紧密纺纱技术在毛纺上的应用

2017-06-05 21:06:24 纺织导报 2017年5期

王丽+吴丽莉+陈廷

摘要:近年来紧密纺纱作为纺纱技术的研究和开发热点,为常规环锭纺纱注入了新的动力。紧密纺毛纱的纱线质量与常规环锭纺毛纱相比均具有较明显优势。文章介绍了毛紧密纺纱机的集聚原理、技术优势及纱线质量情况。

关键词:紧密纺;毛纺;纱线质量

中图分类号:TS104 文献标志码:B

Application of Compact Spinning Technology in Wool Spinning

Abstract: In recent years, compact spinning, as a hot spot for the R&D of spinning technology, has injected new blood intro conventional spinning technologies. The quality of compact-spun wool yarn is obviously superior to that of conventional ring-spun wool yarn. In this paper, the compacting principle, technical advantages and yarn quality of major wool compact spinning machines were introduced.

Key words: compact spinning; wool spinning; yarn quality

紧密纺纱是近20年来发展起来的一种环锭纺纱新技术,能够显著减少成纱毛羽,是提高毛纱和毛织物质量的有效手段之一。紧密纺纱技术在毛纺行业具有良好的发展前景。

1 紧密纺纱原理

1988年2月,针对造成常规环锭纱缺陷的根源——加捻三角区,Ernst Fehrer博士首次提出紧密纺纱工艺。紧密纺纱是对常规环锭纺细纱机上进行改进的一种新技术,目的是为了减小加捻三角区,改变纱线结构,提高成纱质量。紧密纺纱基本原理是在常规环锭纺细纱机的牵伸装置前区,增加一个纱条凝聚集合区域,通过空气负压作用,采用积极的方式将松散的纤维集聚在可控范围内,使纱条在加捻之前基本完成集束工序,减小甚至消除前罗拉至加捻点之间的三角区域,从而显著减小加捻三角区对成纱结构和性能的影响,尤其是大大减小了成纱毛羽,同时提高了成纱强度和弹性等,使成纱外观和内部结构均得到有效改善。

2 3 种典型的毛紧密纺纱机

2.1 青泽451 Impact FX毛紧密纺

在ITMA 1999上,德國Zinser(青泽)公司首次推出了800Aircomtex毛紧密纺细纱机。该设备是在800Profitspun毛环锭纺细纱机的牵伸装置前区装载了一个集聚装置。当纱条经过前罗拉钳口时,松散的纤维受到负压气流的影响而紧密聚集起来,纤维输出至加捻点之间纤维宽度变化接近 0,即基本消除了加捻三角区,从而能够获得毛羽少、强度高的优质纱线。

青泽公司在之后推出的CompACT3毛紧密纺细纱机在全球精梳毛纺行业获得了广泛的赞誉。该设备具有灵活可调节的张力牵伸、独立恒定的负压系统以及智能化的清洁系统,从而成为市场认可的领导者。青泽CompACT3毛紧密纺细纱机独立的负压装置可以保证紧密纺中负压不受干扰,纺制纱线的性能维持在恒定的范围内,纱线质量稳定可靠。该紧密纺系统独有的自清洁功能,使得生产中无需密集的人工巡视即可生产出高质量的紧密纺纱线。而灵活可调节的张力牵伸系统能够充分优化调节毛纤维的卷曲状态。同时,毛脂、油脂、纺织油剂及整理剂等对该系统均无显著影响。就系统的生产效率而言,青泽CompACT3毛紧密纱系统也具有较突出的优点。由于纤维优点能够得到最优利用,在同等断裂伸长率和断裂强度的实验条件下,纱线捻度可比常规环锭纺纱线减小13%左右,纱线断头率可降低约50%。这对于纺纱厂而言,纱线质量及产能都将大大提高,生产效益也可提高至少一个等级。

2.2 瑞士Rieter(立达)Com4毛紧密纺

立达公司的ComforSpin K44是棉紧密纺纱系统中的佼佼者,其牵伸机构采用较大直径的带孔空心滚筒(称为集聚罗拉)取代前下罗拉,并与吸风插件和气流导向装置组合构成纤维集聚单元。该系统通过集聚单元组成部分之间的互相配合及优化,确保所有纤维的完全集聚。

立达公司和意大利Cognetex(康泰克斯)公司在IDEA细纱机的基础上合作开发了Com4 Wool毛紧密纺细纱机。改造复合的毛紧密纺纱系统与Com4棉紧密纺纱的主要元件除前罗拉外基本一致。康泰克斯公司自主研制了弹性控制罗拉,又称气泡罗拉,并已获得专利权,该罗拉取代了原前罗拉。弹性控制罗拉表面有一条沿轴向倾斜的斜槽,当纤维从牵伸区和前罗拉出来后可被控制住且保持张紧状态,防止输出后已集聚的纤维发散、游离。IDEA Com4 Wool毛紧密纺细纱机的集聚原理和Com4棉紧密纺相同,均是在须条出皮圈后立即被弹性罗拉和带孔罗拉双重控制从而实现集聚(图 1)。此过程缩小了加捻三角区的宽度,减少了浮游纤维,从而减少了纱线毛羽,使纱线结构紧凑,表面光滑,强度也大大提高。同时,该设备还配有独特的可选件,即可选择配以普通锭子的紧密纺或者配以控制气圈的指形锭子紧密纺。考虑到羊毛品种的多样性及纱支的差异性,客户可根据特定要求或实际需求做出选择。

2.3 德国Suessen(绪森)EliTe?紧密纺

在紧密纺的发展历程中,绪森公司的EliTe?紧密纺纱系统同样具有典型意义。绪森公司在常规Fiomax环锭纺细纱机上进行改造,研制出了棉紧密纺纱装置。该系统与其他棉紧密纺系统的不同之处是其凝聚区由异形截面负压吸管、网格圈及输出上罗拉组成。前上罗拉通过齿轮传动带动集聚区输出上罗拉,由于后者直径大于前者,故两者间存在微小的张力牵伸,使该区域内的纤维保持张紧状态。异形吸管内部处于负压状态,可将前罗拉钳口输出的纤维紧附在胶圈上。吸管上设有一窄小的槽,窄槽长度为前罗拉钳口至下网格圈与上胶辊钳口线的距离,使得输出须条保持压缩条状,并沿着网格圈表面的斜线到达纤维集聚区域,从而减小了加捻三角区,提高了纱线品质。

绪森公司用EliTe? Compact Set系统成功地改装了精梳毛纺环锭细纱机,可加工羊毛、麻、马海毛等纤维。该系统在异形吸风管上安装了一倾斜透气传递皮圈,并且设有吸风口,吸风口和纤维运动到上输出罗拉与异形管道间的方向为倾斜状态(图 2)。当纤维离开牵伸区域后立即被吸风管道吸入,纤维顺着气流侧向排列且沿斜槽孔边缘凝聚,纤维在输出夹持点处时为最佳凝聚状态。因为通过夹持点后的须条加捻是在整个凝聚纤维条上进行的,所以该纺纱系统没有加捻三角区,也不存在外伸纤维头端,纤维始终保持理想状态。该系统纺制纱线的结构和性能均明显优于常规环锭纱。

3 毛緊密纺成纱质量分析

纺织工业重要原料之一的羊毛,基本属性为天然蛋白质纤维,基本结构由内向外分为髓质层、皮质层和鳞片层。其属性与结构决定了羊毛特有的性质和广泛的用途,而且是合成纤维所不能替代的。尽管羊毛在吸湿保暖性能方面有得天独厚的优势,但不可否认其物理机械性能较差,且在常规纺织工艺中亦无法改善这一缺陷。实践证明,紧密纺能改善羊毛纱线的性能甚至优于包括棉纤维在内的其他短纤维。原因在于虽然毛纤维断裂强度较低,但紧密纺能够提高纱线强度,而且能够显著改善纱线粗细节和断裂伸长率。同时,常规纺纱系统中,有时因为少量的毛羽会影响钢领、钢丝圈之间的润滑作用,因此,需要稍微调低锭子转速。然而,毛紧密纺虽然毛羽的减少量略逊于棉紧密纺,但不会影响钢领、钢丝圈之间的润滑作用,因此不仅不需要调低锭速,反而可以将锭速提高10% ~ 46%,从而提高了纱线产量。

绪森公司的EliTe?系统、青泽公司的CompACT3系统和立达公司与康泰克斯公司合作的Com4系统等 3 种气流负压式毛紧密纺系统的成纱质量测试结果见表 1。表1 中:A为常规环锭纺纱,B为紧密纺纱。试样A1、B1为线密度10 tex、捻度900捻/m的毛纱;试样A2、B2为线密度14.29 tex、捻度700捻/m的毛纱;试样A3、B3为线密度15.63 tex、捻度680捻/m的毛纱。

由表 1 可以看出,紧密纺毛纱与常规环锭纺毛纱相比,紧密纺纱线的条干均匀度平均比环锭纺提高4%以上,纱线断裂强度和断裂伸长率有不同程度的增加,粗细节及毛羽也有显著改善。有研究显示,对于紧密纺纱而言,要达到与常规环锭纺纱相同的纱线强度,捻度可以降低约10%,而且合股捻度也可减少,那么合股加工成本也将相应降低。同时,由于纱线条干均匀、表面光洁,生产率将提高,断头数也可降低30% ~ 50%。因此,生产效率会相应提高3% ~ 5%,并可降低后道加工费用。

近年来,又推出了滚装联合(RoCoS compact spining)紧密纺系统,被称为第二代紧密纺系统。其特点是由磁力压紧器实现纤维集聚代替气动集聚。与预期效果一样,滚装联合紧密纺系统能生产出比其他紧密纺系统毛羽更少的纱线,主要原因在于它可以将尽可能多的纤维整合在纱线主体中。同时,滚装联合紧密纺纱线的粗细节、断裂强度及断裂伸长率比常规环锭纺纱线更好,尤其是当纱线越细时,该优势就越明显。

4 结语

以青泽公司的CompACT3系统、绪森公司的EliTe?系统和立达公司与康泰克斯公司合作的Com4系统为代表的毛紧密纺纱工艺和设备已经发展得比较成熟。毛纺行业通过应用紧密纺纱技术,显著减少了纱线毛羽,提高了纱线强度,由紧密纺毛纱制织的精梳呢绒面料纹路清晰,手感细腻,触感柔软,充分展现了羊毛纤维的优异品质。

紧密纺纱技术本身还具有很多优势,尤其是通过提升纱线质量从而提高了纱线的售价,并且可将较粗的低价羊毛加工成较高支数的精梳毛纱。因此,紧密纺纱在毛纺领域占有很大的优势,具有广阔的发展空间,将为企业创造可观的经济效益。

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