纺织导报-新型纺纱技术的发展与传统环锭纺纱技术的进步.pdf
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1、_ 应用技术貅 圈绕新型纺纱技术的发展与环锭纺纱技术进步两个主题进行分析,得出转杯纺、喷气 U 纺等新型纺纱具有工序短、效率高、质量优、用工省、成本低等优势;对传统环锭 纺的技术创新,尤其是紧密纺、复合纺纱技术作了一定分析;指出在今后纺纱技术发展 中将出现多种纺纱方法互相渗透、互相交流、共同发展的局面。 D e v e l o p m e n t so fn e wk i n d so fs p i n n i n gt e c h n o l o g ya n di m p r o v e m e n t so fr i n gs p i n n i n g t e c h n o l o
2、g yh a v eb e e na n a l y z e di nt h i sp a p e r ,a n dt h er e s u l ts h o w st h a tr o t o rs p i n n i n ga n da i r - j e t s p i n n i n gt e c h n o l o g yh a v em o r ea d v a n t a g e s ,s u c ha ss h o r t e rp r o d u c t i o nf l o w ,h i g h e rq u a l i t y ,l e s s l a b o u rc
3、o s t B yi n v e s t i g a t i n gc o m p a c ts p m m n g ,c o m p o s i t es p m n m gt e c h n o l o g y ,t h eP 印e rp o i n t s o u tt h a tt h ed i f f e r e n ts p i n n i n gm e t h o d sw i l lb ei n t e g r a t e di ns p i n n i n gm i l l Si nt h ef u t u r e 新型纺纱技术的发展与 传统环锭纺纱技术的进步 D e V e
4、 I O 口m e n tO fN e WT V 明eS p i n n i n gT e c h n o l o g ya n d I m p r o v e m e n t0 fR i n gS p i n n i n gT e c h n o l o g y 1 纺纱N T 技术与发展的概况 纺纱是纺织产业链的第一道工序,纱线质量、品种与 后续加工关系十分密切。改革开放3 0 年来,我国广大科技 人员认真学习与消化吸收国外先进的纺纱加工技术,自主 创新,有力地促进了我国纺纱加工技术的进步,突出反映 在各种新型纺纱技术的推广应用和传统的环锭纺纱的技术 进步上,并已形成以下特点: ( 1 )
5、 以高的纺纱速度、效率,低的纺纱成本为特点的 新型纺纱技术的应用,如转杯纺纱、喷气纺纱与涡流纺纱 等; ( 2 ) 以提高成纱质量、增强纱线强力、降低纱线毛羽 为目的的,对纺纱过程中纤维的转移进行有效控制的纺纱 新技术,如紧密纺纱等; ( 3 ) 以改善织物风格和功能为目的,在纺纱过程中进 行不同纤维的混纺、长丝与短纤复合纺纱等技术,如包芯 纺、赛络纺( S i r o s p u n ) 、赛络菲尔纺( S i r o f i l ) 及平行纺等 ( 4 ) 以为织物提供变化效果为目的的纺纱技术,如竹 节纱、花式纱及多种有色纤维混纺纱等; 怯要芸揣荨爿爹麓基慧裟艮 7 2 文赵连英章友鹤 (
6、 5 ) 以提高织物柔软度、改善手感为目的纺纱技术,如 无捻纱、低捻纱及中空纱等。 总之,纺纱加工技术的进步与发展,为纺织产品提供 了丰富多彩的新型纱线,彻底改变了2 0 世纪7 0 年代以前, 纺织工业使用原料单一、加工工艺落后、产品档次低、品种 少的落后面貌,为提高人们的穿着质量做出了积极的贡献。 2 新型纺纱的技术优势和产品的发展 发展新型纺纱是近3 0 多年来国内外纺纱技术进步的 最大亮点。国内外众多科技工作者致力于新型纺纱技术的 研究,在许多重大关键技术上取得了突破,从而使各种新 型纺纱加工技术得到发展与提高。迄今为止,先后出现了 转杯纺、摩擦纺、喷气纺、喷气涡流纺、自捻纺、平行纺
7、及静电纺等1 0 多种新型纺纱,其中转杯纺、喷气纺、喷气 涡流纺、摩擦纺等均已投入工业化生产。目前,欧美国家 把发展新型纺纱视为纺纱加工技术进步的重要标志。如美 国从2 0 世纪9 0 年代起就大幅度压缩环锭纺,致力发展转 杯纺、喷气纺等新型纺纱。据报道,目前美国短纤纱的市 场占有率是:转杯纱占3 5 ,喷气纱占1 8 ,摩擦纺纱 占8 ,包缠纱占5 ,环锭纱占3 4 ,4 种新型纺纱已 占短纤纱市场的2 3 ,其中转杯纺纱已超过环锭纺纱,处于 第一的位置。欧美国家快速发展各类新型纺纱,是因为与 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 0 8N o
8、6 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 传统的环锭纺纱比较具有工序短、生产效率高、质量优、用 工省、成本低的优势。 2 1工序短 新型纺纱如转杯纺、喷气纺、摩擦纺等都采用条子喂 入纺纱,并在纺纱机上直接卷绕成筒,省略了粗纱与络筒 两道工序。 2 。2 效率高 由于新型纺纱多数为自由端纺纱,依靠高速回转气流 或喷嘴直接成纱,取消了环锭纺纱中钢领、锭子等加捻卷 绕部件对纺纱速度提高的束缚,故纺纱速度均高于环锭纺 纱,如转杯纺纱速度是环锭纺纱的4 8 倍,喷
9、气纺纱与 涡流喷气纺纱速度是环锭纺的1 5 2 0 倍。由于纺纱速度 的提高,在一定的生产量下设备配台可大大减少,如1 0 台 喷气纺纱机共7 2 0 头或4 台全自动转杯纺机( 4X3 6 0 ) 共 l4 4 0 头生产同一规格纱支时,均可达到环锭纺纱1 万锭的 生产量。 2 3 质量优 由于新型纺纱的成纱机理与纺纱方法不同于环锭纺 纱,故其成纱结构与纱线性能、风格、适用范围与环锭纺 均有较大区别。 ( 1 ) 成纱条干均优于环锭纱 尤其是条干均匀度及千米细节、粗节、棉结等常发性 纱疵均比环锭纱好。尤其是转杯纺和摩擦纺,在纺纱过程 中有进一步排除杂质的机会,故其纱线洁净度好,制成织 物后布
10、面光洁丰满。 ( 2 ) 成纱直径均粗于环锭纱 转杯纺和摩擦纺的成纱结构里紧外松,而喷气纺和喷 气涡流纺由于外包纤维的原因也使纱的直经要比环锭纱粗 些,故其染色性能均比环锭纱要好。 ( 3 ) 成纱强力低于环锭纱,但强力不匀率比环锭纱好 如以环锭纱为1 0 ,则转杯纱为0 - 8 O 9 ,喷气纱 ( M J S ) 为0 6 0 7 ,喷气涡流纱( M V S ) 为0 8 ,这几种 新型纺纱的单纱强力虽低于环锭纱,但因强力不匀率优于 环锭纱,可弥补因强力低对织造效率的影响。 ( 4 ) 纱线毛羽少于环锭纱 与传统环锭纱相比,几种新型纺纱线大于3m m 的毛 羽均比环锭纱有显著降低。其中转杯
11、纱减少6 0 以上,喷 气纱减少8 5 ,喷气涡流纱减幅达9 0 以上。毛羽少使 后加工性能好,尤其是作经纱时可降低断头,提高织机效 率。在浆纱中可节省浆料消耗,降低加工成本。 ( 5 ) 纱线的耐摩性优于环锭纱 因为喷气纱、喷气涡流纱均有纱芯和外包纤维两部分 组成,纱条表面包有不规则的缠绕纤维,不易解体,且纱 线表面摩擦系数大,在织物中纱与纱之间的抱合良好,不 易产生相互滑移,故具有较好的耐磨性。 ( 6 ) 纱线的抗起球性优于环锭纱 纱线的抗起球性与耐磨性的关系密切。试验表明:用 相同原料的环锭纱织成布后抗起球性为2 级,而转杯纱可 达3 4 级,喷气纺纱( M J S ) 为4 级,喷气
12、涡流纱可达 4 4 5 级。 此外,纱线的捻势也是纱线的重要特征之一,并决定 了织物的一些特性。因环锭纱为真捻纱,捻势大,用于针 织物时易产生斜路和卷边,有时需通过并线加捻来弥补。 而转杯纺和喷气纱等有高比例的平行纤维,捻回力小,可 减少织物变形,提高平挺度。 2 4 用工省 由于新型纺纱缩短了工序流程,减少了机台配置,提 高了装备自动化程度,不但改善了工人劳动强度,且减少 了用工。如目前环锭纺纱每万锭用工在1 0 0 1 5 0 人之间, 而转杯纺与喷气纺等新型纺纱相当环锭纺1 万锭产量用工 只有3 0 4 0 人,节约用工在1 0 0 人以上。 2 5 成本降低 从以上分析,采用新型纺纱技
13、术后,在相同的产量 下,设备配台减少,厂房面积节约,从而可降低纺纱成本。 据O e r l i k o nS c h l a f h o r s t ( 欧瑞康赐来福) 公司提供的数 据,在欧美国家生产1k g 纱的加工费,用环锭纺需0 3 欧 元,而用转杯纺等新型纺纱只需0 1 2 欧元。单位加工成 本是环锭纺的4 0 ,这是新型纺纱技术在国内外快速发 展的重要原因之一。 3 国内外转杯纺纱技术的发展与产品开发 3 1 转杯纺纱的发展情况 转杯纺是新型纺纱中技术最成熟、发展速度最快,目 前使用最多的一种新型纺纱技术。据有关文献报道,目前 世界上拥有新型转杯纺纱机已超过9 0 0 万头,是1
14、9 8 0 年的 2 5 倍。用转杯纺生产的纱线已在一定纱支范围与用途上替 代了环锭纱。 在我国进入2 1 世纪后,转杯纺纱技术也呈快速发展的 态势。据中国棉纺协会提供的数据,2 0 0 6 年转杯纺纱机已 有1 6 0 万头,2 0 0 7 年又增加了3 0 多万头,转杯纺头数已占 世界的1 5 ,成为世界上转杯纺纱生产大国。转杯纺技术也 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 0 8N o 6 7 3 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remo
15、ve the watermark 经历了从初期的低速度自排风式转杯纺纱机到中期的中速 度抽气式转杯纺纱机、到目前的高速度全自动转杯纺纱机 3 个发展阶段。随着纺纱加工技术的不断进步,转杯纺纱 技术进步的主要特征如下。 ( 1 ) 纺纱速度从第一代的3 万5 万r m i n 提高到目前 的1 0 万1 2 万r m i n ,最高速度为1 5 万r r a i n 。随着纺纱速 度的提高,纺杯直径越来越小,目前最小直径为2 8i T l I n 。 ( 2 ) 自动控制技术功能不断完善,目前在全自动转杯 纺纱机上普遍采用自动接头、自动落纱、自动检测与切除 纱疵、自动上蜡、自动调整工艺参数等功能
16、。 ( 3 ) 由于纺杯速度提高,纺纱号数也从原来的9 7 3 6 4 t e x ( 6 5 1 6 5 ) 发展到目前的2 9 1 4 5t e x ( 2 0 3 4 0 5 ) ,改变了转杯纺吃下脚料、生产低档产品的历史。 转杯纺能生产中细支针织纱是转杯纺技术进步的一个 重要标志,因为针织纱的质量要求高于机织纱。转杯纺能 生产出比环锭纺条干均匀、纱线光洁、毛羽少、纱疵少的 针织纱,有利于提高针织布的实物质量与档次。据文献报 道,国外用全自动转杯纺纱机生产的针织用纱占4 0 ,作 粗中号牛仔布用纱占2 8 ,说明转杯纺生产的纱已从原来 的中粗号为主向中细号发展,这是其重要特征。 3 。2
17、 转杯纺纱技术进步的情况 随着转杯纺纱技术进步,目前国内外转杯纺纱机生产 厂家相继开发了多层次、不同档次的转杯纺纱机。如 O e r l i k o nS c h l a f h o r s t 公司生产的A u t o c o r o4 8 0 型与R i e t e r ( 立达) 公司生产的R 4 0 型全自动转杯纺纱机是目前世界上 纺纱速度最高、头数最多、功能最全的转杯纺纱机,纺纱 速度最高可达1 5 万r m i n ,每台机器最多装有4 8 0 个纺纱 杯,堪称世界一流的转杯纺纱机。同时,这两家公司还针对 中国与亚洲市场( 因为劳动力成本相对较低) ,近期又分别 推出中档的B D3
18、 0 0 型与B T 9 0 0 系列半自动转杯纺纱机,机 上配置半自动接头,电子清纱装置,纺杯速度在8 万1 0 万r m i n ,这两种中档转杯纺纱机已在国内许多纺纱厂推广。 国内纺机厂从2 1 世纪以来为适应转杯纺产能的发展 也加快了研制开发的步伐。在消化吸收国外转杯纺技术的 基础上自主研发具有多种功能的半自动转杯纺纱机,如浙 江泰坦公司的T Q F 2 6 8 型、浙江日发公司的R F R S 3 0 型、浙 江精工集团的H K V l 2 0 型及经纬榆次公司的J W F l 6 8 1 型等 转杯纺纱机,机上均配有电子清纱与半自动接头装置,纺 杯速度为9 万1 0 万r m i
19、n ,其生产效率与产品质量与国 外B D 与B T 系列转杯纺纱机相当,而单锭价格是进口机型 7 6 的2 3 ,只要纺机制造厂进一步提高制造精度,提高设备运 转的稳定性和可靠性,在国内外市场将有广阔的发展空间。 3 3 转杯纺产品开发的情况 转杯纺纱的技术进步还表现在转杯纺纱机上安装了花 式纱装置、包芯纱装置、竹节纱装置等,可在转杯纺纱机 上生产花式纱、包芯纱、竹节纱等转杯花式纱,扩大了转 杯纺生产的品种。同时,随着新型转杯材质的选用与制作 工艺的改进,阻捻( 低捻) 装置配套,可为中细号低捻针 织纱生产创造条件,既提高了设备生产效率,又克服了转 杯纱手感较硬的缺点。 在转杯纺纱机上,近几年
20、除了开发中细号针织纱及低 捻纱、竹节纱等特色纱线外,许多企业还根据市场需求开 发了以化纤、毛、麻、绢丝等非棉为原料的转杯纺纱线,尤 其是以粘胶纤维为主体原料纯纺或混纺转杯纱,具有手感 柔软、表面光洁、染色鲜艳、吸湿透气等优良特性,深受 后续加工企业的欢迎,生产量在不断扩大,在一定程度上 改变了转杯纺对棉花的依存度,缓解了原棉供应不足的矛 盾。同时,随着各种功能性纤维的发展,如用香味、阻燃、 抗菌和保健纤维生产的转杯纱,可在防护保健及其它特殊 应用领域开发具有功能性的织物。 总之,转杯纺纱技术进步及产品应用领域的不断扩 大,为转杯纺产能的进一步发展创造了十分有利的条件。 4 喷气纺纱与涡流纺纱技
21、术发展与产品开发 4 1 喷气纺成纱机理与发展情况 喷气纺是V 1 前新型纺纱中具有速度最快、纺纱号数范 围最大的一种新型纺纱技术,简称M J S ,由日本M u r a t a ( 村 田) 公司研发与生产。其成纱原理是:采用棉条喂入,经 皮圈罗拉牵伸,通过双喷嘴加捻,直接绕成筒子,省略了 粗纱、络筒等工序,具有纺纱流程短、占地面积省、用工 少等优点。喷气纺从2 0 世纪8 0 年代开始推向国际市场,已 有近3 0 年历史。 据资料介绍,目前世界上已拥有喷气纺纱机2 1 5 多万 头,大部分在欧美等国家使用,其中美国有1 5 万头,占 7 1 2 ,亚洲国家有4 5 万多头,占2 0 8 ,
22、其中我国有 喷气纺纱机2 万多头,近几年又有进一步增加的趋势。目 前用喷气纺生产的纱线美国占6 8 6 份额,中国占1 0 份额。目前美国只有环锭纺4 0 0 多万锭,但其发展新型纺 纱的势头未减,因为喷气纺纱机与转杯纺都具有纺纱速度 快、产量高、用工省等优势,故被列为纺织业优先发展项 目。据报道,近几年美国环锭纺锭数不断减少,但棉纱产 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 0 8N o 6 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the
23、 watermark 量反而增加5 7 ,其原因就是在减少环锭纺产能的同时大 力发展喷气纺等新型纺纱产能,且生产规模较大,每个厂 平均拥有1 0 0 多台喷气纺纱机,生产具有不同风格和特色 的喷气纱线。 4 2 喷气涡流纺的成纱机理与发展 涡流纺是日本M u r m a 公司在上世纪末推出的新一代喷 气纺技术,又称M V S 。它是在喷气纺的基础上发展起来的 一种新的纺纱方法。其成纱原理是:利用气流喷射在喷嘴 内产生高速旋转气流,使须条的边纤维( 一端自由纤维) 的 自由端对内层纤维产生相对角位移,使须条获得真捻而成 纱。尽管M V S 被称为涡流纺,但实际上仍属于喷气纺的范 畴,故确切地讲应
24、称为喷气涡流纺。其成纱结构虽与喷气 纺有一定区别,但仍有皮芯结构,由于其包缠纤维比芯部 纤维比例高,使至芯部未加捻的纤维几乎被完全覆盖,表 面纤维排列更近似环锭纺纱。 喷气涡流纺与喷气纺比较,其纺纱速度更快,纱线强 力更高。最高纺纱速度可达4 5 0m m i n ,纱线强力可达到 环锭纺的8 0 以上,且因强力不匀率低,故用喷气涡流纱 织布时其生产效率高于环锭纱。同时,喷气涡流纺因外包 纤维比例高,具有良好的抗起球性能,且纱线结构较蓬松, 其染色性能与吸湿透气性能比喷气纺纱更佳,国内外市场 正在逐步拓展。 4 3 我国喷气纺技术应用情况 我国应用喷气纺技术已有2 0 多年历史。1 9 8 5
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