(撰稿 劉軍)
由中國紡織工程學會主辦,《紡織學報》編輯委員會、東華大學紡織學院、中國紡織工程學會棉紡織專業委員會共同承辦的第3期紡織科技新見解學術沙龍于2013年2月28日在東華大學圖文中心召開。中國工程院院士姚穆、香港理工大學講座教授陶肖明、總后勤部軍需裝備研究所教授級高工施楣梧、武漢紡織大學教授徐衛林、東華大學教授郁崇文共同擔任本期沙龍領銜科學家。沙龍的主題是“環錠紡新技術及其應用”。來自高校和企業的近40名知名專家、發明人、科研人員及青年學者代表受邀參加了沙龍活動。《紡織學報》編委會常務副主任施楣梧教授級高工擔任本期沙龍主持人。中國紡織工程學會龔進禮秘書長、東華大學紡織學院邱夷平院長到會致辭。
本期沙龍針對近年來逐漸興起的集聚紡(緊密紡)、低扭矩紡、嵌入式紡紗、全聚紡、聚纖紡、集成紡、柔潔紡等新型環錠紡紗技術,從成紗機制、紗線的結構和特性、成紗質量控制、實際應用中的優勢及其存在問題,以及未來的發展趨勢等方面各抒己見,氣氛活躍,內容實際,實現了“產學研用”層面的理論與實踐的學術探索,受到一致好評。
為了更好地將本期沙龍的交流內容呈現給廣大讀者,本刊特辟專欄,約請部分專家撰稿6篇進行重點報道。同時,本文將沙龍活動現場的最新學術思想和觀點等精華內容作一綜合報道,以期引領環錠紡紗新技術的研究方向,指導企業選用,并引發學術界和產業界對環錠紡新技術及其應用發展方向的關注和思考。
低扭矩環錠紡紗技術,注冊名稱為扭妥TM紡,經過十幾年的發展,目前已是第5代。會上,香港理工大學陶肖明教授簡單介紹了低扭矩紡紗原理、優勢及面臨的挑戰,重點與大家分享了對低扭矩紗線結構研究的結果。假捻裝置的添加,縮小了紡紗三角區,改變了三角區纖維張力分布及成紗捻度分布,提高了纖維轉移幅度和轉移率,賦予紗線獨特結構,解決了單紗低捻度導致低強力的難題,從而提升紗線及其織物性能,因此,隨著對紗線結構變化成因的更深入研究,該技術還有很大的發展空間。下一步的研究將集中在以下3個方向:擴大可紡范圍(紗線線密度、纖維種類、紡紗系統等);自動化量產紡紗裝置機電一體化系統及與之配套的紡紗工藝;相關基礎理論和實驗設備方法。
全聚紡技術,屬于羅拉型集聚紡技術。不同于卡摩紡的銅質孔型羅拉負壓集聚,全聚紡采用鋼質窄槽型羅拉負壓集聚,纖維從前羅拉握持點直到阻捻膠輥,全程受到負壓氣流的集聚力控制,集聚區長度增加近50%,改善了成紗條干,強力提高,3 mm以上有害毛羽大幅下降,1 500 Pa以下的工作負壓節省了能源。與普通集聚紡紗線的最大不同是,全聚紡紗線上保留了較多的1~2 mm毛羽。江南大學紡織服裝學院謝春萍教授在會上詳談了對短毛羽的看法,它認為2 mm以下毛羽在紡紗、織造、印染、整理中的異類作用是不可忽視的,如:紗線毛羽通過鋼絲圈的潤滑作用;改善集聚紡織物布面缺陷、手感和染整后的光澤,因此需要客觀分析和認識毛羽,不僅重視毛羽數量,也要重視毛羽的長度分布。
聚纖紡技術對環錠紡紗機傳統雙膠圈牽伸形式進行了大膽改進和突破。該技術的核心是去掉了雙膠圈彈性鉗口中的上下膠圈及上下銷,采用負壓管、壓力棒和網格圈組成的牽伸機構,實現了先集聚后牽伸,邊牽伸邊集聚過程,運用負壓、網格圈和控制棒對纖維進行穩定握持,縮小了浮游區,從而改善成紗條干和毛羽。聚纖紡牽伸系統具有負壓集聚、穩定握持和梯次牽伸的特點,因結構簡單,可簡化生產管理,降低能源消耗。湖北聚纖紡科技有限公司程登木總工程師在會上還介紹了該系統在一些企業試用的效果,采用該設備紡制的精紡棉紗條干CV值改善較多,在半精紡系統的試用效果更佳。
高效短流程嵌入式復合紡紗技術和普適性柔潔紡紗技術,由武漢紡織大學徐衛林教授團隊與企業合作研發。高效短流程嵌入式復合紡紗技術的原理是采用2根長絲和2根短纖維粗紗條形成3個加捻三角區。這項技術已在行業內推廣,實現了產業化,可應用于棉紡、麻紡、絹紡等纖維加工領域,但其也有一定的局限性。徐教授在會上客觀地指出,目前對這項技術有些過度宣傳,使人認為什么產品都適用,但實際上它的優勢主要體現在紡制高難度紗線,如高支羊絨產品等,現正嘗試紡制用于高速經編機的長絲/短纖復合經編紗。普適性柔潔紡紗技術源自于對纖維性能與毛羽關系的研究,在環錠細紗機上,加裝一個可對加捻三角區內的纖維進行熱濕處理的裝置,以此降低纖維的剛度,減少紗線毛羽。這項技術專利已轉讓給經緯紡織機械股份有限公司。
集成紡紡紗技術,由山東南山紡織服飾有限公司與高校合作研發。潘峰高級工程師在會上指出,賽絡菲爾紡中的長絲與短纖顏色的吻合問題一直困擾企業,為解決這一難題,他們通過改變第2根長絲的喂入位置,形成了新型的緊密賽絡菲爾紡的紡紗技術,提升紗線包覆性,徹底解決了“花紗”問題。該技術在生產高檔毛紡織物方面卓有成效,已開發出薄如蟬翼的絲/毛精紡面料。
集聚紡紡紗技術是隨進口設備而引進的環錠紡紗新技術,在我國已有十多年的應用,但普及率不高,近年來才得以迅速發展。會上,多位企業界的代表談了使用該項技術的體會。與傳統環錠紡相比,雖然紗線結構緊密、強力好、毛羽少、質量穩定,其織物表面紋路清晰、耐磨、抗起毛起球性好,但織物手感欠柔軟,穿著不舒適,豐滿度和覆蓋性較低,織物表面的疵點易暴露,且設備使用成本高,能源消耗大。也正因為集聚紡的這些缺陷,才引發了一系列的技術改進和創新。
會上大家達成以下共識:每項新技術只有在其適用范圍內才具有突出的優勢,企業不可隨波逐浪盲目選用,一定要依據最終產品的質量和風格需要而定;針對我國目前的現狀,未來紡紗技術的改進和創新方向是短流程、少用工、高效率、低能耗。
環錠紡紗技術有約180年的歷史,在其漫長的發展過程中,已形成一套系統的紡紗理論和教材,只有敢于完善、挑戰、突破傳統理論,才能有自主的創新技術。本期沙龍的一大亮點是一些新技術研發者在基礎理論研究方面邁出了一大步,為技術創新打下了良好的基礎。
東華大學郁崇文教授就纖維長度對紡紗過程和成紗質量的影響提出了獨特見解:紡紗時纖維長度并非越長越好,過長的纖維將導致加工流程長、生產效率低,且纖維達到一定長度后,長度的變化對成紗強力和均勻度的影響已不顯著;適當長度的纖維有利于簡化紡紗過程和成紗質量;將苧麻等纖維長度控制在毛、棉纖維的長度范圍,可利用毛、棉紡設備來改造和提升苧麻紡紗水平。
五邑大學狄劍鋒教授認為:紡紗新技術的出現來源于對紡紗原理的突破,否則屬于模仿技術,因此對基礎紡紗理論的研究是非常重要的。依據傳統理論,環錠紡紗線的強力好是因為纖維在紡紗三角區發生了多次轉移,抱合力好,直到集聚紡出現,沒有人想過縮小或去除紡紗三角區。而集聚紡技術的成功在于突破了人們對原有紡紗三角區的認識及對主牽伸區中浮游纖維的控制使所有纖維盡量在前鉗口處變速,因此集聚紡主攻的技術部位應該是環錠紡紗機牽伸裝置的前區。
江南大學高衛東教授對研發新技術思路提出建議,紗線對于消費者是中間產品,其最終效果是通過織物體現的,需要對紗線的結構、性能及質量與織物的性能、質量及外觀的關系進行系統研究,要統一考慮,同時也要關注紗線檢測技術的研究。
東華大學汪軍教授介紹了環錠紡紗線質量檢測技術發展現狀及趨勢。他提出,隨著世界紡織重心向亞洲的轉移,目前檢測技術及標準的研究比較滯后,需要做大量的工作。此外,隨著各種新技術的不斷出現,現有的檢測指標是否還適用,也需要大家去探討。
中原工學院任家智教授談了對集聚紡產品開發的觀點,新技術的應用提高了紗線的質量,大家可以換個角度去研究,如何降低使用原料的等級或者降低精梳的標準生產滿足質量要求的紗線,使企業的效益提高。此外,浙江紡織服裝職業技術學院陳運能教授對聚纖紡負壓氣流網格圈作用進行了系統的理論分析。
浙江春江輕紡集團有限責任公司孫伯勇總經理從紗線特點及質量、工藝要點、設備維護與運轉操作及使用中的優缺點等方面,對本公司實際使用的集聚紡、賽絡紡、賽絡菲爾紡、聚纖紡技術做了全面的講述,將使用中積累的經驗介紹給與會人員。他認為,這些新型紡紗技術對產品質量有所提高,并各有其特點,也各有優缺點。此外生產過程中的工藝參數、設備維護、操作技術、部件選配也對成紗質量有較大影響。任何一項紡紗技術的推廣和應用,都要得到市場的檢驗,在紗線質量、價格、產品風格,以及投資、可紡性、設備維護等多方面平衡下達到最佳選擇,滿足用戶的需要。
廣東溢達紡織有限公司田野總經理發出來自生產一線的呼聲:技術的研發要符合市場的需求,紗支越高、越均勻未必就能使企業賣更高的價格,在競爭越來越激烈的前提下,要多考慮市場價值和差異化;有企業使用新型紡紗方法時仍用傳統工藝參數,達不到效果,例如集聚紡,針對其特性可適當減小捻度,強力能滿足后道工序需要即可;其毛羽少,那么后道漿紗工藝也要調整,因此一種新的紡紗技術在什么情況下使用優于傳統環錠紡,企業非常需要一套完整的使用指南。
魯泰紡織股份有限公司的郭恒工程師從生產實踐和市場的角度談了高檔面料對紗線的質量要求:全棉高免燙級別面料經樹脂整理后的強力和耐磨性將顯著降低,需要具有高強度與高伸長性能的紗線,集聚紡紗線雖然在提升免燙性能方面比環錠紡具有優勢,但是開發純棉4級以上高免燙級別面料仍有一定難度;超柔軟型面料,對紗線結構方面的要求為紗體結構外松內緊,紗線直徑大,密度小,手感柔軟,3 mm以下短毛羽豐盈,3 mm以上毛羽少;滑爽涼感型面料,要求在不提升捻度的前提下,紗線結構緊密,直徑小,密度大,現在通常用高捻度達到以上效果,但能耗過高,且由于其捻系數超過了臨界值,強力有所下降;環保型面料要求紗線具有低捻高強、易滲透特點,并有助于后加工過程環保節能。
東營市半球紡織有限公司的楊祖民副總經理通過實際生產總結認為,與傳統環錠紡技術相比,集聚紡技術解決的是強力和毛羽,聚纖紡技術解決的是條干和粗、細節,二者解決問題的方向不同,使用時要以產品的適應性為選擇條件。此外,青島即發盛寶紡織有限公司萬剛總經理就紡織新技術應用及對企業贏利能力的提升做了介紹。上海淳瑞機械科技有限公司徐惠君教授級高工介紹了新型紡紗方法的應用以及市場推廣的重要性。
中國工程院姚穆院士為本期沙龍作了總結性發言。姚先生指出:本期沙龍從基礎理論研究,包括紗線結構基礎理論和纖維集聚基礎理論,到嵌入紡、低扭矩紡、全聚紡、聚纖紡、柔潔紡、集成紡和集聚紡等7種方式的改造技術,都是重點創新內容,大家能開放地將技術核心拿出來交流,使得相互之間有了更進一步的認識。同時,大家不僅僅談技術,還把專件、機械、使用效果以及與工藝的關系等進行了充分交流,是非常難得的。尤其在基礎理論與具體技術結合上做了很深入的研討,往前延伸到原來的技術概念,往后延伸到工程中的多學科交叉工作,是一次很成功的沙龍交流活動。這7種技術都有自己的特點,很成功,在紗線的強力、條干、毛羽以及生產效率等方面有突破,但還需不斷改進和完善。這次沙龍,大家坦誠的交流為這些技術的提升創造了很好的環境和條件。這也正是中國紡織工程學會舉辦紡織科技新見解學術沙龍的目的,通過《紡織學報》這個平臺,舉辦高端的學術交流活動,建立百家爭鳴的學術氛圍,傳遞最新的學術思想,引領技術創新的方向。

第3期紡織科技新見解學術沙龍會場照片