纺织技术
21世纪初世界棉纺织技术的新发展(瑞士立达J20)
中国纺织网
2015/1/10
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21世纪初世界棉纺织技术的新发展(瑞士立达J20)

前言:新型纺纱有转杯纺纱机、立达J20喷气纺纱机及日本涡流纺纱机等,其中转杯纺纱机的技术发展的最为成熟完善,转杯纱的产量很大几乎在市场上与环锭纱的容量持平,条干好、纱疵少,是新型纺纱系统中发展最早最快最多的体系。立达J20喷气纺纱机是立达公司在2011年在巴塞罗纳ITMA展出的最新式的喷气式纺纱机受到展会的高度评价,日本在展会上展出的MVS871涡流纺纱机是在VORTEX861基础上改进的,有不少优点。

关键词  气流纺纱  喷气纺纱 涡流纺纱 条干 纱疵  纺纱支数  产量  质量  制成率

Keywords rotor spinning  Air jet spinning  yarn unevenness yarn defects spinning count  rate of production  quality is made

第二单元  瑞士立达J20喷气纺纱技术的发展

一、瑞士立达J20喷气纺纱机的综述

立达公司在在2011巴塞罗纳ITMA展出了J20喷气纺纱机,立达J20喷气纺纱机是新型包缠纺纺纱机,是通过由压缩空气控制牵伸后的纤维条形成喷气纱,喷气纱具有比一般普统环锭纱条干好、毛羽少、纱疵少及保证最终产品好的优点。成纱只有较短的毛羽及小的毛圈,从而使成品具有抗洗涤及抗起球的特点。使织物因包缠纱具有柔软性及蓬松性均匀感。同时J20噴气纺纱技术还应用无接头痕的接头技术,提高了织物的价值。J20喷气纺纱机在牵伸系统及自动化技术方面比以前做了许多改进,机器是双面独立的,配用双面纺纱器机器,可同时生产两种不同质量要求的品种,适应于最终产品的要求。从而使J20喷气纺纱机具有很好的产品适应灵活性,纺纱机的最大特点是车速高、产量高、设备占地面积少。纺纱生产及质量稳定,生产灵活性高,不仅可在同一台机器上同时纺两种不同技术要求的纱,而且生产工序简单,取消了粗纱及络筒工序。生产的纱可直接到织机或织前准备。每台器有4个机器手分设每侧两个。在机器的左右侧车尾设立过虑箱以过虑并收集纺纱器排出的废花及其它杂质

立达公司在在2011巴塞罗纳ITMA展出了J20喷气纺纱机,立达J20喷气纺纱机是新型包缠纺纺纱机,是通过由压缩空气控制牵伸后的纤维条形成喷气纱,J20喷气纺纱机是立达公司在J10喷气纺纱机的基础上进一步研制开发的新型纺纱机。J10喷气纺纱机是2003年开始研究开发的,因此可认为J20喷气纺纱机是继J10喷气纺纱机之后的第二代喷气纺纱机,在2011年巴塞罗纳展会后J20喷气纺纱机即进入市场销售。J20喷气纺纱机有许多优点:产量高;符合市场发展对纱的质良要求;灵活机动简单的机器设置,易于操作;维修与更换品种简单,停车时间短;可在线调节纺纱性能;纺纱费用低;机器占地面积少,相比较投资少;纺纱成本低;操作简单;自动化水平高。(见图7)

速度高,引出速度一般可高达450米/分;而环锭纺的引出速度仅在15-27 米/分,转杯纺的引出速度为130-250米/分; J20喷气纺纱机全机有120个纺纱头,是全世界最长的喷气纺纱机。

J20喷气纺纱机每侧有两个机器手(图7)全机4个机器手,完全是由J20喷气纺纱机两面单独单锭传动的,和R60转杯纺纱机一样用4个机器手分别在机器两侧服务,对每侧进行无接头痕接头、更换满管及空管并做清洁工作;可用大型条桶高为1070或1200毫米,直经是500毫米。条子由机器下方喂入,喂入路线短,可消除或避免意外牵伸;

纺纱器是J20喷气纺纱机的核心。纺纱器是单头传动的,不要过桥齿轮及传动轴等。在断头或质量剪切后,纺纱器停止运转,同时也停止耗用压缩空气,在员工进入维修时,这个纺纱器立即断电。J20喷气纺纱机上是双面纺纱器,应用双面纺纱器还可更换许多工艺部件,可加工不同纤维原料、纱支及品种,如可加工粘纤、莫代尔、竹纤维及与棉纤维的混纺纱,扩大了品种的生产范围,。纺纱工艺设置(包括牵伸、筒速、卷绕张力、卷绕角、喷嘴纺纱压力、清纱器、上腊装置、卷绕装置等)都可在操作面板上直接完成。使机器可快速更换品种,提高了纺纱生产的灵活性。

J20喷气纺纱机机器每头设有两个反向旋转翼可精确的引导纱线,完全消除了带状卷绕,真正做到卷绕防叠;旋转翼的应用也为进步提高系统的产量提供了基础;该系统的卷绕交叉角设定在15-46度之间,可根据需要自由选择调整;这是筒子卷绕防叠新技术,比槽筒沟槽导纱技术先进的多。

J20喷气纺纱机的双面纺纱器的牵伸装置比J10喷气纺纱机的产量提高5%。应用双面纺纱器还可优化吸风机的风压,避免飞花灰尘和杂物的沉积。飞花等由机械手自动清除。

二、J20喷气纺纱机的重要特征

1、J20喷气纺纱机的纺纱器(图7)

从图1中可看出纺纱器的纺纱过程是由下向上进行的,条桶的条子通过两个集束器,确保无捻条子直接喂入牵伸系统。这种条子直接进入牵伸系统的短路径的设计消除了产生意外牵伸的可能。

图7、 J20喷气纺纱机的纺纱器的组成示意图

纺纱器是J20喷气纺纱机的核心,由以下部份组成;①、双列轴承牵伸系统--②、成纱喷嘴③自动接头、④、--清纱器纱(线质量监控器);⑤-交叉卷绕装置; -⑥、筒子纱

2、高精度双列轴承牵伸系统(图8)

在喷气纺中通过喂入预备牵伸、主牵伸和整理牵伸三个阶段对喂入的条子进行柔和的牵伸。为了满足喷气纺较高的工艺要求并适应高倍牵伸,J20采用了立达公司首创的牵伸系统,这种牵伸系统是4上4下的牵伸系统,技术很成熟。在双列轴承牵伸系统中,下罗拉是单根传动的,皮辊依次由下罗拉单独驱动,卷绕系统也是单独传动的。如果发生断头或质量剪切,只有发生断头的纺纱器会完全自动停止运转。等机械手接头后,该纺纱器会自动开始运转生产,也不用打开双列轴承牵伸系统,可快速地喂入条子恢复生产。

图8为J20喷气纺纱机采用了最先进的牵伸技术装置:由3 上3下改为4上4下,实现四罗拉三区牵伸(即预备牵伸、主牵伸和整理牵伸)或(预备牵伸、中牵伸、主牵伸)、牵伸倍数大。可实现大牵伸。牵伸系统的皮辊使用双列轴承,故称双列轴承牵伸系统,这确保了高倍牵伸的绝对精确和可重复性。精确的纱线引导使纺纱质量很高而且稳定,从而确保纱线质量稳定均匀一致,质量剪切少,断头也达到最少。J20喷气纺纱机牵伸系统采用双列轴承皮辊的牵伸系统可实现能与高产优质纱线产质量的完美结合。

图8、高精度双列轴承牵伸系统

受到牵伸后的条子离开牵伸系统后即进入纺纱喷嘴,条子的2/3的纤维形成平行的纱芯,其余的纤维,前面部份捻合进纱芯,后面部份则缠绕在平行的纱芯周围,通过气流的作用形成纱线,从而生产出具有新的结构特性的纱线(图9)

图9、在喷气纺中,纤维在涡流的作用下形成纱

4、20喷气纺纱机的接头技术

J20喷气纺纱机的无接头痕的接头技术是由计算机控制控制的,在电子清纱器的配合下完成

J20喷气纺纱机与一般传统的接头方法不同的接头,新的接头技术使所有的纤维均被包缠到纱体中,使接头处获得与原纱直径外观一样的粗细(图10),在织物上看不出接头的痕迹。为进一步提高织物外观质量创造条件,从而使织物更美观,提高了织物的价值。机械手将有疵点的纱线吸离筒子并剪除疵点后又被纺纱喷嘴吸进机械手,机械手把纱尾以预定方式分离,然后沿着纺纱方向,以渐进的喂入方式接近生产速度再次将其输入。

图10、 J20纱的接头器接头质量与普通接头器质量比较

图11、PFF(渐进式纤维喂入)接头装置的接头直径可与原纱直径一样,是高质量高强度的接

5、精确的卷绕机

纱线的卷绕系统是由两个反向回转盘组成的导纱系统取代了槽筒式的导纱(图12- B),可有规律的引导纱线在筒子上进行交叉卷绕,精确的控制这两个盘的速度消除了叠状卷绕、蛛网纱。纱线以恒定的张力卷绕成圆拄形筒子。交叉角可以在15度到45度之间无级调整。后工序加工需要的标准筒子纱或松式染色都可以生产。(图12)由于两个反向回转盘组成的导

纱系统取代了槽筒导纱,减少了纱与槽筒之间的磨檫,使毛羽减少。图10所 示为J20喷气纺纱机的接头质量与一般标准接头器的纱线接头质量的对比,J20喷气纺纱机的接头外观明显比标准接头器接头外观质量好。

卷绕装置(盖子关闭)

图12、带有两个反向旋转盘的卷绕装置

纱线的卷绕系统是由两个反向回转盘组成的导纱系统取代了槽筒式的导纱(图12、),可有规律的引导纱线在筒子上进行交叉卷绕,精确的控制这两个盘的速度消除了叠状卷绕、蛛网纱。纱线以恒定的张力卷绕成圆拄形筒子。交叉角可以在15度到45度之间无级调整。后工序加工需要的标准筒子纱或松式染色都可以生产。由于两个反向回转盘组成的导纱系统取代了槽筒式的导纱,减少了纱与槽筒之间的磨檫,使毛羽减少

6、电子清纱

J20喷气纺纱机配用USTER QUANTUM2电子清纱器,清纱器全部清纱系统的功能都在J20喷气纺纱机的触摸屏上确定。USTER QUANTUM3是乌斯特技术公司新开发的全新的数字式光电清纱器、可应于J20喷气纺纱机上同时清除纱疵、棉结、粗细节及异纤等。提高了筒纱及织物外观质量;可在络纱两分钟内提出最佳清纱曲线确定清纱效率。也可根据需要考虑配或不配异纤检除装置。

图13、乌斯特技术公司新开发的USTER QUANTUM3数字式电子清纱器

清纱器安放在纺纱喷嘴后监测纱线质量,因此清纱后卷绕的纱线质量会受到100%的控制。对纱线接头的监控作用也是100%的。 在卷绕前清纱器检查每个接头质量如接头长度、直径等。对质量不合格的纱要切断重新接头。因此受检后的筒子中的纱的质量是100%合格的,没有疵点(图13),清纱器可选用电容式或光电式的传感器现代USTER QUANTUM3是乌斯特技术公司新开发的全新的数字式光电清纱器、可应于J20喷气纺纱机上同时清除纱疵、棉结、粗细节及异纤等。根据需要可配对异纤有监测功能的传感器或不配。经过J20喷气纺电子清器清纱的喷气纱在针织机或机织上会不停车或很少停车,织造效率很高。

7、机器手

J20喷气纺纱机配用4 个机器手(见图14),每侧两个,沿纺纱机来回巡回,完成自动接头、满管空管及清洁纺纱区等任务。机器手的工作都是计算机控制指挥的。机器手的工作很稳定可靠,如发生问题,机器手的显示屏上可显示出排除故障的程序,可直接快速的解决问题

8、由于用应了专利横动装置,使J20喷气纺纱机的胶辊、胶圈的使用寿命比一般延长3倍

9、J20喷气纺纱机优化设置了中央通风机、全部电路、电子部件及排杂吸风管道等都集中在传动机架内。机器两侧都设有独力的过滤器及集棉箱用来对来自纺纱锭位和机械手的废棉单独过滤,因此废棉也可做到单一不混,可保证下一步加工生产原棉的纯度。

10、机器左右两侧设有空管运输链。能区分不同颜色的空管,不会混色,并能自动喂入空管。

喷气纺纱机的基本工艺参数表

图14、 J 20喷气纺纱机配用4 个机器手(每侧两个)

表1、J 20喷气纺纱机的生产工艺配置

纺纱速度米/分

高达450米/分。不受纤维种类、纺纱支数和最终产品用途限制,所纺支数30-50英支

纺纱器

全机有120个独立的纺纱器,每侧60个,锭距为260毫米

机械手数量

共有4个机械手,是应用无接头痕技术、更换筒管及清洁纺纱器

驱动系统

每个纺纱器和筒子采用独立驱动。机器两侧可同时生产两种不同的纱线

牵伸装置

4上4下3区牵伸装置,配有专利横动装置

清纱器

Uster quantum clearer2电子清纱器,光电式或电容式,可配或不配异纤检除装置

卷绕系统

采用独立驱动的一对反向回转盘导纱的卷绕系统,圆柱形筒子的最大直径可达300毫米

三、J20喷气纺纱技术的优点

1、在喷气纺纱技术中,从引出罗拉钳口引出的条子在纺纱喷嘴处受到高速回转涡流的作用形成了一种新型的与其它纱线结构不同的纱线—包缠纱,在喷气纱的形成过程中,被牵伸拉细了的纤维进入纺纱喷嘴,前面一部份纤维形成纱芯,后面的通过纺纱喷嘴处的纤维自由端在喷嘴处的气流作用下,被缠绕到平行的纱芯上而形成包缠纱,叫喷气纱,因此喷气纱的表面很光滑,纱的表面的毛羽非常短而少或者形成小毛圈。不仅毛羽短小,而且手感柔软,纱体蓬松。这是喷气纱的外观特征。由此可认为,在包缠纱的形成过程中,高速回转的气流起着至关重要的作用。喷气纺纱技术生产的纱因此具有独特的性能,外观不同于环锭纱和转杯纱(见图10)对下游生产及最终产品的应用上都有很大的影响。

2、毛羽少的喷气纱中纤维抱合力好,可减少下游工序中尘杂及飞花,从而可提高机织或针织的生产效率。适于机织或针织机的高速度运行。

3、由于喷气纱具有独特结构的特点,使其具有更高的吸湿性,可在浆纱时降低浆料的浓度。在染色时就可以较少的染料而得到相同的色度。纱线的毛羽少还可以使织物在印染后获得清晰的图案轮廓。

4、J20喷气纺纱机可同时生产两个品种,在2011巴塞罗纳ITMA展出的J20喷气纺纱机上展示运行时的J20喷气纺纱机上一侧生产30英支100%粘胶纱,实际生产速度高达400米/分;另一侧加工以50英支100%纯棉长绒棉纱,实际生产速度380米/分,两侧平均效率在98%,在针织大圆机上加工的立达J20喷气纱,速度可开到45转/分。但J20喷气纺纱机在纺纱时用的条子质量要求很高,空气条件要求也很高,在这样的条件下才能纺出高质量的喷气纱,也才能保证下游在织机高速运转时实现高效率。

5、同等生产能力的纺纱系统。对于同样的产量而言,J20喷气纺纱机由于产量高,同样产量的J20喷气纺纱机占地面积比环锭纺节约建筑面积减少25%,从而相应减少了空调负荷。节约了能源 ,节约了生产成本

6、喷气纱的手感非常柔软亲肤性好,纱体蓬松的特性使最终织物不透明度更好,使织物外观很均匀。洗涤后抗起球性也很好,织物耐用性高,尺寸稳定性也很好。从图4-5-5中可明显看出J20喷气纺纱机的喷气纱的外观比立达其它纺纱系统的纱线外观好,与紧密纺纱相近。

图15、立达公司的设备生产的环锭纱、紧密纱、转杯纱及喷气纱的外观比较

7、J20喷气纺纱机的生产成本比其它纺纱系统的生产成本低。由于单锭传动,引出速度最高,使每公斤的能耗都比其它纺纱系统低。J20喷气纺纱机的纺纱器可以进行单锭停运关闭也有助于降低能耗。

瑞士立达公司在2011 巴塞罗纳ITMA展出了最新J20型的喷气纺纱机是新型纺纱技术体系中的包缠纺纱的系列。当代最新型的J20型的喷气纺纱机有许多优点:纺纱器像转杯纺一样是J20型的喷气纺纱机的核心,应用双面纺纱器可设置不同的纺纱工艺(包括牵伸、筒速、卷绕张力、卷绕角、纺纱压力等),应用双面纺纱器,可加工不同纤维原料、纱支及品种,如可加工粘纤、莫代尔、竹纤维与棉的混纺纱,应用双面纺纱器还可优化吸风机的风压,避免飞花灰尘和杂物的沉积;J20喷气纺纱机采用了最先进的牵伸技术,可实现大牵伸; J20喷气纺纱机配用USTER QUANTUM2电子清纱器或USTER QUANTUM3、可清除纱疵、棉结、粗细节及异纤等,提高了筒纱及织物外观质量,可在络纱两分钟内提出最佳清纱曲线,从而提高下游工序效率及质量;J20喷气纺纱机的无接头痕的接头技术使织物上看不出接头的痕迹,从而使织物更美观,提高了织物的价值;新型的交叉卷绕系统消除了带状卷绕,减少了毛羽,提高了生产效率;由于用应了专利横动装置,J20喷气纺纱机的胶辊、胶圈的使用寿命比一般延长了3 倍;全机有120个纺纱头,是全世界最长的喷气纺纱机。这些优点都是最新J20型的喷气纺纱机的技术进步的特征。从以上技术进步来看,J20喷气纺纱机已进入到技术进步的高新阶段。具有较高的生产技术水平,但由于纺纱原理是包缠纺,因此要求所加工的纤维是较长的纤维,最适于加工等长的工业纤维如粘纤、莫代尔、竹纤维及合成纤维等。加工生产纯棉纱或与其它化纤混纺纱,要求棉纤维是长绒棉。加工的各类工业纤维长度能达到38-40毫米左右。如牵伸工艺能配置的好,加工中长纤维更好。J20喷气纱机的纺纱支数在30-50英支。因此今后应寻求扩大对整齐差的天然纤维适应性的工艺技术的新道路、新方法。扩大J20喷气纱机对一般棉纤维、纺纱支数及品种的适应范围。相信在生产纯棉纱的品种上能进一步突破,生产的纱支能占有更大的范围,喷气纺纱机将会取得更大的技术进步,市场的占有率将会更高。

J20型的喷气纺纱机的展出受到与会观众的好评。车速高,效率高、质量高、条干好、生产品种好,纺纱支数高、可加工纯长绒棉及粘胶纱,符合市场及原料的要求,有很好的发展潜力。

              

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