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中国纺织行业:新型纺纱技术与设备的发展
发布时间: 2014/1/7 被阅览数: 806 次
 

     纺纱技术的发展一直未曾停止,从20世纪的50年代起,先后涌现出成纱机理与环锭纺截然不同的转杯纺、喷气纺、静电纺、摩擦纺、平行纺、涡流纺、自捻纺等新型纺纱技术。近年来,又有喷气自由端纺纱,以及在环锭纺上稍做革新而形成的赛罗纺、赛罗菲、索罗纺(国内又称缆型纺)和集聚纺等。这些纺纱新技术的出现,既有利于纺纱技术与设备水平的提升,也为成纱质量的提高和产品风格的多样性提供了可能。

    1转杯纺

    1.1转杯纺技术的现状与发展趋势

    在各种新型纺纱方法与技术中,转杯纺纱由于其技术和产品的实用性,得到了大量的推广与应用。目前,转杯纺无论是从技术上还是设备方面都有了很大的发展和完善,并且仍在不断地进步,从而使转杯纺的生产效率、产品质量均有了迅速的提局,同时,也大大拓宽了转杯纺的应用领域。

    在国际上目前的整个纺纱规模中,环锭和转杯纺占了95%以上。其中,转杯纺的头数占到环锭纺锭子数的3%~5%(欧洲此比例为25%),转杯纺生产的产品按长度来计,占到总纱量的25%,若按重量来计,转杯纱占到总纱量的40%左右。相对而言,我国的转杯纺发展较世界水平还有一定的差距,目前转杯纺的锭数在65万头左右,只占到环锭的2%。由此可见,转杯纺在我国还有较大的发展空间,据有关文献预测,到2010年左右,我国的转杯纺头数有望达到(120—150)万头。

    从我国国内的转杯纺设备整体情况来看,目前全国约65万头的转杯纺中约20%为进口设备,国产设备占80%左右。在我国使用的这些设备中,自排风式居多,约占70%~80%,而抽气式的占20%~30%。从发展趋势来看,如果要提高转杯纺的经济适纺支数,亦即向中支甚至细支转杯纱生产的方向发展,则抽气式是发展方向,因为在抽气式转杯纺纱机中,转杯无排气孔,转杯轻、薄,负荷小,适宜于高速,此外抽气式较小的转杯负荷也有利于采用双圆盘式间接轴承、空气轴承等,从而更利于转杯的高速化。当然,除此之外,抽气式还具有排杂效率高、杯内尘杂积聚少、负压稳定且易控制等优点,可使纺纱和成纱质量较自排风式在更长的一段时间内稳定。

    自排风式转杯纺纱机目前的速度较抽气式低,其优点是设备成本低和动力消耗少(可省去抽气式中的抽气机),此外,在同样的条件下,较低的转杯速度在纺粗支纱时可使纺纱和成纱质量稳定良好也是不争的事实。因此,在较粗支的转杯纱生产中,自排风式设备仍将具有较大的竞争力。值得指出的是,由于自排风式主要依*转杯的高速回转而产生纤维输送所需的负压,因此,在纺过低的纱支(如1—2公支)时,会因为转杯速度太低,负压不足而导致纤维输送不良。

    在转杯纺技术与设备方面,最新的机械普遍采用了无机械接触的轴承,如空气轴承、磁性轴承等,大大减少了高速回转时的磨损和动力消耗,降低了运行成本,也使转杯速度达到10万r/min以上,高的甚至可以达到15万r/min,出纱速度高达220m/min,为了适应高速生产,自动和半自动接头也正在普及应用,转杯纺生产效率的大大提高,为转杯纺能经济地生产中、细支纱提供了条件,扩大了转杯纱的实用纺纱支数范围。

    转杯纱以其均匀的外观,正在被越来越多的应用在针织加工中,转杯纱独特的性能如条干好、纱身光洁、纱疵少、延伸性大、耐磨和强不匀小等使其在针织加工中以及针织产品的应用中受到青睐。但是,转杯纱较多的捻度和粗硬的手感也为其针织产品带来了不利的影响。目前,转杯纺速度的提高和新型阻捻(低捻)装置的出现和应用,可望为转杯纱加工较高支数的针织纱起到促进作用。

    传统的转杯纺中,输棉管补风大,则有利于纤维从分梳辊上转移和伸直,但不利于尘杂的去除;若补风小,则纤维弱转移而导致棉粒增加,伸直不足,成纱质量下降,为了改善气流在排杂与纤维转移之间的矛盾,有些机器采用旁路(bypass)补风,既可使尘杂的去除不受大影响,又可有效提高纤维的转移和伸直,从而改善了纺纱性能。

    另外,转杯纺纱机还在下列方面有所发展:在纱通道的部件上采用涂层技术,使部件寿命增加,成纱质量提高;应用异质纤维的检测装置,减少成纱中的异种纤维;与机器相连的技术信息中心及智能系统,可以实时反映生产情况,及时地检测和判断故障的原因和所在,达到优化生产和管理的目的北方;等等。

    我国国内也在转杯纺的设备与技术上取得了一定的进展,如纺制毛型纤维的转杯纺纱机、转杯纺制花色(竹节)纱装置的探索、半自动接头装置、低捻装置、齿片式分梳辊等的研制与生产等。

    1.2转杯纺的产品及发展方向

    目前,我国的转杯纺还主要局限于粗支纱的加工,我国转杯纺的平均纺纱支数在48.58~36.44tex(12~16s),其中36.44tex(16支)以下的纱支约占80%,而国际上转杯纺的平均支数达27.76~18.22tex(21—32s),.27.76tex(21s)以下的纱支比例不足50%。这主要是由于我国的转杯纺设备速度低,纺纱的经济支数粗(仅36.44tex(16s)左右),无法纺较细的纱支。在国际上转杯纺的主要产品中,针织用纱,尤其是中、细纱支27.76—18.22tex(2l一32s)的针织用纱占了较大比例,据资料报道,一些发达国家中,针织用纱中转杯纱的比例已占到40%。当前,我国的纯棉粗支纱生产中的大部分份额已为转杯纱所替代,因此,转杯纺如仍局限于粗支纱将无更大的前途,近两年来欧洲的转杯纺增加的速度已在降低,这是一个值得注意的信号。

    除了中、细支针织纱外,转杯纺的产品发展还将体现在以下几点:

    (1)非棉类产品

    总的来说,非棉类产品的转杯纱生产比例还较小,进一步开发化纤、毛、麻、绢等转杯纱产品对于扩大转杯纺的应用领域、丰富转杯纱的花色品种有着重要的现实意义。

    (2)花万博app客户端下载产品

    随着国内花色(如竹节)纱等装置的研制与推广,以及转杯纱和转杯竹节纱的特殊效应,转杯纺花万博app客户端下载的应用必将日趋增加,实际上,目前市场对转杯竹节纱已开始有一定的需求。

    (3)产业、装饰用产品

    在转杯纺的早期产品中,生产过用于线、带和篷帐等产业用转杯纱,以后又在PU革底布和洁具用产品上有所发展,在装饰产品方面,已生产出各种床罩、窗帘、台布、家具布、挂毯等,而随着各种功能性纤维的发展,利用这些功能纤维如阻燃、抗菌和保健纤维等来加工转杯纱,则可望在防护眼、家庭装饰用布和一些特殊场合的特定要求用产品方面,占有更大的市场份额。

    2喷气纺

    在新型纺纱中,喷气纺一直以其输出速度高、可纺纱支细的特性而被人们所看好。因其取消了高速回转的加捻部件而利用高速回转的压缩空气对纱条进行加捻,从而使出纱速度可高达350—400m/rain,其生产效率为环锭纺的10--20倍、转杯纺的3~5倍。同时,喷气纺宜加工精细原料(如精梳、化纤等),适纺中、细支纱的特点(一·般的纺纱支数为1S.22tex以上),也使之与目前常用于加工低级原料.适纺中、低支纱的转杯纺在不同的产品领域中各领风骚。

    但是必须承认,传统的喷气纺由于其包缠假捻的成纱特性,较适合纺制涤纶和涤/混纺纱,以及其它较细、软的纤维,而纺制纯棉纱时强力较低,仅为同类环锭纱的60%~70%,从而限制了其应用范围。这是喷气纺的一个主要不足。喷气纺的另外一个缺点是设备和运转成本太高。由于其高速,必须配有代价昂贵的自动接:头装置和空气捻接器:此外,由于其罗拉加压大,速度高,使得胶辊、胶圈的磨损大,动力消耗大。但是,随着技术的进步,这些问题正在逐步解决。为了提高产品质量和档次,空气捻接器的应用日益普遍;由于转杯纺速度的提高,自动接头装置的普及势在必行,其成本也在下降;在材料方面的革新,使得胶辊、胶圈的使用寿命大大增加;劳动力成本的提高,也使得提高生产效率,减少用工人数成为必须,而动力消耗相对而言已显得次要。

    在克服喷气纺包缠假捻而导致纯棉纱强力较低的缺点方面,已做了不少工作以改善其成纱机理,如将其成纱方式改为自由端的方式等,但目前仍不够成熟。

    日本村田公司长期以来一直不懈地致力于喷气纺纱机的开发研制。其先后推出·了MJS、MTS、和M~S系列的各类喷气纺纱机。据称,其新推出的具有自由端成纱机理MVS851喷气纺纱机可用于纺制纯棉纱。MVS的原理是在双喷嘴喷气纺的第一‘喷嘴中加装了一个断纱钩,从而使连续须条在此处被分割成刁;连续的,产生了自由端,故第二喷嘴对此自由端须条加上真捻而成纱。

    总之,喷气纺以其高生产率、高成纱支数而有着广阔的应用前景。目前,新型纺纱机的生产主要还是集中在转杯纺和喷气纺上。世界上,喷气纺纱机的80%左右在美国,主要是由于其电力成本低,劳动力成本高,并且其纺织品中适合于喷气纺加工的涤/ta产品的比例很高所致。我国虽先后有西安、重庆、丹阳、嘉鱼、蒲圻、焦作、天津等地引进了喷气纺纱机,更有不久前在肇庆建成的具有10台喷气纺纱机的大规模的喷气纺独资厂,目前许多棉纺厂还正在准备继续引进喷气纺纱机,但必须注意开发出喷气纺所适合的产品,才能保证其更广阔的应用和发展前景。国内尽管在喷气纺技术与工艺方面已做了不少研究工作,但在喷气纺的设备生产方面仍为空白,有待填补。

    喷气纱因其纱支高、硬挺、均匀、光洁和短毛羽较多的特性而通常用于制作衬衫、轻薄织物、床单、针织物和磨绒织物等。美国的喷气纺主要用于生产上述产品。在我国,喷气纺未能象转杯纺那样形成较大规模,主要还是在其产品的开发方面做得不够。实际上,除了涤/棉衬衫本身具有很大的市场外,纯棉喷气单纱的强力虽低,但其加工成股线后强力会有较大的提高,同样可以加工成特色鲜明的产品,包括衬衫、外套和针织产品等。因此,开发出喷气纺的特色产品,是普及应用喷气纺的前提条件。

    3环锭纺新技术的发展

    除了新型纺纱以外,环锭纺本身也在不断革新和完善,出现了新的纺纱技术如集聚纺纱(Com—pactspinning或Condenserspinning)等。而有些新型纺纱就是在环锭纺的基础上进行稍许改动而形成的,如赛罗纺(Sirosptm)、赛罗菲(Sirofil)、索罗纺(Solospun)等。这些纺纱技术的出现和形成,对于提高纺纱质量,丰富成纱产品的风格等将起到有利的促进作用。

    3.1集聚纺纱

    这种纺纱技术的思想是对前罗拉输出的须条再加上一对控制罗拉。其中,下罗拉有吸风集聚作用,使须条较紧密的排列,大大减少了传统细纱机中加捻三角区中须条带的宽度,有利于将须条中的纤维可*地捻卷到纱条中,从而可较大幅度地减少毛羽,同时吸风也有利于纤维在加捻卷绕时有再一次的伸直机会,从而提高成纱强力。据有关纺机生产商的资料介绍,在同样的纺纱条件下,此种纺纱的毛羽较传统环锭纺减少约20%,强力可提高约10%,同时,条干均匀度、机器效率等也有不同程度的提高。该技术的另一优点是与原细纱机完全一致,只多出一对集聚罗拉,在原环锭细纱机上也可进行改装,挡车操作也与原车—致。

    实际上,这种改革也反映了目前牵伸装置的变化趋势——牵伸和集合的分离,即牵伸区中无集合作用,集合区中无牵伸作用,从而避免了牵伸区中由于集合作用的存在而影响了摩擦力界的分布,而牵伸后的须条再经集合后,减少·了须条宽度,增加了紧密度,有利于改善质量。因此,许多牵伸装置(包括粗纱机、细纱机等)都采用了四对罗拉,其中三对起牵伸作用,还有一对起集合作用,集聚纺纱也是这种思想的一个特例。

    3.2赛罗纺、赛罗菲纺

    赛罗纺是由澳大利亚联邦科学与工业研究院与国际羊毛局共同研制开发的纺纱技术。它是在细纱机上喂人两根保持一定间距的粗纱,经牵伸后,由前罗拉输出这两根单纱须条,并由于捻度的传递而使单纱须条上带有少量的捻度,这两根须条回合后被进——步加捻成类似股线的赛罗纱并被卷绕在筒管上。

    赛罗纺纱的初衷主要是为了利用该纱独特的性能(毛羽少、强力高、耐磨性好等),达到毛纱能单纱织造的目的,以实现毛织物的轻薄化。但生产实践表明,尽管赛罗纱在许多方面较同类常规纱有了较大的改善,但要真正达到毛纱单纱不上浆的织造,尚有一定距离。在毛纺厂的生产实践还表明,要达到同样的成纱质量,赛罗纱所用的原料等级可比常规环锭纺低,而其织物较常规环锭股线织物手感柔软、耐磨、透气性好。该技术于90年代初逐步在国际毛纺织工业中推广,先后在日本、德国、英国等地开发了一些毛织物产品,我国有不少毛纺厂也在应用此技术。

    赛罗菲纺纱与赛罗纺类似,不同之处仅仅是将一根粗纱改为长丝,与另一根粗纱交捻成纱。这利用各种化纤长丝与细纱交捻成复合纱产品的加工尤为适合。

    与常规的细纱相比,赛罗纱或赛罗菲纱可以直接从细纱机上纺制出具有类似股线结构和性能的纱线,有利于缩短工艺道数,提高生产效率,降低生产成本。目前,这种纺纱技术在毛纺生产中得到了较普遍的应用,在新产品的开发和生产中发挥了有效的作用。

    虽然,目前赛罗纺和赛罗菲纺主要是应用于毛纺系统,但实际上,其成纱机理决定了它在棉纺等其它纺纱系统中的应用也必将取得良好的效果。

    3.3索罗纺纱

    索罗纺是在前罗拉下加装一个表面有许多沟槽的分割罗拉,其作用是利用沟槽将前钳口下输出的扁平须条分割成许多窄条,这些由于捻度传递而带有少量捻度的须条再被汇聚加捻后,形成类似多股纱条捻成的缆绳纱,故国内又有将其称为缆型纺的。与仅由两根弱捻须条加捻而成的赛罗纱相比,这种由多根弱捻须条加捻而成的纱具有更高的强力、更大的耐磨性和更少的毛羽,因此,在实际生产中,已能直接利用索罗纱的单纱不经上浆而织造成布。

    4结语

    转杯纺设备和产品的总体趋势是向着高速、大卷装、智能化、高自动化和中细支、低捻针织等方面发展。喷气纺的劳动生产率高,而其使用成本正在逐步降低,如果产品开发对路,其适纺高支纱的特点可以与常用于纺制低支纱的转杯纺互补。集聚纺对于减少成纱毛羽、提高强力有较大的作用,是对原环锭纺纱技术的革新。

    赛罗纺、赛罗菲、索罗纺等纺纱新技术的优点和效果已为毛纺所证实,应抓紧使其向其它行业如棉纺、麻纺和绢纺等推广应用。

    新型纺纱的技术已有了较好的发展,但是,如何真正使这种技术在纺织中得到很好的应用,提高这个纺织行业的技术装备水平,除了技术与设备本身的不断完善外,还必须利用这些技术开发出有特色、有市场、有生命力的产品,这两者是缺一不可的。 

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