超越传统 第5期

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇超越传统 第5期范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

编者按：

本期“科技”栏目通过“高效短流程嵌入式复合纺纱技术”和传统环锭纺纱技术的对比，让对此项技术感兴趣的读者详细了解“高效短流程嵌入式复合纺纱技术”的突破性原理和应用优势。

环锭纺纱的优点及其存在的问题

环锭纺纱是目前使用最广泛的纺纱技术，自从近200年前发明该技术以来(大概是1830年左右国外发明了该项技术和设备)，由于其卷绕和加捻同时进行的特点，特别是成纱质量的特点决定了他的市场占有率的绝对优势。该技术发明的时，国际上主要以短纤维纺纱和应用为主，合成连续长丝纤维还没有进入到工业应用的阶段，因此，环锭纺在短纤维成纱方面的优势没有其它技术可以比美。

环锭纺纱原理如图1，在环锭细纱机加捻过程中实现了纤维的内外转移(图2)：粗纱中的纤维原来是平行排列的，在加捻过程中，外层纤维走的螺旋线长度长，内层纤维的螺旋线走过的长度短，外层纤维张力变大，向纱线内层挤，内层纤维受到压力的作用后向外挤，引起纤维沿纱线半径方向进行内外转移。内外转移的纤维相互间加压，所以纤维不会解体并且有一定的强力。

但是，随着现在技术发展我们再仔细分析该纺纱技术发现有如下方面的问题和不足。

环锭细纱机上主要以纺短纤维为主。品种单一，虽然有长丝复合纱的开发和生产，品种还是受到很大的限制，为了实现消费者对不同花色品种需求的发展，开发了和大量应用花式线成纱设备，有的是在环锭纱的基础上进行二次开发，生产效率有的也比较低，在环锭细纱机上实现花式纱线的开发和生产具有非常大的意义。

环锭纺纱技术要求纤维必须足够的长度和强度，物理性能不能满足要求的纤维基本上很难成纱，导致大量性能优良的纤维原料不能成为纺织所需要的纱线原料。

加捻和卷绕同时进行是环锭细纱设备的最大的特点，一定捻度是环锭纺纱成纱的必要条件，对于提高纱线的强度和减少纱线的毛羽非常重要，但是由于加捻所形成的残余扭矩对后续生产带来了很多的麻烦，如针织纱中的辫予纱或扭结的存在，以及针织产品的纬斜等等，所以在织造前要进行蒸纱，最终面料要进行定型也与纱线存在残余扭矩也有很大的关系，为此有研究人员进行平行纺纱或者命名为“扭妥”纺纱的技术开发，但该技术对设备要求非常高，机构改造非常麻烦。

受成纱结构的限制，不同原料的环锭纱线在极限纺纱细度，这在一定程度上限制成品附加值的提升。从

理论上讲，纱线截面内至少四层纤维排列，纤维根数至少35-37根才能形成纱线(如图3)，中间为1根，第二层为6根，第三层12根，第四层18根，总共37根。这样，不同细度的原理只能生产相应极限细度的纱线。

环锭纱的毛羽也是一个非常显著的问题，所以后续的纱线需要经过浆纱或者烧毛处理，或者最终的产品需要经过烧毛处理，适当加大捻度可以降低毛羽，但是降低了纱线的生产效率以及加大了纱线的残余扭矩，环锭纱中的短纤维理论上可以有很多次的内外转移，在纱线内部的部分接受压力构成纱线的抱合力和摩擦力，在纱线外层的部分形成拉力加强纱线的对内的凝聚力或者是压力，这样形成了‘个非常紧密的纱线体系，但是实际纱线中短纤维有很多露在纱线的表面从而形成各种形态的毛羽，适量的短毛羽可以改善织物面料的风格，但是更多的毛羽降低了纤维材料的使用效率和提高了面料的成本，特别是对那些昂贵的纤维(如羊绒等)更是弊大于利。

环锭纺纱的流程太长，不符合现在产业的高度集成、高效率、短流程、节能降耗的要求。

环锭纺纱的设备上胶辊和罗拉的配合长度较大，但是通常一个胶辊与罗拉形成的夹持线中只喂入一根粗纱进行牵伸纺纱，大大降低了胶辊和罗拉之间形成的有效牵伸能力，虽然siro－spun，siro-fil有两根须条经过胶辊和罗拉之间，但是使用效率还是很低，在长达30毫米以上的一个胶辊与罗拉的夹持线之间如何实现更多的功能有非常大的价值，多功能集成是现代装备的特点。

长丝纤维使用越来越多的今天，如何让环锭纺纱方法适应这些新纤维材料的发展已经显得非常重要。在新纤维层出不穷的今天，传统的环锭方法技术已经显得有些力不从心，有些新纤维以长丝的形式出现，而有的则

是以短纤维出现，都有自己不同的性能特点，将环锭纺纱技术革新，开发一种革命性的新型纺纱方法和技术非常迫切。

嵌入式系统定位纺纱工作原理及其优点

嵌入式系统定位纺纱方法的研究，从理论上剖析了现有纺纱技术存在的问题和局限，认为所有这些技术成纱的前提是加捻和成纱不可分割，短纤维加捻是生产过程中纱线卷绕和连续生产得以进行的必要条件，足够的捻度才能使加工的纱线有足够的强度满足卷绕成型以及后续织造的需求。所以这些纺纱技术对加工纤维的长度、强度等物理性能有非常高的要求，为了突破足够捻度是必要条件的这个瓶颈，我们在纺纱方式上对环锭纺进行了原理上的革新，研制了“嵌入式系统定位纺纱方法”，该技术最大的特点是将纱线生产过程中所需要的强度(如卷绕张力)与短纤维捻入纱线这两个问题分开讨论和进行，纱线的强度主要由超细合成纤维承担，而加捻只是为了实现短纤维在纱线中实现内外转移，短纤维在纱线中的转移方式以嵌入的形式牢固固定，与传统环锭纺中纤维内外转移的形式有本质的区别。

嵌入式系统定位纺纱方法的工作过程

如图4所示，在环锭细纱机的每一个牵伸机构上，从粗纱筒管退绕下来的两根短纤维粗纱a、a’，分别经导纱喇叭1平行进入由后罗拉2、后皮辊2’、中罗拉3、巾皮棍3’、皮圈4前罗拉5、前皮棍5’组成的牵伸区进行牵伸；两根长丝b、b’从前罗拉5后端喂入，在前罗拉5、前皮棍5’组成的前钳口处分别与两根粗纱须条a、a’汇合经牵伸的两根粗纱须条a、a’与两根长丝b、b’从前钳口输出后进入加捻三角区加捻，然后经导纱钩6后卷绕在细纱筒管7上。前罗拉牵伸区的纤维路线如图5、图6、图7所示。

嵌入式系统定位纺纱方法的工作原理

由于现代纺织科技的进步，合成纤维长丝可以实现高强和超细，这为我们开发嵌入式系统定位纺纱技术提供很好的条件。嵌入式系统定位的原理是：在细纱机牵伸装置中加装有非常严格的定位装置以保证四个原料在前钳口处(A-A)的相对位置精确稳定，喂入的四种原料中外侧两根长丝(F)有足够强度形成强有力的保护与增强的三角区域，内部两束短纤维(s)借助两根长丝(F)形成的骨架可以成纱。四个原料通道严格定位可以实现很多不同的纱线结构，定位的最大优点是可以将这个系统控制在稳定的状态，采用FSSF形式的嵌入式定位纺纱的优点是短纤维一旦从前钳口出来，就会被侧向前进的加捻长丝捻入并带走，可以极大降低对短纤维强度和长度的要求。长丝与短纤维构成一根有捻的单根纱线后，在向导纱钩运动的过程中

会很快与另一个类似的复合纱线相遇并被加捻，形成复合的股线体系，短纤维在股线中稳定的被两个方向来的长丝夹持，并且被牢固嵌入其中，这与Siro-fil纺纱中短纤维的固定方式有很大的不同，与环锭纱中纤维依靠内外转移固定纤维的形式也不同。因此四个原料“系统定位”是措施，“嵌入式”是纤维固定的结果，这样对纱线加捻的捻度要求降低。

关于定位的问题

嵌入式系统定位纺纱(Embedding＆System Locat-ing Spinning)的原理图如图8所示。AO、BE、CF、DO是喂入的四种原料，这四种原料平行进入前钳口AD，AO和DO一般为具有足够强度的长丝，可形成强有力的保护大三角区域，实际根据最终纱线性能设汁的不同，他们也可以是长丝或者其中的一根长丝而另外一根可以是短纤纱，或者两个都可以是短纤纱，等等各种变化；BE和CF是短纤维须条，也可以通过选用不同的原料，实现很多变化，形成不问风格纱线。系统定位的原理是AO、BE、CF、DO四个原料在进入前钳口前有非常严格装置或者措施米准确的定位，以MO为中心线。嵌入式系统定位的最大优点是可以人为的将AOD这个系统设定在稳定的状态，AO、BE、CF、DO四种原料的相对位置稳定可靠，而不是靠常规的siro-fil纺纱方式一样，依靠系统自己寻找稳定的状态。实践证明环锭细纱机上有足够的空间来悬挂四个纱线的原料以及实现他们的定位，形成的纱线结构可与预先设计保持一致。

关于“嵌入式”的问题

四个通道来源的短纤维须条或者长丝在不同的定位状态下可以实现纤维在纱线中的不同状态，但有一点可以肯定的是，短纤维在长丝巾稳定的被两个方向来的(AO和DO)长丝夹持，并且被嵌入在其中，这于Siro-fil纺纱中短纤维的固定方式有很大的不同。“嵌入式”这个名词来源于计算机的嵌入式的软件和硬件设计，表示他们精致小巧、密不可分、成为一个互相弥补的有机体系，通常“嵌入式”的设计是在一个大的平台上进行的，而我们发明的这个纺纱的平台实际上是两个长丝形成的稳定的AOD三角平台，在这个平台的内部可以实现不同的结构和原料的纺纱，而这些短纤维是一种完全不同于短纤维环锭纺纱中纤维转移方式的形式存在的，牢度更好，纤维被嵌入式夹持的方式在其中进行内外转移的，并被牢度的定位。定位决定了纱线的结构，以及纤维在纱线中不同的形态，当AO和DO为长丝，BE和CF为短纤维时，短纤维基本上呈现在复合股线的外侧，当然这与长丝和短纤维的量有很大的关系，当长丝的线密度和短纤维须条的线密度相当时，短纤维主要呈现在纱线的内测，纱线呈现长丝包缠的效果。

关于短纤维可纺长度要求的问题

由于AO和DO的存在，承担了大部分加捻的“扭力”及卷绕的“牵引力”，BE和CF中的短纤维的长度(1)理论上只要纤维长度：I>L*tana，其中L是AB之间的距离。

我们可以举例说明如下，如果AD为20毫米，AB为5毫米，而角度BAE与纺纱的牵引和卷绕速度有关系，设定为45度，则短纤维的长度只要5毫米以上就可以在这个系统中进行纺纱了。所以理论上很多纤维原料都可以进行纺纱的。