新型紡紗技術的快速發展

一、轉杯紡長絲紗發展新型紡織技術，提高新型紡織在生產中的比重，是“5”至周邊地區紡織技術的重點。近20年來新型紡紗技術得到快速的發展,尤其是轉杯紡紗是新型紡紗中技術最成熟、推廣最快、使用量最大的一種紡紗技術。據有關文獻報導:目前世界上擁有轉杯紡機產能已超過800萬頭,比1980年的360萬頭增加了1.2倍,用轉杯紡生產的紗線按長度計算已達到25%,按重量計算已達到40%。尤其是歐美國家,如美國目前各種短纖紗的市場占有率分別為:轉杯紡紗35%、環錠紡紗34%、噴氣紡紗18%、摩擦紡紗8%、包纏紡紗5%。其中轉杯紡紗已超過傳統的環錠紡紗,處于第一位置。歐美國家之所以快速發展轉杯紡紗,是因為轉杯紡紗與環錠紡紗相比具有工序短、效率高、質量優、用工省、成本低等優勢。據德國賜萊福公司提供數據,在德國生產1公斤紗的加工費,環錠紡需0.3歐元,而用全自動轉杯紡機生產只需0.12歐元,加工成本為環錠紡紗的40%,這是轉杯紡紗在國外,尤其是歐美國家得以快速發展的重要原因。我國從21世紀以來,借鑒國外經驗在擴大紡紗產能的同時轉杯紡紗也得到快速發展,每年新增轉杯紡產能在20萬頭左右,據中國紡織工業協會統計資料:至2004年全國擁有轉杯紡頭數已超過116萬頭,比1999年的57萬頭增加了1倍多。二、隨著玻璃紡的快速發展，產業結構發生了變化(一)新一代轉杯紡機20世紀90年代,我國轉杯紡技術不但產能小,且裝備落后,除少量引進國外第二代轉杯紡機(抽氣式)外,多數是第一代自排風式轉杯紡機,紡杯速度在3-5萬r/min,只能生產低檔次粗支紗。而進入21世紀以來,浙江、江蘇、山東、新疆等地先后引進全自動與半自動轉杯紡機600多臺近20萬頭。其中浙江省引進全自動轉杯紡機超過160多臺近5萬頭,居全國第一,占新增轉杯紡產能65%以上。這種全自動轉杯紡機具有自動接頭、自動落紗、自動清掃紡杯、自動落筒和輸送筒子等功能,其最高紡杯速度可達15萬r/min,比原第一代轉杯紡機生產效率提高了2-3倍,同時機上配有電子清紗、上蠟等裝置,能自動檢測與切除紗上疵點,生產優質轉杯紡紗線。由于紡杯速度提高,可紡支數也從原來生產97-36tex(6s-16s)發展到已可生產29-14.5tex(20s-40s)中細支針織與機織用紗,改寫了轉杯紡“吃下腳料,生產低檔紗”的歷史。在積極引進國外轉杯紡先進技術與裝備同時,國內眾多的紡機制造廠,在消化吸收國外先進技術基礎上開發了新一代半自動轉杯紡機,僅在浙江就有泰坦紡機、日發紡機、精工紡機和新亞紡機4家,相繼開發了具有半自動接頭、電子清紗、上蠟等功能的新一代轉杯紡機,目前均已批量生產供用戶選擇。這種半自動轉杯紡機紡杯速度可達7-9萬r/min,最高10萬r/min,紡紗支數在36-27.8tex(16s-21s)之間,由于機上配有電子清紗與上蠟等裝置,使生產紗線質量也可接近全自動轉杯紡機水平,它與全自動轉杯紡機相比,具有明顯的價格性能比優勢,在國內使用面正在擴大。(二)轉杯紡是一種新型前道裝置在20世紀七八十年代轉杯紡產能發展是以綜合利用原料為前提,故轉杯紡機多數是由大中型棉紡廠附屬車間建立的,原料來源主要是利用生產中的回料落棉等,由于是附屬車間吃下腳料,故限制其產能發展與檔次提升。進入21世紀后,隨著轉杯紡技術的進步,轉杯紡紗與環錠紡紗比較,不僅具有工序短(6道縮短為3道)、用工省(同樣產量用工只環錠紡1/4)、生產效率高(是環錠紡的6-8倍)等優勢,而且還具有質量優勢,轉杯紗除強力稍低外,其它指標如紗線條干均勻度、毛羽、表面光潔度等均優于環錠紗,可用作中高檔針織與機織物用紗,故轉杯紗改寫了“吃下腳料,生產低檔紗”的歷史。生產實踐使經營者意識到發展轉杯紡紗必須要有一定規模,并相應配置前道先進裝置才能確保產品質量提升。從浙江近幾年轉杯紡發展看,原來附屬于棉紡廠的轉杯紡車間多數已逐步消亡或轉移,而現在生產的大多數是2000年后新建的,其中規模最大的如蕭山科爾紡織公司擁有AUtocoro312型全自動轉杯機40臺共12480頭,并與國外引進的清梳聯及帶自調勻整并條機等先進前紡設備相配套,每天生產轉杯紡紗線超過100噸(以36.4tex號數計算)。一般廠規模在8-12臺,最小規模為4臺,日產紗也在10噸以上。同時為了使產品質量達到用戶要求,多數企業均配置了清梳聯合機與新型開清棉、梳棉、并條機等先進前道設備,并有專業技術人員負責管理,從事工藝研究與產品開發,使產品上檔次,質量上水平。故目前在浙江省用全自動與半自動轉杯紡機生產的紗線質量,尤其是3項CV%(重量CV%、條干CV%、單強CV%)均能達到2001年Uster公報統計值5-25%的水平,轉杯紗已成為紗線生產中的一類重要品種,其用途正在不斷擴大,轉杯紡紗企業已不再是棉紡織廠附屬車間。(三)轉杯紡非棉非紗轉杯紡紗用原料,長期以來是以利用棉紡的回料下腳料為主體成份,隨著全自動與半自動轉杯紡機大批投入使用,用戶對轉杯紗的質量提出了較高要求,用回料與下腳料生產顯然是達不到質量要求的。同時隨著轉杯紡單獨工廠的建立,生產量大,回料也難以收集,因此轉杯紡使用原料也呈現出多樣化的格局,原棉與各種化纖及羊毛、絹絲、麻類多種纖維均在轉杯紡中應用。由于使用原料多樣化,使轉杯紡生產的紗線也豐富多彩,目前在浙江全自動轉杯紡機上除了生產中高檔次純棉針織與機織用紗外,非棉產品如粘膠針織紗,T/C、T/R混紡針織紗也已批量生產,由于這幾種非棉紗線手感柔軟、表面光潔、染色鮮艷、吸濕透氣性能好,受到用戶歡迎。在半自動與自排風轉杯紡機上我們也先后開發了羊毛(羊絨)混紡轉杯紗,麻/棉混紡紗及紬絲轉杯紗等產品,尤其是用湖州威達公司絹絲下腳料生產的紬絲轉杯紗是我省出口紡織品的重點產品之一,由于質量上乘穩定,在歐美市場上已樹立良好形象。此外轉杯紡的色紡針織紗、轉杯紡的竹節紗、包芯紗也先后開發成功,投入小批量生產。轉杯紗線品種多樣化,不僅滿足了用戶的不同要求,也為企業創造了較好的經濟效益,這也是近幾年來轉杯紡得到快速發展的原因之一。三、轉杯紡生產技術的發展以上分析了近幾年來我國轉杯紡產能的快速發展使產業結構發生變化的幾個方面,即生產方式從附屬車間轉向專業工廠;使用原料從吃下腳料改變為多種原料;生產裝備從第一代轉杯紡機發展到第三代全自動轉杯紡機;生產品種從低檔粗中紗到中高檔用紗,這四大變化充分反映了轉杯紡生產技術已進入了一個新的發展時期。如何堅持自主創新,進一步提升轉杯紡產品檔次,擴大轉杯紡紗線的應用領域,提高在國內外市場上的競爭力,提高企業經濟效益與投入產出率,這是關系到我國轉杯紡能否持續發展面臨的重大課題,根據浙江省這幾年來轉杯紡的發展,我們認為要把握以下幾點:(一)風式轉杯紡機應使用的問題前述轉杯紡技術發展已進入了第三代全自動與半自動轉杯紡時期,因此要用技術標準、政策導向等手段,限制第一代自排風式轉杯紡機盲目生產。對目前尚在使用的第一代轉杯紡機,要通過技術改造等方法逐步用新一代先進轉杯紡機替代,走更新改造之路。同時對今后新建轉杯紡工廠要有經濟規模,一般采用國產新一代轉杯紡機以6-8臺(1200-1500頭)為單元,引進國外全自動轉杯紡機以4臺為最小單元,并相應配套先進前紡設備,使投產后產品質量能達到一定水平。(二)我國針織、機織用紗的開發轉杯紡目前在國內已呈三足鼎立的格局,既有最先進的全自動轉杯紡機,又有國內生產的半自動轉杯紡機,也有早期引進與國內生產的自排風式轉杯紡機。這三代設備機械結構性能與自動化程度差異較大,因此,要根據不同檔次轉杯紡裝備,開發不同檔次轉杯紡產品。對引進全自動轉杯紡機要充分發揮其自動化程度高、質量控制系統功能齊全的優勢,重點開發29-14.5tex(20s-40s)高檔次針織用紗和機織用紗,尤其是要開發生產低捻針織用紗與名牌牛仔布用紗,并要積極開發非棉(粘膠、T/R、T/C)轉杯紡紗線與色紡轉杯紡紗線等新穎紗線,以提高其產品技術含量與附加值。對國產新型轉杯紡機要重點開發48-29tex(12s-20s)粗中支機織與針織用紗,使其生產效能得到最大發揮,同時通過對設備的改造與技術創新,能生產轉杯紡竹節紗和包芯紗等新穎紗線,并要根據后道加工的質量要求加裝電子清紗與上蠟裝置等,以進一步清除紗上疵點,提高其加工性能。對目前仍在使用的第一代自排風式轉杯紡機可以生產97tex-48tex(6-12s)粗支紗為主,通過合理使用各種可用原料(棉、毛、麻、絲等回料)生產純棉、棉/麻混紡及紬絲混紡等紗線,也可根據市場需求以再生棉為原料生產工業用的副牌轉杯紗。總之,要通過合理分工做到產品定位合理,使各自優勢得到充分發揮。(三)低捻度針織紗紗在針織品的應用領域,減少對棉花的依存度隨著全自動轉杯紡與半自動轉杯紡的擴大應用,為開發中高檔轉杯紡紗提供了裝備條件。目前在國外的轉杯紡紗企業大多數生產中高檔和混紡針織紗等品種,尤其是低捻度針織紗更受針織企業的歡迎。如國外著名的運動服耐克、阿迪達斯、波羅等都是用中細支低捻轉杯紗制成。據國外相關報導:在國外,轉杯紡紗線在針織物上使用已占42%,在中粗牛仔布、卡其織物上應用只占25%。在美國有72%的轉杯紗用于針織面料,這充分說明在轉杯紡機上開發中高檔針織用紗是大有潛力的。此外,隨著國內轉杯紡產能的擴大,原棉供需矛盾日益凸現,而國外轉杯紡用原棉只占55%,非棉原料占45%,故通過轉杯紡非棉產品開發,擴大轉杯紡原料使用范圍,增加轉杯紡紗品種,減少對棉花的依存度。(四)轉杯紡紗的標準產品標準是衡量產品質量的砝碼,目前國內考核轉杯紗質量只有一個FZ12001-92轉杯紡紗標準。隨著國內轉杯紡紗快速發展與技術進步,現行標準無論適用范圍、考核項目和指標水平均已落后于形勢,同時用一個標準也很難適用目前轉杯紡紗原料多樣化、產品檔次差別化和不同用途對轉杯紗質量的不同要求,因此必須要對現行標準進行全面更新,按使用原料不同,裝備不同和產品用途不同分別制訂轉杯紡紗的系列標準。在當前市場經濟條件下,企業只有通過制訂高水平的產品標準來指導企業一切生產經營活動,把高質量的產品推向市場,參與競爭,因此制訂標準的指導思想應是“從實際出發立足于超,盡最大努力滿足用戶要求并與國際接軌”。(五)轉杯紡紗工藝對紗線的影響第一,要重視原料優選和互配,這是保證產品質量提高與穩定的首要環節。由于轉杯紡的成紗機理不同于環錠紡,尤其是紗強要低于環錠紡紗,故在生產純棉轉杯紗時應把纖維的強伸度與馬克隆值性能放在重要位置。美棉性能強伸度較好,無“三絲”等疵點,從浙江多家廠使用實踐看,較適宜用于轉杯紡紗。同時在配棉中要注意不同批棉花馬克隆值的差異,馬克隆值高,即纖維成熟較好,細度偏粗些,更適宜生產中號轉杯紗;同批棉花中馬克隆值差異不能過大,否則在成品中易出現染色檔疵品。在非棉轉杯紡紗生產中,尤其是以回料作主要原料時(如絹絲落棉、麻落棉等),對批與批之間的回料性能要作測試分析(如纖度與長度離散度、含雜率高低),否則因批與批之間質量差異過大易造成質量波動。第二,要對前紡工藝進行研究。目前轉杯紡紗前紡工藝主要有2種:一是采用傳統工藝,即開清棉→梳棉→頭二道并條;二是采用清梳聯合機→帶自調勻整單程并條機。從提高纖維梳理度、清除雜質能力分析,第二種工藝要優于第一種工藝,同時由于清梳聯合機上普遍裝有自調勻整系統,故條子的長短片段的重量差異也要優于傳統工藝;但通過清梳聯工藝短絨率增加較多,將會影響紗的強力,因此控制清梳聯短絨率增長應作為工藝研究的重點。尤其是以色棉與彩色棉作原料時,因原棉本身強度較低,不宜采用清梳聯工藝;在麻類、絹絲類回料生產時,原料還要經過預處理去除雜質,才能經開清棉制成棉卷。對并條工藝,根據德國賜萊福公司試驗分析:單并工藝用于粗支紗(32.8tex)單一原料成份較適宜,在生產中細支紗(29-14.5tex)或混紡紗時,因對條子中的纖維伸直度與混和均勻性要求較高,故以采用二道并條工藝為好。同時在末道并條機裝有自調勻整裝置能均勻輸出條子,減少長短片段重量差異,這對提高轉杯紡紗的質量是十分有利的。第三,要重視轉杯紡機工藝研究。由于使用原料、生產品種與使用轉杯紡機不同,必須采用不同的轉杯紡工藝,如要紡好針織紗,關鍵是要降低捻度設計,但捻度降低后又會影響紗的強度。要提高低捻針織紗的強力,就必須重視轉杯紡機工藝研究,諸如選用強伸度好的原棉、減少加工中纖維損傷、提高喂入條質量、優選紡紗器各元件、提高加捻效率等問題。總之,提高轉杯紡成紗質量是一個系統工程,只有加強各環節工藝研究,篩選最佳工藝,才能使成紗質量達到最佳水平。(六)加強轉杯紡紗企業控制一是加強紡紗元件的管理和維護。各種紡紗元件使用一定周期后,元件表面及其通道內積聚大量的粉塵和污垢,直接造成成紗條干CV值惡化,棉結、粗細節增加,因此定期、定時進行紡紗元件的清潔十分重要,這是保證機臺運轉正常的關鍵。同時要做好落后單錠的追查和處理,及時消除隱患,減少錠差,對超出內控制指標的單錠要進行記錄和監控。二是加強車間空調與除塵系統管理,確保車間溫濕度與含塵量符合工藝要求。轉杯紡所用原料回潮率,