基于環錠紡的紡紗新技術研究

惠永久,王楷艷,王 遠

(蘇州中紡聯檢驗技術服務有限公司,江蘇 蘇州 215000)

紡紗處在紡織產業鏈中的前端,直接影響到后續產品的加工,紡紗質量的好壞對于后續紡織品的生產有著非常大的影響,可以說紡紗在整個紡織產業鏈中占有非常重要的地位。當前在紡織領域應用的紡紗技術通?？梢苑譃榄h錠紡紗技術以及新型紡紗技術這兩類,環錠紡紗技術主要包括基于環錠紡改進的緊密紡、賽絡紡、賽羅菲爾紡、纜型紡以及嵌入式復合紡等新技術[1];常見的新型紡紗技術主要包括靜電紡、轉杯紡、自捻紡、離心紡和漏斗紡等[2]。新型紡紗技術的紡紗工序較短、生產效率較高、品種的適應性也較好,且紡紗所需人工少,具有一定的優勢,因此近幾年新型紡紗技術得到了較為快速的進步,但這些新型紡紗技術生產的紗線在結構和性能方面都不如環錠紡紗,因此目前依然很難完全替代環錠紡[3]。

1 傳統環錠紡紗技術

環錠紡紗是一種采用非自由端且以真捻形式紡紗的技術,已廣泛用于各種纖維的加工和生產。環錠紡紗的核心機構就是加捻卷繞機構,主要由錠子、鋼領以及鋼絲圈等組成,紡紗流程為粗紗經過羅拉牽伸后依次穿過導紗鉤以及鋼絲圈,最后繞到錠子外面的筒管上,錠子帶著外面套著的筒管以較高的速度回轉,此時筒管上的紗會帶動鋼絲圈沿著鋼領邊緣回轉,鋼絲圈每沿著鋼領轉一周,鋼絲圈與羅拉間的紗線就增加一個捻回,同時鋼絲圈由于摩擦阻力的作用導致其轉速相較于錠子要低,因此同時完成了卷繞。

2 新型環錠紡紗技術

近年來環錠紡紗通過一系列技術創新以及改進,出現了許多基于環錠紡的紡紗新技術如緊密紡技術、賽絡紡技術、賽羅菲爾紡技術、纜型紡技術、嵌入式復合紡紗技術等,這些技術在優質高產、減少用工以及減低勞動強度上有一定程度的改善。

2.1 緊密紡

緊密紡紗也被稱為集聚紡紗,是一種基于新型環錠細紗機而進行改進的新型紡紗技術。緊密紡紗技術通過在牽伸和加捻區之間增加了一個吸風裝置,這個纖維聚集區極大地消除了加捻點與前羅拉之間的加捻三角區(如圖1所示)[4]。纖維須條通過纖維聚集區,聚集區處的吸風產生的氣流使須條收縮和聚集,最后須條從扁平狀逐步轉變為圓柱狀,須條的前端纖維捻入紗線內。該紡紗技術生產的紗線十分緊密,而且所生產的紗線毛羽少,表面光潔。

圖1 緊密紡紗技術紡紗原理圖

緊密紡的核心是使紗線中的纖維保持平行和聚集,纖維的聚集和平行是預判定紡紗質量好壞的重要標準。緊密紡的優點主要表現在提高了紗線強力;降低了3 mm以上的有害毛羽;改善紗線條干;改善紗疵,減少斷頭;可用較便宜的原料;減少了纖維的損失。但是緊密紡紗技術也存在一定的缺陷,該技術用到的改造設備造價較高,增加了紡紗廠的資金投入,而且緊密紡技術生產的紗線在毛羽指標上雖然有較大改善,但是紗線其他指標,如紗線的條干和粗細節等,仍然存在較大問題。

2.2 賽絡紡

賽絡紡因其紡紗的方式由兩根粗紗并捻也可被稱為并捻紡或A/B紗。賽絡紡紗技術是基于細紗機改進的一項技術。紡紗時兩根粗紗從羅拉處喂入,兩者喂入時需要維持在一定距離且平行,然后分別對兩根粗紗進行牽伸,各自形成三角區,最后匯集到一塊加捻成紗線(如圖2所示)。這種紡紗方法特殊的結構以及捻回傳遞的共同作用,使得兩根粗紗在捻合前各自已有少量的捻回,當兩根粗紗捻合成紗線后,形成的紗線具有股線的特點。

圖2 賽洛紡紗技術紡紗原理圖

賽絡紡紗技術主要用于純紡或混紡,常被用于羊毛和腈綸等的加工,也可將其應用于棉紡細紗機上,該技術生產的紗線通常耐磨性和抗起毛起球性能較好且透氣性能優異,因此通常采用此技術生產的紗線作為牛仔布以及平布的原料。賽絡紡紗技術的優勢在于成紗的毛羽少、手感柔軟、斷裂強度以及斷裂伸長率高、耐磨性能好且織物透氣性好,相較于傳統的環錠紡技術生產的紗線,賽絡紡技術生產的紗線粗、細節明顯較少,同時該技術在紡紗時很大程度減少了車間內飛花產生。賽絡紡紗技術同樣存在一定的缺點,如并合前由于粗紗太細,可能會導致粗紗被意外牽伸,進而可能導致細節和斷頭,細節會影響紗線的質量,斷頭率增加會影響生產效率。

2.3 賽絡菲爾紡

賽絡菲爾紡紗技術同樣也是粗紗喂入,然后再引入一根長絲,使長絲與喂入的粗紗在前羅拉握持點間形成三角區,然后一起加捻得到成紗,其中需要注意的是粗紗需牽伸,長絲不參與牽伸,只需要將其從羅拉口處喂入,如圖3所示[5]。

圖3 賽洛菲爾紡紗技術紡紗原理圖

賽絡紡紗技術是兩根粗紗須條加捻成細紗,兩個須條的特性如質量、模量等都相同,但在賽絡菲爾紗技術中用到的是粗紗須條和一根長絲,長絲與須條的各種特性不同,因此加捻過程不穩定也不平衡。采用賽絡菲爾紡紗技術紡紗時要注意長絲與粗紗中心之間的間距,在粗紗與長絲間會形成一個加捻三角區,間距的大小對于成紗的質量有很大影響,同時也會影響成紗結構。長絲與粗紗之間的距離越大,加捻三角區浮游纖維就越易被加捻,浮游纖維被加捻到紗線中,紗線的毛羽就得到一定改善;當長絲與粗紗中心的距離重合時紡出的紗為包芯紗,其中芯紗就是長絲,粗紗短纖維包覆在長絲表面。采用賽絡菲爾技術生產的成紗具有表面毛羽少;紗線強度和伸長大幅增加,遠超過單紗;斷頭率下降;紗線截面形狀接近圓形;織造過程中易產生織疵等特點。

2.4 纜型紡

纜型紡也可稱為索羅紡,是在傳統環錠紡紗技術上進行改進的一種新技術[6],在環錠紡紗機的前羅拉上額外加入一個溝槽羅拉,粗紗須條經過溝槽羅拉上的小槽被分為3～4根子須條,各子須條分別加捻,最后各加捻后的子須條一起捻合成紗,如圖4所示,這種特殊的成紗方式使得通過纜型紡紡出的紗線具有多股紗的特點,且耐磨性能好,成本低。采用該技術紡出的紗線強力高,條干好且毛羽少、強力和耐磨性也都有改善,并且這種紡紗用到的裝置比較簡單,在原有機器上改進相對容易。但纜型紡對紡紗原材料要求較高,需要纖維長度較長,不適合紡捻度過高的強捻紗。

2.5 嵌入式復合紡

嵌入式復合紡紗技術特點可以看成是兩個賽絡紡紗技術的結合[7],兩根粗紗和長絲分別在前鉗口處形成加兩個加捻三角區,然后匯集到一起再形成第三個加捻三角區(如圖5所示)。與原環錠紡紗技術只有一個三角區有極大不同,它可以大幅縮短浮游纖維的握持距離,這種特殊的成紗方式使得紗線具有股線的特點,其中紗線的強力是由包在內部的長絲來提供的,短纖在長絲上固定,該技術的成紗原理與傳統環錠紡紗原理不同。采用該技術生產的紗線,其結構緊密且耐磨性能要比傳統環錠紡成紗的效果好,毛羽也得到了有效減少。

圖5 嵌入式復合紡紗技術紡紗原理圖

3 結語

環錠紡紗技術目前仍然是實際生產紗線中采用較多的方法。隨著新型環錠紡紗技術的創新與改進,今后的環錠紡紗技術將與各種紡紗技術互補互促長期共存,紗線的各項性能會得到進一步改善,為后續紡織成品的生產提供更多優質的紗線。