基于環(huán)錠紡的紡紗新技術(shù)研究

惠永久,王楷艷,王 遠(yuǎn)

(蘇州中紡聯(lián)檢驗技術(shù)服務(wù)有限公司,江蘇 蘇州 215000)

紡紗處在紡織產(chǎn)業(yè)鏈中的前端,直接影響到后續(xù)產(chǎn)品的加工,紡紗質(zhì)量的好壞對于后續(xù)紡織品的生產(chǎn)有著非常大的影響,可以說紡紗在整個紡織產(chǎn)業(yè)鏈中占有非常重要的地位。當(dāng)前在紡織領(lǐng)域應(yīng)用的紡紗技術(shù)通常可以分為環(huán)錠紡紗技術(shù)以及新型紡紗技術(shù)這兩類,環(huán)錠紡紗技術(shù)主要包括基于環(huán)錠紡改進(jìn)的緊密紡、賽絡(luò)紡、賽羅菲爾紡、纜型紡以及嵌入式復(fù)合紡等新技術(shù)[1];常見的新型紡紗技術(shù)主要包括靜電紡、轉(zhuǎn)杯紡、自捻紡、離心紡和漏斗紡等[2]。新型紡紗技術(shù)的紡紗工序較短、生產(chǎn)效率較高、品種的適應(yīng)性也較好,且紡紗所需人工少,具有一定的優(yōu)勢,因此近幾年新型紡紗技術(shù)得到了較為快速的進(jìn)步,但這些新型紡紗技術(shù)生產(chǎn)的紗線在結(jié)構(gòu)和性能方面都不如環(huán)錠紡紗,因此目前依然很難完全替代環(huán)錠紡[3]。

1 傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗技術(shù)

環(huán)錠紡紗是一種采用非自由端且以真捻形式紡紗的技術(shù),已廣泛用于各種纖維的加工和生產(chǎn)。環(huán)錠紡紗的核心機(jī)構(gòu)就是加捻卷繞機(jī)構(gòu),主要由錠子、鋼領(lǐng)以及鋼絲圈等組成,紡紗流程為粗紗經(jīng)過羅拉牽伸后依次穿過導(dǎo)紗鉤以及鋼絲圈,最后繞到錠子外面的筒管上,錠子帶著外面套著的筒管以較高的速度回轉(zhuǎn),此時筒管上的紗會帶動鋼絲圈沿著鋼領(lǐng)邊緣回轉(zhuǎn),鋼絲圈每沿著鋼領(lǐng)轉(zhuǎn)一周,鋼絲圈與羅拉間的紗線就增加一個捻回,同時鋼絲圈由于摩擦阻力的作用導(dǎo)致其轉(zhuǎn)速相較于錠子要低,因此同時完成了卷繞。

2 新型環(huán)錠紡紗技術(shù)

近年來環(huán)錠紡紗通過一系列技術(shù)創(chuàng)新以及改進(jìn),出現(xiàn)了許多基于環(huán)錠紡的紡紗新技術(shù)如緊密紡技術(shù)、賽絡(luò)紡技術(shù)、賽羅菲爾紡技術(shù)、纜型紡技術(shù)、嵌入式復(fù)合紡紗技術(shù)等,這些技術(shù)在優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、減少用工以及減低勞動強(qiáng)度上有一定程度的改善。

2.1 緊密紡

緊密紡紗也被稱為集聚紡紗,是一種基于新型環(huán)錠細(xì)紗機(jī)而進(jìn)行改進(jìn)的新型紡紗技術(shù)。緊密紡紗技術(shù)通過在牽伸和加捻區(qū)之間增加了一個吸風(fēng)裝置,這個纖維聚集區(qū)極大地消除了加捻點與前羅拉之間的加捻三角區(qū)(如圖1所示)[4]。纖維須條通過纖維聚集區(qū),聚集區(qū)處的吸風(fēng)產(chǎn)生的氣流使須條收縮和聚集,最后須條從扁平狀逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閳A柱狀,須條的前端纖維捻入紗線內(nèi)。該紡紗技術(shù)生產(chǎn)的紗線十分緊密,而且所生產(chǎn)的紗線毛羽少,表面光潔。

圖1 緊密紡紗技術(shù)紡紗原理圖

緊密紡的核心是使紗線中的纖維保持平行和聚集,纖維的聚集和平行是預(yù)判定紡紗質(zhì)量好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)。緊密紡的優(yōu)點主要表現(xiàn)在提高了紗線強(qiáng)力;降低了3 mm以上的有害毛羽;改善紗線條干;改善紗疵,減少斷頭;可用較便宜的原料;減少了纖維的損失。但是緊密紡紗技術(shù)也存在一定的缺陷,該技術(shù)用到的改造設(shè)備造價較高,增加了紡紗廠的資金投入,而且緊密紡技術(shù)生產(chǎn)的紗線在毛羽指標(biāo)上雖然有較大改善,但是紗線其他指標(biāo),如紗線的條干和粗細(xì)節(jié)等,仍然存在較大問題。

2.2 賽絡(luò)紡

賽絡(luò)紡因其紡紗的方式由兩根粗紗并捻也可被稱為并捻紡或A/B紗。賽絡(luò)紡紗技術(shù)是基于細(xì)紗機(jī)改進(jìn)的一項技術(shù)。紡紗時兩根粗紗從羅拉處喂入,兩者喂入時需要維持在一定距離且平行,然后分別對兩根粗紗進(jìn)行牽伸,各自形成三角區(qū),最后匯集到一塊加捻成紗線(如圖2所示)。這種紡紗方法特殊的結(jié)構(gòu)以及捻回傳遞的共同作用,使得兩根粗紗在捻合前各自已有少量的捻回,當(dāng)兩根粗紗捻合成紗線后,形成的紗線具有股線的特點。

圖2 賽洛紡紗技術(shù)紡紗原理圖

賽絡(luò)紡紗技術(shù)主要用于純紡或混紡,常被用于羊毛和腈綸等的加工,也可將其應(yīng)用于棉紡細(xì)紗機(jī)上,該技術(shù)生產(chǎn)的紗線通常耐磨性和抗起毛起球性能較好且透氣性能優(yōu)異,因此通常采用此技術(shù)生產(chǎn)的紗線作為牛仔布以及平布的原料。賽絡(luò)紡紗技術(shù)的優(yōu)勢在于成紗的毛羽少、手感柔軟、斷裂強(qiáng)度以及斷裂伸長率高、耐磨性能好且織物透氣性好,相較于傳統(tǒng)的環(huán)錠紡技術(shù)生產(chǎn)的紗線,賽絡(luò)紡技術(shù)生產(chǎn)的紗線粗、細(xì)節(jié)明顯較少,同時該技術(shù)在紡紗時很大程度減少了車間內(nèi)飛花產(chǎn)生。賽絡(luò)紡紗技術(shù)同樣存在一定的缺點,如并合前由于粗紗太細(xì),可能會導(dǎo)致粗紗被意外牽伸,進(jìn)而可能導(dǎo)致細(xì)節(jié)和斷頭,細(xì)節(jié)會影響紗線的質(zhì)量,斷頭率增加會影響生產(chǎn)效率。

2.3 賽絡(luò)菲爾紡

賽絡(luò)菲爾紡紗技術(shù)同樣也是粗紗喂入,然后再引入一根長絲,使長絲與喂入的粗紗在前羅拉握持點間形成三角區(qū),然后一起加捻得到成紗,其中需要注意的是粗紗需牽伸,長絲不參與牽伸,只需要將其從羅拉口處喂入,如圖3所示[5]。

圖3 賽洛菲爾紡紗技術(shù)紡紗原理圖

賽絡(luò)紡紗技術(shù)是兩根粗紗須條加捻成細(xì)紗,兩個須條的特性如質(zhì)量、模量等都相同,但在賽絡(luò)菲爾紗技術(shù)中用到的是粗紗須條和一根長絲,長絲與須條的各種特性不同,因此加捻過程不穩(wěn)定也不平衡。采用賽絡(luò)菲爾紡紗技術(shù)紡紗時要注意長絲與粗紗中心之間的間距,在粗紗與長絲間會形成一個加捻三角區(qū),間距的大小對于成紗的質(zhì)量有很大影響,同時也會影響成紗結(jié)構(gòu)。長絲與粗紗之間的距離越大,加捻三角區(qū)浮游纖維就越易被加捻,浮游纖維被加捻到紗線中,紗線的毛羽就得到一定改善;當(dāng)長絲與粗紗中心的距離重合時紡出的紗為包芯紗,其中芯紗就是長絲,粗紗短纖維包覆在長絲表面。采用賽絡(luò)菲爾技術(shù)生產(chǎn)的成紗具有表面毛羽少;紗線強(qiáng)度和伸長大幅增加,遠(yuǎn)超過單紗;斷頭率下降;紗線截面形狀接近圓形;織造過程中易產(chǎn)生織疵等特點。

2.4 纜型紡

纜型紡也可稱為索羅紡,是在傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)的一種新技術(shù)[6],在環(huán)錠紡紗機(jī)的前羅拉上額外加入一個溝槽羅拉,粗紗須條經(jīng)過溝槽羅拉上的小槽被分為3～4根子須條,各子須條分別加捻,最后各加捻后的子須條一起捻合成紗,如圖4所示,這種特殊的成紗方式使得通過纜型紡紡出的紗線具有多股紗的特點,且耐磨性能好,成本低。采用該技術(shù)紡出的紗線強(qiáng)力高,條干好且毛羽少、強(qiáng)力和耐磨性也都有改善,并且這種紡紗用到的裝置比較簡單,在原有機(jī)器上改進(jìn)相對容易。但纜型紡對紡紗原材料要求較高,需要纖維長度較長,不適合紡捻度過高的強(qiáng)捻紗。

2.5 嵌入式復(fù)合紡

嵌入式復(fù)合紡紗技術(shù)特點可以看成是兩個賽絡(luò)紡紗技術(shù)的結(jié)合[7],兩根粗紗和長絲分別在前鉗口處形成加兩個加捻三角區(qū),然后匯集到一起再形成第三個加捻三角區(qū)(如圖5所示)。與原環(huán)錠紡紗技術(shù)只有一個三角區(qū)有極大不同,它可以大幅縮短浮游纖維的握持距離,這種特殊的成紗方式使得紗線具有股線的特點,其中紗線的強(qiáng)力是由包在內(nèi)部的長絲來提供的,短纖在長絲上固定,該技術(shù)的成紗原理與傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗原理不同。采用該技術(shù)生產(chǎn)的紗線,其結(jié)構(gòu)緊密且耐磨性能要比傳統(tǒng)環(huán)錠紡成紗的效果好,毛羽也得到了有效減少。

圖5 嵌入式復(fù)合紡紗技術(shù)紡紗原理圖

3 結(jié)語

環(huán)錠紡紗技術(shù)目前仍然是實際生產(chǎn)紗線中采用較多的方法。隨著新型環(huán)錠紡紗技術(shù)的創(chuàng)新與改進(jìn),今后的環(huán)錠紡紗技術(shù)將與各種紡紗技術(shù)互補(bǔ)互促長期共存,紗線的各項性能會得到進(jìn)一步改善,為后續(xù)紡織成品的生產(chǎn)提供更多優(yōu)質(zhì)的紗線。