不同的紡紗工藝技術對紗線物理性質及外觀影響不同,甚至會使最終產品的特性也不相同。目前,環錠紡、集聚紡、轉杯紡、噴氣紡和渦流紡這5種實用的紡紗工藝,倍受紡織企業關注,其無論是在產量和質量方面,還是在成紗結構和特性方面,都有各自的獨特之處。
1.環錠紡
環錠紡紗是目前市場上用量最多,最通用的紡紗方法,廣泛應用于各種短纖維的紡紗生產,如普梳,精梳及混紡等。環錠紡紗是將牽伸、加捻和卷繞同時進行的一種紡紗方法,粗紗在牽伸系統中被牽伸至所要求紗號的須條,再經鋼領、鋼絲圈的加捻和卷繞形成一根紗線。
由于牽伸作用,主牽伸區中的須條寬度是所紡紗線直徑的數倍,此時各根纖維抵達前鉗口線時呈自由狀態。當這些纖維離開前鉗口線后即被捻合在一起,這樣就形成了一個紡紗加捻三角區。而紡紗加捻三角區阻止了邊緣纖維完全進入紗體,部分邊緣纖維脫離主體形成飛花,較多的邊緣纖維則是一端被捻入紗體,而另一端形成毛羽。
這些纖維不但對紗線的均勻度、彈性等性能起消極作用,且對紗線的強力極其不利。另外,在加捻時處于三角區外側的纖維受到的張力最大,而在中心的纖維受到的張力最小,故成紗時這些纖維的初始張力不等,從而影響成紗的強力。
環錠紗中纖維基本上呈螺旋線排列,使纖維在紗中內外纏繞聯結,紗的結構緊密,強力高,適用于制線以及機織和針織等各種產品。雖然環錠紗結構較為緊密,但紗條表面相對來說顯得雜亂無序,光潔度較差。
2.集聚紡
集聚紡是在環錠細紗機牽伸裝置前增加一個集聚裝置,進行紡紗的一種新型紡紗技術。其紡紗機理主要是:在環錠細紗機牽引裝置前增加了一個纖維凝聚區,從牽伸裝置前羅拉鉗口線遷移出來的纖維束集聚在一條線上,基本消除了前羅拉至加捻點之間的紡紗加捻三角區,很好地解決了傳統環錠紡紗存在的成紗強力、毛羽和飛花等關鍵問題。
不同的機器制造商研發出了不同的集聚裝置,但原理基本相同,都是通過集聚作用,使須條中的纖維特別是邊緣纖維和浮游纖維得到有效的控制,大大降低牽伸須條帶的寬度,從而基本消除紡紗加捻三角區,生產出新型高質量的緊密紗。
集聚紡工藝在聚集區有對紗條的整理作用,由于氣流的收縮和聚合作用,纖維的端頭均捻入紗線內,成紗結構最為緊密,紗線外觀光潔、毛羽少、紗線強力較高,紗線加捻螺旋結構清晰可見;且在加捻羅拉鉗口處加捻時纖維的內、外層轉移沒有傳統工藝強烈,所以緊密紗的條干不勻,粗、細節指標比傳統環錠紗要好。
同時,由于緊密紗毛羽少,為下道工序提供了較好的條件,減輕了上漿、燒毛等工序的壓力,若無梭織機的緯紗使用緊密紗時,可大大減少引緯的阻力,提高了織機效率。此外,由于緊密紗纖維排列緊密,和相同號數的傳統紗線相比直徑小,所以用相同經、緯密織成的布透氣性好,布面平整、光滑,是高檔紡織品的理想用紗。
3.轉杯紡
轉杯紡是自由端紡紗方法之一,因采用轉杯凝聚單纖維而稱轉杯紡紗。初時主要用氣流,又稱氣流紡紗。轉杯紡紗是將喂入的纖維條被包覆有針布的回轉分梳輥開松成單纖維,隨氣流輸送到高速回轉的轉杯內壁,單纖維進入轉杯后,先被送到轉杯內壁的斜面上。由于轉杯內壁表面速度較高,纖維沿著內壁的周向平行排列,在離心力的作用下,滑向內壁最大直徑處的凝聚槽內,在凝聚槽內形成紗尾,同時被加捻成紗引出,直接繞成筒子。
轉杯紗在加捻過程中,加捻區的纖維缺乏積極握持,呈松散狀態,因而纖維伸直度差,纖維內外轉移程度低。其紗芯結構與環錠紗相似,比較緊密;外包纖維結構松散,無規則地纏繞在紗芯外面。與環錠紗相比,轉杯紗結構比較蓬松,纖維伸直度較差,內外層纖維轉移較少和捻度不一,因此,紗的強力低、伸長較大。但織物手感豐滿厚實、保暖性好、耐磨、吸漿和吸濕性好、吸色率高。轉杯紡紗適用于許多產品,如燈芯絨、勞動布、卡其、色織絨、印花絨、絨毯、線毯、浴巾和裝飾用布等。
在轉杯的凝聚槽內留有雜質,會破壞須條的凝聚和捻度的傳遞,使紡出的紗有周期性不勻,波長約為轉杯的周長,嚴重時會產生斷頭。即使細小的粉塵進入凝聚槽內,也會逐漸積聚成較大的顆粒,產生同樣的影響。因此除了轉杯紡紗器本身需有排雜裝置外,在前紡工藝過程中還應加強清除塵雜的作用。
4.噴氣紡
噴氣紡屬于非自由端紡紗,是利用高速旋轉氣流使紗條加捻成紗的一種新型紡紗方法,以日本村田公司制造的MJS機型為代表。噴氣紡采用棉條直接喂入牽伸裝置,經牽伸后的須條進入噴嘴,兩個方向相反的高速旋轉氣流對紗條進行假捻并包纏成紗,紗條引出后經電子清紗器去除疵點后被卷繞在筒子上。
噴氣紡采用空氣加捻,無高速回轉機件實現了高速紡紗;噴氣紡較環錠紡少了粗紗、絡筒2道工序,節約廠房面積30%左右。與環錠紗比較,萬錠用工人數和機物料消耗等大幅度下降。噴氣紗是一種雙重結構的紗,一部分是幾乎平行、無捻的芯紗纖維,另一部分是包纏在芯紗外部的包纏纖維。噴氣紗的結構較為蓬松,纖維間的間隙較大,包纏纖維與芯纖維的比例約為1∶9,包纏纖維將向心的應力施加于芯纖維條上,給予紗體必要的聚合力以承受外部應力。
噴氣紗摩擦因數較大,紗線具有方向性,其摩擦性能也具有方向性。耐磨性能優于環錠紗,但手感較硬,可開發獨特風格的產品,如仿麻類織物,以及縐織物,仿毛產品等。噴氣紡附加一些裝置,還可以開發一些特殊品種的紗線,如花色紗、包芯紗、混合紗等。
5.渦流紡
渦流紡紗是利用固定不動的渦流紡紗管,來代替高速回轉的紡紗杯進行紡紗的一種新型紡紗方法。渦流紡的成紗原理是纖維條由給棉羅拉喂入,經過刺輥開松成單纖維,借氣流的作用,從輸棉管道高速喂入渦流管內。渦流管內形成旋渦狀的氣流。當旋轉向上的氣流到達芯管時,與輸棉管道進入的纖維匯合,沿渦流管內壁形成一個凝聚纖維環,穩定地圍繞渦流管軸線,高速回轉,將纖維加捻成紗,紗從導紗孔中連續不斷地由引出羅拉引出卷繞成筒子。
渦流紡紗最主要的特點是省去了高速回轉的紡紗部件。由于采用氣流加捻擺脫了高速加捻部件引起的轉動慣性問題和軸承負荷問題,還有因紡紗形成的氣圈而增大了紡紗張力的問題。
渦流紗是一種雙重結構的紗,紗條的芯纖維是平行排列的、無捻度,依靠旋轉氣流的作用使末端纖維包覆纏繞于芯纖維外部加捻成紗。但與噴氣紗不同的是,渦流紗的外層覆蓋纖維比重大,以致內部未加捻的纖維幾乎被完全覆蓋,表面纖維排列則更近似于環錠紗。
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