瑞士緊密紡系統(tǒng)
瑞士是世界上最早研發(fā)緊密紡紗技術(shù)的國家。目前有兩家著名公司在從事緊密紡技術(shù)的研發(fā)、制造與銷售。一家是瑞士立達公司,它創(chuàng)造出并成功營銷了集聚羅拉集聚型緊密紡紗機;另一家是瑞士羅托卡夫特公司,它率先創(chuàng)造出幾何一機械型緊密紡系統(tǒng),并成功推廣。
瑞士立達公司的緊密紡系統(tǒng)
瑞士立達公司是世界上最早研發(fā)緊密紡技術(shù)的廠商之一。從推出第一批功能完備的緊密紡裝置開始,迄今已有十余年的歷史。其緊密紡細紗機也已歷經(jīng)兩代,從最初的K40型發(fā)展到了目前的K44型,而且還在不斷改進。
立達公司的緊密紡系統(tǒng)概述
1999年,在大量研究和試驗的基礎(chǔ)上,立達公司首次將其K40型緊密紡紗裝置在ITMA′99上展出。展覽期間已有幾千錠的緊密紡裝置(COM4)投入使用,并在紡織廠的日常運行中逐步顯示出其優(yōu)異性。推人國際市場后,緊密紡首先在歐洲得到了廣泛應(yīng)用。隨后世界越來越多的紡機廠商紛紛投資研發(fā)這項新技術(shù),并不斷開發(fā)其潛力。但立達公司并未裹足不前,經(jīng)過幾年的不斷研究與開發(fā),又推出了第二代緊密紡細紗機K44,并將緊密紡紗方法和設(shè)備推廣到了世界范圍。
瑞士立達公司緊密紡設(shè)備的注冊商標為ComforSpin®,國內(nèi)一般音譯為卡摩紡。用該緊密紡設(shè)備和工藝技術(shù)生產(chǎn)的紗線也相應(yīng)的稱為卡摩紗,注冊商標為COM4®。COM4®紗在歐洲一定范圍內(nèi)已作為緊密紗的標準。立達公司在緊密紡技術(shù)方面走在了前面。1999年,立達公司已累計銷售緊密紡細紗機150臺,到2003年在全世界超過20個國家和地區(qū)銷售了緊密紡細紗機700臺以上。我國的山東魯泰、新疆溢達紡織有限公司等多家紡織大企業(yè)都先后引進了立達公司的緊密紡細紗機。無論是從研發(fā)深度還是從世界應(yīng)用范圍來看,立達公司 K44型緊密紡細紗機都是緊密紡技術(shù)相對成熟的代表。
立達公司的緊密紡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
立達公司的K44型緊密紡細紗機是在其G33

由圖2—1和圖2—2可以看出,立達公司K44型細紗機緊密紡紗裝置具有如下結(jié)構(gòu)特征。
①新設(shè)計了一套負壓吸風(fēng)集聚裝置。這套裝置安裝在原牽伸區(qū)之前,或者說是安裝在牽伸區(qū)與加捻區(qū)之間。它包括集聚羅拉、安裝在集聚羅拉上面的一個輸出膠輥、組裝在集聚羅拉內(nèi)的吸風(fēng)插件和與之相連的負壓吸風(fēng)系統(tǒng)。
②改變了傳統(tǒng)前羅拉部位的結(jié)構(gòu)型式。這種系統(tǒng)將細紗機原來牽伸機構(gòu)的實芯前羅拉改為鋼質(zhì)管狀網(wǎng)眼滾筒(即集聚羅拉)。。集聚羅拉的直徑比一般前羅拉大很多,內(nèi)有吸風(fēng)插件或組件,外接負壓氣流系統(tǒng)。集聚羅拉上裝有兩個膠輥,第一個膠輥(新增加的輸出膠輥)與集聚羅拉組成紗條加捻的握持鉗口或阻捻鉗口,第二個膠輥(原前膠輥或牽伸膠輥)與集聚羅拉組成牽伸區(qū)的牽伸鉗口。原環(huán)錠紡的前牽伸鉗口和握持鉗口是同一鉗口,都由前羅拉與前膠輥完成。而K44型緊密紡系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵就是把這個前鉗口分開為兩個鉗口,一個是牽伸鉗口,另一個是阻捻鉗口。
③增加了一個氣流集聚區(qū)。這種系統(tǒng)在所述牽伸鉗口與阻捻鉗口之間構(gòu)成了一個新的纖維須條氣流集聚區(qū)。這個氣流集聚區(qū)與牽伸區(qū)緊密銜接。纖維須條一離開牽伸鉗口,立即進入氣流集聚區(qū)。由于所設(shè)計的集聚羅拉兼有牽伸和集聚的作用,因而對纖維的集聚作用實際上在須條還沒有離開主牽伸區(qū)時就開始了
在紡紗過程中,集聚羅拉與輸出膠輥握持著由鉗口線輸出的經(jīng)牽伸而未被加捻的纖維須條,進入由集聚羅拉及其內(nèi)部吸風(fēng)插件組成的集聚區(qū),負壓氣流透過集聚羅拉上的小孔將須條邊緣發(fā)散的纖維按照吸風(fēng)口的形狀向須條中心線集聚。集聚過程中,隨著集聚羅拉的轉(zhuǎn)動,集聚效
立達公司K44型緊密紡細紗機
目前廣泛使用的K44型緊密紡細紗機每臺為1 008錠。為保證從車頭到車尾的抽吸負壓一致,立達公司設(shè)計的吸風(fēng)嘴直徑從車頭到車尾逐漸增大(9—12mm),其吸風(fēng)電動機功率最大為12.6 kW,空氣流量約9000m/h。根據(jù)品種和工藝情況,真空度控制在50—200Pa。立達公司K44型緊密紡細紗機的主要工藝參數(shù)如表2—1所示。
表2—1 立達公司K44型緊密紡細紗機的主要工藝參數(shù)

注 L—機器總長度;S—機器的總錠數(shù)(48錠為一節(jié));1 680—每節(jié)車的長度;K—配置自動絡(luò)紗機的車頭和車尾長度。
K44型緊密紡細紗機是緊密紡技術(shù)與最新的紡紗機技術(shù)的有機結(jié)合。G33型環(huán)錠細紗機上的獨特裝置,如SERVO grip、FLEXI draft、INTER cool和ROBO doff等,都是新的K44型集聚紡紗機的良好基礎(chǔ)。
對于紗線生產(chǎn)廠來說,采用K44型緊密紡細紗機紡紗的優(yōu)點是顯而易見的。SERVO grip技術(shù)可以在沒有管底卷繞紗的情況下落紗。這樣便排除了耗時的清潔,避免了由于管底卷繞紗的釋放而造成的污染和紗線額
表2—2 ComforSpin® K44型緊密紡細紗機改進后的設(shè)備參數(shù)表

表2—3 ComforSpin® K 44型緊密紡細紗機改進后的工藝參數(shù)表

立達公司緊密紡系統(tǒng)的評價
a.立達公司緊密紡系統(tǒng)的特點
瑞士立達公司的ComforSpin®緊密紡系統(tǒng)是個優(yōu)秀的緊密紡系統(tǒng),

①COM4®紗毛羽少,尤其是3 mm及以上長度的毛羽更少,這是緊密紗的一大優(yōu)勢。由于紗線表面光潔,為下游工序的加工生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件。同時,由于消除了加捻三角區(qū),紡紗過程中很少產(chǎn)生飛花,改善了生產(chǎn)環(huán)境。
②與傳統(tǒng)環(huán)錠紗相比,COM4®紗的強力和伸長大大提高。這

COM4®值實際表達了同支數(shù)、同捻度條件下的紗線毛羽的多少。 COM4‘值越大,毛羽越少。COM4®=30是緊密紗與傳統(tǒng)紗的分界線。由于緊密紗的毛羽少,并且紡紗時可適當降低紗線捻度,其 COM4®值總是大于30;而傳統(tǒng)環(huán)錠紗的COM4®值總是小于30。 COM4®值超過30數(shù)值的多少,可以作為一個評價指標,用來判定一種緊密紗的質(zhì)量好壞,還可以用來評判一個緊密紡裝置或系統(tǒng)的優(yōu)劣。
c.立達公司緊密紡系統(tǒng)的不足
立達公司緊密紡系統(tǒng)盡管設(shè)計獨到,結(jié)構(gòu)合理,制造精良,效果突出,但也存在一些不足。
①立達公司的ComforSpin®緊密紡裝置加工復(fù)雜、制造難度大、改裝成本高,并且只能在立達的G33細紗機基礎(chǔ)上配置,不適用于其他機型,不便普及。
②由于采用大直徑集聚羅拉,使主牽伸區(qū)的浮游纖維區(qū)長度增大,不利于對纖維特別是短纖
立達公司緊密紡系統(tǒng)對后續(xù)工序的影響
緊密紡優(yōu)異的成紗質(zhì)量直接正面影響了下游工序和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
①由于COM4®紗中紗疵少、強力高,不但使紡紗工序本身,而且也使織造過程中的紗線斷頭大幅度減少,生產(chǎn)效率相產(chǎn)量均得到顯著提高。
②COM4®紗因強力較高而毛羽很少,因此在很大程度上,用于改善加工性能的漿紗、上蠟、燒毛等后續(xù)工序可以部分或完全省略掉。這就意味著,節(jié)約原料,減少工時,降低成本,最大限度地減少了對周圍環(huán)境的影響,同時也進一步提高了效率和產(chǎn)量。
③緊密紗的紡紗生產(chǎn)中,捻度的降低不僅直接導(dǎo)致了產(chǎn)量的提高,成紗性質(zhì)也發(fā)生了根本的變化:紗線和面料的手感柔軟、細膩,絲綢感更強,舒適性大幅提高,織物的耐磨性和回彈性大為改善,服裝的耐久性也得到了提高。這一點對于制造羊毛免燙織物特別重要。
④由于COM4®紗的毛羽低,纖維平行伸直度高,使織物的光澤大幅度提高,織物染色時,染料滲透率提高,減少了染料的消耗和面料的色差,使織物色彩更鮮艷、均勻,輪廓更清晰。COM4®紗用于色織布及提花織物時,織物外觀圖案更加清晰美觀。對于高檔產(chǎn)品,織物的這些特點正是高品質(zhì)的象征。
⑤針織機上應(yīng)用緊密紗時,由于紗線毛羽少,針織機效率可顯著提高,產(chǎn)量增加,織造時斷頭率低,織疵相應(yīng)減少。同時可選取較低的
紗線捻度,改進織物手感。此外,由于COM4®紗耐摩擦性能高,已開始在經(jīng)編機上應(yīng)用,開發(fā)出了緊密紗純棉經(jīng)編織物。
⑥應(yīng)用COM4®紗生產(chǎn)的織物及服裝具有品質(zhì)優(yōu)良,織
立達公司緊密紡系統(tǒng)的應(yīng)用
緊密紡技術(shù)面世時,主要應(yīng)用于制造高支棉紗。近年來,在立達公司的不懈努力下,其ComforSpin®緊密紡裝置的應(yīng)用范圍不斷擴大,并在諸多新領(lǐng)域中取得了成功。
例如,在實際應(yīng)用中,部分替代精梳紗,雖然普梳紗因紗疵等質(zhì)量問題不能與精梳紗相比,但緊密紗已可部分地替代精梳紗。適用原料范圍擴大,可適用于再生纖維素纖維紡紗及其與棉纖維的混紡;Modal纖維、 MicroModal纖維、粘膠纖維和Lyocell纖維等新型纖維也均可適用緊密紡系統(tǒng)。與傳統(tǒng)環(huán)錠紗相比,新型纖維緊密紗質(zhì)量均有明顯改善。除了紗線毛羽減少外,它們的IPI值、動態(tài)測試值都有了顯著改善。
緊密紡技術(shù)已可克服聚酯纖維剛度較大、較難彎曲的缺點,對用量多的聚酯纖維純紡以及與棉混紡,都明顯改善了紗線的紗疵和拉伸負荷。
高性能纖維,如芳綸纖維織物等,因纖維強力大,傳統(tǒng)的環(huán)錠紗強力也就高。相對而言,緊密紡對其強力提高作用不大,但緊密紗的毛羽明顯減少,紗線均勻度及紗疵也均有相當大的改善,適用于高標準外觀要求的產(chǎn)品。
與棉纖維相比,粗紡羊毛纖維強力相當?shù)停扉L性能好,因此羊毛更適于緊密紡。目前,立達公司與意大利長纖維紡紗機生產(chǎn)商康泰克斯(Cognetex)公司一起,成功開發(fā)了適用寸:羊毛的緊密紡裝置.并配置到了康泰克斯生產(chǎn)的IDEA毛紡細紗機上。該緊密紡裝置可滿足羊毛等長纖維的特殊要求,在實際應(yīng)用中獲得了預(yù)期的結(jié):果(具體情況可參見本章2
瑞士羅托卡夫特公司的緊密紡系統(tǒng)
羅托卡夫特公司(以下簡稱羅氏)是瑞士另一家緊密紡研發(fā)企業(yè)。它首創(chuàng)了機械集聚型緊密紡系統(tǒng)。
羅氏公司的緊密紡系統(tǒng)概述
羅氏公司也是瑞士緊密紡技術(shù)研究、開發(fā)的杰出代表。在各國知名紡機制造商紛紛專注氣流集聚型緊密紡裝置,推出多種形式的負壓吸風(fēng)系統(tǒng)之時,瑞士羅氏公司卻別樹一幟,獨辟蹊徑,于2003年推出了自己的RoCoS(Rotorcraft Compact Spinning System)型緊密紡系統(tǒng)。該系統(tǒng)最主要的特征是不用負壓吸風(fēng)系統(tǒng),而設(shè)計了獨特的磁鐵集聚器,安裝在集聚區(qū)內(nèi),采用幾何一機械式方法集聚纖維,給緊密紡技術(shù)帶來了一種全新的概念。迄今為止,瑞士羅氏公司的RoCoS型緊密紡系統(tǒng)是唯一一種不用氣流作集聚動力的商業(yè)化緊密紡裝置。
RoCoS型緊密紡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與特征
瑞士羅氏公司的RoCoS型緊密紡系統(tǒng)或裝置的結(jié)構(gòu)

氣流集聚型緊密紡系統(tǒng)靠負壓吸風(fēng)氣流完成集聚,裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,使用耗電多,易損件費用高,而且需要精心維護。瑞士羅氏公司的RoCoS型緊密紡裝置可以克服這些缺點。RoCoS型緊密紡系統(tǒng)采用幾何—機械原理,通過磁鐵陶瓷集聚器實現(xiàn)纖維須條的集聚。集聚器的須條通道為專門設(shè)計漸縮形狀,利用這種幾何形狀的變化使得所通過的纖維須條得以橫向集聚緊密。該裝置結(jié)構(gòu)簡單,維護方便,除膠輥外無易損件,長期運行的保養(yǎng)工作少,紡紗過程中不需要外加風(fēng)機抽真空,能耗和普通環(huán)錠紡一樣,運行成本極低。所紡紗線的緊密程度由集聚器凹槽出口的尺寸大小來決定。集聚器有多種規(guī)格,紡紗時可根據(jù)紗線品種和細度分3檔更換凹槽尺寸不同的集聚器,因此能確保紡制細度不同的低、中、高特緊密紗,并能最大限度地去除長毛羽。纖維須條的緊密度通過集聚器凹槽而逐漸增加,并且只有在集聚器凹槽出口處才達到其最大值,因此能保留部分短毛羽。由于小于2mm的毛羽在紗線表面能產(chǎn)生良好的覆蓋作用,保留短毛羽有利于保持紗線風(fēng)格。RoCoS型緊密紡系統(tǒng)克服了氣流集聚型緊密紡系統(tǒng)的諸多缺點,系統(tǒng)設(shè)計簡單,不用吸風(fēng)系統(tǒng),不用吸風(fēng)管,不用集聚圈,不增加能耗,不用額外維護,安裝便捷,使用可靠,購置和運行成本均較低。
RoCoS型緊密紡系統(tǒng)的工作原理
機械集聚型緊密紡系統(tǒng)是一種沒有負壓吸風(fēng)氣流系統(tǒng)的緊密紡紗方法。其工作原理是:利用集聚器的幾何形狀和固態(tài)物體約束力將牽伸后的纖維橫向收縮、集聚和緊密,使邊緣纖維快速有效地向須條中

從具體設(shè)計看,RoCoS型緊密紡裝置的牽伸膠輥直徑比前羅拉直徑小,輸出膠輥直徑又比牽伸膠輥直徑稍小,這樣可以構(gòu)成張力牽伸。牽伸膠輥和輸出膠輥用一個工程塑料的膠輥支架固定在一起,靠加壓彈簧片緊壓在前羅拉上。牽伸膠輥和輸出膠輥分別與前羅拉組成牽伸鉗口A和阻捻鉗口A′,兩鉗口之間為纖維須條集聚區(qū)(圖2—8)。導(dǎo)紗器安裝在牽伸鉗口內(nèi)側(cè)。SUPRA磁鐵陶瓷集聚器安裝在兩膠輥之間,靠其內(nèi)嵌的永強磁鐵和支撐梁緊貼在前羅拉表面上,集聚器左右位置由支撐梁固定。緊貼牽伸膠輥有一片板簧插在原搖架下,使得輸出膠輥有一定的壓力。集聚器與前羅拉之間沒有間隙,壓在前羅拉上并與前羅拉共同組成一個全封閉的幾何一機械集聚區(qū)。集聚器下方形狀與前羅拉表面相吻合,集聚器底側(cè)中部有一精密開口凹槽,凹槽寬度由寬變窄,形成截面漸縮的纖維須條通道。纖維束經(jīng)過導(dǎo)紗器后從牽伸鉗口輸出,須條貼伏在前羅拉表面上與前羅拉同步向前運動,此為纖維的牽連運動,速度為υe;纖維通過集聚器時,由于纖維通道與前羅拉運動方向成一傾斜角,須條邊緣纖維沿著垂直于凹槽側(cè)邊的方向緊貼著羅拉表面向中間運動,此為纖維的收縮集聚運動,相對速度為υr。在牽連運動和收縮集聚運動的共同作用下,纖維絕對運動速度為υa。須條兩側(cè)纖維先向集聚凹槽中間擠壓集聚,須條寬度由B2減小為B&prim

RoCoS型緊密紡系統(tǒng)的效果
盡管RoCoS型緊密紡裝置的結(jié)構(gòu)十分簡單,但其成紗質(zhì)量卻明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的環(huán)錠紗。表2—4所示為某工廠的試驗結(jié)果:采用570tex粗紗紡14.6tex的精梳紗,RoCoS緊密紗與傳統(tǒng)環(huán)錠紗相比,成紗強度提高13%,毛羽顯著減少93%,U值降低6%,紗疵降低29%,效果十分明顯。
表2—4 傳統(tǒng)環(huán)錠紗與RoCoS型緊密紗的質(zhì)量對比表

羅氏公司推出的RoCoS型緊密紡系統(tǒng)有RoCoS 1型和RoCoS 2。型兩種。RoCoS 1型適于紡制純棉、棉與合成纖維混紡、棉型純合成纖維紗線,最大纖維長度為60mm;RoCoS 2型適于紡制純羊毛、毛與合成纖維混紡、毛型純合成纖維紗線,最小纖維長度為50 mm。在成紗細度和捻度方面,通用的工業(yè)標準也適用于RoCoS裝置。為獲得理想的緊密效果,粗號、中號和細號紗紡制可選用不同的緊密紡裝置。
總之,羅氏公司的RoCoS型緊密紡系統(tǒng)是一種簡單的機械裝置,采用幾何一機械作用原理,結(jié)構(gòu)簡單,集聚可靠,能有效消除加捻三角區(qū),減少毛羽,提高成紗質(zhì)量。運行中不需要氣流吸力,運行時無故障,不需要特殊維護,既適合于新機采用也適合于老機改造,既能紡棉型纖維,又能紡毛型纖維,是一種具有較強市場發(fā)展?jié)摿Φ男滦途o密紡紗技術(shù)。但 RoCoS型緊密紡系統(tǒng)的缺點也是明顯的:其使用的集聚器雖可省去吸風(fēng)氣流消耗而節(jié)約設(shè)備和運行成本,但其集聚效果不如氣流集聚型緊密紡裝置也是顯而易見的;在適紡性上,該裝置也不如氣流集聚型緊密紡裝置,例如在緊密包芯紗和賽絡(luò)紡上目前都不適用。
RoCoS型緊密紡系統(tǒng)的國產(chǎn)化及問題
RoCoS型緊密紡系統(tǒng)適用于所有配有SKF/Texparts或者立達/拉克西米的牽伸系統(tǒng)的新機或老機,
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