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新型紡紗技術與設備的發展

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新型紡紗技術與設備的發展

發布時間: 2006/10/3 文章出處: 　

紡紗技術的發展一直未曾停止，從20世紀的50年代起，先后涌現出成紗機理與環錠紡截然不同的轉杯紡、噴氣紡、靜電紡、摩擦紡、平行紡、渦流紡、自捻紡等新型紡紗技術。近年來，又有噴氣自由端紡紗，以及在環錠紡上稍做革新而形成的賽羅紡、賽羅菲、索羅紡(國內又稱纜型紡)和集聚紡等。這些紡紗新技術的出現，既有利于紡紗技術與設備水平的提升，也為成紗質量的提高和產品風格的多樣性提供了可能。
1 轉杯紡
1．1 轉杯紡技術的現狀與發展趨勢
在各種新型紡紗方法與技術中，轉杯紡紗由于其技術和產品的實用性，得到了大量的推廣與應用。目前，轉杯紡無論是從技術上還是設備方面都有了很大的發展和完善，并且仍在不斷地進步，從而使轉杯紡的生產效率、產品質量均有了迅速的提局，同時，也大大拓寬了轉杯紡的應用領域。
在國際上目前的整個紡紗規模中，環錠和轉杯紡占了95％以上。其中，轉杯紡的頭數占到環錠紡錠子數的3％～5％(歐洲此比例為25％)，轉杯紡生產的產品按長度來計，占到總紗量的25％，若按重量來計，轉杯紗占到總紗量的40％左右。相對而言，我國的轉杯紡發展較世界水平還有一定的差距，目前轉杯紡的錠數在65萬頭左右，只占到環錠的2％。由此可見，轉杯紡在我國還有較大的發展空間，據有關文獻預測，到2010年左右，我國的轉杯紡頭數有望達到(120—150)萬頭。
從我國國內的轉杯紡設備整體情況來看，目前全國約65萬頭的轉杯紡中約20％為進口設備，國產設備占80％左右。在我國使用的這些設備中，自排風式居多，約占70％～80％，而抽氣式的占20％～30％。從發展趨勢來看，如果要提高轉
杯紡的經濟適紡支數，亦即向中支甚至細支轉杯紗生產的方向發展，則抽氣式是發展方向，因為在抽氣式轉杯紡紗機中，轉杯無排氣孔，轉杯輕、薄，負荷小，適宜于高速，此外抽氣式較小的轉杯負荷也有利于采用雙圓盤式間接軸承、空氣軸承等，從而更利于轉杯的高速化。當然，除此之外，抽氣式還具有排雜效率高、杯內塵雜積聚少、負壓穩定且易控制等優點，可使紡紗和成紗質量較自排風式在更長的一段時間內穩定。．
自排風式轉杯紡紗機目前的速度較抽氣式低，一股在(5～?)萬r／min，其優點是設備成本低和動力消耗少(可省去抽氣式中的抽氣機)，此外，在同樣的條件下，較低的轉杯速度在紡粗支紗時可使紡紗和成紗質量穩定良好也是不爭的事實。因此，在較粗支的轉杯紗生產中，自排風式設備仍將具有較大的競爭力。值得指出的是，由于自排風式主要依靠轉杯的高速回轉而產生纖維輸送所需的負壓，因此，在紡過低的紗支(如1—2公支)時，會因為轉杯速度太低，負壓不足而導致纖維輸送不良。
在轉杯紡技術與設備方面，最新的機械普遍采用了無機械接觸的軸承，如空氣軸承、磁性軸承等，大大減少了高速回轉時的磨損和動力消耗，降低了運行成本，也使轉杯速度達到10萬r／min以上，高的甚至可以達到15萬r／min，出紗速度高達220m／min，為了適應高速生產，自動和半自動接頭也正在普及應用，轉杯紡生產效率的大大提高，為轉杯紡能經濟地生產中、細支紗提供了條件，擴大了轉杯紗的實用紡紗支數范圍。
轉杯紗以其均勻的外觀，正在被越來越多的應用在針織加工中，轉杯紗獨特的性能如條干好、紗身光潔、紗疵少、延伸性大、耐磨和強不勻小等使其在針織加工中以及針織產品的應用中受到青睞。但是，轉杯紗較多的捻度和粗硬的手感也為其針織產品帶來了不利的影響。目前，轉杯紡速度的提高和新型阻捻(低捻)裝置的出現和應用，可望為轉杯紗加工較高支數的針織紗起到促進作用。．
傳統的轉杯紡中，輸棉管補風大，則有利于纖維從分梳輥上轉移和伸直，但不利于塵雜的去除；若補風小，則纖維弱轉移而導致棉粒增加，伸直不足，成紗質量下降，為了改善氣流在排雜與纖維轉移之間的矛盾，有些機器采用旁路(bypass)補風，既可使塵雜的去除不受大影響，又可有效提高纖維的轉移和伸直，從而改善了紡紗性能。
另外，轉杯紡紗機還在下列方面有所發展：在紗通道的部件上采用涂層技術，使部件壽命增加, 成紗質量提高；應用異質纖維的檢測裝置，減少成紗中的異種纖維；與機器相連的技術信息中心及智能系統，可以實時反映生產情況，及時地檢測和判斷故障的原因和所在，達到優化生產和管理的目的北方；等等。
我國國內也在轉杯紡的設備與技術上取得了一定的進展，如紡制毛型纖維的轉杯紡紗機、轉杯紡制花色(竹節)紗裝置的探索、半自動接頭裝置、低捻裝置、齒片式分梳輥等的研制與生產等。
1.2轉杯紡的產品及發展方向
目前，我國的轉杯紡還主要局限于粗支紗的加工，我國轉杯紡的平均紡紗支數在48．58～36．44tex(12～16s)，其中36．44tex(16支)以下的紗支約占80％，而國際上轉杯紡的平均支數達27．76～18．22tex(21—32s)，．27．76tex(21s)以
下的紗支比例不足50％。這主要是由于我國的轉杯紡設備速度低，紡紗的經濟支數粗(僅36．44tex(16s)左右)，無法紡較細的紗支。在國際上轉杯紡的主要產品中，針織用紗，尤其是中、細紗支27．76—18．22tex(2l一32s)的針織用紗占
了較大比例，據資料報道，一些發達國家中，針織用紗中轉杯紗的比例已占到40％。當前，我國的純棉粗支紗生產中的大部分份額已為轉杯紗所替代，因此，轉杯紡如仍局限于粗支紗將無更大的前途，近兩年來歐洲的轉杯紡增加的速度已在降低，這是一個值得注意的信號。
除了中、細支針織紗外，轉杯紡的產品發展還將體現在以下幾點：
(1)非棉類產品
總的來說，非棉類產品的轉杯紗生產比例還較小，進一步開發化纖、毛、麻、絹等轉杯紗產品對于擴大轉杯紡的應用領域、豐富轉杯紗的花色品種有著重要的現實意義.
(2)花色紗產品
隨著國內花色(如竹節)紗等裝置的研制與推廣，以及轉杯紗和轉杯竹節紗的特殊效應，轉杯紡花色紗的應用必將日趨增加，實際上，目前市場對轉杯竹節紗已開始有一定的需求。
(3)產業、裝飾用產品
在轉杯紡的早期產品中，生產過用于線、帶和篷帳等產業用轉杯紗，以后又在PU革底布和潔具用產品上有所發展，在裝飾產品方面，已生產出各種床罩、窗簾、臺布、家具布、掛毯等，而隨著各種功能性纖維的發展，利用這些功能纖維如阻燃、抗菌和保健纖維等來加工轉杯紗，則可望在防護眼、家庭裝飾用布和一些特殊場合的特定要求用產品方面，占有更大的市場份額。
2 噴氣紡
在新型紡紗中，噴氣紡一直以其輸出速度高、可紡紗支細的特性而被人們所看好。因其取消了高速回轉的加捻部件而利用高速回轉的壓縮空氣對紗條進行加捻，從而使出紗速度可高達350—400m／rain，其生產效率為環錠紡的10--20倍、轉杯紡的3～5倍。同時，噴氣紡宜加工精細原料(如精梳、化纖等)，適紡中、細支紗的特點(一·般的紡紗支數為1S．22tex以上)，也使之與目前常用于加工低
級原料．適紡中、低支紗的轉杯紡在不同的產品領域中各領風騷。
但是必須承認，傳統的噴氣紡由于其包纏假捻的成紗特性，較適合紡制滌綸和滌/混紡紗，以及其它較細、軟的纖維，而紡制純棉紗時強力較低，僅為同類環錠紗的60％～70％，從而限制了其應用范圍。這是噴氣紡的一個主要不足。噴氣紡的另外一個缺點是設備和運轉成本太高。由于其高速，必須配有代價昂貴的自動接：頭裝置和空氣捻接器：此外，由于其羅拉加壓大，速度高，使得膠輥、膠圈的磨損大，動力消耗大。但是，隨著技術的進步，這些問題正在逐步解決。為了提高產品質量和檔次，空氣捻接器的應用日益普遍；由于轉杯紡速度的提高，自動接頭裝置的普及勢在必行，其成本也在下降；在材料方面的革新，使得膠輥、膠圈的使用壽命大大增加；勞動力成本的提高，也使得提高生產效率，減少用工人數成為必須，而動力消耗相對而言已顯得次要。
在克服噴氣紡包纏假捻而導致純棉紗強力較低的缺點方面，已做了不少工作以改善其成紗機理，如將其成紗方式改為自由端的方式等，但目前仍不夠成熟。
日本村田公司長期以來一直不懈地致力于噴氣紡紗機的開發研制。其先后推出·了MJS、MTS、和M~S系列的各類噴氣紡紗機。據稱，其新推出的具有自由端成紗機理MVS851噴氣紡紗機可用于紡制純棉紗。MVS的原理是在雙噴嘴噴氣紡的第一‘噴嘴中加裝了一個斷紗鉤，從而使連續須條在此處被分割成刁；連續的，產生了自由端，故第二噴嘴對此自由端須條加上真捻而成紗。
總之，噴氣紡以其高生產率、高成紗支數而有著廣闊的應用前景。目前，新型紡紗機的生產主要還是集中在轉杯紡和噴氣紡上。世界上，噴氣紡紗機的80％左右在美國，主要是由于其電力成本低，勞動力成本高，并且其紡織品中適合于噴氣紡加工的滌／ta產品的比例很高所致。我國雖先后有西安、重慶、丹陽、嘉魚、蒲圻、焦作、天津等地引進了噴氣紡紗機，更有不久前在肇慶建成的具有10臺噴氣紡紗機的大規模的噴氣紡獨資廠，目前許多棉紡廠還正在準備繼續引進噴氣紡紗機，但必須注意開發出噴氣紡所適合的產品，才能保證其更廣闊的應用和發展前景。國內盡管在噴氣紡技術與工藝方面已做了不少研究工作，但在噴氣紡的設備生產方面仍為空白，有待填補。
噴氣紗因其紗支高、硬挺、均勻、光潔和短毛羽較多的特性而通常用于制作襯衫、輕薄織物、床單、針織物和磨絨織物等。美國的噴氣紡主要用于生產上述產品。在我國，噴氣紡未能象轉杯紡那樣形成較大規模，主要還是在其產品的開發方面做得不夠。實際上，除了滌/棉襯衫本身具有很大的市場外，純棉噴氣單紗的強力雖低，但其加工成股線后強力會有較大的提高，同樣可以加工成特色鮮明
的產品，包括襯衫、外套和針織產品等。因此，開發出噴氣紡的特色產品，是普及應用噴氣紡的前提條件。
3 環錠紡新技術的發展15
除了新型紡紗以外，環錠紡本身也在不斷革新和完善，出現了新的紡紗技術如集聚紡紗(Com—pactspinning或Condenserspinning)等。

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