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紧密纺纱的性能与应用

王方水 王美荣 司志奎
（鲁泰纺织股份有限公司）

摘要：紧密纺纱技术成功地解决了环锭纺纱产生的毛羽及飞花，提高了纱线的强力和耐磨强度，纱线外观及物理性能都有很大提高和改善，与普通环锭纺纱相比，在纱的质量和产量方面都具有明显优势，为提高后续织造等工序的效率，改善面料的强度、手感、外观质量等方面提供了可靠保证。瑞士立达公司、德国绪森公司、青泽公司、日本丰田公司等都相继推出了紧密环锭纺纱机。文章对紧密环锭纺纱技术和紧密纺纱在色织、针织方面的使用情况作了介绍。

2002年4月份，鲁泰纺织股份有限公司投资1.2亿人民币从瑞士立达公司全程引进K44紧密纺纱2万锭，到今年5月底全部投入生产，基本上达到了预期的目的。其工艺流程如下：A11自动抓棉机一B11轴流开棉机一B7/3多仓混棉机一UNIFLEXB60开棉机一C51梳棉机一SB2预并条机一E32条并卷联合机一E62精梳机一RSB-D30并条机一FLl00粗纱机一K44—21C细络联。主要生产纯棉CM40一CM40支纱，经过一年多的生产实践，产、质量达到了设计要求，现介绍如下。

1 Compact纺纱机理及特点概述
卡摩纺纱是英文Compact yarn的简译音，意思是紧密纺纱。最早在1999年巴黎展览会上展出了该紧密环锭纺纱机，它是欧洲主要机械制造商如瑞士立达、德国绪森和青泽公司研究出的纺纱设备，其中以瑞士立达公司制造K44 Comforspin的设备较有代表性。 Compact纺纱与传统环锭纺纱前、后纺设备相同，只是细纱机不同。
1.1 Compact纱的形成机理
传统环锭纺纱的方法是纤维由前罗拉和前皮辊的握持钳口输出，在加捻三角区被集聚到纱线结构中，但加捻三角区不可能集聚所有的纤维。这就意味着许多边缘纤维或者丢失掉形成飞花，或者以某种不规则的形式捻合到纱线中，它们对强力的贡献很小，并且影响条干和粗细节、毛羽。而Compact纱则克服传统环锭纺的不足，它是将传统环锭纺中前罗拉用一个带孔的抽吸滚筒代替，并且在滚筒内部安装一个特殊的不运动的斜管，以便气流通过，在滚筒的里面有一个产生负压的抽气系统，从而使气流从外面流人滚筒里面。
传统环锭纺的牵伸是三罗拉上、下皮圈、前后皮辊形成牵伸机构，Compact纺纱是三罗拉、四皮辊、上下长短皮圈构成牵伸系统。卡摩纺的牵伸系统与普通环锭纱最大的区别在于：Compact纺纱的带孔滚筒抽吸鼓上有两个皮辊（分别称前上皮辊和夹持皮辊，前上皮辊位置是向后偏移0.5 mm），两个皮辊的中心距在46~46.5 mm之间。经过牵伸后的须条进入带孔抽吸滚筒上的两个皮辊之间，纤维束受负压气流的压缩与控制，在负压气流与一定角度的吸风口复合作用下，纤维束作横向缩小，使纤维束的宽度柔和地转化为成纱的宽度并加捻形成纱线。为使须条在前上皮辊与抽吸鼓产生的钳口和夹持辊与抽吸辊形成的钳口之间被较好的控制，瑞士立达在此之间还加了一个抽吸鼓的盖板。如此一来，从夹持辊和抽吸鼓形成的钳口出来的须条马上就被加捻形成纱线。加捻三角区变得非常小，几乎所有的纤维都被有规则地捻合到纱线中。
立达公司生产的K44Comforspin细纱机每台为1008锭，为保证从车头到车尾的抽吸负压一致，立达公司设计的抽吸嘴直径从车头到车尾逐渐增大（φ9mm~φ12mm）。
K44型Comforspin卡摩纺细纱机的前罗拉与中后罗拉是由变频电机分开驱动的，它的牵伸系统可任意改变纱线的支数和捻度而不必更换齿轮，只要将参数输入即可，牵伸程序经过控制板操作完成。由于Compact纱是借助于气流的作用将须条聚集在一个受控的路径上，从而形成紧密纺纱，因而细纱车间的空气含尘气流的控制显得尤为重要。
1.2 Compact成纱特点
表1 Compact纺纱与普通纺纱筒纱质量对比：（纯棉50S）
指标
品 种
卡摩纺
50S
普通纯棉
50S
比较
50S
条干CV%
毛羽值H
3mm以上毛羽根数
单纱强力CN
单强不匀CV%
纱线密度（g / cm3）
11.88
2.88
76
328.5
7.2
0.65
12.83
3.8
149
285.4
8.5
0.6
-9.7
-24.2
-49
+15.1
-15
+8.3
从表1对比中可以看出，Compact纺纱比普通环锭纺纱有下列特点：
（1）成纱毛羽显著减少。从毛羽指数看，降低24.2％，毛羽指数的概念是l cm长的纱
线上所有毛羽长度的总计，是两个长度的比值。但是从每10m毛羽根数来看，降低3mm以上的毛羽根数的比例能达到49％。我们都早巳知晓，3mm以下的毛羽对后工序应用没有多大的影响，最有害的应该是3mm以上的毛羽，卡摩纺纱的特点正好去除比较长的毛羽，留下了比较有用的短毛羽。
（2）强力提高近10％~16％。强力的提高因纱支、原料和工艺的不同，提高的幅度不尽相同。高支纱由于其强力不匀CV％减小，平均强力的提高比率要比低支纱高。
（3）降低了强力不匀CV％。由于其生产工艺的特殊性，纱线条干均匀，随之带来的强力也比较均匀。
（4）降低了条干不匀CV％。我公司所用的新疆长绒棉的公制支数6702，CM50S的公制支数85.47。根据统计理论推算，在成纱中纤维细度相同的条件下，由于成纱各个截面内纤维根数分布不匀，造成成纱截面极限不匀为=11.29％。我们实际用瑞士立达K44的细纱机所纺的细纱条干不匀CV％为11.6左右，非常接近理想极限值。
（5）增加了成纱密度，提高了纱线的耐磨性。
另外，Compact纱在后序工序中还表现出以下特点：
（1）改善了面料的起毛起球性。毛羽减少，就意味着起毛起球性的改善。
（2）使纱线取消烧毛工序。节省因烧毛而造成的原料损失6％~10％，并且烧毛工序的取消还意味着烧毛后倒筒工序的省略。
（3）在保证普通纱的质量下，能提高20％左右的产量。瑞士立达K44型细纱机设计最高速度20000转，CM50S的强力高，我们能够将最高锭速开到18500转。如果做针织用纱，在保证普通纱的强力条件下，捻度能比普通纱降低20％，产量能提高20％，并且针织物的手感好。
（4）单纱质量与普通纱相同，合股后的质量要好于普通纱。CM80S普通纱与卡摩纺纱的单纱棉结相同但卡摩纺纱的股线棉结明显少于普通纱。表2是具体的试验结果。
表2 普通纱与卡摩纱的试验结果
纱 支
项 目
条干CV%
细节（km）
粗节
（km）
棉结（km）
单纱强力（cN）
单强CV%
伸长率（%）
CM80支
CM80/2
COM80支
COM80/2
15.05
10.66
13.49
9.24
41
0
19
0
71
3
37
1
99
17
92
9
10.7
345
189
412
10.7
7.3
9.4
6.2
4.34
4.92
4.79
4.9
注：CM：普通纱；COM：卡摩纱。
从表2可以明显地看出，卡摩纱经过合股以后，棉结减少明显比普通纱比例大。这是因为卡摩纱本身毛羽少，在后工序加工过程中，因摩擦原因而导致毛羽集聚形成棉结的机率要少得多。
（5）瑞土立达K44纺纱机与德国绪森公司在国产FA506型细纱机上改造的紧密纺纱的对比结果如表3。
表3 瑞士立达的K44细纱机与绪森的改造细纱机的试验结果
纱 支
项 目
机型
条干CV%
细节（km）
粗节
（km）
棉结
（km）
毛羽
H
捻度
强力（cN）
强力CV%
3mm以上的毛羽根数
CM50

CM60
K44
绪森

K44
绪森
11.9
11.89
12.73
13.22
1
2
4
7
9
8
24
18
30
32
65
44
2.93
2.88
2.65
2.97
25.8
25.5
27.2
26.7
329
325
263
256
7.6
8.1
8.3
8.9
8.94
9.5
8.94
8.83
从表3试验结果来看，瑞士立达的K44细纱机与绪森的改造细纱机，在提高强力和减少毛羽方面相差无几。

2 卡摩纺纱存在的问题
2.1 纺织元件的损耗
由于卡摩纺纱在抽吸鼓上的抽吸作用，要求须条在抽吸鼓上的宽度不得大于4mm，因此喇叭口的横动很小。由此可知，皮辊的磨损是显而易见的。正常的细纱机，纺纯棉高支纱时，前皮辊的硬度为65度，K44的细纱机的前皮辊的硬度大约是70度，普通细纱机的前皮辊能用6个月，卡摩纺细纱机的前皮辊只能用3个月。
2.2对环境的要求
瑞士立达K44细纱机对温湿度的要求特别严格。它要求一年四季相对湿度全部保持在38％~43％。如此一来，对空调设备的要求特别高。
由于抽吸鼓内负压作用，细纱车间内空气含尘浓度大，灰尘容易吸附皮辊表面和抽吸鼓上，细纱清洁和平扫车工作的周期短，费用也要高。特别是在室外空气含尘浓度大时，极易出煤灰纱。
2.3 投资情况
瑞士立达的K44的细纱机每锭大约在2123元（当时的汇率为l美元对换1.67欧元），绪森公司改造Elite，紧密纺细纱机大约在1000元左右，大大低于立达的整机的价格，并且绪森改造后的细纱机对温湿度的要求与普通环锭纱相同，无须特别关注。
2.4 对面料手感的影响
由于卡摩纱的面料毛羽的减少，面料的手感滑爽，织物表面颗粒饱满，但是没有普通原纱的手感柔软。

3 Compact纱在色织和针织方面的应用
用Compact纱生产的色织面料，为高档面料。除布面颗粒清晰，毛羽少，光泽好，耐磨性好，手感滑爽外，在降低成本，提高效率．解决普通环锭纺纱不能满足质量要求方面，具有明显的优势。
3.1 在青年布中的应用
由于色织布纬纱要先经松式络筒倒成松式后染色，纯棉筒纱的染色时间大约在8~9h，其间经水的数次冲刷，传统纺纱上的长毛羽（特别是3mm以上的毛羽）被水冲而积聚到一块，染色后再经过一遍紧式络筒，长毛羽将牢牢的聚在一起。这样的纬纱用在经、纬向对比反差不大的品种上能掩盖一部分，用在经向浅色、纬向深一色的青年布上，纬向就形成一个个短的粗节或大的棉结，布面效果特别差。曾经有多次此类面料被客户拒收，我们没有其它的好办法，只好用股线代替。但股线的价格是单纱的近两倍，为了保持长期的业务关系，我们又必须如此。现在将纬向换成Compact纱，问题就迎刃而解了。

3.2 在纯棉免烫面料中的应用
近年来，人们崇尚回归自然，对“绿色纺织品”，的需求越来越迫切，天然棉纤维制品一直是世界上最畅销的纺织品。由于其具有透气性好、吸湿性强、穿着舒适、手感柔软、生物降解等特点，深受人们的喜爱。但棉纤维弹性差，穿着和洗涤中容易起皱，不挺括，不美观，给人们的生活带来诸多不便。
为此，人们采用免烫整理，来达到防皱的效果。但大部分树脂反应后，面料的强力将降低30％~ 50％之间，不能满足高质量要求。对于CM40S纱，可以用长绒棉代替，但CM50S长绒棉就只能用Compact CM50S才能满足要求。
3.3 在提高针织物手感和色织物质量和手感方面的应用
由于Compact纱强力高、毛羽少，大大提高了针织机和织布机的效率。特别是对于针织机来说，其原纱不上浆，毛羽少，就意味着飞花少，减少飞花织人布面造成疵点的概率，大大提高了针织物的布面质量。在相同强力条件下，Compact纱比普通环锭纺纱，可以降低捻度，提高细纱机产量。

4 发展与展望
由于卡摩纺纱所具有的特性，一般售价比普通纱能提高10％~20％左右。但是由于立达的卡摩纺设备价格太高，纺织企业的承受能力有限，难以大批量推广。这就给设备生产厂家提出了一个降低制造费用，面向大多数纺织企业的要求。
Compact纺纱技术是今后环锭纺纱的发展方向，目前世界上瑞士的立达公司、德国的绪森、青泽公司、日本的丰田公司等都相继推出了Compact纺纱设备，特别是绪森公司专门设计生产了在一部分细纱机型上改造的部件，可以将普通细纱机改造为紧密纺纱机，加快了对传统环锭细纱机的改造速度，节省购置整台设备的费用。
随着21世纪高新技术的发展，人们生活水平不断提高，生活节奏不断加快，舒适、免烫、高档、环保的天然棉纺织品将更加受到人们的欢迎，Compact纺纱技术将具有广阔的发展前景。