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盤點近代紡紗工藝與裝備的技術進步
時間:2018-04-25 08:31 來源:中國紗線網 作者:網絡 點擊:

隨著近年來上游原材料成本上漲、勞動力成本增加,以及環保壓力加劇,引發對高品質、低能耗、智能化紡織設備和技術的需求增長,促進了紡紗新技術的發展。技術裝備水平提高并促進了紡織品生產加工水平的提升,棉紡自動化、連續化、高速化新技術的國產化攻關和大規模的推廣應用提高了生產效率和產品質量。

 

生產加工新技術推動了高檔紗線的發展,緊密紡、噴氣紡、渦流紡、嵌入紡等新技術的采用使紗線產品種類更加豐富,天然纖維紡紗支數大大提高,紗線質量顯著提升。以下盤點下近年來,國內外在紡紗裝備上的技術進步和紡紗技術及應用上的六大創新點,這些技術迎合了當前市場的需求并長足的推動了國內紡紗技術的發展。


清梳聯工藝與裝備創新

在清梳聯技術方面,為實現錫林的梳理與除雜效率的提升,錫林回轉線速度在不斷增加,于此同時,錫林的直徑也逐漸縮小。

錫林線速度增大容易對纖維造成損傷,而小的錫林直徑又有利于解決諸多高速運轉帶來的其他問題;同時,小錫林直徑還可以使表面離心力增幅達50%左右,有利于加強除雜作用。

另外一個顯著的變化就是錫林工作寬度在不斷增加,傳統幅寬的高產梳棉機上產量超過40-60 kg/h時,錫林表面負荷與道夫轉移率的限制將導致產品品質惡化,因此在現行結構基礎上只有加寬錫林工作寬度,以保證梳理區面積和棉網品質。

如瑞士立達C70型、印度朗維CL-363型以及中國東佳FA209型梳棉機的錫林直徑縮小三分之一,工作幅寬增大為1500mm,增加了蓋板-錫林間積極梳理區的面積;而英國克羅斯羅爾的MK7型梳棉機也在兼顧梳理面積、梳理速度、離心力關系的前提下,將錫林直徑優化為1016mm。

為增大梳理區面積,德國特呂茨勒的TC系列梳棉機采用抬高錫林、降低道夫與刺輥的中心位置獲得更大梳理空間,其TC8型機擁有2.84m的梳理孤長,是目前梳理弧長最長的機型。立達C60型梳棉機將道夫與刺輥下移靠攏,錫林名義工作區比率增至81%。C70型梳棉機機工作幅寬擴展至1.5 m,成為目前具有最大的有效梳理面積的機型。

此外,梳棉機圈條器向更大容量發展,如特呂茨勒的T-MOVE型自動換筒圈條器,較直徑1000 mm條筒容量增加43%,可以顯著減少換筒,減少并條搭接條,提高和穩定紡紗品質,降低人工勞動強度。


環錠紡紗工藝與裝備創新

 

與其他新型紡紗方式相比,環錠紡在原料適用性和紗線總體品質上仍無可取代,其技術改良和創新具有重要意義和應用價值。賽絡紡、賽絡非爾紡、緊密紡和索羅紡,實質都是對傳統環錠紡紗的改進和改造,進一步改善了成紗結構,提高了紗線性能,目前已廣泛應用于生產中。

近幾年,市場對紗線品質的要求越來越高,緊密紡裝置需求持續大幅增加。在緊密環錠紡過程中,氣流是纖維凝聚的附加動力來源。在紡紗過程中,纖維堵塞網眼時往往造成負壓裝置不能連續穩定地提供負壓,導致緊密效果下降。

青澤351型緊密紡紗機配備的2Impact FX裝置,皮圈回轉時反復伸縮,使雜質和短纖維無法堆積,達到自清潔作用;而氣流在獨立的吸風單元控制下供應充沛,能以直線形式通過緊密紡系統,從而保證纖維不能集聚在網孔中,使成紗品質保持不變。

在中國,近十年來關于環錠紡技術的技術改進十分豐富。例如,由山東如意集團與高校共同開發的“高效短流程嵌入式復合紡紗技術”,通過配置4根喂入的長絲與短纖維須條在前鉗口線的位置,使得2根長絲處于外側,兩根短纖須條處于外側,且對稱分布。這種紡紗方式利用長絲對于短纖維須條的有效增強,還能有利于短纖維須條中纖維的有效捕捉。

 

武漢紡織大學研發的“普適性柔順光潔紡紗技術”,在環錠紡紗三角區附加設置一個熨燙接觸面,纖維經過接觸面時,受濕熱作用而達到纖維玻璃化轉變溫度,實現表面纖維的緊密包纏、內層纖維的充分轉移,因此成紗表層致密光潔、內部柔順。目前,該技術已在棉、麻、化纖等紡紗系統實現了產業化應用。

轉杯紡紗工藝與裝備創新

 

在中國的轉杯紡市場,高中端轉杯紡紗裝備的代表為瑞士賜來福、立達,分別生產的Autocoro系列和R系列全(半)自動轉杯紡紗機,轉杯實際轉速可達6-18萬r/min,引紗速度在150-350m/min。

此類高端轉杯紡設備往往具有全自動的紗線品質監控系統,可實現高度的自動化和生產靈活性。

Autocoro 9可以獨立設定指定紡紗頭位置的參數設置和生產任務,即并行生產多批次產品,滿足現代紡紗生產中小批量靈活生產的要求。立達R66機上的VARIOclean裝置的創新點在于,利用機械刮片和壓縮空氣來工作。

在一般的轉杯紡紗機中,隨著執行時間的推移,每次接頭后的紗線品質逐漸降低,為了解決這一問題,該裝置在每次進行接頭前,其中的空氣噴嘴和機械刮片首先對清潔紡杯和紡杯槽進行清理,從而避免額外接頭,保證在整個卷裝生產過程中穩定的高品質。

立達R66型轉杯紡紗機可以最大實現700個紗錠和6個機器人的操作;并且可以裝備可替換式的多纖維通道,實現高效的多種類纖維紡紗。

 

除此之外,轉杯紡的生產品種與種類也大大的得到了拓展,國內已經可以使用轉杯紡生產竹節紗、AB紗、混色紗、混纖紗等新型紗線。


噴氣渦流紡紗工藝與裝備創新

噴氣渦流紡紗是一種非自由端新型紡紗,是日本村田在噴氣紡紗機的基礎上成功研制的一創新型紡紗機,紡紗速度最高達500 m/min。噴氣渦流紡紗方式能夠適應純棉、化纖反其混紡的多種原料的紡紗。由于利用噴嘴的“假捻-退捻-包纏成紗”,其成紗結構不同于環錠紗和轉杯紗,風格獨特。


市場上除村田870噴氣渦流紡紗機外,還有立達研發的新型噴氣紡機J26。與村田噴氣渦流紡相比,其加裝的滌綸裝置P26可以使之加工純滌綸紗。其工原理是在加捻區域前,對纖維進行加濕處理。加濕后工藝部件上的滌綸油劑集聚現象和靜電效應將得到降低,因此能夠保證紗線毛羽降低,紗線的強度還可提升約1 cN/tex。

 

另外,應用了包芯紗裝置的噴氣渦流紡包芯紗,質量優于環錠紡包芯紗,針對渦流紡紗機在生產紗支粗及剛性大的滌綸難點,增設了纖維清油機構,使生產滌綸及剛性大的粗支紗可紡性顯著改善,從而擴大渦流紡生產滌綸的應用范圍。

 

 節能環保技術在紡紗領域的應用

目前,紡紗機件的智能化、綠色節能、高速高產、自動化等方面,已經成為客戶對于產品開發多樣化、環保綠色化、管理智能化的新需求。能源節約技術已經成為目前各技術革新中必不可少的一項組成。

在梳棉設備中,優化回轉件的重量及尺寸,成為節能降耗的一項主流舉措。以立達C70梳棉機為例,除了優化機器性能外,增大錫林幅寬至1.5 m,使能耗降低20%。

在紡細紗的過程中,普遍采用的一種節能方式是通過獨立控制實現效能的按需分配。以賜來福為例,Autocoro 9在Autocoro 8轉杯紡紗機的基礎上,配備單電機進行驅動,以實現自動化,可節省約18%的能源。意大利薩維奧的絡筒機Eco Pulsar,使用單機驅動技術實現每個紗錠的獨立負壓,從而取消了大吸風,必要時,最大負壓水準可以在幾秒內瞬間形成,實現“按需吸”的目的,能夠降低能耗。


智能化技術在紡紗領域的應用

除自動接頭,自動清紗等裝置外,上述獨立控制的紡紗單元除了為節能降耗提供了新思路之外,也實現了紡紗工序的自動化和智能化。

近年來,自動理管機也成為很多廠商新研發的附加功能,如Autocoro 9轉杯紡紗機,6個落紗機可以輕松管理不同的包裝要求。

此外,立達研發的SPIDERweb紗廠控制系統,能夠收集和分析所有相關資料,利用能耗模塊、環境模塊、用戶端模塊及警報模塊、輔助模塊、單錠檢測系統及掌控模塊,透過資料分析在短時間內分析出正確措施,實現效率的提高和生產成本的降低。

國外的其他自動化管理系統還包括特呂茨勒的資料控制系統T-DATA、馬佐里的YarNet等;國內則有經緯集團開發的經緯e系統,值得說明的是,該系統已應用于我國多家大型棉紡企業的生產實踐,能夠實現與ERP系統的無縫集成。


通過以上創新技術,我們看到在紡紗裝備方面,大都是國外公司處于領先位置,國內裝備緊隨其后,可以說,目前在前沿技術方面,我們仍落后于國外公司,近年來他們開發的紡紗機械與紡紗器材都緊緊圍繞實現紡紗高速、優質、降耗、省工的主題,依托科技進步,積極采用自動化、連續化、智能化等新技術,技術水平有明顯提高,也更符合市場預期。展望未來,國內紡機與器材企業應積極借鑒國外先進技術水平,為我所用,開發出技術先進性價比更高的紡紗設備與紡紗關鍵器材,更好為國內紡紗企業服務。




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