集聚纺紧密纺论文.docx

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集聚纺紧密纺论文

摘要：

介绍并分析了紧密环锭纺纱技术产生的背景、两种紧密纺环锭细纱机的结构特征、、紧密纺环锭细纱机大量减少成纱毛羽的原理、紧密环锭纺纱技术的优缺点等。

关键词；紧密环锭纺；结构特征；原理；优缺点；

Abstract

IntroductionandanalysisthebackgroundofCompactringspinningtechnology，thestructurecharacteristicsoftwodifferentCompactringspinningtechnology，reducingthenumberofspinningprinciple，andtheCompactringspinningtechnology‘sadvantagesanddisadvantages

Keywords:

Compactringspinningtechnology,structurecharacteristics,principle，advantagesanddisadvantages

前言

在过去的几十年里，出现的各种新型纺纱方法都是围绕着提高机器的单产为中心而开发研制的。

这一特点在转杯纺纱及喷气纺纱中体现的最为明显，而这两种纺纱方法又是到日前为止最成功的新型纺纱方法。

但在成纱质量及纺细号纱方面，环锭纺纱方法仍具有无可置疑的领先地位。

但是环锭纱也并不是完美无缺的，特别是成纱毛羽多这一问题，近年来一直困扰着纺织界的人士。

毛羽不仅影响纱线本身的表面光洁度和强力，而且影响后工序加工过程的顺利进行。

毛羽与织物外观的光洁、清晰、滑爽密切相关，特别是对外观要求较高的织物影响更为显著。

纱线上较长的毛羽过多，会影响上浆后正常分绞；使相邻经纱相互纠缠而造成开口不清，引起经纱断头和纬纱阻断，严重时织机开不出车。

同时，会造成吊经、跳花等疵点。

对速度高、梭口小的喷气织机等无梭织机的影响更为显著；纱线上毛羽分布不匀以及在织造中毛羽形成新的棉结等都会影响染色布的外观质量，有的会形成横档疵点。

另外，纱线上的毛羽在后道各工序因受摩擦而脱落，形成飞花污染环境，危害人体健康。

因此，减少毛羽巳成为当今主要的质量攻关内容之一。

针对成纱毛羽问题，各国纺织机械制造商们也都力图找到一种新的有效的办法。

聚集纺纱就是其中的一种非常有效的方法。

聚集纺纱（CondensedSpinningorCompactSpinning）又称紧密纺，是一种能改变纱线结构，显著提高纱线质量的新型环锭纺纱工艺。

聚集纺纱工艺原理

聚集纺纱的工艺原理从理论上来说并不复杂，主要是在传统的牵伸装置上，加设一个纱条集合区域，通过气流的作用控制输出牵伸区的纱条运动，采用积极方式加强纱条的集合，使纱条在加捻之前完成或基本完成集束，减小或消除加捻三角区，从而改善纱条结构即纤维在纱线中的排列形态，减少纱线毛羽，如图2所示,同时，驱除主牵伸区中的集合器，大大缩小自由区长度，使浮游纤维运动受到较好控制，牵伸引起的附加不匀显著降低。

总之，纱线的外观质量和内在质量均得到显著改善。

目的是在纱线加捻前使纤维之间尽可能平行并接近，对于高质量的紧密纺纱线这是重要的评判标准。

使纤维尽可能平行并保持一致在加捻前是其优势的前提。

分类：

气流集聚型紧密纺纱系统和非气流集聚型紧密纺纱系统（机械式）

气流集聚型紧密纺纱系统主要以负压气流力来使集聚区内的纤维产生横向收缩而集聚紧密。

1．1气流集聚型紧密纺纱系统

罗拉集聚型紧密纺纱系统

罗拉集聚型紧密纺纱系统的结构简图如图1．7所示。

在这种纺纱系统中，和前胶辊1组成前钳口的是一特制的网眼前罗拉2，它为一直径较大的钢质空心罗拉，罗拉表面有网眼状小孔，以牵伸倍数设定的转速主动回转，形似一个小尘笼，在其内部装有吸风组件3，吸风组件呈圆弧状，弧面上开有由后向前逐渐变窄的V形吸风狭槽。

阻捻胶辊4压靠在网眼前罗拉2上形成阻捻钳口，起到阻捻作用。

在集聚区的

网眼前罗拉外侧还装有气流导向装置5。

1一前胶辊；2一网眼前罗拉；3一吸风组件；4一阻捻胶辊；5一气流导向装置

图l_7罗拉集聚型紧密纺纱系统

罗拉集聚型纺纱系统的性能特点为：

（1）网眼罗拉兼有牵伸、集聚和阻捻三项功能；

（2）结构简单、紧凑，集聚部件寿命长；

（3）能保证须条在进入阻捻钳口之前一直受到集聚气流作用，保持住集聚状态，实现全程集聚；

（4）因前胶辊和阻捻胶辊均由集聚罗拉摩擦传动，使得集聚区域不能设置牵伸张力；

（5）结构较复杂，难以在老机上改装。

罗拉集聚型紧密纺细纱机有瑞士立达公司（Rieter）的K44型comforSpin细纱机。

1.2．胶辊集聚型紧密纺纱系统

胶辊集聚型紧密纺系统结构简图如图1．8所示。

传统牵伸系统的前罗拉l和前

胶辊2保持不变，在前胶辊之前另加装一个带有V形沟槽的集聚胶辊3，集聚胶辊3

紧压在前罗拉1的表面，依靠与前罗拉的摩擦阻力获得传动而回转。

V形槽的两侧为

人字形引导沟槽，沟槽底部有密集的吸风孔眼，使得须条被吸附在V形沟槽的底部

而得以集聚。

l一前罗拉；2一前胶辊；3一集聚胶辊。

图l_8胶辊集聚型紧密纺纱系统

胶辊集聚型紧密纺系统的性能特点为：

（1）集聚胶辊兼有集聚和阻捻作用；

（2）结构简单，安装方便，成本较低，适于细纱机改造：

（3）因集聚区域和集聚方式所限，集聚作用不够充分；

（4）因集聚胶辊和前胶辊均由前罗拉摩擦传动，集聚区域不能设置牵伸张力。

山西鸿基实业公司的SxFl588型细纱机属于胶辊集聚型。

1.3．胶圈集聚型紧密纺纱系统

胶圈集聚型紧密纺纱系统如图1．9所示。

在普通前罗拉1和前胶辊2之前加装

主动回转的阻捻罗拉3、阻捻胶辊4，在集聚区域设置吸风组件5，利用透孔胶圈6

作为集聚元件，它包围在吸风组件5和阻捻罗拉3上，接受阻捻罗拉的摩擦传动，

撑杆7起张紧作用，透孔胶圈中部为一列小孔。

吸风组件5的吸风口从透孔胶圈6

的孔眼处吸进气流，使得纤维须条集聚。

l一前罗拉；2一前胶辊；3一阻捻罗拉；4一阻捻胶辊；5—吸风组件；6一透孔胶圈；7～撑杆6

图1，9胶圈集聚型紧密纺纱系统

胶圈集聚型紧密纺纱系统的性能特点为：

（1）阻捻与集聚元件分离：

（2）可加装在普通的环锭细纱机上；

（3）集体传动的阻捻罗拉转速可调，能在前钳口和阻捻钳口之间设置符合工艺需要的牵伸张力；

（4）因吸风组件与阻捻钳口之间有一定间距，集聚过程不能延续到阻捻钳口处；

（5）采用单排凝聚小孔的透孔胶圈作为集聚元件，凝聚区内气流吸风口不能设置成倾斜于须条运动方向，纤维须条无法绕自身旋转。

德国苏拉集团青泽公司（zinser）的451ccompact细纱机即为胶圈集聚型紧密纺细纱机

1.4．网格圈集聚型紧密纺纱系统

网格圈集聚型紧密纺纱系统根据是否专门设置阻捻罗拉而分成两种形式，即罗

拉阻捻的网格圈集聚型紧密纺纱系统和吸风组件阻捻的网格圈集聚型紧密纺纱系

统。

罗拉阻捻的网格圈集聚型紧密纺纱系统结构如图1．10所示。

在前罗拉1和前胶

辊2前部位置专门设置了阻捻罗拉3，它与阻捻胶辊4构成阻捻钳口。

在前罗拉和阻

捻罗拉之间加装一根异形截面的吸风组件5，吸风组件两端尽量靠近前钳口和阻捻钳

口，吸风组件上在每个锭位开有后宽前窄的细长吸风槽，并略呈斜向。

阻捻罗拉3

和吸风组件5上套装网格圈6，网格圈由阻捻罗拉下方的撑杆7张紧。

阻拉由前罗拉

通过一组过桥齿轮传动，网格圈由阻捻罗拉摩擦传动回转。

1一前罗拉：

2一前胶辊；3一阻捻罗拉；4一阻捻胶辊；5一吸风组件；6一网格圈；7一撑杆

图1．10罗拉阻捻的网格圈集聚型紧密纺纱系统

罗拉阻捻的网格圈集聚型紧密纺纱系统的性能特点为：

（1）阻捻元件与集聚元件分离；

（2）可加装在普通的环锭细纱机上；

（3）能在前钳口和阻捻钳口之间设置符合工艺需要的牵伸张力；

（4）因吸风组件与阻捻钳口之间有一定间距，集聚过程不能延续到阻捻钳口处；

（5）因网格圈有网状均布小孔吸风组件的吸风口可以设置成倾斜于须条运动方向，有利于被集聚的纤维须条绕其自身旋转，使得纤维彻底集聚，克服了胶圈集聚的局限性。

罗拉阻捻的网格圈集聚型紧密纺细纱机有日本丰田公司（Toyota）的Rx240NEw—EST型细纱机、浙江日发纺机公司的RFCS510型细纱机。

吸风组件阻捻的网格圈集聚型紧密纺纱系统结构如图1．11所示。

在前罗拉1和前胶辊2前部位置设置集聚区域，但它不同于罗拉阻捻的网格圈集聚型紧密纺纱系统，差别在于：

（1）利用吸风组件3与阻捻胶辊4构成阻捻钳口，实现阻捻；

（2）前胶辊通过传动件5传动阻捻胶辊，网格圈7套在吸风组件3上，并由撑杆6张紧，由阻捻胶辊摩擦传动网格圈回转。

1一前罗拉；2一前胶辊：

3一吸风组件；4一阻捻胶辊：

5一传动件；6一撑杆；7一网格圈

图L1l吸风组件阻捻的网格圈集聚型紧密纺纱系统

吸风组件阻捻的网格圈集聚型紧密纺纱系统的性能特点为：

（1）阻捻与集聚元件合二为一；

（2）可加装在普通的环锭细纱机上；

（3）能在前钳口和阻捻钳口之间设置符合工艺需要的牵伸张力；

（4）吸风组件本身组成阻捻钳口，集聚过程一直延续到阻捻钳口处，克服了罗拉阻捻的网格圈集聚型紧密纺纱系统存在不能全程集聚的缺陷；

（5）因网格圈有网状均布集聚小孔，吸风组件的吸风口可以设置成倾斜于须条运动方向。

吸风组件阻捻的网格圈集聚型紧密纺细纱机有德国绪森公司（suessen）的FiomaxEl型、FiOmaxE2型Elite细纱机、经纬纺机榆次分公司的JwFl530型细纱机、意大利马佐里公司（Marzoli）的DTMl49型01Ill细纱机。

2．1非气流集聚型紧密纺纱系统

非气流集聚型紧密纺纱系统通过集聚器实现纤维须条的集聚，集聚器的须条通道为渐缩形状，利用这种几何形状变化使得所通过的须条集聚。

目前世界上只有一种非气流集聚型紧密纺纱系统。

该结构如图1．12所示。

除前罗拉1与前胶辊2组成前钳口外，增加的阻捻胶辊3与前罗拉l形成阻捻钳口，两钳口之间为纤维须条集聚区。

在前胶辊和阻捻胶辊之间装有集聚器4。

集聚器4依靠其磁铁的磁性吸附在前罗拉表面。

集聚器4底部中心有一开口凹槽，形成截面渐缩的纤维须条通道，须条和前罗拉同步移动，在通过集聚器时收缩集聚。

集聚器有多种规格，纺纱时可根据纱线品种和号数更换凹槽尺寸不同的集聚器。

l一前罗拉；2一前胶辊；3一阻捻胶辊：

4一集聚器

图1．12非气流集聚型紧密纺纱系统

非气流集聚型紧密纺纱系统的性能特点为：

（1）由通道逐渐收缩的集聚器对须条集聚，不需消耗气流，运行成本低：

（2）结构简单，可加装在普通的环锭细纱机上；

（3）集聚器需按细纱号数变换。

山西贝斯特机械制造公司的BS516型细纱机（配瑞士Rotorcraft公司的RoCoS紧密纺纱系统）是非气流集聚型紧密纺细纱机。

”

紧密纺技术的优势

　　紧密纺技术是环锭纺纱技术领域的一次实质性飞跃。

它消除了加捻三角区这个传统环锭纺纱过程中的薄弱环节，在纱条加捻之前改善了须条纤维分布状况，完善了须条结构并使之理想化，使纤维先紧密集聚，再加捻卷绕，并使加捻传递直接延伸到前钳口线，消灭了无控制区，显著地提高了纱线的品质和性能，净化了生产环境，增加了生产效率，也为后续加工工序提供了良好的条件。

具体看，紧密纺技术的优势主要包括以下几点。

a.成纱质量明显提高，纱线品质显著改善

　　毛羽减少是紧密纺技术的突出优点之一。

紧密纺技术由于基本上消除了传统环锭纺纱的加捻三角区，因此所纺纱线表面光洁，毛羽特别是长毛羽大幅度减少，毛羽数变异明显改善。

研究表明，在短纤维纺纱中紧密纱比普通环锭纱的毛羽减少约80％。

此外，紧密纱的条干CV值及纱疵均比普通环锭纱要好，同时纱线具有织物布面洁净，光洁美观和较好的染色性，是制造高档服装面料的优良纱线。

　　增加强力是紧密纺技术的另一突出优点。

紧密纺中不存在加捻三角区，纤维须条从前罗拉钳口输出后可立即受到负压气流或机械力的作用控制，纤维须条的纤维之间基本上是在平行顺直状态下被迅速加上捻度，同时纺纱过程中几乎所有纤维都被捻人纱体之中，充分利用了每根单纤维的强力，因此纱线断裂强度提高，强力变异减小，生产过程中断头减少，成纱强度增加，抗摩擦性能好。

强力增加的紧密纱在经过后续的络筒机再卷绕加工后，优点会更明显，后续工序的疵点增量显著降低，成品耐磨耐疲劳性大为提高。

　　紧密纺对纱线品质的改善程度直接体现出了其价值，在传统的环锭纺技术上采用任何其他技术手段都难以达到同样效果。

b.节约资源，有益环保

　　紧密纺技术的优势不仅限于其本身产品紧密纱品质的改善，还可以从更高的层次上表现为对资源的节约和对环境的保护。

纱线的毛羽特别是长毛羽，不仅是对生产工艺具有危害性，更重要的是从可持续发展角度看，毛羽的存在是一种资源的浪费。

首先是纤维资源的浪费。

毛羽未被捻人纱体，不仅没有发挥该纤维应有的作用，反而削弱了纱线的整体强度，影响到纱线相关品质指标，而且还造成了后续工序中更多的浪费，如因毛羽多及强度不足而需要设置的上蜡、上浆、烧毛及捻线等工序。

在原料选配上的长度限制，不利于纤维原料的充分利用和开发；在前纺流程中的精梳工序主要目的是去短绒，在很大程度上也是为了纺纱时减少毛羽，以提高纱线强力，改善纱线的外观。

这些附加工艺所造成的资源浪费一时不可估量。

紧密纺技术从根本上解决了纱线毛羽问题，因而可节约大量宝贵资源，并可使纤维资源得到充分而有效地利用。

　　紧密纱由于强力高，因而可采用较少的纱线捻度，从而可减少纺纱的能源消耗，提高纱线的产量；紧密纱由于强力的提高和毛羽的改善，因而可用较低等级长度的原料纺出较好品质的纱线，从而可降低原料成本，充分利用好有限的特别是天然的纤维资源。

　　从环保角度看，所有的资源浪费都是非环保的。

紧密纺能减少各项浪费和损失，这就是环保。

紧密纺能减少断头，提高生产效率，节约能源；在生产过程中大幅度减少飞花，既减少于原料消耗，降低了生产成本，又有效地改善了生产环境，具有环保效应。

因此，紧密纺技术不仅在纱线品质和后续产品的质量上表现突出，而且在资源综合利用、减少能源消耗及环境保护等社会效益方面也体现出了良好的应用价值。

　c.生产成本下降，经济效益提高

　　紧密纺技术的应用，给纺纱企业实现降本增效带来了机会，体现了紧密纺的经济优势，主要体现在以下几方面。

　　①降低原料成本：

随着纺纱原料价格的不断攀升，纱线售价中原料成本的比例日益加大。

采用紧密纺纱技术后，在保持与普通环锭纱品质略优的情况下，可以适当地降低配棉的等级长度，从而可降低原料成本。

　　②减少用棉量：

吨纱用棉量直接关系到纺纱成本。

有研究表明，米用紧密纺技术后，可以适当地减少吨纱用棉量，特别是精梳纱，在保持紧密纱适度纱线品质优势的情况下，通过降低精梳落棉率可减少吨纱用棉量5％—8％。

　　③提高纺纱效率：

由于紧密纱强力、毛羽等指标的实质性改善，在

满足下游工序要求的情况下，紧密纺细纱机可适度增加细纱机的单产，以提高纺纱效率。

提高纺纱效率、降耗增产可以有两种方式：

一是保持纱线捻度不变，提高锭速；二是保持锭速不变，减少纱线捻度。

　　④直接获得利益：

由于紧密纱的高品质，同纱支的紧密纺纱线售价可比普通环锭纺纱线高出20％—30％；此外，对于紧密纱的适当应用，可用单纱代替传统的双股线，开发高端产品，增加附加值；还可用紧密纺普梳纱代替传统精梳纱，降低生产成本，直接获得经济效益。

　　总之，紧密纺的优势涉及节省原料、节约能源、减少人力、保护环境、提高生产效率、改善纱线品质等一系列纺、织生产管理中有关工艺、成本和管理的项目，是一种具有综合效益的新型环锭纺纱技术。

紧密纺技术的这些优势，可以弥补或减少应用其技术所支付的高成本。

采用良好性价比的国产化紧密纺设备，纺纱企业也有望仅通过上述降本增效措施，消化和抵补全部或大部分采用紧密纺技术的应用成本，推动紧密纺技术实际应用的发展。

　　紧密纺技术问世以来，以其独特的纺纱原理，优越的成纱性能，显著的经济效益，受到市场的广泛欢迎，发展极为迅猛。

紧密纱已从最初的主要用于细支衬衫布发展到如今被广泛用于很多不同的纺织产品中。

作为一种大幅度提高纱线品质的新型环锭纺纱方法，紧密纺技术有望在未来逐步取代传统的环锭纺技术。

展望

目前国内集聚纺的发展现状是：

（1）集聚纺研究和应用已经成为国内的一个热点，近年来有不少立达、绪森和青泽等的集聚细纱机引进和生产集聚纱。

国内的研究在高校、研究所和企业中进行，基本是按照国外的原理进行的，据了解国内的集聚纱与对应的环锭纱相比，3mm以上的毛羽减少80％、强力提高10％以上，基本与国外的指标持平。

（2）国内集聚纺研究目前主要存在两大问题，一是我们的部件加工处理尚欠缺，一些关键部件的使用寿命不长；二是缺乏具有自主知识产权的集聚装置。

但是紧密纺纱机在我国的普及应用还存在以下问题：

1．国外生产厂家生产的紧密纺纱系统加工复杂、成本高，造价高，不便普及。

即使在国内设备上进行改造，因为改变较多，增加传动部件多，也会比较复杂，并且外观也不够简洁、合理。

2．要想在国内实现紧密纺，又要克服造价过高的问题，对国产环锭设备的改造是解决问题最根本的途径，目前要解决的问题是解决安装难度问题，既要使改造过的环锭纺细纱机生产出高质量的纱线，又要改装起来简易，并且不影响操作。

3．目前，国内对细纱机的改造以及对紧密纺纱技术的研究都取得了很大程度的进展。

但是对于紧密纺纱装置中吸管流场气流分布问题还少有问津，大部分的研究是在国外机型的基础上，模仿其形式进行参数优化。

然而对气流式紧密纺纱装置来说气流的分布及其影响因素是非常重要的，所以了解流场的运动状态及性质很有必要。

4．对于紧密纺纱装置来说网格圈的存在是必须的，因为这样可以避免纤维在集聚区被气流吸入吸气管道阻塞管道造成不必要的损失。

但是，国内的网格圈基本上都是仿制国外规格和材料，对于网格圈及其规格对气流造成的影响还没有深入研究。

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