緊密紡技術的創新點
1.2.1緊密紡技術概況
緊密紡被稱為"21世紀的環錠紡紗新技術”，是近年來環錠紡紗技術的一個研發熱點。但國際上緊密紡技術的研發早在約20年前就開始了。1988年，ErnstFehrer博士就開始了緊密紡紗技術的研制。他對普通環錠細紗機進行適當改進，提出了消除加捻三角區、保證邊緣纖維束向紗干集聚，生產高質量緊密性環錠紗的紡紗工藝新方法。自此，國外一些研究機構和紡機制造廠商加大投入，秘密研制并相繼推出了各種形式的緊密紡整機或緊密紡裝置。
1999年6月，在巴黎舉行的第13屆國際紡織機械展覽會(1TMA'99)上，緊密紡細紗機首次登臺亮相，恭迎新世紀。瑞士立達公司展出了應用Fehrer塵籠原理開發的ComforSpin緊密紡系統；德國緒森公司和青澤公司則分別應用Denkendorf紡織技術研究院的Artzt原理開發了EliteSpinning和CompACT3緊密紡系統，并都隨即推入國際市場，分切并享用緊密紡新技術的蛋糕。
近年來，無論是緊密紡的紡紗原理、緊密紡系統的結構裝置，還是緊密紗的下游應用的研究開發，都取得了卓有成效的進展。人們對緊密紡技術的認識已從緊密紗成紗結構特征的改良，如外觀形態的改善和內在品質的提高，深入到了原料的節省、原料特性利用率的提高、紡紗過程中的環保以及下游工序生產效率的提高、疵點增量的減少、附加工序的減量或取消等重要優勢性能，緊密紡技術得到了進一步的推廣應用與發展。
目前，國外比較有代表性的緊密紡系統有瑞士立達公司的COM4緊密紡系統，德國緒森公司的EliTe®緊密紡系統，德國青澤公司的CompACT3緊密紡系統，日本豐田公司的Rx240—EST緊密紡系統，瑞士羅托卡夫特(Rotorcraft)公司的RoCoS緊密紡系統，意大利馬佐里的Olfil®緊密紡系統等。國內對緊密紡的研究
緊密紡技術作為傳統環錠紡紗領域一個實質性的技術進步，已得到業界廣泛的認可。瑞士立達公司對緊密紡的概括語是：聚集之中顯優勢；德國青澤公司把緊密紡定位為：新紗線個性的解決方案；而德國緒森公司則斷言：未來屬于緊密紡。
1.2.2緊密紡技術的概念
緊密紡技術是基于傳統環錠紡紗的一種新的環錠紡紗技術。它是一種旨在消除傳統環錠紡紗的主要缺陷加捻三角區所研究開發出來的新型環錠紡紗技術。
緊密紡技術是指纖維須條在經過環錠紡紗機的主牽伸區后進入加捻區之時，利用氣流或機械等作用，使輸出比較松散的須條纖維向紗干中心集聚，減小甚至消除加捻三角區，從而使纖維進一步平行、毛羽減少、紗條緊密的新的環錠紡紗技術。簡單說，緊密紡技術就是一種利用氣流或機械等作用力對環錠細紗機牽伸后輸出的纖維須條致密化的紡紗技術。
緊密紡能有效地優化紗線結構，可以使纖維在加捻前由相對自由松散、扁平狀態變為集中平直、緊密聚集的狀態，有利于紗條在加捻過程中把幾乎全部纖維捻人紗線主干之中，從而大幅減少毛羽，降低飛花，并使紗線中的纖維排列更加緊密，受力分布進一步均勻，成紗質量得到極大提高，制造出新一代的環錠紗線——緊密紗。
1.2.3緊密紡技術的創新點
1.2.3.1傳統環錠紡的改進局限性
為了解決傳統環錠紡紗的加捻三角區問題，長期以來業界科技人員做了大量的研究工作。歸納起來，現有縮小加捻三角區的技術措施主要包括以下三種。
a.利用粗紗捻回
粗紗捻回具有雙重作用。粗紗捻回一方面可避免粗紗在進入細紗機牽伸區之前受到破壞；另一方面，在牽伸過程中，粗紗捻回可對纖維須條的擴散起到控制作用，能將纖維從經向握
b.加裝集合器
在牽伸機構的膠圈與前羅拉之間加裝集合器，可以對須條從側面加壓，使纖維得到徑向集聚。但集合器常與牽伸作用發生干涉：出口寬度大的集合器對纖維的作用不足；出口寬度小的集合器則會增加纖維與集合器之間的摩擦力，并將摩擦力轉移到纖維之間，明顯干擾主牽伸，反而易聚積飛花，形成紗疵，使紗線質量下降。因此，集合器雖然對于進入牽伸主區前部分的須條具有纖維集聚作用，但也會同時帶來不少負面作用，設計和使用不良的集合器還可能減弱、抵消甚至超過其所帶來的正面作用。另外，集合器的結構、材質、做工及安裝位置，對其集聚作用也影響很大，使其作用不夠穩定。目前大部分廠家都不采用集合器。
c.完善牽伸機構
完善牽伸機構的技術點很多，例如，改變直線牽伸為曲線牽伸形式，設計新結構形狀的上銷和下銷，調整膠圈、膠輥的材料配方和表面處理方法，提高羅拉制造精度等。完善的牽伸機構無疑會使進入牽伸區的須條纖維得到有效控制，有利于提高紗線質量。但這些改善措施都局限于在牽伸區內對須條纖維的有效控制，而牽伸區的主要作用是對輸入的纖維須條進行牽伸，因此，任何對牽伸機構的改進與完善雖都有利于纖維須條的牽伸，但鞭長莫及，并不能作用到被前鉗口阻斷的加捻三角區，具有難以解決的局限性。
1.2.3.2緊密紡的創新點
實踐表明，現有技術對減弱甚至消除加捻三角區的作用都是有限的，長期以來，痼疾未除。
緊密紡技術的創新點就在于(圖1—3)：它不是對牽伸機構本身或在牽伸區內來解決存在于牽伸系統之外的加捻三角區問題，而是創造性地針對存在加捻三角區的牽伸系統和加捻卷繞系統結合部來解決加捻三角區問題；它不是
1.2.4緊密紡的機理與作用
1.2.4.1緊密紡的機理
緊密紡細紗機和傳統環錠紡細紗機的本質相同，除所增加的緊密紡系統或裝置外，兩者的結構也相同。緊密紡細紗機仍以傳統的三羅拉長短膠圈牽伸裝置為基礎，保留了中羅拉的膠圈和后牽伸區的結構，只是在前羅拉輸出后加了一套纖維集聚裝置。通過這套集聚裝置能有效地讓經過兩次牽伸的纖維束在進入加捻卷繞區之前緊密集聚，縮小前鉗口處纖維束寬度或大幅降低牽伸須條的寬度與紗條直徑之間的比值，降低加捻三角區的高度，使加捻三角區面積減少到最小程度，甚至消除，以大幅度地減少紗線毛羽，增加成紗強力，提高紡紗效率，改善紗線品質。
緊密紡要求遵循兩項原則：一是集聚纖維和收縮加捻三角區的作用必須在前羅拉輸出牽伸后的纖維須條時及時而有效地出現，或是集聚纖維和收縮加捻三角區的作用必須達到前羅拉的鉗口線，并且不會對牽伸后的纖維須條產生任何副作用；二是集聚纖維和收縮加捻三角區的作用必須與紡紗加捻卷繞良好銜接，并且不會對其產生任何負面影響。目前各家公司推出的不同種類和不同形式的緊密紡細紗機或緊密紡裝置，盡管各緊密紡系統或裝置的集聚纖維方式各不相同，集聚系統或裝置的結構設計也存在較大差異，各有所長，但緊密紡系統的紡紗原理基本相同，都遵循了所述緊密紡技術的兩項原則。同時，這兩項原則也構成判斷緊密紡系統或裝置優劣的依據和標準。
從理論上看，緊密紡技術催生了一種新的紡紗
1.2.4.2緊密紡的作用
在緊密紡中，緊密紡系統或裝置的基本作用主要表現在以下幾個方面。
a.緊密集聚纖維的作用
根據緊密紡基本原則，在纖維集聚區內，緊密紡系統或裝置應讓離開前鉗口的所有纖維幾乎全部得到有效控制，使須條的邊緣纖維向紗干中心緊密收攏集聚，纖維排列進一步平行，不利于產生毛羽，而易于加捻卷繞順利進行。
b.收縮須條寬度的作用
纖維須條的寬度是指從前羅拉鉗口輸出須條的寬度，即加捻三角區內須條的橫向寬度，也是加捻三角區的底邊長度。緊密紡技術具有收縮該寬度或長度的作用，意味著可大幅減小加捻三角區的面積，有利于纖維須條產生集聚作用。一方面，須條的橫向寬度變小，使加捻三角區的邊緣纖維減少，利于克服毛羽，減少飛花；另一方面，須條的橫向寬度減小，使加捻三角區的邊緣纖維和中間纖維的張力差異大幅減少，成紗內的纖維受力進一步均勻，提高纖維強力的利用率，使紗線強力增加。
c.減小包圍弧的作用
在傳統環錠紡中，牽伸機構與車面具有一定的傾斜角度，加捻卷繞機構則垂直于車面，因此在牽伸機構與加捻機構的接續點處紗線對前羅拉形成一定的包圍角或包圍弧。從紗條運行的角度看，包圍弧的終止點與所
試驗證明：在緊密紡紗過程中，加捻三角區域基本被消除，幾乎所有從前羅拉輸出的纖維都能在相同的張力條件下捻合成細紗，提高了纖維利用率；加捻三角區的消失，可以使捻度傳遞到非常接近鉗口線的地方，從而使紡出的細紗毛羽大幅度減少，紗體光滑、緊密和堅固，品質大幅提高；又因為不存在加捻三角區，使從前羅拉引輸出的須條纖維可立即受到集聚機構的有效控制，因此，即使是短纖維也能在這個臨界區域內受到很好控制，減少了短纖維飛花，使工作環境大為改觀。這也意味著緊密紡建立了一種新的紗線標準：在紗線中，所有的纖維之間應相互平行排列并均勻地集聚在一起，每根纖維都可對紗線的性能做出相應的貢獻(圖1—4)。
1.2.5緊密紡技術的優勢
緊密紡技術是環錠紡紗技術領域的一次實質性飛躍。它消除了加捻三角區這個傳統環錠紡紗過程中的薄弱環節，在紗條加捻之前改善了須條纖維分布狀況，完善了須條結構并使之理想化，使纖維先緊密集聚，再加捻卷繞，并使加捻傳遞直接延伸到前鉗口線，消滅了無控制區，顯著地提高了紗線的品質和性能，凈化了生產環境，增加了生產效率，也為后續加工工序提供了良好的條件。
具體看，緊密紡技術的優勢主要包括以下幾點。
a.成紗質量明顯提高，紗線品質顯著改善
毛羽減少是緊密紡技術的突出優點之一。緊密紡技術由于基本上消除了
增加強力是緊密紡技術的另一突出優點。緊密紡中不存在加捻三角區，纖維須條從前羅拉鉗口輸出后可立即受到負壓氣流或機械力的作用控制，纖維須條的纖維之間基本上是在平行順直狀態下被迅速加上捻度，同時紡紗過程中幾乎所有纖維都被捻人紗體之中，充分利用了每根單纖維的強力，因此紗線斷裂強度提高，強力變異減小，生產過程中斷頭減少，成紗強度增加，抗摩擦性能好。強力增加的緊密紗在經過后續的絡筒機再卷繞加工后，優點會更明顯，后續工序的疵點增量顯著降低，成品耐磨耐疲勞性大為提高。
緊密紡對紗線品質的改善程度直接體現出了其價值，在傳統的環錠紡技術上采用任何其他技術手段都難以達到同樣效果。
b.節約資源，有益環保
緊密紡技術的優勢不僅限于其本身產品緊密紗品質的改善，還可以從更高的層次上表現為對資源的節約和對環境的保護。紗線的毛羽特別是長毛羽，不僅是對生產工藝具有危害性，更重要的是從可持續發展角度看，毛羽的存在是一種資源的浪費。首先是纖維資源的浪費。毛羽未被捻人紗體，不僅沒有發揮該纖維應有的作用，反而削弱了紗線的整體強度，影響到紗線相關品質指標，而且還造成了后續工序中更多的浪費，如因毛羽多及強度不足而需要設置的上蠟、上漿、燒毛及捻線等工序。在原料選配上的長度限制，不利于纖維原料的充分利用和開發；在前紡流程中的精梳工序主要目的是去短絨，在很大程度上也是為了紡紗時減少毛羽，以提高紗線強力，改善紗線的外觀。這些附加工藝所造成的資源浪費一時不可估量。緊密紡技術從根本上解決了紗線毛羽問題，因而可節約大量寶貴資源，并可使纖維資
緊密紗由于強力高，因而可采用較少的紗線捻度，從而可減少紡紗的能源消耗，提高紗線的產量；緊密紗由于強力的提高和毛羽的改善，因而可用較低等級長度的原料紡出較好品質的紗線，從而可降低原料成本，充分利用好有限的特別是天然的纖維資源。
從環保角度看，所有的資源浪費都是非環保的。緊密紡能減少各項浪費和損失，這就是環保。緊密紡能減少斷頭，提高生產效率，節約能源；在生產過程中大幅度減少飛花，既減少于原料消耗，降低了生產成本，又有效地改善了生產環境，具有環保效應。因此，緊密紡技術不僅在紗線品質和后續產品的質量上表現突出，而且在資源綜合利用、減少能源消耗及環境保護等社會效益方面也體現出了良好的應用價值。
c.生產成本下降，經濟效益提高
緊密紡技術的應用，給紡紗企業實現降本增效帶來了機會，體現了緊密紡的經濟優勢，主要體現在以下幾方面。
①降低原料成本：隨著紡紗原料價格的不斷攀升，紗線售價中原料成本的比例日益加大。采用緊密紡紗技術后，在保持與普通環錠紗品質略優的情況下，可以適當地降低配棉的等級長度，從而可降低原料成本。
②減少用棉量：噸紗用棉量直接關系到紡紗成本。有研究表明，米用緊密紡技術后，可以適當地減少噸紗用棉量，特別是精梳紗，在保持緊密紗適度紗線品質優勢的情況下，通過降低精梳落棉率可減少噸紗用棉量5％—8％。
③提高紡紗效率：由于緊密紗強力、毛羽等指標的實質性改善，在
滿足下游工序要求的情況下，緊密紡細紗機可適度增加細紗機的單產，以提高紡紗效率。提高紡紗效率、降耗增產可以有兩種方式：一是保持紗線捻度不變，提高錠速；二是保持錠速不變，減少紗線捻度。
④直接獲得利益：由于緊密紗的高品質，同紗支的緊密紡紗線售價可比普通環錠紡紗線高出20％—30％；此外，對于緊密紗的適當應用，可用單紗
總之，緊密紡的優勢涉及節省原料、節約能源、減少人力、保護環境、提高生產效率、改善紗線品質等一系列紡、織生產管理中有關工藝、成本和管理的項目，是一種具有綜合效益的新型環錠紡紗技術。緊密紡技術的這些優勢，可以彌補或減少應用其技術所支付的高成本。采用良好性價比的國產化緊密紡設備，紡紗企業也有望僅通過上述降本增效措施，消化和抵補全部或大部分采用緊密紡技術的應用成本，推動緊密紡技術實際應用的發展。
緊密紡技術問世以來，以其獨特的紡紗原理，優越的成紗性能，顯著的經濟效益，受到市場的廣泛歡迎，發展極為迅猛。緊密紗已從最初的主要用于細支襯衫布發展到如今被廣泛用于很多不同的紡織產品中。作為一種大幅度提高紗線品質的新型環錠紡紗方法，緊密紡技術有望在未來逐步取代傳統的環錠紡技術。
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