嵌入式复合纺纱的理解与探讨

谭钧鸿　王涛

摘要：

分析嵌入式复合纺纱的机理，从其优缺点、经济效益、依存条件等方面对其进行了分析及提出一些建议。

关键词：高效短流程嵌入式纺纱；工艺；效益

嵌入式复合纺纱，也叫“如意纺”，由山东如意集团与武汉科技学院、西安工程大学共同开发的具有自主知识产权的原创技术——高效短流程嵌入式复合纺纱技术[1]，曾获2009年度国家科技进步奖一等奖。“如意纺”技术最大的亮点在于它分别打破了毛纺纱支支数和棉纺纱支支数的世界纪录。以1克羊毛为例，凭借这项技术，可以把原来意大利人保持的180公支的世界纪录提高到500公支；同时还能将长绒棉从原来能纺300英支提高到500英支。目前，“如意纺”技术已在如意集团下属的毛纺、棉纺、印染和服装企业中得到了推广应用，并取得了良好的经济效益。作为载体纺纱与赛络菲尔纺纱模式的发展和创新，下面通过其原理、优缺点、存在问题及效益等方面进行一些探讨。

1 嵌入式复合纺纱的原理

该技术核心创新原理是建立了3个加捻三角区，与原环锭纺纱技术只有一个三角区有极大的不同，它可以大大缩短浮游纤维的握持距离。对环锭纺纱中各个纱线做受力分析时发现，在现有的环锭纺纱过程中，只有一个加捻三角区，各根纤维都必须能够承受较大的力量，纺纱过程才能够进行。因此，一些较短的纤维成纱就比较困难，捻系数是影响成纯利润质量的主要因素之一[2]。徐卫林教授经过研究，建立3个加捻三角区，在三角区中建立长丝嵌入式系统定位的运行方式，在加捻区内用长丝来提供成纱的足够强力，其他的纤维则几乎不用受力（图1所示）。

嵌入式复合纺纱通过系统定位技术合理配置两根长丝与两束短纤维须条在前钳口线的位置，使纺纱过程中长丝不仅对成纱有增强作用，而且能够稳定有效地对加捻成纱过程中的纤维须条进行增强。长丝首先对短纤维须条进行包缠增强，然后再与另一包缠增强的纱线须条进行包缠，所以短纤维在成纱过程中被有效地嵌入到成纱主体中。并且，长丝分布在最外围，有效地分担了大部分纺纱张力，使纤维须条分担的纺纱张力大幅度降低，因此提高了短纤维须条的纺纱性能。比较环锭纺、赛络纺、赛络菲尔纺和嵌入式复合纺纱这4种纺纱方式的成纱性能，有利于采取不同的纺纱方式，经济地达到纱线的用途要求[3]。

2 嵌入式纺纱机理的理解

嵌入式纺纱技术可以理解为利用、发展载体纺纱技术和赛络菲尔模式的一种新型纺纱方法，其特点如下。

2.1 载体纺纱

载体纺纱是以一种和几种纤维为主体，另一种纤维为载体，通过载体纤维将主体纤维混纺或复合纺纱的一种新的纺纱方法[4]。载体纤维在纱线以后的加工过程中全部或部分溶解或熔解，从而突出主体纤维成纱的功能，并改善主体纤维的可纺性、服用性等。最常用的载体纤维有水溶性维纶、海藻纤维、低熔点涤纶等。载体纺纱应用领域较广。最早使用的是将水溶性维纶长丝作载体，用平行纺空心锭纺制无捻纯棉毛巾纱；也可用传统棉纱与水溶性维纶长丝交并在捻线机上反向加捻，纺制准无捻毛巾纱。以水溶性维纶长丝采用包缠纺可纺羊毛、兔毛、麻类等可纺性较差的纤维以及纺制空芯纱，制作烂花织物等。利用载体纺纱纺制棉与水溶性维纶混纺纱或包芯纱、赛络纺纱、赛络菲尔纱，然后溶解维纶可以解决细特纱因截面中纤维根数过少而产生纺纱质量和断头问题，提高纺纱细度和改善可纺性，国内外也屡见报道。嵌入式纺纱利用两根粗纱做芯纱，两根维纶长丝作包芯纱，采用赛络菲尔模式，确有一定创造性，是载体纺纱技术的发展。

2.2 一种新型的赛络菲尔模式

传统赛络菲尔模式[5]中间为一根长丝，现一端采用粗纱，一端采用水溶性长丝，这样可充分发挥维纶长丝包缠作用，提高成纱强力，同时把两股粗纱须条捻合似线，形成成纱内层股线结构，起到以纱代线作用。笔者认为，“高效短流程”是指该方法纺成纱可直接作股线使用，省去并纱、捻线工序。

3 嵌入式复合纺纱优越性

第一，成功地突破了1.46tex以上特细号纱的生产，说明了特细号纱的生产只要在其他条件的帮助下是完全可以实现的，未来0.97tex以上棉纱的生产都有可能成为现实。

第二，在双维纶丝的帮助下，棉纱单纱的强力提高了至少4倍以上。

第三，成功地抑制住了特细号纱生产过程中断头率较高的现象出现。

4 高效短流程嵌入式纺纱存在的问题[6]

第一，生产操作难度大。生头难，需多人多次才能生一个头；挡车难，在加捻三角区内须条断、丝不断，断头不易察觉。

第二，设备利用率低下。根据目前的状态，设备最多只能开50%的锭子；若通过粗纱架改造来保证100%开机，将影响巡回清洁风机的运行和车弄档的操作，同时影响其他机台操作。

第三，产品的特性。据如意集团介绍，高效短流程嵌入式纺纱应该有两大优势，一是用短纤维纺纱，二是纺特细号纱。

第四，用短纤维纺粗号纱。前纺很难实现，高效短流程嵌入式纺纱指出只要5mm以上纤维就可以纺纱，没有指出前纺工序应该如何改进设备状况。事实上，对于5mm以上短纤维采用环锭纺纱，在纺纱的前工序是不可能生产出适合高效短流程嵌入式纺纱用粗纱的。目前的环锭纺纺纱对于并条机、粗纱机来说，纤维平均长度只可以实现不低于l6mm纤维的纺纱，而且5%纤维的长度最好在25mm以上。其实纺粗号纱转杯纺更有优势，转杯纺直接用棉条生产筒纱，不但省去了粗纱、络筒、并线、倍捻工序，而且高产。

5 高效短流程嵌入式纺纱效益分析

第一，可以利用普梳粗纱进行特细号纱的生产，也可以在生产过程中减少精梳工序。

第二，生产出来的棉纱可以直接进行织布，减少了特细号棉纱必须合股后才可以织布的后工序并线、倍捻过程。

第三，可以使纺织厂采用任何原料进行组合纺纱，特别是对于短纤维的纺纱利用具有特别重要的意义，减少了原料的浪费，可以大约降低纺纱成本的20%左右。高效短流程嵌入式纺纱生产的棉纱都是以单纱的形式出现的，而且棉纱本身所适用的织物范围窄、布的质量差，所以这些棉纱单纱价格要比环锭纺生产的棉纱价格低40%左右。采用高效短流程嵌入式纺纱棉纱的实际效益是很差的，生产粗号棉纱无论纺纱原料采用什么样质量的纤维，其生产成本都会很高，因为维纶长丝无论是多少分特的价格都很高，而且双维纶丝在棉纱中所占的比例都不小，粗号纱维纶丝的比例只要超过5%，棉纱的价值与成本相比就会亏损。有关高效短流程嵌入式纺纱专家介绍的可以降低纺纱的20%生产成本的分析可以肯定地说是不正确的，因为他们将很多纺纱的不利因素和最终产品的价值都在按照常规棉纱来计算和考虑。endprint

在目前环锭纺设备状况下，无论怎样改进纺纱工艺和纺纱器材质量，由于自然纤维本身存在缺陷，要使得特细号纱在纺纱过程中可以顺利进行，就必须保证特细号棉纱单纱截面内纤维根数必须大于15根以上，否则纺纱是难以顺利实现的。

6 高效短流程嵌入式纺纱所依存的条件分析

首先，必须是在水溶性双维纶长丝的作用下进行。其次，必须是采用双赛络纺纱的原理进行。再者，必须保证双维纶丝和生产性纤维有足够的加捻，而且这种加捻的捻度要比赛络纺纱、紧密纺纱、赛络紧密纺纱的捻度大30%以上，因为纺纱过程中生产性纤维本身实际所被加捻的捻度相对较少。另外，必须有严格的张力对双维纶丝进行控制，才可能有效地控制好“如意纺”维纶丝的喂入和纺纱维纶丝与纤维的加捻、卷绕张力。而且，必须采取强有力的措施对两根不同位置喂入的粗纱在纺纱过程中的运行张力保持一致，也必须采用电子激光的探测形式防止双粗纱、双维纶丝其中的一根在纺纱过程断头。还有，高效短流程嵌入式纺纱的卷绕加捻部分必须是导纱钩气圈控制孔变小，而且管纱升降采用气圈控制环。除此之外，高效短流程嵌入式纺纱的纤维从前罗拉吐出来后最好的方式是使纤维具有集聚作用，也就是像紧密纺纱一样对纤维进行集聚。最后，高效短流程嵌入式纺纱因为成本关系，一般都用于特细号纱的生产，由于特细号纱粗纱在牵伸过程中所产生的纤维在牵伸区域纤维根数数量较少，加强对牵伸区域纤维游离、扩散的控制、减少纺纱断头和增强棉纱的有效加捻具有特别重要的意义。

7 探讨

首先，嵌入式复合纺纱用双粗纱喂入，粗纱机开台要增加一倍以上；纺纱捻系数太高，需要增加热定捻工序；制成率低，耗费大量水溶性维纶长丝，需要对细纱机纱架及喂入部件改造；细纱牵伸倍数过大，质量较难保证；细纱容易产生缺股断头，必须依靠能切除长细节的电子清纱器来切除；四股纤维成纱接头操作要求较高。

综上所述，“如意纺”较适用于附加值较高的“高端纱”的纺制。应用在山羊绒、木棉、兔毛等难纺纤维的中细特纱开发和稀密织物的开发，如围巾等装饰织物、羊绒类织物的开发最为适合。其次，是考虑水溶性维纶的回收或利用，效益更显著。另外，嵌入式复合纺纱作为我国原创新工艺、新技术，应该大力推广，从生产中不断改进工艺，不断创新。

参考文献：

[1] 山东如意科技集团有限公司，武汉科技学院，西安工程大学.从创新理论到成功实践——嵌入式复合纺纱设备的研制要点[J].中国纺织，2009，（7）：128-130.

[2] 蒋国华.苎麻/蚕丝Sirofil纺纱探讨[J].纺织学报，2001，（5）：23-24.

[3] 陈军，徐巧林，徐卫林，等.几种纺纱方式对成纱性能的影响[J].上海纺织科技，2010，（2）：1-2，5.

[4] 刘荣清.嵌入式复合纺纱技术的理解和思考[J].上海纺织科技，2009，（10）：7-8.

[5] 吴玉彩，汪军，黄庆.棉型紧密赛络菲尔纺纱技术及工艺研究[J].棉纺织技术，2005，（06）：321-324.

[6] 熊伟，赵阳.高效短流程嵌入式纺纱的综合分析[J].纺织器材，2009，（3）：52-56.

（作者单位：广州纤维产品检测研究院）endprint