纺纱技术回顾与发展现状.doc

紡紗技術回顧與發展現狀20世紀70年代曾出現了許多紡紗型式，如無撚紡紗、自撚紡紗、單噴嘴噴氣紡紗、包纏紡紗、離心紡紗、連續粘合紡紗等，而且在自由端紡紗中有許多種組合，如轉杯、靜電、摩擦紡，另外還有渦流紡紗。同時，環錠紡繼續發展，涉足旋轉環和鋼絲圈裝置、單錠驅動、高牽伸裝置、雙粗紗紡和混合裝置。 縱觀今天的紡紗産業，可以看出雖然一些裝置已經成功，但少數爲花式紗的包纏紡和爲專業工業用市場的摩擦紡少有幸存。其實，這些機器生産商也是正確的。 圖一概括了主要技術的紡位元數目和他們各自的紡紗市場份額。顯然，當從安裝紡錠數目的觀點來看，環錠紡仍然是占支配地位的紡紗型式，其紡錠比安裝的轉杯紡多三倍左右。如果以生産的紗産量來判斷的話，那麽顯然儘管安裝的轉杯紡錠僅是環錠紡的三分之一，但轉杯紡所生産的紗産量比環錠紡所生産的紗産量的三倍還多。 圖一：可能的短纖紡紗型式環錠紡環錠紡背後的技術已經保持許多年沒有大的改變了，但已經有了重要改進。這些各自僅有稍微優勢的改變則産生了如下的協同優勢： 引進更長的機器減少了自動落紗的相對成本； 細紗機和絡紗機的結合再次加強了自動控制的運用； 引進自動落紗意味著落紗時間減少並且因此卷裝大小的重要性降低； 在絡紗機上引進絞接意味著接紗點變得不再突出，這再次提供了小卷裝的可能性； 鋼領變小意味著對於有限的鋼絲圈速度（40米/秒），可以獲得更高的旋轉速度並且因此可以得到更高的加撚速度。 這些結合意味著環錠紡可能的最大速度從15000轉/分左右提升到25000轉/分左右。還有其他一些取得部分成功的發展提議。 牽伸裝置：當雙皮圈牽伸占主導地位的時候，這種裝置能夠産生更高的牽伸。近來展會上的機器可以運行70-100倍的牽伸，高牽伸的使用已在很大程度上影響了整個裝置的經濟性。 單錠驅動：幾個生産商於20世紀80年代闡述了這種可能性。雖然這種觀點在降低能耗、降低噪音和更好地控制速度方面有優勢，但它卻需要更高的初始成本和更大的紡錠尺寸。 鋼領設計有人提出了幾種減少傳統鋼領和鋼絲圈限制的方法。 軌道式鋼領：發展旨在增加鋼絲圈散熱。 瓷器式鋼領：瓷器鋼領和塗上一層瓷的鋼絲圈相結合大幅提高了耐磨性，從而使得鋼絲圈的使用壽命變長。其他好處在於紗的質量更加穩定並且斷紗時間縮短。 旋轉式鋼領：20世紀70年代幾個環錠細紗機生産商試驗了這種想法。其他涉足該領域的裝置包括磁性紡和特大鋼絲圈紡等，這些類型的裝置問題在於，雖然他們好像可以更低的紡紗張力運行，並且因此可能使斷頭率降低，但他們的缺點是由於加撚的慣性使持續時間縮短並且高量張力達到最高點，這個最高點張力比一個鋼絲圈的張力大得多。 紡錠鑒別：環錠細紗機紡錠進行加工質量控制發展很有潛力。這使得細紗機上的那些監測疵品紗的紡錠鑒別成爲可能，正如落紗機上的一樣。有人認爲這種型號的裝置不僅會帶來紗質量的提高，而且會提高效率，更容易標示出環錠細紗機上出故障的紡位元。 加長機器：環錠細紗機上使用的驅動增長可以使每台機的紡錠數再次增加到1488錠成爲可能。這將對每錠的成本産生積極影響。另外，正如上面所述，加長機器可以使用自動控制，尤其是在相連的落紗機上使用自動控制。 集聚紡：幾個機器生産商可以生産這種裝置，即使用另外的牽伸元件和氣體力學來使紗的毛羽減少並且紗條強力更好。許多人認爲這種裝置的這兩種功能通常是互斥的，因爲這種裝置或者能使紗條強力更好或者能以更高的生産速度以更低的撚度紡紗，這兩者只能居其一。而且，與傳統環錠細紗機相比，這種機器的成本和由此生産的紗的成本會大幅上升。雖然在歐洲已經有相當廠商使用集聚紡機器，但美國沒有接受這種裝置。顯然，其他幾個機器生産商將涉足這一市場，如Marzoli和Cognetex，同時競爭的增加可能會導致機器成本的下降。 轉杯紡氣流紡目前是一種成熟的技術，並且自從20世紀60年代以來，氣流紡的加撚速度增加了5倍。在氣流紡開發初期階段，所涉及的爭論話題有： 是自吸泵好還是排氣裝置好？ 牽伸喂入輥優於打手開松輥嗎？ 雙盤軸承是提速的最佳解決方案嗎？ 這些問題表面上已經解決，並且大部分現代轉式機器在部局設計上非常相似，主要生産商的設備之間只存在微小的差別。這些差別基本上是氣體力學方面關於引紗管、轉子設計和阻撚器設計方面的。 雖然仍然可能獲得低技術的轉杯紡細紗機，但目前成熟的機器已經大多採用了自動化，如落筒、接頭、清洗和加工/産品監控。另外，這種機器可以成爲從條子到成卷紗的原料處理裝置的一部分。 通常人們認爲，雖然轉杯紡紗與環錠紡紗不同，但他們注意到了在機織和針織加工中的優點。這種不同是由紗成形過程中所産生的不同引起的。這種可以降低轉杯紡紗強力但增加毛羽和紗磨損的結構是這種裝置固有的特點。雖然可能通過使轉子和阻撚器設計優化來控制包纏纖維的成形，但不可能消除這些缺點。不幸的是雖然轉子變小是加工速度增高的需要，但這也對包纏纖維産生了負面影響，並且因此更高的速度經常會帶來紗質量下降的不良作用。 轉杯紡的發展包括加長機器的使用。另外，有人有興趣使用轉子技術來生産包芯紗，同時使用額外的元件來生産花式線。 單噴嘴噴氣紡紗雖然最初有幾家設備生産商在這種技術上有潛力，但這塊市場已經被村田公司的噴氣紡紗和渦流紡紗裝置佔領。村田噴氣紡（MJS）獲得了一個小而重要的滌/棉紗市場份額。這種噴氣紡紗裝置的優點是它可以高速生産細支紗並且因此不會與轉杯紡相競爭。自從其作爲村田噴氣紡商業化以來，已經提出了幾種組合，包括村田Twin紡（MTS）和輥式噴氣紡（RJS）。不同噴氣機也適用於不同的紗支類型。 這些組合擴展了噴氣紡的應用，尤其是關於纖維類型和紗支方面。噴氣紡主要缺點是不能生産100%棉紗。而且，村田噴氣紡限制在細紗支，因爲當紗變粗的時候紗的強度會降低。對於最佳處理，在用特別牽伸或精梳工藝喂入條子方面也是有更高的質量要求的。儘管有這些限制，並且有必要優化後處理以便提升，但噴氣紡在美國是一種可行的裝置，因爲其生産率高，村田噴氣紡802H速度爲250米/秒，同時紗和面料的質量足夠好。同時，紗的皮芯結構往往會使毛羽減到最小限度，這反過來會減少起球傾向，起球常常是多聚酯混紡織物的一個主要問題。 村田渦流紡村田渦流紡（MVS）被認爲是噴氣紡尤其是用來克服纖維類型限制的最好發展。村田渦流紡行銷的主要特點是能將未梳棉條以比其他類型裝置高出許多的速度紡成要求的紗線。這種紗的結構與多數噴氣紡紗是不同的，並且有些部分渦流紡紗類似於一根雙股紗。大家擔心的是使用這種紡紗機會有過多的纖維損失掉。但是，即便這部分損失掉的纖維可能約在8%左右，但這8%當中的大部分是短纖維，這些短纖維不會影響紗的質量。 村田渦流紡引進時的加工速度可能在350-400米/秒。歷史上成功的紡紗裝置在引進的幾年內在生産速度方面會有相當的提升。如果這種趨勢對於村田渦流紡是正確的話，那麽渦流紡紗工業可能會誕生一種速度超過500米/秒的短纖細紗機。 儘管有人認爲村田渦流紡能夠加工100%棉，但有人認爲這種裝置的主要用途在於加工多棉/聚酯混紡紗。這種機器使用輥式牽伸系統，以高速牽伸和運行速度工作。有證據表明這些裝置可能會引起不可接受的紗變異，這在面料或紗的疵點方面表現的很明顯。這就是通過使用轉杯紡打手開松輥能夠解決的問題。 對於村田渦流紡很可能的新發展包括可能實現粗支紗生産的改進和可能重新審視這種紡紗並線絡筒的觀點，即紗從兩個紡位被合併到一個卷裝位隨後兩股並一股加撚。而且從粗略回顧專利中顯然可以看出，其他機器生産商已經對類似於渦流紡的技術投資了相當大的研究，並且可能不久就出現可供選擇的機器。 目前，顯然美國在新紡紗機的投資方面處於停滯狀態。部分原因可以解釋爲紡紗産業處於低迷時期，表一所顯示的紡位元下降