嵌入式復(fù)合紡紗的理解與探討

譚鈞鴻　王濤

摘要：

分析嵌入式復(fù)合紡紗的機(jī)理，從其優(yōu)缺點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)效益、依存條件等方面對(duì)其進(jìn)行了分析及提出一些建議。

關(guān)鍵詞：高效短流程嵌入式紡紗；工藝；效益

嵌入式復(fù)合紡紗，也叫“如意紡”，由山東如意集團(tuán)與武漢科技學(xué)院、西安工程大學(xué)共同開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)技術(shù)——高效短流程嵌入式復(fù)合紡紗技術(shù)[1]，曾獲2009年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。“如意紡”技術(shù)最大的亮點(diǎn)在于它分別打破了毛紡紗支支數(shù)和棉紡紗支支數(shù)的世界紀(jì)錄。以1克羊毛為例，憑借這項(xiàng)技術(shù)，可以把原來(lái)意大利人保持的180公支的世界紀(jì)錄提高到500公支；同時(shí)還能將長(zhǎng)絨棉從原來(lái)能紡300英支提高到500英支。目前，“如意紡”技術(shù)已在如意集團(tuán)下屬的毛紡、棉紡、印染和服裝企業(yè)中得到了推廣應(yīng)用，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。作為載體紡紗與賽絡(luò)菲爾紡紗模式的發(fā)展和創(chuàng)新，下面通過(guò)其原理、優(yōu)缺點(diǎn)、存在問(wèn)題及效益等方面進(jìn)行一些探討。

1 嵌入式復(fù)合紡紗的原理

該技術(shù)核心創(chuàng)新原理是建立了3個(gè)加捻三角區(qū)，與原環(huán)錠紡紗技術(shù)只有一個(gè)三角區(qū)有極大的不同，它可以大大縮短浮游纖維的握持距離。對(duì)環(huán)錠紡紗中各個(gè)紗線做受力分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有的環(huán)錠紡紗過(guò)程中，只有一個(gè)加捻三角區(qū)，各根纖維都必須能夠承受較大的力量，紡紗過(guò)程才能夠進(jìn)行。因此，一些較短的纖維成紗就比較困難，捻系數(shù)是影響成純利潤(rùn)質(zhì)量的主要因素之一[2]。徐衛(wèi)林教授經(jīng)過(guò)研究，建立3個(gè)加捻三角區(qū)，在三角區(qū)中建立長(zhǎng)絲嵌入式系統(tǒng)定位的運(yùn)行方式，在加捻區(qū)內(nèi)用長(zhǎng)絲來(lái)提供成紗的足夠強(qiáng)力，其他的纖維則幾乎不用受力（圖1所示）。

嵌入式復(fù)合紡紗通過(guò)系統(tǒng)定位技術(shù)合理配置兩根長(zhǎng)絲與兩束短纖維須條在前鉗口線的位置，使紡紗過(guò)程中長(zhǎng)絲不僅對(duì)成紗有增強(qiáng)作用，而且能夠穩(wěn)定有效地對(duì)加捻成紗過(guò)程中的纖維須條進(jìn)行增強(qiáng)。長(zhǎng)絲首先對(duì)短纖維須條進(jìn)行包纏增強(qiáng)，然后再與另一包纏增強(qiáng)的紗線須條進(jìn)行包纏，所以短纖維在成紗過(guò)程中被有效地嵌入到成紗主體中。并且，長(zhǎng)絲分布在最外圍，有效地分擔(dān)了大部分紡紗張力，使纖維須條分擔(dān)的紡紗張力大幅度降低，因此提高了短纖維須條的紡紗性能。比較環(huán)錠紡、賽絡(luò)紡、賽絡(luò)菲爾紡和嵌入式復(fù)合紡紗這4種紡紗方式的成紗性能，有利于采取不同的紡紗方式，經(jīng)濟(jì)地達(dá)到紗線的用途要求[3]。

2 嵌入式紡紗機(jī)理的理解

嵌入式紡紗技術(shù)可以理解為利用、發(fā)展載體紡紗技術(shù)和賽絡(luò)菲爾模式的一種新型紡紗方法，其特點(diǎn)如下。

2.1 載體紡紗

載體紡紗是以一種和幾種纖維為主體，另一種纖維為載體，通過(guò)載體纖維將主體纖維混紡或復(fù)合紡紗的一種新的紡紗方法[4]。載體纖維在紗線以后的加工過(guò)程中全部或部分溶解或熔解，從而突出主體纖維成紗的功能，并改善主體纖維的可紡性、服用性等。最常用的載體纖維有水溶性維綸、海藻纖維、低熔點(diǎn)滌綸等。載體紡紗應(yīng)用領(lǐng)域較廣。最早使用的是將水溶性維綸長(zhǎng)絲作載體，用平行紡空心錠紡制無(wú)捻純棉毛巾紗；也可用傳統(tǒng)棉紗與水溶性維綸長(zhǎng)絲交并在捻線機(jī)上反向加捻，紡制準(zhǔn)無(wú)捻毛巾紗。以水溶性維綸長(zhǎng)絲采用包纏紡可紡羊毛、兔毛、麻類等可紡性較差的纖維以及紡制空芯紗，制作爛花織物等。利用載體紡紗紡制棉與水溶性維綸混紡紗或包芯紗、賽絡(luò)紡紗、賽絡(luò)菲爾紗，然后溶解維綸可以解決細(xì)特紗因截面中纖維根數(shù)過(guò)少而產(chǎn)生紡紗質(zhì)量和斷頭問(wèn)題，提高紡紗細(xì)度和改善可紡性，國(guó)內(nèi)外也屢見報(bào)道。嵌入式紡紗利用兩根粗紗做芯紗，兩根維綸長(zhǎng)絲作包芯紗，采用賽絡(luò)菲爾模式，確有一定創(chuàng)造性，是載體紡紗技術(shù)的發(fā)展。

2.2 一種新型的賽絡(luò)菲爾模式

傳統(tǒng)賽絡(luò)菲爾模式[5]中間為一根長(zhǎng)絲，現(xiàn)一端采用粗紗，一端采用水溶性長(zhǎng)絲，這樣可充分發(fā)揮維綸長(zhǎng)絲包纏作用，提高成紗強(qiáng)力，同時(shí)把兩股粗紗須條捻合似線，形成成紗內(nèi)層股線結(jié)構(gòu)，起到以紗代線作用。筆者認(rèn)為，“高效短流程”是指該方法紡成紗可直接作股線使用，省去并紗、捻線工序。

3 嵌入式復(fù)合紡紗優(yōu)越性

第一，成功地突破了1.46tex以上特細(xì)號(hào)紗的生產(chǎn)，說(shuō)明了特細(xì)號(hào)紗的生產(chǎn)只要在其他條件的幫助下是完全可以實(shí)現(xiàn)的，未來(lái)0.97tex以上棉紗的生產(chǎn)都有可能成為現(xiàn)實(shí)。

第二，在雙維綸絲的幫助下，棉紗單紗的強(qiáng)力提高了至少4倍以上。

第三，成功地抑制住了特細(xì)號(hào)紗生產(chǎn)過(guò)程中斷頭率較高的現(xiàn)象出現(xiàn)。

4 高效短流程嵌入式紡紗存在的問(wèn)題[6]

第一，生產(chǎn)操作難度大。生頭難，需多人多次才能生一個(gè)頭；擋車難，在加捻三角區(qū)內(nèi)須條斷、絲不斷，斷頭不易察覺(jué)。

第二，設(shè)備利用率低下。根據(jù)目前的狀態(tài)，設(shè)備最多只能開50%的錠子；若通過(guò)粗紗架改造來(lái)保證100%開機(jī)，將影響巡回清潔風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和車弄檔的操作，同時(shí)影響其他機(jī)臺(tái)操作。

第三，產(chǎn)品的特性。據(jù)如意集團(tuán)介紹，高效短流程嵌入式紡紗應(yīng)該有兩大優(yōu)勢(shì)，一是用短纖維紡紗，二是紡特細(xì)號(hào)紗。

第四，用短纖維紡粗號(hào)紗。前紡很難實(shí)現(xiàn)，高效短流程嵌入式紡紗指出只要5mm以上纖維就可以紡紗，沒(méi)有指出前紡工序應(yīng)該如何改進(jìn)設(shè)備狀況。事實(shí)上，對(duì)于5mm以上短纖維采用環(huán)錠紡紗，在紡紗的前工序是不可能生產(chǎn)出適合高效短流程嵌入式紡紗用粗紗的。目前的環(huán)錠紡紡紗對(duì)于并條機(jī)、粗紗機(jī)來(lái)說(shuō)，纖維平均長(zhǎng)度只可以實(shí)現(xiàn)不低于l6mm纖維的紡紗，而且5%纖維的長(zhǎng)度最好在25mm以上。其實(shí)紡粗號(hào)紗轉(zhuǎn)杯紡更有優(yōu)勢(shì)，轉(zhuǎn)杯紡直接用棉條生產(chǎn)筒紗，不但省去了粗紗、絡(luò)筒、并線、倍捻工序，而且高產(chǎn)。

5 高效短流程嵌入式紡紗效益分析

第一，可以利用普梳粗紗進(jìn)行特細(xì)號(hào)紗的生產(chǎn)，也可以在生產(chǎn)過(guò)程中減少精梳工序。

第二，生產(chǎn)出來(lái)的棉紗可以直接進(jìn)行織布，減少了特細(xì)號(hào)棉紗必須合股后才可以織布的后工序并線、倍捻過(guò)程。

第三，可以使紡織廠采用任何原料進(jìn)行組合紡紗，特別是對(duì)于短纖維的紡紗利用具有特別重要的意義，減少了原料的浪費(fèi)，可以大約降低紡紗成本的20%左右。高效短流程嵌入式紡紗生產(chǎn)的棉紗都是以單紗的形式出現(xiàn)的，而且棉紗本身所適用的織物范圍窄、布的質(zhì)量差，所以這些棉紗單紗價(jià)格要比環(huán)錠紡生產(chǎn)的棉紗價(jià)格低40%左右。采用高效短流程嵌入式紡紗棉紗的實(shí)際效益是很差的，生產(chǎn)粗號(hào)棉紗無(wú)論紡紗原料采用什么樣質(zhì)量的纖維，其生產(chǎn)成本都會(huì)很高，因?yàn)榫S綸長(zhǎng)絲無(wú)論是多少分特的價(jià)格都很高，而且雙維綸絲在棉紗中所占的比例都不小，粗號(hào)紗維綸絲的比例只要超過(guò)5%，棉紗的價(jià)值與成本相比就會(huì)虧損。有關(guān)高效短流程嵌入式紡紗專家介紹的可以降低紡紗的20%生產(chǎn)成本的分析可以肯定地說(shuō)是不正確的，因?yàn)樗麄儗⒑芏嗉徏喌牟焕蛩睾妥罱K產(chǎn)品的價(jià)值都在按照常規(guī)棉紗來(lái)計(jì)算和考慮。endprint

在目前環(huán)錠紡設(shè)備狀況下，無(wú)論怎樣改進(jìn)紡紗工藝和紡紗器材質(zhì)量，由于自然纖維本身存在缺陷，要使得特細(xì)號(hào)紗在紡紗過(guò)程中可以順利進(jìn)行，就必須保證特細(xì)號(hào)棉紗單紗截面內(nèi)纖維根數(shù)必須大于15根以上，否則紡紗是難以順利實(shí)現(xiàn)的。

6 高效短流程嵌入式紡紗所依存的條件分析

首先，必須是在水溶性雙維綸長(zhǎng)絲的作用下進(jìn)行。其次，必須是采用雙賽絡(luò)紡紗的原理進(jìn)行。再者，必須保證雙維綸絲和生產(chǎn)性纖維有足夠的加捻，而且這種加捻的捻度要比賽絡(luò)紡紗、緊密紡紗、賽絡(luò)緊密紡紗的捻度大30%以上，因?yàn)榧徏嗊^(guò)程中生產(chǎn)性纖維本身實(shí)際所被加捻的捻度相對(duì)較少。另外，必須有嚴(yán)格的張力對(duì)雙維綸絲進(jìn)行控制，才可能有效地控制好“如意紡”維綸絲的喂入和紡紗維綸絲與纖維的加捻、卷繞張力。而且，必須采取強(qiáng)有力的措施對(duì)兩根不同位置喂入的粗紗在紡紗過(guò)程中的運(yùn)行張力保持一致，也必須采用電子激光的探測(cè)形式防止雙粗紗、雙維綸絲其中的一根在紡紗過(guò)程斷頭。還有，高效短流程嵌入式紡紗的卷繞加捻部分必須是導(dǎo)紗鉤氣圈控制孔變小，而且管紗升降采用氣圈控制環(huán)。除此之外，高效短流程嵌入式紡紗的纖維從前羅拉吐出來(lái)后最好的方式是使纖維具有集聚作用，也就是像緊密紡紗一樣對(duì)纖維進(jìn)行集聚。最后，高效短流程嵌入式紡紗因?yàn)槌杀娟P(guān)系，一般都用于特細(xì)號(hào)紗的生產(chǎn)，由于特細(xì)號(hào)紗粗紗在牽伸過(guò)程中所產(chǎn)生的纖維在牽伸區(qū)域纖維根數(shù)數(shù)量較少，加強(qiáng)對(duì)牽伸區(qū)域纖維游離、擴(kuò)散的控制、減少紡紗斷頭和增強(qiáng)棉紗的有效加捻具有特別重要的意義。

7 探討

首先，嵌入式復(fù)合紡紗用雙粗紗喂入，粗紗機(jī)開臺(tái)要增加一倍以上；紡紗捻系數(shù)太高，需要增加熱定捻工序；制成率低，耗費(fèi)大量水溶性維綸長(zhǎng)絲，需要對(duì)細(xì)紗機(jī)紗架及喂入部件改造；細(xì)紗牽伸倍數(shù)過(guò)大，質(zhì)量較難保證；細(xì)紗容易產(chǎn)生缺股斷頭，必須依靠能切除長(zhǎng)細(xì)節(jié)的電子清紗器來(lái)切除；四股纖維成紗接頭操作要求較高。

綜上所述，“如意紡”較適用于附加值較高的“高端紗”的紡制。應(yīng)用在山羊絨、木棉、兔毛等難紡纖維的中細(xì)特紗開發(fā)和稀密織物的開發(fā)，如圍巾等裝飾織物、羊絨類織物的開發(fā)最為適合。其次，是考慮水溶性維綸的回收或利用，效益更顯著。另外，嵌入式復(fù)合紡紗作為我國(guó)原創(chuàng)新工藝、新技術(shù)，應(yīng)該大力推廣，從生產(chǎn)中不斷改進(jìn)工藝，不斷創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1] 山東如意科技集團(tuán)有限公司，武漢科技學(xué)院，西安工程大學(xué).從創(chuàng)新理論到成功實(shí)踐——嵌入式復(fù)合紡紗設(shè)備的研制要點(diǎn)[J].中國(guó)紡織，2009，（7）：128-130.

[2] 蔣國(guó)華.苧麻/蠶絲Sirofil紡紗探討[J].紡織學(xué)報(bào)，2001，（5）：23-24.

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（作者單位：廣州纖維產(chǎn)品檢測(cè)研究院）endprint