紗強力及伸長率特性的改進情況。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)過絡(luò)筒機再卷繞加工后,優(yōu)點更明顯,因為緊密環(huán)錠紗抗摩擦性能好。絡(luò)筒后紗線質(zhì)量不會變差。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)錠紗紡紗時由于消除了紡紗三角區(qū),紡紗時很少產(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、強力高、整經(jīng)斷頭可降低30%,提高整經(jīng)機效率及產(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%,大大提高織機效率,降低織造成本。實際運轉(zhuǎn)中,劍桿織機10萬緯斷頭率降低33%、噴氣織機降低45%。而且在噴氣織機上將傳統(tǒng)的環(huán)錠紗改為緊密環(huán)錠紗后,織機引緯率可提高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,或燒毛時可采用較快的進布速度,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,可很好地吸收染料及整理助劑。4.6普通環(huán)錠紗織物在進行免燙整理時強力下降25%,緊密紡環(huán)錠紗強力高,能彌補這種強力損失,適應(yīng)織物的免燙整理。4.7針織機上應(yīng)用緊密紡環(huán)錠紗時,由于紗線毛羽少,針織機效率可顯著提高,產(chǎn)量增加,織造時斷頭率低,織疵相應(yīng)減少。據(jù)測,緊密紡紗線在針織機上應(yīng)用時毛羽比普通環(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可減少織物起球。5緊密紡環(huán)錠細(xì)紗機5.1緊密紡環(huán)錠紡紗技術(shù),由于產(chǎn)品廣泛受到市場、消費者的歡迎,因此發(fā)展速度很快。預(yù)計西歐從2001年起在5年內(nèi)將用緊密紡環(huán)錠細(xì)紗機全部取代現(xiàn)有的普通環(huán)錠紡紗機。美國、日本等發(fā)達(dá)國家以及亞太地區(qū)一些企業(yè),對緊密環(huán)錠紡技術(shù)很重視,紛紛加快其發(fā)展。5.2為適應(yīng)市場對緊密環(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)紗機相繼合,生產(chǎn)出K44型緊密紡環(huán)錠細(xì)紗機,德國緒森公司將EliTe緊密紡紗技術(shù)與Fiomax100型環(huán)錠細(xì)紗機結(jié)合形成FiomaxE1型及短纖維緊密紡環(huán)錠細(xì)紗機,與Fiomax2000型長纖維環(huán)錠細(xì)紗機相結(jié)合形成FiomaxE2型長纖維緊密紡環(huán)錠細(xì)紗機,供毛紡織企業(yè)生產(chǎn)長纖維緊密紗。5.3緒森公司為了配合傳統(tǒng)環(huán)錠細(xì)紗機的技術(shù)改造,專門設(shè)計生產(chǎn)了可將各種類型的環(huán)錠細(xì)紗機改裝成緊密環(huán)錠紡紗機的零件,供應(yīng)紡織企業(yè)用,在原環(huán)錠細(xì)紗機基礎(chǔ)上稍加改造,形成緊密紡環(huán)錠紡紗機,可加快對傳統(tǒng)環(huán)錠細(xì)紗機的改造速度,節(jié)省購置整臺機器的費用。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%。由于毛纖維價格昂貴,緊密紡環(huán)錠紡織技術(shù)將較粗的低價羊毛生產(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)測可從0.7%～1%減少到0.05%,提高了制成率。總之,緊密紡環(huán)錠紡技術(shù)是今后重要發(fā)展方向。