2022年紧密纺纱技术及其纺纱系统评述.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 紧密纺纱技术及其纺纱系统评述倪 远（上海太平洋克罗斯罗尔机械有限公司）摘要 ：利用紧密纺纱技术可以最大限度地减小纺纱三角区,使成纱毛羽削减、单纱强 力和断裂伸长率改善、常发性纱疵削减；介绍了紧密纺纱技术的原理、进展及其优越性,着重解读和比较了国际上四种紧密纱纺纱系统的结构和性能；对比分析了传统环锭纺精梳 纱与紧密纱的成纱质量情形；对紧密纱的效益作了具体分析；关键词 ：紧密纺纱；结构；原理；凝结；毛羽；强力；效益1 紧密纺纱技术概述 国际上紧密纱及其纺纱系统的研发在十多年前就开头了,这些年来,无论是紧密纱的纺 纱原理、紧密纱纺纱系统的结构（包括空气动力学应用于纺纱牵伸中、新型材料及其加工 工艺在纺纱机构的应用等）,仍是紧密纱的下游应用的讨论,都有了卓有成效的进展；人们对紧密纺纱技术的熟悉已从成纱结构特点的改良如外观外形和内在品质深化到了原料的节约、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 点增量的削减、附加工序的减量或取消、成品内在质地的改善等重要优势性能,并进一步 得到了进展；综合地看,紧密纱的优越性,涉及到原料的节约、环境爱护、节约能源、节 约人力资 源、提高生产效率等一系列纺、织生产中有关成本和治理的工程,这的确是在传统环锭纺纱领域一个实质性改善纱线品质的飞跃；瑞士立达（Rieter）公司对紧密纱的概括语是：聚集之中显优势；德国青泽（Zinser）公司把紧密纺定位为：新纱线个性的解决方案；而德 国绪森（ Suessen）公司就断言：将来属于紧密纱；紧密纺纱技术也称为密实纺、压缩纺、凝结纺或集合纺、集聚纺（CompactYarn ,Condensed Ring Yarn）；紧密纱的纺纱原理是在传统环锭细纱机的牵伸区与加捻区之间增 加一个凝结区,利用负压空气对纤维产愤怒动集聚效应,使那些处在须条边缘上的纤维端 能有效地向须条中心集合,最终最大限度地减小纺纱三角区；这一凝结过程的成效就是使 成纱的毛羽大幅度削减、单纱强力和断裂伸长显著改善、成纱的常发性疵点也有明显减 少；而且,纱线的摩擦因数、织物的光泽度、表面疵点数、耐磨损度及至染色的清楚和精 细度等都有了质的改善；2 紧密纱纺纱系统解读 紧密纺纱技术现今已进入成熟期,其应用也进入推广普及阶段；在引领这一潮流的厂 商中,德国绪森公司和瑞士立达公司的研发及应用始终保持领先水平,仍有德国青泽公 司、意大利马佐里公司和日本丰田公司等也很看好紧密纺,纷纷推出新型的紧密纱纺纱 机；对紧密纱纺纱系统的应用,目前国际上已见的产品主要有以下四种纺纱系统；名师归纳总结 2. 1 紧密纱纺纱系统A 第 1 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 紧密纱纺纱系统A 的结构示看法图1；图 1 紧密纱纺纱系统 A 采纳较大直径、带有密集小孔的抽吸鼓代替细纱机的前下罗拉,抽吸鼓与前胶辊握持 钳口输出的经牵伸而未被加捻的须条进入由抽吸鼓及其鼓内气流导向口组成的凝结区,负 压气流透过抽吸鼓的凝结小孔将须条边缘发散的纤维根据气流导向口的外形向须条中心线 集聚,集聚过程中,随着抽吸鼓的转动,集聚效应始终延长到抽吸鼓与阻捻胶辊组成的阻 捻钳口之下；从阻捻钳口输出的须条即是一根紧密的线形体,当加捻时已被认为是一个圆 柱形体,几乎没有加捻三角区了；紧密纱纺纱系统 A 的特点是：系统结构精致,运行稳固牢靠,无易损件；但其加工复 杂、造价高、改装成本高,不能在一般细纱机上加装,不便普及；就其纺纱性能来说,由 于使用了大直径的抽吸鼓代替前下罗拉,因而使主牵伸区的浮游区长度有所增大,这不利 于对纤维特殊是较短纤维的掌握；另外,凝结区是抽吸鼓表面的连续,因此,在前胶辊钳 口到阻捻钳口之间不能设置张力牵伸；这一技术已由立达公司实现产品化,并在全世界大量投入运行；立达公司在 1999 年累计销售了应用这一技术的卡摩纺细纱机150 台,目前已有数千台在全球运行；立达公司一般也只在 G33 型细纱机上配置,定型为 K44 型紧密纱细纱机；立达公司的产品注册为 Com4 和 ComforSpin ,在中国命名为卡摩纱；立达公司在紧密纱纺纱系统 A 上做了许多创 造性的革新,如为了改善主牵伸区的握持成效,抽吸鼓表面由一般弧面改为凹凸沟槽弧 面；为了改善凝结成效,抽吸鼓凝结区外围增设气流导向偏转屏、气流导向罩,气流导向 口的外形设计也有三角形、漏斗形等；这些技术在多国申请了专利；另外,立达公司也将 成熟的棉纺紧密纱纺纱技术应用于毛纺细纱机上；2. 2 紧密纱纺纱系统B B 紧密纱纺纱系统B 的结构示看法图2；图 2 紧密纱纺纱系统名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 在环锭细纱机的前上罗拉前增加一根主动传动的阻捻上罗拉,成为四罗拉系统；在阻 捻上罗拉上装有胶圈架和上胶圈,上胶圈中间带有一列小孔,在带孔胶圈与阻捻上罗拉的 三角形间隙处装有连接负压的三角形腔体；从主牵伸区输出的须条经过带孔胶圈的下方 时,纤维受胶圈上小孔的负压吸引而产生集聚,发散的纤维端被集聚到须条体内；为了增 加单列小孔对横向发散纤维的凝结,特意间隔设置了横向加宽的异形小孔；由于须条运行 至阻捻钳口处胶圈小孔被下罗拉堵塞,导致凝结作用不能连续到阻捻钳口的下方,因而被 凝结的须条行进到离阻捻钳口有一个小的距离时,须条失去凝结作用而产生肯定的回弹性 2 中须条行进的投影图）,因此,总的凝结成效有所影响；但推出此技术的青 发散（见图 泽公司称,由于异形小孔的设置和凝结作用不连续到阻捻钳口,这样可以保留长度小于 2 mm 的基本毛羽,从而也保留了短纤纱的基本质感；紧密纱纺纱系统 B 的特点是：系统结构简洁,可加装在一般的环锭细纱机上；能在前 罗拉钳口到阻捻钳口之间设置符合工艺需要的张力牵伸,这对纺制纤维长度、刚度不同的 纱线具有较大的敏捷性；但凝结作用不能连续到阻捻钳口的下方,故总的凝结成效稍差,且由于采纳了只带有单排凝结小孔的带孔胶圈,凝结区内气流导向不能设置成倾斜于须条 运动方向；德国青泽公司的700 AirComTex 型紧密纱细纱机采纳的就是紧密纱纺纱系统B 的形式；青泽公司也已生产出用于精梳毛纺的 2. 3 紧密纱纺纱系统 C 800 AirComTex 型紧密纱细纱机；紧密纱纺纱系统C 的结构示看法图3；C 图 3 紧密纱纺纱系统在环锭细纱机前下罗拉前增加一根异形截面吸管,吸管上每个锭位处开有气流导向 口,吸管上滑动地套有用柔性材料制作的网格圈或织物圈,吸管与阻捻胶辊组成一个阻捻 钳口,凝结作用发生在与吸管上气流导向口对应的网格圈或织物圈上,且随气流导向口延 伸到阻捻钳口之下；阻捻胶辊的驱动力由前胶辊供应：前胶辊上装有主动齿轮,通过中间 过桥齿轮传动到固定在阻捻胶辊上的被动齿轮,或是,前胶辊上装有主动同步带轮,通过 同步带传动固定在阻捻胶辊上的被动同步带轮；阻捻胶辊的加压是由前胶辊的加压延长而 来,由牵伸摇架的上抬反力所供应；由于网格圈或织物圈上的织物组织孔很细小,类似于 滤网结构,因而可适于纺制包括超细纤维在内的各类纤维；转变前胶辊到阻捻胶辊间齿轮 传动比或同步带轮的传动比,或者转变前胶辊与阻捻胶辊的直径比都可转变凝结区内的张 力牵伸；本系统可将气流导向口设置为倾斜于纤维运动方向；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 绪森公司认为,在凝结区内将气流导向口设置为倾斜于纤维运动方向,可使须条在行进时产生肯定的径向旋转,这样更有利于各向纤维端的凝结,并能使须条体趋于圆柱形；绪森公司仍认为,在前胶辊到阻捻钳口之间设置肯定的张力牵伸是有利的；紧密纱纺纱系统 C 的特点是：结构简洁合理,能将气流导向口设置为倾斜于纤维运动方向,也能在前罗拉钳口到阻捻钳口之间设置肯定的张力牵伸；紧密纱纺纱系统 C 可在一般环锭细纱机上较便利地加装；其可适于纺制包括超细纤维在内的各类纤维；绪森公司采纳紧密纱纺纱系统 C 的技术方案推出产品,并将其注册为 Elite,在中国命名为倚丽纺；绪森公司的紧密纱细纱机是在 Fiomax1000 型环锭细纱机上加装 Elite 紧密纱纺纱系统而定型为 Fiomax El 型紧密纱细纱机；意大利的马佐里（Marzoli ）公司推出的 Olfil 紧密纱纺纱系统,也属于紧密纱纺纱系统 C的技术结构原理；与绪森公司Elite 系统的不同之处主要有三点：一是气流导向口形式,Elite 系统特地采纳了倾斜于纤维运动方向设计,而 Olfil 系统用的是一般的纵向直线形式；二是在于凝结元件的差异,Elite 系统采纳一种称为网格圈的凝结元件,而 Olfil 系统用的是薄形的织物圈；三是在于前胶辊到阻捻胶辊的传动形式,绪森公司方式,而马佐里公司Olfil 系统采纳同步带传动方式；D 2. 4 紧密纱纺纱系统D 紧密纱纺纱系统D 的结构示看法图4；图 4 紧密纱纺纱系统Elite 系统采纳齿轮传动在环锭细纱机的前下罗拉前增加一根主动传动的阻捻下罗拉,成为四罗拉系统；在阻 捻下罗拉的内侧协作阻捻下罗拉的弧形设置一根异形截面的吸管,吸管上每个锭位处开有 气流导向口（负压吸引槽）,吸管和阻捻下罗拉上滑动地套有用柔性材料制作的网格圈,阻捻下罗拉与阻捻胶辊组成一个阻捻钳口,凝结作用发生在与吸管上气流导向口对应的网 格圈；凝结作用不能延长到阻捻钳口之下；紧密纱纺纱系统 D 的特点是：结构简洁合理,凝结元件运行稳固性好,凝结元件不受 前胶辊和阻捻胶辊直径的影响,能在前罗拉钳口到阻捻钳口之间设置符合工艺需要的张力 牵伸；但气流导向口没能连续到阻捻钳口下,故凝结作用不能连续到阻捻钳口的下方,对 凝结成效有所影响；日本丰田（ Toyota）公司在RX240NEW 型细纱机上装配的RX240NEW-EST 紧密纱纺纱系统采纳的就是紧密纱纺纱系统 系统；D 的技术结构原理,丰田公司称其为最新锐的紧密纺纱名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2. 5 四种紧密纱纺纱系统的比较绪森公司曾列出了六个工程对四种形式紧密纱纺纱系统的性能进行比较,结果见表1；表 1 四种形式紧密纱纺纱系统性能比较序 号 项 目 A 型 B 型 C 型 D 型1 凝结有效地连续到阻捻钳口之前 是 否 是 否2 凝结能倾斜于纤维运动方向 是 否 是 是3 凝结与张力牵伸同时产生 否 是 是 是4 适用于短纤普梳纱和化纤纱 否 是 是 是5 加装和复原较便利 否 是 是 是6 适于加工超细化纤 否 否 是 是从表 1 的六项性能对比可见,C 型的功能最全；但客观地说,假如以运行爱护成本进行比较的话, A 型将会优于 C 型、 B 型、 D 型,这是由于 C 型、 B 型、 D 型使用了相对易损的网格圈或织物圈之故；另外,就凝结元件的运行稳固性来说,优于 C 型；2. 6 研制和生产的公司及品牌A 型、 B 型和 D 型也会国外研制和生产紧密纱纺纱系统的主要公司及品牌见表 2；表 2 研制生产紧密纱纺纱系统公司及品牌国 家公司倚丽品牌系统形式机型德国绪森Suessen Elite C Fiomax1000+Elite=FiomaxE1 瑞士立达Rieter 卡摩Com4 Comfor Spin A G33+Comfor Spin=K44 意大利马佐里Marzoli 新锐Olfil C Oifil 德国青泽Zinser Air ComTex B 700 Aircom Tex 日本丰田Toyota NEW-EST D RX240NEW-EST 3 紧密纱品质分析3. 1 乌斯特 2001 统计值公报中有关传统环锭精梳纱与紧密纱的对比在最新的乌斯特 2001 统计值公报（ Uster Statistics 2001）中,乌斯特公司首次将紧密纱列入了统计对象,这既为纺纱企业供应了过程掌握的品质参数,为紧密纱纺纱系统的考核供应了依据,也为紧密纱的商贸设立了一根标杆；另一个重要的信息就是紧密纱已作为有别于环锭纱、转杯纱和喷气纱的又一个新型纱种被列入这一新版标准中；表 3 摘录了乌斯特2001 统计值公报中有关传统环锭精梳纱与紧密纱5水平的数据,其中环锭精梳纱为针织用纱；表3 中的数据从图线读出,由于两种纱的原料和纺纱条件不肯定相同,因此,其数据只能代表一个趋势和水平状态；从表 3 可知,毛羽和强力工程的平均水平提高显著,由于乌斯特统计值的 5水平是 棉纱品质的最高水平,纱线品质水平如此大的改善仅采纳传统的技术是无法达到的；3. 2 传统环锭精梳纱与卡摩纱的对比表 4 是国内某厂使用立达K44 型卡摩纺细纱机纺纱与立达传统环锭纺细纱机纺制精梳名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 纱的对比数据,采纳同原料、同粗纱纺制；纱号表 3 乌斯特 2001 统计公报常用精梳环锭纺与紧密纺主要品质5% 水平对比伸长率细节 -粗节棉结断裂强度强力 CV/% 品种条干50% / 个·km-+50% -（ +200%）毛羽H/cN·1 -tex/tex CV/% /个·km-1/% /个·1km129 环锭纺9.810.2 0 5.46.6 1012 5.005.20 19.520.5 5.96.1 6.356.50 紧密纺10.210.4 0 2.93.5 1113 3.503.60 21.522.3 5.76.0 7.507.80 18 环锭纺11.211.6 0 9.512.0 2732 4.004.20 20.821.5 6.06.2 6.006.20 紧密纺11.111.4 0 7.08.5 2227 2.903.00 23.524.5 6.66.8 6.707.00 14.5 环锭纺12.012.4 1.31.6 13.015.0 4252 3.603.70 21.522.1 6.16.3 5.856.00 紧密纺11.611.9 0 9.512.0 2632 2.652.75 24.525.5 6.97.2 6.406.70 10 环锭纺12.512.9 2.43.1 2328 4352 2.852.95 25.126.0 7.77.9 5.705.85 紧密纺12.412.8 34 2125 3946 2.202.30 26.928.0 7.78.1 5.906.10 7.5 环锭纺13.413.8 1215 4858 6580 2.702.80 24.525.2 8.58.8 5.455.60 紧密纺13.013.4 79 3543 5161 28.229.4 8.48.8 5.605.80 表 4 传统环锭精梳纱与卡摩纱主要品质对比项目条干细节 -粗节棉结强力强力伸长伸长3mm 以上5mm 以上50% /+50% +200% -1 /个·km毛羽数 / 毛羽数 / 个·km-个·/km-CV /% /cN CV /% 率 /% CV /% 根·10 m根·10 m-1-111CJ18tex传统纺11.90 0.4 7.0 18.0 325.0 7.30 5.29 7.52 86.4 27.5 管纱卡摩纺11.55 0.5 9.0 22.0 352.2 6.43 6.07 6.84 38.6 4.5 CJ18tex传统纺12.10 5.02 1 7.0 26.0 309.7 8.92 9.84 筒纱卡摩纺11.45 0 7.0 21.0 352.9 8.03 6.14 6.94 98.4 28.1 CJ14.5 传统纺12.99 3.0 20.0 24.0 263.1 8.46 5.56 8.24 tex 管卡摩纺12.62 3.0 24.0 26.0 283.0 7.64 5.69 7.70 16.7 1.8 CJ14.5 传统纺13.90 10.0 44.0 46.0 204.9 13.01 4.83 11.61 tex 筒卡摩纺12.60 2.0 19.0 32.0 249.4 7.04 5.81 7.62 45.8 12.3 CJ12 传统纺11.65 0.5 10.5 45.0 273.1 7.05 5.66 8.71 tex 管卡摩纺284.0 11.21 0.6 10.0 36.0 6.51 5.87 8.28 11.0 1.9 CJ12 传统纺12.03 1.2 12.9 56.0 269.0 7.52 5.46 7.99 40.1 10.5 tex 筒卡摩纺11.31 0 12.0 35.0 288.0 7.82 6.35 6.81 CJ10 传统纺13.89 9.0 37.0 66.0 217.0 8.65 5.17 10.02 tex 管卡摩纺224.6 12.74 2.0 22.0 52.0 8.31 5.84 7.65 9.5 1.3 CJ10 传统纺205.0 14.30 10.0 42.0 86.0 9.03 5.01 10.50 tex 筒卡摩纺219.3 12.90 2.0 28.0 55.0 8.68 5.82 7.58 从表 4 可知,卡摩纱成纱条干、强力、伸长及强力CV 和伸长 CV 都优于传统环锭纱,名师归纳总结 成纱的常发性疵点IPI 对稍粗的纱号没有太大改善,但在纱号减小时要明显优于传统纱；第 6 页,共 9 页另外,从表4 中可以看到一个极重要的信息：传统纱线在后道工序中质量下降得比卡摩纱- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 快,这实质上就是毛羽削减、强力及其伸长率提高带来的优势；卡摩纱与传统环锭纱对比：毛羽数一项具有最明显的改善,越是较长毛羽,改善的幅 度越大,特殊是 3mm 以上的毛羽；对于毛羽的改善在纱号上有个范畴,越是细号纱改善越 明显；有关强伸性能的四个工程改善显著,而且同一个工程的筒纱比管纱改善率更大,即 卡摩纱在后续工序中更具优势；4 紧密纱生产效益分析 4. 1 纺纱企业的效益 纺纱企业投资紧密纱纺纱系统后,效益来源主要有两个方面：一是来自市场售价的提 高；二是来自企业内部生产成本的降低；在市场售价方面：应用紧密纱纺纱系统后,纺纱 企业在相同的原料和工艺条件下,可以生产出在毛羽、强力、断裂伸长及常发性疵点等方 面有显著改善的成纱；瑞士立达和德国绪森公司都指出,在通常情形下用单股紧密纱可以 替代传统的双股线,或可以用普梳紧密纱替代传统精梳纱或半精梳纱,这必定具有其相应 的市场应用和价格行情；纱线附加值的提高是纺纱企业增利的主要途径,是投资紧密纺的 重要回报；同时市场的回应是将此较高品质的纱线应用于较高档次的最终产品,并且在下 游工序中可以节约成本；在生产成本方面：应用紧密纱纺纱系统后,在相同的原料和捻度等工艺条件下,断裂强 力、断裂伸长和断裂功都有较大幅度的增加,纱线的弹性有显著改善；当下游产品不需要 较高强力纱线时,企业可以采纳削减捻度的方法来降低纺纱成本,在同样的锭速下,降低 捻度即意味着增加产量；实践证明：在采纳相同原料的情形下,工艺上可以降低 15 20的捻度,能保证达到与传统环锭纱相同的强力；另外,在保持与传统环锭纱同样质量 指标的情形下,紧密纱可以使用较低等级的原料；由于纺纱企业的生产成本绝大部分在于 纺纱原料,这样便可节约不小的生产成本；紧密纱使成纱质量得到了改善,这样使得纺纱 企业在提高锭速、降低落棉的同时,也能使质量和效率优于传统环锭纱；并且在纺制紧密 纱时因纤维被紧密地聚合在一起加捻,很少有纤维散失,削减了飞花,也节约了原料；这 些都是纺纱企业直接或间接的经济效益；4. 2 下游工序的效益 下游工序如织造厂、针织厂直至印染服装厂都会因纱线质量和性能的改善而获益；具体 地说也是从市场售价和生产成本两方面猎取；市场售价方面的获益是由于纱线的质量和性能转变后,使得最终产品的内在特性和外观 性能得到了改善,使产品的档次得到了提升,在品种方面适用性也会更强；生产成本方面主要是削减或取消中间处理工程以及提高生产效率；第一,毛羽的大幅 削减带来纱线性质的转变是摩擦因数下降和毛羽对生产的影响大幅下降；这样下游工序中 的如干有关工艺如上蜡、烧毛、上浆和退浆等工程,在使用了紧密纱后其存在的必要性就 大大地降低了,有的可以取消,有的可以减量,这些对于生产成本中的用纱、用料量是一 个不小的节约；仍有毛羽的削减使其在下游生产工序（包括络筒工序）中转化为疵点的可 能性下降,对削减成品面料的表面疵点非常有利；其次,紧密纱的断裂强力、断裂伸长和 断裂功都有较大幅度的增加,纱线的弹性显著地改善,这些在高速织造和针织中会使断头名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 率降低、生产效率显著提高；4. 3 消费者的利益 纺纱时捻度降低,使得成纱和织物的手感更加松软、细腻、有丝光的感觉,穿着时的舒 适性大幅度地提高；断裂功的增强使织物的耐磨性和回弹性也得到了改善,服装的耐久性 和免烫性也显著地提高；由于布面毛羽和疵点的削减,印花清楚度提高,图案更加明艳；5 终止语 紧密纺纱技术通过转变纤维的排列和结构,使成纱物理性能和外观大大改善,准确地 说,紧密纺纱技术仅仅是实在地提高了纤维特性的利用率,使原本无序的、被铺张的部分 纤维尽量地有序化和利用起来；正是这样,紧密纺纱技术优化了环锭纺纱技术,使环锭纱 的品质产生一个飞跃；随着时代的进步和市场对纱线品质要求的不断提高,紧密纺纱技术将会得到普及,犹如 许多新技术的进展进程一样,紧密纺纱技术的进展趋势为：技术推动下游应用、应用推动 普及和进展；随着低成本紧密纱纺纱系统的推出,投资成本下降,投资回报好,中高档纱线使用商 和生产商对紧密纱及其纺纱技术的需求将会形成共识,将会有更多的用纱商和消费者享受 到紧密纱纺纱技术带来的新感受；参考文献：名师归纳总结 1卫亚明译紧密纺纱 J. 国外纺织技术 , 2002；（ 2）. 第 8 页,共 9 页 2程隆棣 , 周志华 . 紧密纺纱技术与毛羽问题 J. 棉纺织技术 , 2003； 31（ 4）1821. 3薛少林 . 紧密环锭纺纱技术 J. 棉纺织技术 . 2002； 30（增刊） :74 76.- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页