章友鹤 周建迪 赵连英 赵树超 蒋建清 方斌
摘要:文章简述了国内外紧密纺纱技术发展情况,分析了紧密纺纱技术特征、采用紧密纺纱技术的优势、采用紧密纺纱技术的弊端,阐述了紧密纺技术创新与产品开发的必要性,指出了进一步发展紧密纺技术需研讨的几个问题。
关键词:紧密纺;新型纺纱;技术创新;产品开发
中图分类号:TS104.7 文献标志码:A
Development of Compact Spinning Technology
Abstract: The paper first introduces briefly the development of compact spinning technology both at home and abroad, and then analyzes the characteristics of the technology as well as the pros and cons of using this technology. It also discusses the necessity of innovating compact spinning technology and developing related textile products. Finally it points out several problems to be resolved in the future development of compact spinning technology.
Key words: compact spinning; novel spinning technology; technological innovation; product development
1 国内外紧密纺纱技术发展情况
紧密纺纱又称集聚纺纱,是20世纪90年代国外在环锭纺纱机上改进与创新的一种新型纺纱技术。由于紧密纺纱技术在保持原环锭纱风格的基础上,提升了纱线的质量与档次,目前在国内外环锭纺纱领域正在积极推广应用。据相关资料报道:至2014年,我国环锭纺纱企业中已有1 700多万锭环锭细纱机采用了紧密纺先进技术,占环锭纺产能的15%左右,用紧密纺生产的纱线已在纱线中占有一定地位。
1.1 国外紧密纺技术的发展情况
国外紧密纺纱技术从1999年在巴黎国际纺机展览会上,瑞士Rieter(立达)、德国Suessen(绪森)、Zinser(青泽)等国外纺机公司,展出紧密纺细纱机至今已有17年。在紧密纺纱产能快速发展的同时,紧密纺纱技术也不断完善与提高。
立达公司在1632型环锭细纱长机上安装了com-K45型紧密纺装置,比该公司原推出com-K4型紧密纺细纱机,在结构上又有许多改进,并节约能耗8%。
绪森公司将倚丽特(E l i t e)紧密纺技术与Fiomax100型环锭细纱机结合,推出FiomaxE1型短纤紧密纺细纱机,与Fiomax200型长纤环锭细纱机结合,推出FiomaxE2型长纤维紧密纺细纱机,该机可供毛纺企业生产优质毛纺紧密纺纱。最近几年绪森公司还研发出将紧密纺技术与赛络纺技术结合的紧密赛络纺细纱机(EliTwist),采用两根粗纱喂入,使生产的纱线具有股线风格,与单纱紧密纺纱比较,毛羽更少,条干均匀度更好,强力也有显著提高,并可生产出双色纱,作高档针棉织物与精毛纺织品用纱线。
日本Muratec(村田)公司在研究绪森公司倚丽特紧密纺装置的基础上,近几年也推出了一款四罗拉积极传动方式的EAST紧密纺细纱机,其特点是:将前上胶辊及引导上胶辊从积极传动改为消极传动,由于采用罗拉齿轮传动方式,提高了传动稳定性,同时简化了对胶辊直径配套要求的管理,节约胶辊消耗。
在2008年ITMA ASIA+CITME上海国际纺机展上,瑞士Rocos(罗卡斯)公司展出了一种新型磁性机械式紧密纺纱装置,它不需用网格圈负压气流对前牵伸区的纤维束进行集聚,而采用磁性机械结构将纤维集束,使集束机构简化、能耗下降。经国内部分厂家使用,也能达到较好的纱线质量水平,且日常维护比用网格圈负压式紧密纺装置方便得多。
以上国外几种紧密纺纱装置近几年来的技术发展表明:几种紧密纺装置或紧密纺细纱机虽各有特点,但共同点都是用集聚纤维技术来消除纺纱三角区,只是消除三角区的方法各异。
1.2 国内紧密纺技术的发展情况
由于紧密纺纱技术在提高纱线质量、档次及提高设备生产效率上有明显效果,故国内从2011年开始引进国外紧密纺纱装置及紧密纺细纱机,至今已有15年,经历了 3 个发展时期。
第一个时期是从2001年开始引进国外先进紧密纺纱技术。如无锡一棉是国内首家引进绪森公司“倚丽特”技术在国产细纱机上进行改装,生产高支纯棉精梳纱线的企业。山东鲁泰集团是国内第一家全套引进立达公司生产的卡摩纺(com-K4)纺纱设备,生产高品质纯棉精梳纱线的企业。此外,新疆溢达、安徽华茂、浙江华孚色纺集团等国内著名纺纱企业,也先后从国外引进紧密纺装置或设备投入运行,虽对提升纱线品质与档次有明显效果,但因引进设备投资大,如用绪森紧密纺装置改造每锭在1 000元以上,全程引进立达com-K4纺纱设备投资更大,多数企业难以承受。故推广应用进度缓慢。据统计,至2005年,全国只有68万环锭细纱机采用紧密纺技术,其中引进设备有40多万锭,占2/3份额。
第二个时期从2005年开始,针对国外生产紧密纺装置及设备价格昂贵,国内多数纺纱企业难以承受的困境,为了加快这项新技术的推广应用,国内纺机企业在消化吸收国外紧密纺制造技术基础上,进行了自主创新开发,先后有浙江日发纺机、江苏华方科技、江苏同机纺机、无锡万宝及宁波德昌精密纺机等多家制造企业,研制出各种形式的紧密纺装置和紧密纺细纱机,并先后通过技术鉴定投入批量生产,开始在国内多家棉纺企业及部分毛纺、麻纺企业使用,使紧密纺技术逐步走上国产化的道路。通过几年努力,国产紧密纺制造技术及应用技术已取得了长足进步,可以取代进口紧密纺技术。从2007年起我国紧密纺制造技术与应用,进入了一个快速发展的历史时期,这从2008年ITMA ASIA+CITME上海国际纺机展上可以看出,在20家企业展出的紧密纺装置和紧密纺细纱机中,国外只有 4 家,其余16家均是国内制造企业,显示出国产紧密纺制造技术已日趋成熟,可以大面积推广应用。
第三个时期从2008年起,我国纺纱企业加快了紧密纺技术推广应用与产品开发步伐。国内生产紧密纺装置不但可用于环锭细纱机的改造,也可在新机上配套。目前山西经纬纺机、上海二纺机、江苏同和纺机及浙江凯灵纺机等在出厂新机上都配带有紧密纺装置供用户选用。由于国内紧密纺企业增多,技术不断成熟,成本不断降低,使紧密纺装置进入“平民化”价格时代,改造费用已从几年前的300 ~500元/锭,下降到目前只需150元/锭左右,使多数纺纱企业都有经济能力来承担这项改造费用。如浙江省多数是民营纺纱企业,过去因改造费用高,经济上不划算,故改造进度较慢。但近几年来,随着改造费用不断降低,加快了采用紧密纺纱技术改造步伐,2011 — 2015年已采用新型紧密纺纱机及在老机上改造紧密纺装置已超过100多万锭。从全国分析:在“十二五”规划期间,采用紧密纺细纱机及老机上改造紧密纺装置,每年以200多万锭的速度增加。紧密纺纱技术为环锭细纱机的技术升级与产品质量档次的提高作出了积极的贡献。
2 紧密纺纱的技术特征
紧密纺纱技术之所以能在国内外快速发展,主要是由其工艺特征与产品特征决定的。
2.1 紧密纺纱的工艺特征 —— 牵伸不集束、集束不
牵伸
纱线毛羽产生的原因很多,但主要发生在细纱工序。据相关研究表明:3 mm以上的毛羽有65%左右是由纺纱三角区造成的。因此针对传统环锭纺纱工艺的缺陷,推出了集聚纺纱工艺,主要目的是消除纺纱三角区。其基本方法是在传统环锭细纱机的牵伸装置前加装一套纤维集束装置,以增加对纺纱三角区内纤维的控制,使牵伸后的纤维束在进入加捻区前向纱的中心集聚,缩小钳口处纤维须条宽度,进而消除纺纱三角区,明显地减少纱线毛羽。这种方法可使牵伸和集聚分离,牵伸区中无集聚作用,集聚区中无牵伸作用。从而避免过去环锭纺在牵伸区中加装集合器而影响摩擦力界的分布和稳定。而牵伸后的须条再经集聚过程就可使成纱中毛羽大幅度减少,成纱的强力和断裂伸长得以显著改善,成纱的常发性疵点也有明显的减少。所以,紧密纺纱(或集聚纺)的工艺特征就是牵伸不集束、集束不牵伸。
2.2 紧密纺纱的产品特征 —— 毛羽少、强力高
纱线毛羽对纺织加工和最终产品质量造成一定的影响,故纱线毛羽问题一直是纺纱企业研究和解决的难题之一。在纱线中 1 ~ 2 mm短毛羽数量虽大,但能给加工成的织物带来柔软的感觉,并对后加工的影响不大。而 3 mm及以上的毛羽,虽然占的比重不高,但对织物的织造加工、纱线染色加工和面料的使用等都带来一定的影响,故称之为是有害毛羽。尽管在纺纱过程中对纺纱张力、纱线通道光洁以及卷绕和加捻部分的器材选用、工艺改造以及在织造加工中通过上浆或上蜡(针织)等传统措施,来改善或消除纱线的有害毛羽,但在目前高速织机或大圆机加工时,毛羽仍是影响加工性能的重要因素。因此降低纱线 3 mm以上有害毛羽,仍是当今提高纱线质量的关键之一。从20世纪90年代末以来,紧密纺纱技术的出现改变了传统环锭纺细纱机纺纱时牵伸又集束的工艺,为降低纱线毛羽开辟了新的途径,实现了既降低成纱毛羽、又提高成纱强力的双赢目标。
3 采用紧密纺纱技术的优势
紧密纺纱技术从2001年起在我国推广至今已有15年时间,10多年来国内众多企业的生产实践证明:采用紧密纺纱技术不但对纺纱企业有许多优势,后续加工企业也有许多受益,故扩大紧密纺纱生产与应用,是提高市场竞争力与经济效益的重要手段,这已得到行业的共识。
3.1 从纺纱企业分析
采用紧密纺纱技术后,由于纱线毛羽大幅度减少,强力显著提高,在保持一定成纱强力的前提下,相应减少纱线捻度,可提高纱线产量10%左右,同时纱线捻度减少可改善纱线与织物手感。此外,紧密纺纱使纤维排列有序、条干均匀、纱疵减少、表观光洁,可以替代部分精梳纱。在生产纯棉细特精梳纱时,在确保成纱质量前提下,可以少用长绒棉比例或适当减小精梳落棉率,以降低原料成本。
再次,由于紧密纺纱消除了纺纱三角区,使纺纱断头率降低、飞花减少、生产环境改善,使工人在清洁环境中从事劳动,心情舒畅,有利于看台能力扩大,对节约用工、提高劳动生产率也有积极作用。如浙江春江轻纺集团在生产紧密纺纯棉9.7 tex精梳纱时,工人看台能力比原来常规细纱机提高了近 1 倍。
3.2 紧密纺纱线在后续工序中的优势
因紧密纺纱毛羽少、强力高、可降低整经机断头率30%,在无梭织机上使用时经纬向断头率也有明显降低。据浙江一家织布厂实测数据:纬纱断头率(10万m),剑杆织机降低33%,喷气织机降低45%。尤其是目前使用的进口喷气织机速度高达900 r/min,对用纱的强力与毛羽有更高要求,故用紧密纺纱线来取代常规环锭纺线是织造企业的必然选择。
紧密纺纱在织造上浆时,因纱的毛羽少、强力高,可适当降低上浆率,仍可达到伏贴毛羽、增强保伸的效果。据陕西咸阳纺织集团生产数据:生产纯棉府绸(品种规格为JC 11.7×11.7 tex,563/315 160 cm),用普通环锭精梳纱上浆率为12% ~ 15%,改用紧密纺纱后,上浆率下降至10% ~ 11%,平均每米布可降低浆料成本0.07元。每万锭可月产JC 11.7 tex精梳纱50万t,可织布40.5万m,则每月可节约浆料成本2.8万元,每年可节省浆料费33.8万元,这是一笔可观的数字。同时上浆率降低可使后续印染工序退浆成本降低,特别是少用或不用PVA浆料,对减少环境污染也有好处。
在织物染整加工时,因紧密纺纱毛羽少,可省略坯布烧毛工序或采取快速进布绕毛,降低加工成本。此外目前纯棉高档织物一般要进行免烫整理,对织物强力有一定损失(在20%左右),而用紧密纺纱织成织物,因强力高,可以在一定程度上补偿织物强力损失。故需免烫整理的织物用紧密纺纱最理想。
在针织物用紧密纺纱时,由于纱的毛羽少、强力高,针织机断头率下降,出现织疵的几率也减少,针织机效率提高。据生产实践证明:在针织机生产中采用紧密纺纱时,其毛羽比环锭纱降低60%时就可取消纱线上蜡,降低了加工成本。此外,紧密纺纱线的耐磨性能较好,故也可在经编机上应用,开发紧密纺经编织物。
紧密纺纱在化纤与混纺织物使用时,因毛羽少可显著改善针棉织物起毛起球现象。
4 采用紧密纺纱技术的弊端
上述分析了紧密纺纱采用的许多优势,但在10多年生产实践中也发现应用中存在一定的弊端,主要表现在改造投入费用大、日常维护成本高及管理难度较大,这三大弊端在一定程度上制约了紧密纺技术在我国的快速发展。
4.1 一次性投资费用较高
传统环锭纺企业要改成紧密纺纱,其一次性投资费用仍较高。目前随着国产紧密纺装置及设备批量生产,价格虽有较大幅度降低,但要改造 1 万锭紧密纺装置最少也需投入200万元(包括空调等辅助设备增添,但不包括前纺设备改造)。如采用全聚纺改造需300多万元,这仍是一笔不少的投资。尤其是目前纺织业处于供大于需的形势下,如改造后的生产品种不能被后道加工企业接受,其投资回收期很难估计。这是目前中小型企业不敢积极改造紧密纺的原因之一。
4.2 日常维护成本较高
与常规环锭纺比采用紧密纺日常维护成本较高。目前国内使用紧密纺技术虽有多种形式,但采用网格圈负压式紧密纺技术占主导地位。这种负压式紧密纺装置需配大功率的吸棉风机,其能源消耗要增加20% ~ 30%,同时网格圈内异形管的吸风槽位置是固定的,其导纱动程很小,使上胶辊磨损加快,回磨周期缩短,使用寿命只 4 ~ 6 月就要调换报废,其消耗量要比常规细纱机增加 1 ~ 2 倍。此外,紧密纺纱线紧密毛羽少,使纱线卷绕时与钢领、钢丝圈润滑作用减弱,造成钢领、钢丝圈磨损加快,使用寿命也缩短。据国内相关纺纱企业采用负压式紧密纺纱的运行成本数据分析,每万锭比环锭纺每年要多支出电费40万元,机物料配件要多支出25万元,两项合计每万锭运行成本每年要增加65万元,而每万锭年产纱(按14.8 ~ 18.5 tex纱)计算在1 200 ~1 300 t之间,则吨纱加工费要增加500元左右,再加上改造费用每年折旧及银行利息支出,吨纱加工费要比环锭纱增加700 ~ 800元。
4.3 对生产现场管理要求严格
采用紧密纺纱技术对生产现场管理要求严格。尤其是对生产环境要求较高。为使生产正常要求常年保持相对湿度在48% ~ 53%左右,温度在25 ~ 30 ℃之间。同时对车间内空气中的含尘量也有严格要求,故需配置空调与除尘设备,使每小时换气次数在30次左右。而要使集聚的网格圈不积花,必须保持负压畅通,如网格圈积花引起堵网,就会造成锭与锭纱线毛羽差异,当毛羽指数差异在0.7时,染色后布面上就会出现色差或色档。因此在日常管理中,必须要有专人负责,定时检查网格圈及异形管的运行情况,并及时处理,减少锭与锭之间的毛羽差异。检查与处理工作必须细致到位,决不能马虎。
5 紧密纺技术创新与产品开发
上述分析了采用紧密纺技术的优势与弊端,要使这项新型纺纱技术进一步发展,必须要从降低运行成本、开发多种纱线入手,使企业经济效益提高,目前国内众多纺织企业正在向这一方向努力。
5.1 在技术创新上已取得的成效
5.1.1 采用紧密纺技术与赛络纺技术结合,使二者优势充分发挥
由于赛络纺纱是用 2 根粗纱喂入,当 2 根粗纱的原料或色泽不同时,就能生产出品质优良的混纺纱与花色纱,扩大了生产品种。同时赛络纺 2 根粗纱喂入有一定间距,使纺出的纱有股线风格。总之,将两种新型纺纱技术相结合,可使纱线毛羽更少、强度更高、条干均匀度更好。
5.1.2 围绕降低能耗与机配件消耗进行创新
紧密纺在我国开始引进的是绪森公司网格圈负压式紧密纺装置,它是采用多电机驱动多只负压风机来实现的,机构复杂能耗高,且锭与锭之间负压差异大。针对上述弊端,国内生产的紧密纺装置或细纱机,创新采用大风机配大风管作为紧密纺的负压系统,具有降低风压、节约能耗、减小锭差等多项优势。此外,在紧密纺关键部件,如尾箱风道、集聚管、罗拉轴承、罗拉管、网格圈及胶辊等也从材料选用、加工工艺等方面进行重大改造。如宁波德昌精密纺机用单电机驱动双风机形式,江苏华方科技研发的低噪音集聚风机和双向使用罗拉轴承,无锡二橡胶研发的加宽型牵伸胶辊,中瑞聚氨酯公司推出的聚氨酯新型胶辊,盐城海马纺机公司研发的耐磨、抗静电网格圈及无锡求盛纺配公司开发的高耐磨性的钢领、钢丝圈等紧密纺关键部件,与进口部件性能接近,均具有节约能耗、延长使用寿命、降低使用成本与稳定成纱质量的明显效果,实现了节能降耗的目的。
5.1.3 “全聚纺”新技术
针对立达公司生产的卡摩纺设计和使用中存在的罗拉隔矩偏大、工艺调节困难、对纤维适应性较差及不能用于老机改造等缺陷,国内江南大学与恒基纺机公司合作研究开发“全聚纺”新技术,采用50 mm直径的不锈钢空芯打孔罗拉作为集聚的主要部件,罗拉间的浮游区长度相比卡摩纺缩短到13 ~ 14 mm,加强了对纤维的控制能力,同时采用表面有条形通槽的中空集聚罗拉来取代网格圈与异形管集聚,虽一次性投资比网格圈高100元/锭,但其使用寿命长、维护成本低,且集聚负压低、锭差小,既节约了能耗又能提高成纱质量。“全聚纺”技术可适用老机改造与作新机配套,其改造费用比国外进口卡摩纱大大降低。因此“全聚纺”技术的推广应用,可克服用卡摩纺与用网格圈负压紧密纺的许多弊端。
5.1.4 开发新型的四罗拉紧密纺装置
针对三罗拉紧密纺装置使用中的一些弊端,积极开发新型的四罗拉紧密纺装置。目前国内纺纱企业多数采用仿进口三罗拉紧密纺装置。它是上胶辊传动引导上胶辊的方式,故对胶辊直径的要求十分严格,两者的线速度必须保持恒定值,给企业的管理增加了一定难度。为了克服三罗拉紧密纺装置的弊端,近年来国内江苏华方科技、宁波德昌紧密纺机等公司,也相继研发出四罗拉紧密纺装置。其特点是有带齿前罗拉通过过桥齿轮传动引导罗拉,这种积极传动方式使前胶辊和引导胶辊皆为消极传动,引导罗拉与前罗拉间的速度比能够保持恒定。同时由于带齿罗拉传动引导罗拉,网格圈的运动是通过引导胶辊和引导罗拉的夹持面积和运动,既降低了网格圈运动不稳定的几率,又延长了其使用寿命。故四罗拉紧密纺装置目前正在国内积极推广中,将会逐步取代进口的紧密纺装置,降低改造成本。
5.2 使用多种原料开发多种纱线
在紧密纺纱产品开发方面,国内纺纱企业为提高紧密纺纱线产品附加值,正在向使用多种原料开发多种纱线发展,紧密纺已不再是生产纯棉精梳纱线的“代名词”。目前已开发并已形成批量生产的紧密纺纱线有以下几种。
5.2.1 紧密纺色纺纱
色纺纱是纤维染色后再纺纱的纺纱方法,纤维染色后强力下降,长度变短,短纤维增加,对色纺纱质量影响较大,特别反映在纱线强力下降与毛羽增加。而采用紧密纺纱技术可以显著提高色纺纱的质量。表 1 是浙江百隆纺织公司采用紧密纺纱装置后生产的色纺纱与同品种环锭色纺纱质量及对比情况。
从表 1 可以看出紧密纺色纺纱比常规环锭纺色纺纱质量有明显提高,尤其是 3 mm以上有害毛羽减少了52%,成纱强力提高了14.6%,强力不匀率下降26%,成纱条干也有明显改善。
5.2.2 紧密纺在毛精纺纱上应用
羊毛纤维强力较棉纤维低,且纤维线密度比棉纤维大,在普通环锭毛纺细纱机上生产,需要用增加捻度来提高成纱强力。但捻度增加又会使产量降低,故国内不少毛纺企业近几年来也积极采用紧密纺技术来生产精纺毛纱。其优点是:在同等纱线强力下,可相应减小捻度,使产量提高。调查资料显示:用紧密纺细纱机生产的纯羊毛精梳纱的捻系数比普通环锭纱低30%时,其成纱强力及断裂伸长等指标仍能保持较好水平,同时由于纱线捻度降低,制成毛织物的手感比环锭纱织物柔软,外观丰满。实践证明,用紧密纺生产的羊毛精梳纱线在捻度适当减小后并不影响纱线质量,而且可使织物性能改善。
5.2.3 紧密纺纱技术在麻纺生产中应
用
安徽铜陵一家国内专业生产麻类纺织品的企业,为了克服苎麻纱毛羽多、表面发毛、疵点明显等缺点,在麻纺Z501细纱机上进行紧密纺技术改造,经过多年运行,用紧密纺生产的苎麻纱与环锭细纱机上生产的苎麻纱在毛羽减少、强力提高、条干改善上均取得明显效果。以该公司生产的27.8 tex纱为例,3 mm毛羽数从559个下降到240个,下降幅度为57.1%;单纱强度从21.4 cN/ tex提高到23.9 cN/tex,提高幅度为11.8%;强力CV值同比下降了4.9个百分点,Uster条干CV值同比下降1.93个百分点,麻粒同比下降60.3%。由于纱的毛羽减少、强力提高、条干改善,后续织造加工中也取得了上浆率降低、经纬向断头减少与织机效率提高的效果。据该公司实际生产数据:用紧密纺27.8 tex麻纱织造时,上浆率从18.44%下降到13.86%,经向断头(每小时每台根数)从14.64根下降到5.43根,从而使织机效率显著提高。此外,浙江华通色纺公司在大麻混纺纱生产中也采用紧密纺技术,生产品种:棉/麻(70/30)混纺纱;使用原料:棉花采用新长绒棉,大麻采用脱胶后的精干麻,细度在Nm 2 500 ~ 2 800,长度在25 ~ 29 mm之间,与细绒棉相当。由于大麻纤维粗硬、长度离散大、短纤维比例高,生产时通过对大麻预处理及精梳工艺措施,成功生产了高支(60S ~ 80S)棉与大麻的混纺纱。
5.2.4 用紧密纺技术开发半精纺纱线
半精纺使用原料长度要比毛精纺短而杂,且工艺上梳理又不及毛精纺充分,因此,生产同样支数的纱线,半精纺纱线中头端外露多形成毛羽。针对半精纺纱线的缺点,近几年来国内半精纺企业积极采用紧密纺技术来提升半精纺纱线品质。浙江生产半精纺高端纱线企业近几年来都积极用紧密纺技术来改造常规细纱机,改造机台已有 4 万 ~ 5 万锭,从改造后的运行情况看有以下几方面效果。
(1)纱线毛羽减少50%以上,由于紧密纺技术对纺纱三角区有很强的控制性,基本上消除了传统环锭纺三角区所产出的毛羽,良好的纤维集聚和整齐的纤维排列使成纱毛羽少而光洁。
(2)纱线强力提高10%以上,条干均匀度改善。因紧密纺装置使纤维从前罗拉钳口引出后,立即受到负压气流的控制,使纤维素与纤维之间呈平行状被逐步加捻,使单纤维强力得到充分利用,因此纱线强力提高、条干均匀度好。
(3)用紧密纺技术纺制的半精纺纱线因强力提高,故可以用较低支数的羊毛仿制出与普通环锭纺相同的品质纱线,也可以在保持一定纱线强力时可降低捻度10%,从而相应提高纱线生产效率。
(4)利用紧密纺技术来生产半精纺纱线,可使飞花明显减少,生产环境改善,工人劳动强度减轻,制成率提高。
由于用紧密纺技术生产的半精纺纱线具有上述有点,尤其是改善了制成织物的掉毛、起球等弊端,故改造进度正在加快。
5.2.5 紧密纺技术在粘纤纱生产中的应用
粘胶纤维由于其强力与伸长率较低,故制成纱线与织物强力低、耐磨性差。为了提升粘纤纱与织物的品质与档次,在浙江许多纺纱企业都把采用紧密纺与赛络纺技术作为提升粘纤纱质量档次的主要手段,改造力度大大超过其他纱线。据初步调查分析,浙江已改造的100万锭紧密纺细纱机中,在粘纤纱生产中超过50%以上。用紧密纺技术生产的粘胶纱与常规环锭纱纺比较,具有强力明显提高、毛羽减少的优势。表 2 是杭州益利隆纺织公司用紧密赛络纺技术生产的9.8 ~ 19.8 tex粘纤纱达到的质量水平。
从表 2 可以看出,粘纤纱采用紧密赛络纺技术后,成纱强力明显提高,3 mm以上毛羽数量很少,条干均匀度及其常发性纱疵都有明显改善。由于纱线质量优,在针织后续加工中效率高、疵点少,并可取消烧毛工序,故后加工针棉织企业愿意出高价采用紧密赛络纺粘纤纱。如浙江联鸿纺织公司面对客户对紧密纺粘纤纱的要求,加快了改造步伐,在15万锭细纱机中已有7.5万锭改造成生产紧密纺粘纤纱,不仅提高了企业生产纱线的质量档次,且因售价高于普通粘纤纱,使企业取得了良好的经济效益。
6 进一步发展紧密纺技术需研讨的几个问题
6.1 紧密纺纱技术在环锭纺中如何定位
紧密纺纱技术在环锭纺中如何定位,紧密纺技术在我国推广已有15年历史,如何进一步发挥紧密纺的技术优势,克服目前存在的一些弊端。
扩大紧密纺技术应用面是业内人士非常关注的一个问题。对紧密纺技术发展目前有 3 个不同的观点:(1)认为未来环锭纺技术的天下属于紧密纺;(2)紧密纺技术适用于一定纱线品质范围,在环锭纺纱中应占一定比重,但不能全部取代环锭纺;(3)发展紧密纺技术投资和运营成本太高,不宜大面积推广应用。
目前持第一种观点的在国外较多,在国内很少。持第二种观点的国内人士是多数,认为采用紧密纺纱技术,是生产高端纱线与新型纱线提高质量档次的一项重要措施,也是克服传统环锭纺弊端的一个重要途径。但因采用紧密纺技术能耗增加较多,且日常维护成本较高,不是所有环锭纺纱线都要采用紧密纺技术来生产。据相关专家分析:作起绒纱线,作毛巾、手套、纱布、帐布用纱线,作股线用单纱,作丝光、烧毛、上蜡用纱线及质量要求不高的中粗支纱线,及采用三上一下斜纹组织的牛仔布用纱等,都可以不用紧密纺纱技术。同时在每家纺纱企业,除专业纺制高端和特殊品种的车间外,一般不宜将细纱机全部改造成紧密纺,或选用紧密纺或传统环锭纺兼容的细纱机,以适应市场对品种的要求。总之,在较长时期内紧密纺与传统的环锭纺应处于共存格局,发挥各自的优势。至于紧密纺在环锭纺中所占比重,应根据各企业的实际情况确定,不应有硬性指标要求。
6.2 紧密纺技术应生产哪些品种才能实现效益最大化
紧密纺技术在国内发展初期与国外一样是以生产纯棉纱为主导产品,但经过10多年的不断创新开发,生产纱线的品种越来越多,已改变了“纯棉纱一统天下”的格局。在紧密纺纱机上应生产哪些纱线品种才能取得更好的经济效益,这又是业内人士十分关注的问题。前述用紧密纺技术生产的纱线具有结构紧密、强力高、毛羽少等显著特性,但目前使用紧密纺设备的资金投入及运营费用确比环锭纺高得多,故紧密纺纱的产品定位应以生产高附加值的精、特、新纱线为主。“精”:要生产优质高档次的精梳产品,包括毛精梳产品。如无锡一棉就是以生产高支优质精梳纱占领国内外高端市场,由于纱线质优、价高,使原料与加工费占纱线成本的比例低于常规纱线,企业仍可获得可观利润。“特”:要生产具有特色的纱线。要充分利用各种天然纤维如天然彩色棉、染色棉、羊毛、羊绒、绢丝及改性大麻、亚麻等与新型化学纤维如超仿棉、天丝?、木代尔等,采用纯纺或混纺工艺来生产多种纤维组合的具有特色紧密纺纱线。“新”:紧密纺技术要与其他新型纺纱技术如赛络纺、赛络菲尔纺、包芯纺等相结合,生产出各种新型纱线。如目前许多企业采用紧密纺与赛络纺相结合工艺,不但能使两者优势充分发挥,且能使品种多样化。总之,充分依托紧密纺技术的优势,开发精、特、新纱线是提高产品档次与附加值,实现效益最大化的重要举措。
6.3 如何选好紧密纺设备与关键器材,实现优质高效
与降低加工成本
紧密纺技术从研发到投入市场最早只有瑞士立达公司的卡摩纺与德国绪森公司的倚丽特两种机型,前者采用金属鼓式孔集聚,后者采用网格圈与异形管组成负压系统,其原理都是利用负压来集聚纤维纺纱。但15年来紧密纺技术快速发展,尤其是国内已有10多家制造企业与大专院校、科研单位合作推出了各种类型的紧密纺装置。有的是在消化吸收国外技术基础上改进提高,如全聚纺就是针对国外卡摩纺的弊端推出的新型紧密纺装置,它比卡摩纺浮游区长度缩短,能耗较低,并可适用于老机改造。又如目前国内生产的三罗拉与四罗拉形式紧密纺装置,也是在研究德国绪森公司的倚丽特装置基础上作了许多重大改进,在节能降耗等方面比国外紧密纺装置有更大的优势。同时国内生产的紧密纺装置走“平民化”路线,具有良好的性价比,故今后紧密纺的发展应以采用国产紧密纺细纱机或用国产紧密纺装置来改造传统环锭纺细纱机,以降低投资成本。
在紧密纺关键器材选用上应选用国内生产的制造精度高、使用寿命长的器材来取代进口器材。如国内海马纺机生产的NWQ系列网格圈,具有免维护、周期长、使用中不破边、不散边、无荷叶边、抗堵不粘花,并可用超声波水洗等性能,还具有自清洁特殊功能。又如浙江中瑞聚氨酯公司生产的聚氨酯胶辊在紧密纺机上使用,不但可延长使用寿命 1 ~ 2 倍,同时因其对纤维握持力加强,在相同握持力情况下可降低加压节能降耗。再如国内多家企业生产的钢领、钢丝圈其性能也已接近或达到国际水平,在紧密纺机上应用可降低消耗、延长使用寿命。总之,通过对紧密纺关键器材选用应达到降低日常维护成本的目的。
用紧密纺技术在提高纱线强力、降低毛羽上确有明显效果,但其投入费用及日常维护费用确实较高,故国内有些专家认为:提高成纱强力、降低毛羽不能全部依托紧密纺纱技术,可有多种选择,如目前推出的赛络纺技术、光洁纺纱技术、赛络菲尔纺技术等都具有提高成纱强力、降低毛羽的效果。尤其是赛络纺技术具有改造方便、投资省、日常维护费用低的优势,应作为替代紧密纺纱技术的一种补充,可大力推广。此外,在采用紧密纺技术时,除了关键器材配套外,对前纺设备也应作相应改造,如前纺半制品质量差,光依靠紧密纺技术是不能纺出优质纱线的。
7 结语
(1)紧密纺纱技术在国内推广10多年来,在提升纱线品质档次与产品附加值等方面已取得一定效果,并已积累了一定的使用经验,应作为提升纱线品质的一项重要技术措施来推广。但它在环锭纺中所占的比重应根据企业生产品种定位与市场需求来确定。
(2)采用紧密纺技术必须要有一个产品定位方向,根据紧密纺技术能显著减少成纱毛羽、提高强力与改善条干的特点,应着力开发高附加值的“精、特、新”纱线,以充分发挥紧密纺技术的优势。
(3)目前有多种紧密纺装置可供纺纱企业选择,企业应根据生产纱线品质来选用,国内生产的紧密纺设备经过不断改进创新,技术已成熟,并具有良好的性价比,可以完全替代进口以降低投资费用、扩大应用面。
参考文献
[1] 陈根才.国内外环锭纺纱技术的发展与创新[J]. 现代纺织技术,2011,19(1):29-34.
[2] 赵连英. 紧密纺纱技术的发展及其产品开发探讨[J]. 现代纺织技术,2012,20(1):49-52.