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盘点近代纺纱工艺与装备的技术进步
时间:2018-04-25 08:31 来源:中国纱线网 作者:网络 点击:

随着近年来上游原材料成本上涨、劳动力成本增加,以及环保压力加剧,引发对高品质、低能耗、智能化纺织设备和技术的需求增长,促进了纺纱新技术的发展。技术装备水平提高并促进了纺织品生产加工水平的提升,棉纺自动化、连续化、高速化新技术的国产化攻关和大规模的推广应用提高了生产效率和产品质量。

 

生产加工新技术推动了高档纱线的发展,紧密纺、喷气纺、涡流纺、嵌入纺等新技术的采用使纱线产品种类更加丰富,天然纤维纺纱支数大大提高,纱线质量显著提升。以下盘点下近年来,国内外在纺纱装备上的技术进步和纺纱技术及应用上的六大创新点,这些技术迎合了当前市场的需求并长足的推动了国内纺纱技术的发展。


清梳联工艺与装备创新

在清梳联技术方面,为实现锡林的梳理与除杂效率的提升,锡林回转线速度在不断增加,于此同时,锡林的直径也逐渐缩小。

锡林线速度增大容易对纤维造成损伤,而小的锡林直径又有利于解决诸多高速运转带来的其他问题;同时,小锡林直径还可以使表面离心力增幅达50%左右,有利于加强除杂作用。

另外一个显著的变化就是锡林工作宽度在不断增加,传统幅宽的高产梳棉机上产量超过40-60 kg/h时,锡林表面负荷与道夫转移率的限制将导致产品品质恶化,因此在现行结构基础上只有加宽锡林工作宽度,以保证梳理区面积和棉网品质。

如瑞士立达C70型、印度朗维CL-363型以及中国东佳FA209型梳棉机的锡林直径缩小三分之一,工作幅宽增大为1500mm,增加了盖板-锡林间积极梳理区的面积;而英国克罗斯罗尔的MK7型梳棉机也在兼顾梳理面积、梳理速度、离心力关系的前提下,将锡林直径优化为1016mm。

为增大梳理区面积,德国特吕茨勒的TC系列梳棉机采用抬高锡林、降低道夫与刺辊的中心位置获得更大梳理空间,其TC8型机拥有2.84m的梳理孤长,是目前梳理弧长最长的机型。立达C60型梳棉机将道夫与刺辊下移靠拢,锡林名义工作区比率增至81%。C70型梳棉机机工作幅宽扩展至1.5 m,成为目前具有最大的有效梳理面积的机型。

此外,梳棉机圈条器向更大容量发展,如特吕茨勒的T-MOVE型自动换筒圈条器,较直径1000 mm条筒容量增加43%,可以显著减少换筒,减少并条搭接条,提高和稳定纺纱品质,降低人工劳动强度。


环锭纺纱工艺与装备创新

 

与其他新型纺纱方式相比,环锭纺在原料适用性和纱线总体品质上仍无可取代,其技术改良和创新具有重要意义和应用价值。赛络纺、赛络非尔纺、紧密纺和索罗纺,实质都是对传统环锭纺纱的改进和改造,进一步改善了成纱结构,提高了纱线性能,目前已广泛应用于生产中。

近几年,市场对纱线品质的要求越来越高,紧密纺装置需求持续大幅增加。在紧密环锭纺过程中,气流是纤维凝聚的附加动力来源。在纺纱过程中,纤维堵塞网眼时往往造成负压装置不能连续稳定地提供负压,导致紧密效果下降。

青泽351型紧密纺纱机配备的2Impact FX装置,皮圈回转时反复伸缩,使杂质和短纤维无法堆积,达到自清洁作用;而气流在独立的吸风单元控制下供应充沛,能以直线形式通过紧密纺系统,从而保证纤维不能集聚在网孔中,使成纱品质保持不变。

在中国,近十年来关于环锭纺技术的技术改进十分丰富。例如,由山东如意集团与高校共同开发的“高效短流程嵌入式复合纺纱技术”,通过配置4根喂入的长丝与短纤维须条在前钳口线的位置,使得2根长丝处于外侧,两根短纤须条处于外侧,且对称分布。这种纺纱方式利用长丝对于短纤维须条的有效增强,还能有利于短纤维须条中纤维的有效捕捉。

 

武汉纺织大学研发的“普适性柔顺光洁纺纱技术”,在环锭纺纱三角区附加设置一个熨烫接触面,纤维经过接触面时,受湿热作用而达到纤维玻璃化转变温度,实现表面纤维的紧密包缠、内层纤维的充分转移,因此成纱表层致密光洁、内部柔顺。目前,该技术已在棉、麻、化纤等纺纱系统实现了产业化应用。

转杯纺纱工艺与装备创新

 

在中国的转杯纺市场,高中端转杯纺纱装备的代表为瑞士赐来福、立达,分别生产的Autocoro系列和R系列全(半)自动转杯纺纱机,转杯实际转速可达6-18万r/min,引纱速度在150-350m/min。

此类高端转杯纺设备往往具有全自动的纱线品质监控系统,可实现高度的自动化和生产灵活性。

Autocoro 9可以独立设定指定纺纱头位置的参数设置和生产任务,即并行生产多批次产品,满足现代纺纱生产中小批量灵活生产的要求。立达R66机上的VARIOclean装置的创新点在于,利用机械刮片和压缩空气来工作。

在一般的转杯纺纱机中,随着执行时间的推移,每次接头后的纱线品质逐渐降低,为了解决这一问题,该装置在每次进行接头前,其中的空气喷嘴和机械刮片首先对清洁纺杯和纺杯槽进行清理,从而避免额外接头,保证在整个卷装生产过程中稳定的高品质。

立达R66型转杯纺纱机可以最大实现700个纱锭和6个机器人的操作;并且可以装备可替换式的多纤维通道,实现高效的多种类纤维纺纱。

 

除此之外,转杯纺的生产品种与种类也大大的得到了拓展,国内已经可以使用转杯纺生产竹节纱、AB纱、混色纱、混纤纱等新型纱线。


喷气涡流纺纱工艺与装备创新

喷气涡流纺纱是一种非自由端新型纺纱,是日本村田在喷气纺纱机的基础上成功研制的一创新型纺纱机,纺纱速度最高达500 m/min。喷气涡流纺纱方式能够适应纯棉、化纤反其混纺的多种原料的纺纱。由于利用喷嘴的“假捻-退捻-包缠成纱”,其成纱结构不同于环锭纱和转杯纱,风格独特。


市场上除村田870喷气涡流纺纱机外,还有立达研发的新型喷气纺机J26。与村田喷气涡流纺相比,其加装的涤纶装置P26可以使之加工纯涤纶纱。其工原理是在加捻区域前,对纤维进行加湿处理。加湿后工艺部件上的涤纶油剂集聚现象和静电效应将得到降低,因此能够保证纱线毛羽降低,纱线的强度还可提升约1 cN/tex。

 

另外,应用了包芯纱装置的喷气涡流纺包芯纱,质量优于环锭纺包芯纱,针对涡流纺纱机在生产纱支粗及刚性大的涤纶难点,增设了纤维清油机构,使生产涤纶及刚性大的粗支纱可纺性显著改善,从而扩大涡流纺生产涤纶的应用范围。

 

 节能环保技术在纺纱领域的应用

目前,纺纱机件的智能化、绿色节能、高速高产、自动化等方面,已经成为客户对于产品开发多样化、环保绿色化、管理智能化的新需求。能源节约技术已经成为目前各技术革新中必不可少的一项组成。

在梳棉设备中,优化回转件的重量及尺寸,成为节能降耗的一项主流举措。以立达C70梳棉机为例,除了优化机器性能外,增大锡林幅宽至1.5 m,使能耗降低20%。

在纺细纱的过程中,普遍采用的一种节能方式是通过独立控制实现效能的按需分配。以赐来福为例,Autocoro 9在Autocoro 8转杯纺纱机的基础上,配备单电机进行驱动,以实现自动化,可节省约18%的能源。意大利萨维奥的络筒机Eco Pulsar,使用单机驱动技术实现每个纱锭的独立负压,从而取消了大吸风,必要时,最大负压水准可以在几秒内瞬间形成,实现“按需吸”的目的,能够降低能耗。


智能化技术在纺纱领域的应用

除自动接头,自动清纱等装置外,上述独立控制的纺纱单元除了为节能降耗提供了新思路之外,也实现了纺纱工序的自动化和智能化。

近年来,自动理管机也成为很多厂商新研发的附加功能,如Autocoro 9转杯纺纱机,6个落纱机可以轻松管理不同的包装要求。

此外,立达研发的SPIDERweb纱厂控制系统,能够收集和分析所有相关资料,利用能耗模块、环境模块、用户端模块及警报模块、辅助模块、单锭检测系统及掌控模块,透过资料分析在短时间内分析出正确措施,实现效率的提高和生产成本的降低。

国外的其他自动化管理系统还包括特吕茨勒的资料控制系统T-DATA、马佐里的YarNet等;国内则有经纬集团开发的经纬e系统,值得说明的是,该系统已应用于我国多家大型棉纺企业的生产实践,能够实现与ERP系统的无缝集成。


通过以上创新技术,我们看到在纺纱装备方面,大都是国外公司处于领先位置,国内装备紧随其后,可以说,目前在前沿技术方面,我们仍落后于国外公司,近年来他们开发的纺纱机械与纺纱器材都紧紧围绕实现纺纱高速、优质、降耗、省工的主题,依托科技进步,积极采用自动化、连续化、智能化等新技术,技术水平有明显提高,也更符合市场预期。展望未来,国内纺机与器材企业应积极借鉴国外先进技术水平,为我所用,开发出技术先进性价比更高的纺纱设备与纺纱关键器材,更好为国内纺纱企业服务。