新型细纱机的开发和纺纱实验

众所周知，细纱机是纺纱行业的关键设备，其性能好坏对纺纱质量的影响更为直接和重要，而且细纱机的设备投资占整套纺纱设备的三分之一以上。细纱机的重要性可见一般。

　　建国以后的几十年来，我国的纺纱行业无论是在总量上还是在技术水平的提高上都有了长足的发展。特别是在近几年来，随着电子及自动控制技术的飞速发展，更为纺纱设备的发展提供了广阔的空间。我国纺纱设备与国外先进国家之间的差距进一步缩小。

　　细纱机主要有三大功能，即：牵伸、加捻及卷绕成型。其它机构大都是为这三大功能服务的。其中牵伸部分的性能对成纱质量影响更加直接和明显。所以国家在十五期间，把细纱机牵伸机构的研究、改进作为重中之重的课题，不可否认，提高设备的机电一体化水平非常必要，但是，提高设备机电一体化的同时，也较大幅度提高了设备的制造成本。在目前我国的劳动资源十分丰富，劳动力成本较低,市场对设备价格承受能力不高的情况下，把研究改进对成纱质量影响更为直接的牵伸机构上，更加重要。几年来，我们对细纱机的牵伸机构作了大量的研究，取得了比较明显的效果。

　　1 .超大牵伸精纺细纱机

　　目前国内外细纱机的牵伸机构基本都采用三罗拉双皮圈牵伸。三列罗拉分为两个牵伸区，前区设有一对皮圈参与牵伸，所以前牵伸区叫做皮圈牵伸区，后区是简单罗拉牵伸。在前牵伸区，由于纱条在变速点和前罗拉之间已基本没有捻度，而且由于上、下皮圈间摩擦力的存在，所以前牵伸区的牵伸倍数可达到20～30倍。而在后牵伸区，由于是简单罗拉牵伸，而且粗纱条上有较多的捻回，所以牵伸倍数一般不超过1.3倍。在实际生产中，为了满足市场对纱线质量越来越高的要求，总牵伸倍数一般不超过30倍左右。从上面的情况不难看出，现有细纱机的后牵伸区是一个薄弱环节，是制约细纱机总牵伸能力提高的关键。我公司经过多年的研究，成功地开发了细纱机三罗拉四皮圈牵伸机构。在后牵伸区设置了上、下皮圈，使后区也变成皮圈牵伸区，此项技术已获国家实用新型专利（专利号：ZL01 2 43901.0）。

　　在后牵伸区，由于粗纱条上有较多捻回，增加皮圈之后，也不可能达到前区的牵伸倍数，但是增加了皮圈之后，在后牵伸区，被牵伸中的纱条也受到上、下两只皮圈的积极而有效的控制，特别是长毛羽和短纤维得到了更好的控制，粗纱条在牵伸、退捻的过程中，所有纤维的运动更有规律，实验中观察，纱条在进入中罗拉时，纤维排列比三罗拉双皮圈更紧密，纤维伸直更好。四皮圈牵伸的前上绒辊上沾花比双皮圈明显减少。这也说明用四皮圈牵伸时纱条在前罗拉钳口比双皮圈变窄。肉眼观察纱线毛羽变少。

　　在三罗拉双皮圈牵伸机构中，由于后区是简单罗拉牵伸，纱条得不到控制，所以把粗纱的捻系数做的偏大，还因为粗纱定量偏小，提高捻系数可以减少粗纱意外牵伸，降低粗纱机纺纱的断头率。在三罗四皮圈牵伸机构中，由于后区 有了皮圈控制，后区牵伸倍数可以适当提高。在实验室的工艺试验表明，总牵伸能力比原来提高50%～100%而不降低细纱条干水平。由于粗纱条在进入前区时，纤维紧密度好，前区牵伸倍数可以相应提高。

　　三罗拉四皮圈牵伸细纱机的特点：

　　（1）在不降低成纱质量的前提下，总牵伸能力可提高50%～100%。由于牵伸倍数提高，粗纱定量可以变大，粗纱捻系数适当降低，减少了螺旋状纤维的数量，更有利于在牵伸过程中保持纤维有规律的运动。粗纱定量加大后，提高粗纱机的产量，可以减少粗纱机的配台数，节省人力、物力及能源。
　　（2）由于后区变成皮圈牵伸区，牵伸中的纱条形态好，更适宜于纺高支纱。
　　（3）三罗拉四皮圈牵伸机构工艺适应性好，可以用同一定量粗纱纺制不同支数的细纱，适应多品种小批量生产，不用频繁改变粗纱机工艺。

　　（4）成纱质量好，毛羽少。

　　由于以上特点，三罗拉四皮圈牵伸细纱机机可以叫做超大牵伸精纺细纱机。

　　在我公司纺纱实验室中，曾用熟条直接纺制细纱，总牵伸倍数可达150～250倍。也取得了理想的效果。

　　三罗拉四皮圈牵伸机构的后牵伸区的牵伸规律和特点不同于三罗拉双皮圈牵伸的前区，也不同于后区。在三罗拉四皮圈牵伸的后区，中后罗拉隔距，隔距块，粗纱捻系数、后区牵伸倍数对成纱质量都有影响，必须选用合适的工艺参数，才能取得满意的效果。

　　表一为三罗拉双皮圈及三罗拉四皮圈试纺对比实验数据，1号试样为三罗拉双皮圈纺制，2号试样为三罗拉四皮圈牵伸机构纺制，样机为我厂生产的FA506细纱机，原料为精梳纯棉。

　　2. 赛络纺细纱机系列

　　SFA502、SFA506、SFA528、SFB505是在原有机型的基础上按照赛络纺工艺要求研制的新产品。

　　赛络纺（siro）纺纱工艺是近几年迅速发展的新型纺纱工艺，赛络纺工艺开始在毛纺行业应用，由于赛络纺工艺的特点，决定了赛络纱的独特和优良的物理指标，近年来开始在棉纺行业推广应用。

　　赛络纺工艺是在同一个锭子上同时喂入两根粗纱，两根粗纱保持一定的距离，在同一个锭位上被同步牵伸，纱条在前罗拉钳口输出后，形成一个三角形，由于加捻的作用，两股纱条合并成一根赛络纱。所以赛络纺是一种集纺、并、捻于一体的一种新型纺纱工艺。赛络纺由于成纱机理不同于现有其它纺纱方法，有其独特的特点：

　　（1）在纺纱过程中，由于是两根粗纱同时被牵伸后再合并成一根赛络纱，两束纱条的粗细可以互相补偿，所以赛络纱的条干、粗、细节、毛羽、强力指标都相当好，是目前其它任何纺纱工艺所不能比拟的。赛络纱既有股纱的特点，也有单纱的属性。而多数情况下可以代替股纱应用，是高档服装面料、针织、牛仔布等行业的首选用纱。

　　按数理统计规律，纱线的重量及条干不匀率符合以下规律：

　　Cx=C0×1/√n
　　式中：Cx 为并合后的不匀率。
C0为并合前的不匀率；
n为并合根数；

　　赛络纺的不匀率按下式变化：

　　Cx=C0×1/√2 =0.7 C0

　　即并合后比并合前的不匀率下降了30%。当然这只是按数理统计规律得出的结果，同实际情况有所差别，实验证明有时比理论计算的结果还要好，如果同一锭位上的两支粗纱来自不同的粗纱机，可能会得到更为理想的结果。

　　在粗、细节上有以下变化规律：

　　在纺纱过程中，如果一股为标准直径，而另一股为粗节（标准直径的1.5倍），则并合后的直径为标准直径的1.28倍。说明粗节消除了。同样道理，细节也消失，只有更为严重的粗细节有可能形成新的粗细节，或粗节与粗节，细节与细节处并合后才保留粗细节，但也不会恶化。以上充分说明为什么赛络纺的条干、粗、细节水平非常好的道理。表2是在公司实验室用三罗拉四皮圈牵伸加赛络纺工艺纺出的普梳纯棉纱的物理指标。

　　说明：上述试纺样品所用粗纱，在该棉纺厂用传统工艺纺纱，其乌斯特指标水平一般在97乌斯特公报25%水平或略差。

　　上表中1号试样用4.1g/10m×2粗纱纺制，总牵伸倍数为31.05倍（97乌斯特公报27.8Tex纱5%水平CV%为13.2～13.6）

　　2号试样用3.0g/10m×2粗纱纺制，总牵伸倍数为43.26倍。（97乌斯特公报14.6Tex纱5%水平CV%为15.6～16.1）

　　号试样用4.1g/10m×2粗纱纺制，总牵伸倍数为57.8倍，其条干等水平可达到97乌斯特公报5%水平。

　　以上结果充分说明赛络纺工艺的优越性。我们曾用两股丝、棉、羊绒（同色或不同颜色）或一股为纯棉一股为丝、棉、羊绒，涤棉、纯棉等不同纤维做过多次实验，效果均十分理想。

　　（2）.赛络纺生产的纱线毛羽极少，4mm（包括4mm）以上的毛羽几乎没有。这是因为在大三角形的尖角处，两根纱条互为中心卷绕，所有的长毛羽都被卷在纱线里面。所以赛络纺不但毛羽极少。而且还有一个和其它工艺的不同之处，因为毛羽是被两股纱条交替卷绕在主纱线上。在络筒及后道工序不容易脱出。不象其它工艺生产的纱线在络筒工序会增加大量毛羽。表三是我们取自国外进口紧密纺细纱机上的样品同赛络纱的毛羽对比情况。从表中可以看出，紧密纱和赛络纱4mm以上毛羽都几乎没有，但1-3mm的毛羽，赛络纱仅为紧密纱的50%以下。

　　我们在实验中发现，在纺纱中两股粗纱的中心距对断头率及毛羽有较明显的影响，中心距增大，断头率有增加的趋势，这是因为中心距加大，罗拉前的三角形大，斜边长，而在这个斜边上纱条只有弱捻存在。如接近纤维平均长度，断头率急剧增加，如果粗纱中心距过小，则三角形的顶角变大，4～6mm的毛羽明显增多，但6mm以上的毛羽没有增加。

　　（3）赛络纱由于是两股纱条相互捻合在一起，所以其强力较高，一般是高于单纱，低于股纱。由于其强力高，所以可以适当降低捻系数，是理想的针织用纱。因为赛络纱由两股纱条捻合后而成并且互有渗透，纱线耐磨性好，所以赛络纱也非常适合用于牛仔布行业及高档服装面料。赛络纺工艺有着其它纺纱工艺无法比拟的优越性。但长期以来，在纺纱过程中若产生断头后就纺出单股纱，这个技术问题长期以来一直困扰着纺织界的业内人士。用赛络纺工艺纺纱时，罗拉前面大三角形的两条斜边上纱的捻度很弱，强度低，在这里容易发生断头，如果其中一股出现断头，这时就要迅速把另一根纱人为打断，以免纺出疵纱，如果用远红外或光电式断纱打断器，能够解决问题，但是，根据资料介绍这种打断器每锭需100多元，显然是投资过大，我们也曾对国内现有的机械式断纱打断器专利技术查询过，但这几种机械式断纱打断器主要是用于毛纺行业，而且误动作率高，打断率低，而且挡车工接头时操作不方便。
　　经过一年多的实验和研究，我公司研制成功一种机械式断纱打断器，误动作率为零，打断率高，并可作上、下移动，方便挡车工操作。这种打断器的研制成功，为大面积推广赛络纺新技术提供了有力的保证。


　　赛络纱有着优良的物理指标，但赛络纺也有其不足之处：


　　（1）赛络纺的粗纱导纱喇叭一般不能横动，这样使皮辊、皮圈容易磨损，皮辊磨砺周期缩短，但由于赛络纺工艺流程短，纺纱附加值高，完全可以弥补这一缺陷。


　　（2）由于赛络纺是双粗纱喂入，所以粗纱定量较小，这就增加了粗纱机的压力。如能同我公司的专利技术：“细纱机四皮圈牵伸机构”配套使用，就可以在保证质量的前提下，大大提高总牵伸倍数，使粗纱定量加大。


　　3.紧密纺细纱机系列产品


　　紧密纺技术是近年来发展起来的新技术，发展势头很猛。紧密纺的单纤维伸直度好，排列紧密，单纱强力高，毛羽很少，是理想的织造用纱，紧密纱的条干、粗、细节指标比传动环锭纺略有提高，这是因为紧密纺在纱条从前罗拉输出时牵伸已基本完成，在聚集区只能起到整理作用，不能象赛络纺那样从根本上改变纱线的指标。


　　我公司研制的JFA502、JFA506、JFA528、JFB505是在原有基本型的基础上配备紧密纺纱机构而研制的棉、毛纺细纱机系列产品，利用这项技术也可以很方便地对现有服役中的设备进行改造。


　　4.光滑纺细纱机系列产品


　　GFA502、GFA506、GFA528、GFB505系列棉、毛纺细纱机是在原有机型的基础上配备光滑纺机构而研制的新产品。


　　所谓光滑纺纱是在细纱机前罗拉和导纱钩之间的弱捻区增加一套光滑纺装置，把已形成的长毛羽再呈螺旋状卷绕在纱线上，利用这套装置还可以上腊或上油，省去毛纺中的上油工序。该技术的特点是成纱毛羽极少，纱线表面光滑，纺出的普梳纱比精梳纱毛羽还要少，如能配以蒸纱工序效果更好。


　　5.直纺细纱机系列产品


　　ZFA502、ZFA506、ZFA528、ZFA505系列棉、毛纺细纱机是在原有机型的基础上，采用四罗拉双皮圈、三皮圈或四皮圈牵伸机构共三种牵伸形式，粗纱有小条卷或条筒两种配置，用并条后的熟条直接纺出细纱，省去粗纱工序，可以节省大量的人力、物力、能源，而且省去粗纱机的一次性设备投资。


　　用直纺工艺，熟条直接变成细纱，纤维就不用在粗纱工序加捻，部分纤维变成螺旋状，到细纱牵伸时再拉直。所以纤维的伸直度好，纤维运动更有规律，也更容易控制，纺出的细纱质量更好。


　　以上提及的紧密纺机构，赛络纺断纱打断器，直纺细纱机牵伸机构我公司已完成工艺试验并申报国家实用新型专利，取得了优先权。