不同紡紗方式的技術性及經(jīng)濟性分析探討

　　摘要：分別闡述了傳統(tǒng)的環(huán)錠紡、噴氣渦流紡和轉(zhuǎn)杯紡的紡紗原理、紗的結(jié)構特點。對不同紡紗方式在使用相同原材料和前紡相同的工藝流程及相同的工藝參數(shù)的情況下，進行了生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本的對比分析。并對噴氣渦流紡和轉(zhuǎn)杯紡紗機有待提高的方面提出了改進意見。
　　關鍵詞：環(huán)錠紡；噴氣渦流紡；轉(zhuǎn)杯紡；生產(chǎn)效率；產(chǎn)品質(zhì)量；生產(chǎn)成本
　　新型紡紗是相對和傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗方式而言的，其技術近年來得到了飛速進展，目前紡紗方式和環(huán)錠紡截然不同的有轉(zhuǎn)杯紡、噴氣紡、噴氣渦流紡、摩擦紡、平行紡、自捻紡等新型紡紗技術。還有在環(huán)錠紡上通過改造和創(chuàng)新而形成的賽絡紡、賽絡菲爾紡、索羅紡(國內(nèi)又稱纜型紡)和集聚紡等。從紡紗線品種的適用性和生產(chǎn)成本上來看，具潛力的是噴氣渦流紡。這些紡紗新技術的出現(xiàn)，既有利于紡紗技術和設備水平的提升，也為成紗質(zhì)量的提高和產(chǎn)品風格的多樣性提供了可靠性的保障。我公司既擁有環(huán)錠紡細紗長車，又有引進的瑞士站達紡機公司的R923型半自動轉(zhuǎn)杯紡紗機和日本村田公司的№861噴氣渦流紡紗機等先進新型紡紗設備，不同紡紗原理而產(chǎn)生的紡紗方式導致了不同的紡紗線結(jié)構，而紡紗線結(jié)構的差異是引起紡紗線性能變化的主要原因。根據(jù)我公司的生產(chǎn)實踐就不同紡紗技術在紡紗原理、產(chǎn)品質(zhì)量、適紡品種、設備投資、生產(chǎn)成本等方面進展作一簡單探討分析

　　1紡紗原理

　　1.1噴氣渦流紡的紡紗原理
　　噴氣渦流紡紗是將通過三道并條的棉條直接供給到噴氣渦流紡機的四羅拉牽伸裝置，被牽伸的纖維束通過紡紗噴嘴和中空錠子紡成單紗，再將已經(jīng)紡成的紗經(jīng)電子清紗器去除紗疵后卷繞到筒子上。
　　從前羅拉出來的纖維束，通過紡紗噴嘴的軸向氣流的作用，在收束到螺旋狀噴管內(nèi)的同時被吸引，通過噴管的窄部分，到達寬大的噴嘴室內(nèi)，受紡紗噴嘴旋轉(zhuǎn)氣流的影響而擴散。然后在從噴管中心伸出的針的前端部再次收束。此時，通過在針部彎曲的方式，預防向有捻紡紗線的上游傳送。纖維束受旋轉(zhuǎn)氣流的影響，當后端離開了前羅拉的鉗口點時開始隨氣流旋轉(zhuǎn)，同時被拉入中空錠子，在已經(jīng)形成芯的纖維的周圍朝肯定方向（旋轉(zhuǎn)氣流方向）纏繞，從而形成渦流紡紗的結(jié)構特征（見圖1）。所以，從前羅拉的鉗口點到錠子前端為止的距離（圖1中的L），是決策渦流紡紗物理特性的重大因素。加大該距離，則纏繞纖維的比率增加，形成柔軟的實捻的紗。但是距離過大，則落棉率也增加。于是通常將該距離（圖1中的L）設定為比供給棉條的平均纖維的長度略微短些。
　　1.2轉(zhuǎn)杯紡的紡紗原理
　　轉(zhuǎn)杯紡紗屬于自由端紡紗，轉(zhuǎn)杯紡在紡紗過程中，纖維由分梳輥轉(zhuǎn)移出來后，經(jīng)紡杯滑移面到達紡杯的凝聚槽進行凝聚旋轉(zhuǎn)并加捻成紗。
　　條子從條桶中牽引出被喂入紡紗器的分梳裝置中，經(jīng)分梳輥開松的纖維在負壓作用下被輸送到紡杯的凝聚槽內(nèi)，纖維以須條狀布置（在分梳過程中，雜質(zhì)被從開松的纖維中分別出來），前面已經(jīng)紡成的紗頭在離心力的作用下被甩向凝聚槽，紗頭壓著纖維條并同時加上捻度，將條狀纖維束包覆在有捻度的紗頭上被快速連續(xù)抽出形成紗條，經(jīng)過引紗羅拉和電清裝置后，被引到卷繞羅拉上，在橫動裝置作用下交叉卷繞成筒紗。其大卷裝、接頭少等使其在針織物企業(yè)以及針織物產(chǎn)品的應用中受到青睞。但是，轉(zhuǎn)杯紗較大的捻度和粗硬的手感也為后道針織物產(chǎn)品帶來了不利的影響。
　　1.3環(huán)錠紡的紡紗原理（略）
　　2紗的結(jié)構

　　2.1渦流紡紗芯的纖維平行度好，沒有捻度，在成紗前經(jīng)過握持牽伸，紗體表面有等距離規(guī)律性（理想狀態(tài)下）的包覆纖維，將纖維捆扎在一起。捆扎方向同“Z”向捻度方向相同，紗是內(nèi)松外緊，柔中帶剛，織物上透氣性能好。
　　2.2轉(zhuǎn)杯紡紗在紡紗過程中依靠高速氣流回轉(zhuǎn)成紗，纖維間平行度較差，紗體表面呈不規(guī)則排列、纖維無規(guī)律性地纏繞在一起。故紡紗線是內(nèi)緊外松，強力較低，由于紡紗線捻度較環(huán)錠紡紗大，故其織物手感稍硬。
　　2.3環(huán)錠紡紗是纖維在握持狀態(tài)下連續(xù)加捻而成紗。由于纖維的張力作用，使內(nèi)外層纖維不斷轉(zhuǎn)移，增加了纖維之間的滑動阻力，成紗強力較高。

　　3生產(chǎn)工藝流程

　　3.1環(huán)錠紡紗的工藝流程：
　　清梳聯(lián)（FA203C梳棉機）→JWA1312自調(diào)勻整并條機（二道并條）→FA467粗紗機→DTM139細紗機→№21C托盤型自動絡筒機。
　　3.2渦流紡紗的工藝流程：
　　清梳聯(lián)（FA203C梳棉機）→HSD961AL自調(diào)勻整并條機（三道并條）→№861渦流紡紗機。
　　3.3轉(zhuǎn)杯紡紗的工藝流程：
　　清梳聯(lián)（FA203C梳棉機）→HSD961AL自調(diào)勻整并條機（二道并條）→R923轉(zhuǎn)杯紡紗機。
　　
　　4不同紡紗方式的基本技術參數(shù)對比

　　環(huán)錠紡普梳產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程比噴氣渦流紡和轉(zhuǎn)杯紡要長，多了粗紗和自動絡筒兩個工序。噴氣渦流紡和轉(zhuǎn)杯紡的工藝流程基本相同，因其牽伸型式不一樣。紗的內(nèi)部結(jié)構不同，可紡支數(shù)范圍各有不同，我們在噴氣渦流紡已紡過60S，而轉(zhuǎn)杯紡高紡到40S。噴氣渦流紡雖耗電量比轉(zhuǎn)杯紡和環(huán)錠紡小，但耗氣量、落棉量、回絲量都比轉(zhuǎn)杯紡和環(huán)錠紡消耗要高。不同的紡紗設備技術參數(shù)比較見表1：
　　

　　5相同原材料的不同紡紗方式的成紗質(zhì)量對比

　　我們在原材料、前紡各工序的工藝參數(shù)、半成品質(zhì)量基本一樣的情況下，同時在DTM139、№861和R923機型生產(chǎn)同一規(guī)格品種，其各項質(zhì)量指標見表2：
　　

　　5.1百米重量變異系數(shù)
　　在百米重量變異系數(shù)中，新型紡紗比傳統(tǒng)紡紗方式的質(zhì)量水平要高。這是因為新型紡紗比傳統(tǒng)紡紗方式工藝流程要短，增加一道工序就增加一次質(zhì)量下降的機會。
　　5.2條干指標
　　在條干CV%、細節(jié)、粗節(jié)質(zhì)量水平中環(huán)錠紡好；其次是噴氣渦流紡。而在+200%的棉結(jié)質(zhì)量指標中噴氣渦流紡比環(huán)錠紡和轉(zhuǎn)杯紡的質(zhì)量水平好。從個人的收集資料和生產(chǎn)實際中分析，全部品種規(guī)格都一樣，噴氣渦流紡產(chǎn)品+200%棉結(jié)都優(yōu)于環(huán)錠紡和轉(zhuǎn)杯紡。而轉(zhuǎn)杯紡的任何同一產(chǎn)品的粗節(jié)和棉結(jié)都比噴氣渦流紡和環(huán)錠紡的紗要多。其主要原因是在轉(zhuǎn)杯紡生產(chǎn)中，纖維在并條機伸直后又經(jīng)過一道分梳和凝聚，就形成了新的纖維灣鉤。
　　5.3單紗強力指標
　　單紗斷裂強度是環(huán)錠紡好于噴氣渦流紡好于轉(zhuǎn)杯紡。在不同的規(guī)格上單紗斷裂強度差異幅度不一樣。但單紗強力變異系數(shù)基本在同一水平。
　　5.4毛羽指標
　　成紗毛羽指數(shù)（3㎜）和織物抗起毛起球性能是噴氣渦流紡的紗絕對占優(yōu)勢，是其它紡紗型式不可比的。這就是不同的紡紗原理、不同的紡紗線結(jié)構決策了不同的產(chǎn)品質(zhì)量特點。
　　6、設備投資對比

　　在產(chǎn)品定位相同的前提下，以自動化程度高、降低員工勞動強度、減少萬錠用工和提高生產(chǎn)效率為目的，進行固定資產(chǎn)投資對比分析見表3：
　　

　　7投資經(jīng)濟運行對比分析

　　7.1紡紗速度是衡量紡紗設備性能的主要指標
　　不同的設備有不同的紡紗速度，即使是同一纖維紡同一規(guī)格品種也不一樣，我公司生產(chǎn)的粘膠30S紗，在前紡各工序的原材料、工藝參數(shù)、半成品質(zhì)量都一樣，用不同機型進行生產(chǎn)，其紡紗速度和生產(chǎn)效率數(shù)據(jù)見表4：

　　7.2數(shù)據(jù)分析
　　從上面數(shù)據(jù)分析，設備的生產(chǎn)效率相差0.8%～1.6%，單錠產(chǎn)量№861是R923的3倍；是環(huán)錠紡的20倍，但№861成紗的千錠時斷頭率是R923的24.5倍、是環(huán)錠紡細紗長車的25.5倍。在牽伸部件中，上下皮圈形成的彈性鉗口是影響成紗質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關鍵。上下皮圈工作面和須條直接接觸，產(chǎn)生肯定的摩擦力界，阻擋纖維提前變速。一個柔和而又有肯定壓力的膠圈鉗口，既能操縱短纖維休閑，又能使前羅拉握持的纖維順利抽出，其變速點的分布完量靠近前羅拉鉗口，而離散度小，成紗質(zhì)量好和斷頭率、單強CV%都會降低，但上銷在生產(chǎn)中出現(xiàn)跳動，成紗粗細節(jié)增多，斷頭率和單強CV%都會增加?！?61噴氣渦流紡斷頭是自動接頭，80錠需3個自動接頭機，每個接頭機看27錠，而R923轉(zhuǎn)杯紡是人工接頭，因千錠時斷頭率低，一個值車工可看1800錠。雖然它們的生產(chǎn)效率相差0.8%，但轉(zhuǎn)杯紡接頭要少，是實在的生產(chǎn)效率，而噴氣渦流紡是靠自動接頭機的電耗和氣耗來保持這種生產(chǎn)效率的，這些都會增加原材料消耗，不利于降低生產(chǎn)成本。
　　7.3不同紡紗技術的生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)
　　設備和廠房的投資是屬一次性的固定資產(chǎn)投入，而生產(chǎn)運行成本是長期收益的經(jīng)濟效益。我們從幾組數(shù)據(jù)進行對比分析見表5。
　　

　　我們以生產(chǎn)純粘膠30S產(chǎn)品針織物用紗為例，新型紡紗比環(huán)錠紡紗在用人上是占絕對優(yōu)勢。人員工資按2.5萬元/年，新型紡紗比環(huán)錠紡紗每年僅工資一項就可以多創(chuàng)利潤577.5萬元。
　　7.4培訓操作
　　由于渦流紡紗機的自動化程度高，操作方法簡單易學，培訓時間很短。我們一名渦流紡擋車工看8臺機的生產(chǎn)。對傳統(tǒng)面料密集型企業(yè)將是大的援助解決用工問題。而環(huán)錠紡細紗機的擋車工至少需要培養(yǎng)三個月的時間，才能獨站看機臺，且達不到企業(yè)定額的看臺標準。
　　8不同紡紗方式生產(chǎn)的紡紗線用途分析及市場前景簡析

　　我們認真分析和研究了噴氣渦流紡設備性能，認為其生產(chǎn)品種的范圍具有很大的進展空間。要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)噴氣渦流紡產(chǎn)品，就必須要在工藝、設備、操作、原材料、空調(diào)五方面下功夫，做到精、細化治理。我們先后研究開發(fā)生產(chǎn)了超級莫代爾、天絲、棉、滌綸、粘膠、羊毛、聚丙烯腈纖維、異型滌綸等混紡化纖織物系列產(chǎn)品。為降低能源消耗，推動面料低碳產(chǎn)品的進展，順應市場需求生產(chǎn)綠色環(huán)保紗，我們首創(chuàng)在渦流紡紗機上生產(chǎn)色紗系列產(chǎn)品，為后道工序減少了大量的能源消耗和污水的排放，為面料工作裝增加了更多的花色布料，為公司制造了很好的經(jīng)濟效益，為社會承擔了一份責任和義務。噴氣渦流紡看似能源消耗大，但其產(chǎn)量、質(zhì)量、經(jīng)濟效益都提高了，噴氣渦流紡的織物布料有很大的進展前景。環(huán)錠紡紗適用機、針織物用紗，要生產(chǎn)高支紗還需用環(huán)錠紡。轉(zhuǎn)杯紡紗適用針織物物用紗，要大批量、產(chǎn)品比較固定的好還是用轉(zhuǎn)杯紡。噴氣渦流紡紗適用針織物物和少量的機織物用紗，但要多纖維混合紡紗且是中低支紗的使用噴氣渦流紡經(jīng)濟效益佳。
　　9紡紗技術不足的問題及改進建議

　　噴氣渦流紡產(chǎn)品的應用市場將越來越大；噴氣渦流紡產(chǎn)品的良好服飾性能將會受到人們的追捧。其綜合經(jīng)濟效益是明顯的。但噴氣渦流紡紗機的設備性能還需進一步完善。目前在實際生產(chǎn)中還有千錠時斷頭率較高、落棉量和回絲量較多、搖架內(nèi)側(cè)和紡錠清潔難做等問題，故噴氣渦流紡設備還有待改進之處，真正提高紡紗生產(chǎn)效率，降低千錠時斷頭率，減少原材料消耗。
　　9.1在可生產(chǎn)品種及規(guī)格上需進一步拓展
　　目前，生產(chǎn)品種規(guī)格在16～50S范圍是理想。品種規(guī)格在55S以上的產(chǎn)品質(zhì)量就不及于傳統(tǒng)環(huán)錠紡。在生產(chǎn)品種適應范圍時，噴氣渦流紡紗設備還存在有肯定的缺陷，需要進行技術改造。
　　9.2牽伸機構的日常清潔工作操作有待提高
　　由于噴氣渦流紡的牽伸搖架和環(huán)錠紡是完全不同的，但其功效是一樣的，在做牽伸機構部位的清潔，擋車工極不方便，甚至無法做到位。它將影響著成紗的產(chǎn)品質(zhì)量問題。
　　9.3上銷鉗口隔距適用范圍有待拓展
　　上銷鉗口隔距只局限于紡棉和化學纖維兩擋固定的隔距，要拓展噴氣渦流紡的產(chǎn)品領域和為了提高成紗的產(chǎn)品質(zhì)量，應向環(huán)錠紡紗那樣隨品種規(guī)格而調(diào)整。
　　9.4消極式棉條架有待改進
　　噴氣渦流紡紗機的棉條架采取的是消極式輸送棉條，在生產(chǎn)過程中，棉條將會產(chǎn)生意外牽伸而影響條干均勻度。應向環(huán)錠紡粗紗機后的高架那樣隨紡紗速度的變化而相應地跟著調(diào)整。
　　9.5紡錠等關鍵器材對新型纖維的適應能力有待提高
　　目前使用的紡錠只使用于生產(chǎn)纖維素纖維，對新型纖維的紡紗而言，將會產(chǎn)生易堵、易損的現(xiàn)象。

　　（本文作者：宏揚控股集團有限公司洪新強）
　　

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