紧密纺技术概况
紧密纺被称为"21世纪的环锭纺纱新技术”,是近年来环锭纺纱技术的一个研发热点。但国际上紧密纺技术的研发早在约20年前就开始了。1988年,Ernst Fehrer博士就开始了紧密纺纱技术的研制。他对普通环锭细纱机进行适当改进,提出了消除加捻三角区、保证边缘纤维束向纱干集聚,生产高质量紧密性环锭纱的纺纱工艺新方法。自此,国外一些研究机构和纺机制造厂商加大投入,秘密研制并相继推出了各种形式的紧密纺整机或紧密纺装置。
1999年6月,在巴黎举行的第13届国际纺织机械展览会 (1TMA'99)上,紧密纺细纱机首次登台亮相,恭迎新世纪。瑞士立达公司展出了应用Fehrer尘笼原理开发的ComforSpin紧密纺系统;德国绪森公司和青泽公司则分别应用Denkendorf纺织技术研究院的 Artzt原理开发了Elite Spinning和Comp ACT3紧密纺系统,并都随即推入国际市场,分切并享用紧密纺新技术的蛋糕。
近年来,无论是紧密纺的纺纱原理、紧密纺系统的结构装置,还是紧密纱的下游应用的研究开发,都取得了卓有成效的进展。人们对紧密纺技术的认识已从紧密纱成纱结构特征的改良,如外观形态的改善和内在品质的提高,深入到了原料的节省、原料特性利用率的提高、纺纱过程中的环保以及下游工序生产效率的提高、疵点增量的减少、附加工序的减量或取消等重要优势性能,紧密纺技术得到了进一步的推广应用与发展。
目前,国外比较有代表性的紧密纺系统有瑞士立达公司的COM4紧密纺系统,德国绪森公司的EliTe®紧密纺系统,德国青泽公司的 Comp ACT3紧密纺系统,日本丰田公司的Rx240—EST紧密纺系统,瑞士罗托卡夫特(Rotorcraft)公司的RoCoS紧密纺系统,意大利马佐里的Olfil®紧密纺系统等。国内对紧密纺的研究也不甘落后,并已
紧密纺技术的概念
紧密纺技术是基于传统环锭纺纱的一种新的环锭纺纱技术。它是一种旨在消除传统环锭纺纱的主要缺陷加捻三角区所研究开发出来的新型环锭纺纱技术。
紧密纺技术是指纤维须条在经过环锭纺纱机的主牵伸区后进入加捻区之时,利用气流或机械等作用,使输出比较松散的须条纤维向纱干中心集聚,减小甚至消除加捻三角区,从而使纤维进一步平行、毛羽减少、纱条紧密的新的环锭纺纱技术。简单说,紧密纺技术就是一种利用气流或机械等作用力对环锭细纱机牵伸后输出的纤维须条致密化的纺纱技术。
紧密纺能有效地优化纱线结构,可以使纤维在加捻前由相对自由松散、扁平状态变为集中平直、紧密聚集的状态,有利于纱条在加捻过程中把几乎全部纤维捻人纱线主干之中,从而大幅减少毛羽,降低飞花,并使纱线中的纤维排列更加紧密,受力分布进一步均匀,成纱质量得到极大提高,制造出新一代的环锭纱线——紧密纱。
紧密纺技术的创新点
传统环锭纺的改进局限性
为了解决传统环锭纺纱的加捻三角区问题,长期以来业界科技人员做了大量的研究工作。归纳起来,现有缩小加捻三角区的技术措施主要包括以下三种。
a.利用粗纱捻回
粗纱捻回具有双重作用。粗纱捻回一方面可避免粗纱在进入细纱机牵伸区之前受到破坏;另一方面,在牵伸过程中,粗纱捻回可对纤维须条的扩散起到控制作用,能将纤维从经向握持在一起,在后牵伸区和部分主牵伸区起到有效的集聚作用,有利于细
紧密纺的创新点
实践表明,现有技术对减弱甚至消除加捻三角区的作用都是有限的,长期以来,痼疾未除。
紧密纺技术的创新点就在于(图1—3):它不是对牵伸机构本身或在牵伸区内来解决存在于牵伸系统之外的加捻三角区问题,而是创造性地针对存在加捻三角区的牵伸系统和加捻卷绕系统结合部来解决加捻三角区问题;它不是间接和旁敲侧击地解决加捻三角区问题,而是直接和正面地解决加捻三角区问题;它不是消极和防御性地
紧密纺的机理与作用
紧密纺的机理
紧密纺细纱机和传统环锭纺细纱机的本质相同,除所增加的紧密纺系统或装置外,两者的结构也相同。紧密纺细纱机仍以传统的三罗拉长短胶圈牵伸装置为基础,保留了中罗拉的胶圈和后牵伸区的结构,只是在前罗拉输出后加了一套纤维集聚装置。通过这套集聚装置能有效地让经过两次牵伸的纤维束在进入加捻卷绕区之前紧密集聚,缩小前钳口处纤维束宽度或大幅降低牵伸须条的宽度与纱条直径之间的比值,降低加捻三角区的高度,使加捻三角区面积减少到最小程度,甚至消除,以大幅度地减少纱线毛羽,增加成纱强力,提高纺纱效率,改善纱线品质。
紧密纺要求遵循两项原则:一是集聚纤维和收缩加捻三角区的作用必须在前罗拉输出牵伸后的纤维须条时及时而有效地出现,或是集聚纤维和收缩加捻三角区的作用必须达到前罗拉的钳口线,并且不会对牵伸后的纤维须条产生任何副作用;二是集聚纤维和收缩加捻三角区的作用必须与纺纱加捻卷绕良好衔接,并且不会对其产生任何负面影响。目前各家公司推出的不同种类和不同形式的紧密纺细纱机或紧密纺装置,尽管各紧密纺系统或装置的集聚纤维方式各不相同,集聚系统或装置的结构设计也存在较大差异,各有所长,但紧密纺系统的纺纱原理基本相同,都遵循了所述紧密纺技术的两项原则。同时,这两项原则也构成判断紧密纺系统或装置优劣的依据和标准。
从理论上看,紧密纺技术催生了一种新的纺纱理论:在纺纱过程中,纤维须条的纵向牵伸与须条纤维的横向集聚宜分区进行,并且要先牵伸后集聚。这种理论把纤维的牵伸过程与纤维的集聚过
紧密纺的作用
在紧密纺中,紧密纺系统或装置的基本作用主要表现在以下几个方面。
a.紧密集聚纤维的作用
根据紧密纺基本原则,在纤维集聚区内,紧密纺系统或装置应让离开前钳口的所有纤维几乎全部得到有效控制,使须条的边缘纤维向纱干中心紧密收拢集聚,纤维排列进一步平行,不利于产生毛羽,而易于加捻卷绕顺利进行。
b.收缩须条宽度的作用
纤维须条的宽度是指从前罗拉钳口输出须条的宽度,即加捻三角区内须条的横向宽度,也是加捻三角区的底边长度。紧密纺技术具有收缩该宽度或长度的作用,意味着可大幅减小加捻三角区的面积,有利于纤维须条产生集聚作用。一方面,须条的横向宽度变小,使加捻三角区的边缘纤维减少,利于克服毛羽,减少飞花;另一方面,须条的横向宽度减小,使加捻三角区的边缘纤维和中间纤维的张力差异大幅减少,成纱内的纤维受力进一步均匀,提高纤维强力的利用率,使纱线强力增加。
c.减小包围弧的作用
在传统环锭纺中,牵伸机构与车面具有一定的倾斜角度,加捻卷绕机构则垂直于车面,因此在牵伸机构与加捻机构的接续点处纱线对前罗拉形成一定的包围角或包围弧。从纱条运行的角度看,包围弧的终止点与所述须条宽度的两个边缘点之间即构成了加捻三角区。该包围弧的终止点与前钳口之间的距离为加捻三角区的高。该包围角越大,包围弧越长,加捻三角区的面积就越大
紧密纺技术的优势
紧密纺技术是环锭纺纱技术领域的一次实质性飞跃。它消除了加捻三角区这个传统环锭纺纱过程中的薄弱环节,在纱条加捻之前改善了须条纤维分布状况,完善了须条结构并使之理想化,使纤维先紧密集聚,再加捻卷绕,并使加捻传递直接延伸到前钳口线,消灭了无控制区,显著地提高了纱线的品质和性能,净化了生产环境,增加了生产效率,也为后续加工工序提供了良好的条件。
具体看,紧密纺技术的优势主要包括以下几点。
a.成纱质量明显提高,纱线品质显著改善
毛羽减少是紧密纺技术的突出优点之一。紧密纺技术由于基本上消除了传统环锭纺纱的加捻三角区,因此所纺纱线表面光洁,毛羽特别是长毛羽大幅度减少,毛羽数变异明显改善。研究表明,在短纤维纺纱中紧密纱比普通环锭纱的毛羽减少约80%。此外,紧密
紧密纺的命名
近年国内对紧密纺技术的研究十分注重。各纺机企业、相关大中专院校、科研院所和纺织生产企业都对紧密纺技术表现出极大的热情,投入了大量人力、物力,并取得了许多重要成果。此间,国内出现了大量相关文献资料,但各自对紧密纺的称谓却五花八门,大相径庭,如舒适纺、密实纺、集聚纺、聚集纺、卡摩纺、绮丽纺、紧密纺、环锭紧密纺和紧密环锭纺等,令人眼花缭乱,莫衷一是。这无疑将对紧密纺的文献检索、信息交流、资料共享和生产采购以及技术人员的研发工作带来种种不便和弊端,对紧密纺在国内的推广、应用与研发将不可避免地造成一定的阻碍。因此有必要对此做一专门研究。
为什么称为紧密纺
那么,为什么在众多关于紧密纺的命名中建议称为“紧密纺”而不采用其他称谓呢?理由如下:
①最早研究紧密纺技术的Ernst Fehrer博士就把它命名为“Com— pact Spinning”;首创该项技术的瑞士立达公司曾用“紧密”这个词汇描述过其尘笼纺技术,但随后又用这个专业术语命名该新型环锭纺技术,称之为“Compact Spinning”,即紧密纺纱或紧密
关于紧密纺关键件的名称
不仅关于紧密纺的名称混乱,而且关于紧密纺的系统分类和关键件的名称也同样混乱。基于同样或类似的理由,本书除引用文献处的原文称谓照旧,一般没做变动外,对紧密纺关键件的称谓统一命名如下,以便理解。
集聚罗拉——吸辊、抽吸辊、集聚辊、凝聚辊、筛网辊、凝聚件、吸风罗拉、集合罗拉、网眼罗拉、凝聚罗拉、筛网罗拉、凝聚元件、汇聚元件、凝聚装置、压缩部件、中空前罗拉、带有通气孔的中空前罗拉等;
吸风管——吸管、抽吸管、负压管、负压吸管、吸气管、异形吸气管、异形管、异形截面吸气管、固定管、凝聚装置、凝聚元件、吸引元件、抽吸管道、抽吸通道、抽吸壳体、抽吸部件、斜槽吸管等;
吸风口——吸槽、斜槽、吸风槽、吸气槽、抽吸槽、狭长槽、抽吸缝、吸气缝、狭长缝、通气孔、吸风孔、斜槽口、吸风槽孔等;
集聚圈——网圈、织物圈、吸聚圈、网格圈、凝聚环、输送带、传送带、打孔胶圈、打孔皮圈、透气输送圈、透气运输带等;
输出罗拉——加捻罗拉、控制罗拉、阻捻罗拉、握持罗拉、超前罗拉等;
输出胶辊——阻捻辊、送出辊、引导辊、导向辊、控制胶辊、握持胶辊、夹持罗拉、握持罗拉、前上罗拉、超前胶辊、输出上胶辊、输出压力辊、阻捻反压辊等。
关于紧密纺系统的分类,在本章的1.4节将做详细说明。而关于紧密纺关键件称谓的说明则在本书后文的适当处做有关说明。
综上,关于紧密纺称谓的混乱,反映了国内对紧密纺技术有一个逐步认识的过程。笔者推荐使用“紧密纺”以及推荐使用“集聚罗拉”、