嵌入式复合纺纱关键技术研究与应用示范技术报告5.2

色纺嵌入式复合纺纱关键技术研究与应用
技术报告
一、主要研究内容：
嵌入式复合纺纱是一种新型纺纱技术。

该纺纱技术目前已经在如意集团的毛纺生产中得到应用，但由于色纺与毛纺设备的差异性，如有色纤维的特点、纺纱工艺以及设备的差异，故改造必须根据色纺的特点作相应的调整。

嵌入式纺纱技术生产的纱线是一种全新的多股复合结构，与原环锭纺纱的结构完全不同，利用嵌入式复合纺纱技术对色纺设备进行改造，在开发双组份或多组份有色纤维混纺品种，开发不同纤维与长丝包缠线品种上有明显的优势，这将进一步扩宽色纺新品种的内涵。

（一） 原理
嵌入式复合纺纱是将两根长丝分别通过导丝装置从前罗拉直接喂入，而两根粗纱通过正常牵伸（赛络纺形式），并使长丝与长丝、粗纱与长丝之间保持一定的间距，然后四种组份在前罗拉钳口处直接加捻再并合加捻、成纱。

嵌入式复合纺纱要求两根长丝在外侧，两根粗纱在长丝内侧。

（二）色纺工艺技术路线
（三）主要研究内容包含： ①嵌入式复合纺纱装备研究
根据嵌入式复合纺纱成纱原理，对传统细纱机的改造主要涉及粗纱和长丝喂入系统，导丝导条系统，张力控制系统，定位系统，断纱自停系统。

◆粗纱和长丝喂入系统：需要解决同时喂入不同组份的纱线的空间问题。

本课题主要研究合理利用空间，实现粗纱和长丝吊挂合理排布，保证长丝的有效喂入。

◆导丝导条系统：目的是开发出适应嵌入式复合纺纱中粗纱和增强丝的运行通道。

由于增强丝筒子固定在粗纱架的上面，增强丝经过退绕后到最后的并合位置距离较远，增强丝工艺路线较长，再加上在同一平面的纤维根数较多，运行过程中容易互相绞缠，造成断丝影响纱线质量。

对于增强丝的退绕，根据筒子纱线的退绕特点，增强丝从卷装筒子的退绕引出点最好是卷装筒子的中心点，因此需要设计安装增强丝的导丝装置（导丝杆或者导丝钩），退绕时限制增强丝在卷装筒子中心的退绕，以保证退绕阻力最小，增强丝退绕运行顺畅。

◆定位系统:根据技术要求可以适当调整长丝与粗纱须条的相对位置。

要求粗纱和增强丝经过喂入系统后，进入牵伸系统，为了确保纱线的运行线路准确稳定，需要对后罗拉的喂入集合器进行改造，重新设计一
粗 纱 长 丝
新风格高档色
纺产品
新型纺纱细纱
络筒
后整理
精 梳 并 条
清 花 梳 棉
种双头专用集合器，根据需要准确调整集合器的导丝孔的中心距，确保两根粗纱进入后罗拉时的粗纱须条的中心距离，粗纱经过后罗拉后，进入最为重要的粗纱纤维牵伸区域，在中罗拉喂入前设计增加一个专用精确隔距块，保证进入牵伸区域的粗纱须条中心距的稳定性。

◆张力控制系统:主要针对退绕中的增强丝处于自由状态，由于喂入路程太长，质量太轻，容易随风飘动，易与粗纱相互纠缠等特点而做的研发设计。

需要设计一套可调式张力控制系统，将其安装在增强丝的运行通道中，该装置可以随意调节增强丝张力的大小，保证了增强丝运行中的张力恒定，同时由于增强丝有了张力控制，增强丝在运行过程中不再漂移，基本上杜绝了增强丝、粗纱间的相互纠缠，增强丝运行线路统一，方便操作。

◆断头检测系统:要求能够在双粗纱、双丝其中之一出现断头时，立即可检测出，给出信号指示，并打断其余三根。

②嵌入式系统定位新型纺纱技术研究
◆嵌入式纺纱技术生产的纱线是一种全新的多股复合结构，与原环锭纺纱的结构完全不同，对整体加工技术提出了新的要求，要进行系统研究。

改造后的棉纺设备上进行嵌入式复合纺纱时，还要根据所纺纱线的规格要求，调整棉纺前道工序，制成合适规格的粗纱，以便能够实现预期纺纱目标。

因此，前道工序的工艺调整也是本课题研究的内容之一。

◆嵌入式纺纱技术还将研究很多无法纺制的短纤（木棉、羽绒等）实现产业化生产，开发出这些新原料的中、高端产品，增加产品种类和提高产品附加值。

◆嵌入式复合纺纱技术可以同时喂入四种组份原料，四种组份原料的位置可以千变万化。

这种加工技术为不同原料的优化组合与花色品种多元化开辟了新的渠道。

因此采用该技术开发的纱线可以充分发挥各种原料的性能特点并且工艺易于调整。

本课题将以该技术开发多组份花色品种纱线20种以上。

二、项目实施进展及主要成效
（一）项目进度安排
序号
进度安排
任务
2010 2011 2012
下半年上半年下半年上半年
1 细纱机的选型与改造方案√
2 复合纺纱长丝卷装设备的选型与调试√
3 嵌入纺配套技术方案及工艺确定√
4 有色纯棉生产工艺的确定√
5 缩短生产工艺流程研究√√
6 有色化纤、纤维素纤维开发工艺研究√√
7 不同成份纤维混纺工艺确定√√
8 嵌入纺生产工艺标准制定√
（二）项目各年度目标及考核指标
年份项目内容考核指标
2010年细纱机的选型与改造方案
生产装置完成安装、检测、调试、投入
生产
复合纺纱长丝卷装设备的选型与调试
生产装置完成安装、检测、调试、投入
生产
嵌入纺配套技术方案及工艺确定通过验收
2011年有色纯棉生产工艺的确定达到技术要求指标缩短生产工艺流程研究达到技术要求指标有色化纤、纤维素纤维开发工艺研究通过验收
2012年 不同成份纤维混纺工艺确定 达到技术要求指标 嵌入纺生产工艺标准制定
通过验收
（三）项目目标、任务完成情况
2010年下半年，完成了环锭纺细纱机改造方案，完成了生产装置的安装、检测和调试，并投入试纺，通过试纺生产，逐步摸索和确定嵌入式配套技术方案纺纱及生产工艺。

1、环锭纺细纱机设备改造
结合棉纺细纱机特点，根据嵌入式复合纺纱成纱原理，我司工程技术人员对传统细纱机进行了深入细致研究，提出了适合当前细纱机的改造方案：改造主要粗纱和长丝喂入装置、导丝导条装置、张力控制装置、牵伸装置等。

◆由于细纱机上粗纱架顶梁吊锭系统空间及容量的限制，嵌入式系统定位纺纱技术中所加双丝无法再在其上吊挂，因而要对粗纱架进行改造、设计专用吊锭装置。

通过改造合理利用空间，实现粗纱和长丝合理排布，保证长丝的有效喂入。

◆双粗纱和双长丝之间的距离直接影响纺纱的正常生产，因此设计了专用粗纱导纱吊杆、专用的粗纱喂入双喇叭口、在摇架与粗纱吊锭下方设计安装导丝装置。

根据筒子丝饼的退绕特点，丝从卷装筒子的退绕引出点最好是卷装筒子的中心点，退绕时要保证丝在卷装筒子中心的退绕，使退绕阻力最小，运行顺畅。

◆长丝张力波动影响短纤维与长丝之间的互相包缠效果，故通过专用的长丝张力控制装置，使丝在运行过程中不漂移，防止丝、粗纱间的相互纠缠，并方便挡车工操作。

◆为增加细纱机的牵伸倍数，实现双粗纱喂入牵伸倍数加大的要求，重新设计牵伸装置的传动，以适应不同纱支的生产。

2、色纺嵌入纺品种试纺情况
目前已成功试纺了不同成份的色纤维与维纶长丝嵌入纺品种。

试纺过程：在改造后的嵌入纺细纱机上将粗纱与可溶性维纶长丝进行嵌入复合纺，是两根粗纱在外侧，一根可溶性维纶长丝在中间，在纺纱过程中，两根粗纱对称地喂入进行正常牵伸，而一根可溶性维纶长丝则通过导丝装置经过予牵伸后从前罗拉直接喂入，两根粗纱在钳口处将经过予牵伸的可溶性维纶长丝包覆其中进行牵伸加捻成纱。

经牵伸后，由前罗拉输出这两根单纱须条，由于捻度的传递而使单纱须条上带有少量的捻度，并合后被进一步加捻成类似合股的纱线，特点是强力高，耐磨性好,毛羽少。

以上是目前已开发的产品，涵盖了色棉、色循环棉、有色天丝、有色莫代尔等。

品种
支数
成分
缕纱回潮率干重（G/100M)百米重量CV%
重量偏差
断裂强度
SO05855A 17S 天丝/维纶55/45
8.8 3.263 1.9 1.818.4SO05856A 17S 棉/天丝/维纶34/24/42
7.31 3.2830.9 1.614.3SO05857A 17S 莫代尔/维纶56/449.63 3.283 1.3 3.516.1SR05858A
17S
循环棉/维纶56/44
6.7 3.279 1.7 2.4
16.7
品种
明显色结（粒/100M)
单纱强力CV%捻度/10CM
乌斯特条干CV%千米细节（个）
千米粗节（个）
千米棉结（个）
SO05855A 18.3709.701428SO05856A 1 5.8689.601040SO05857A 17.2708.70836SR05858A 4 6.970
10.8
0458490
3、开发的其它新产品：
打算试纺的小样品种有：羽绒纤维与棉纤维混纺纱线60/40 30S
、60/40 40S
,棉纤维、木棉纤维、莫代尔三合一混纺纱线30/30/40 30S
、30/30/40 40S。

羽绒属蛋白质类纤维。

羽绒的化学组成和羊毛相似，由20种左右的氨基酸组成。

羽绒纤维的临界表面张力是所有蛋白质纤维中最小的，常温下不能被水所润湿。

羽绒纤维的长度短、抱合力差，因此可纺性差，在常规细纱机上形成不了批量生产；羽绒纤维虽然是蛋白质材料，有较高的回潮率，但因其表面有一层拒水层，因此有较强的静电现象，在开松、梳理、并条工序会缠绕罗拉等机械部件，并且对工厂的生产安全具有一定的威胁。

木棉纤维的线密度（0.4-0.7）dtex ，仅为棉纤维的1/2，是目前世界上最细的天然超细纤维。

它有祛风除湿、活血消睡、散节止痛之功效。

Modal 纤维是一种新的高湿模量的纤维素纤维，该纤维采用洁净的溶剂法纺丝生产工艺制造而成，其生产过程符合环保要求，被誉为21世纪的“绿色纤维”。

通过对羽绒纤维与棉纤维的混合试纺及棉纤维、木棉纤维、莫代尔纤维三合一混合试纺，利用我司先进的纺纱工艺，不断优化前后纺设备参数与关键生产工艺，生产出合格的半制品粗纱，在改造的细纱设备上试纺成功，为短纤维纺纱积累了经验，为不同原料优化组合与花色品种多元化纺纱提供了新的途径。

另外，由于嵌入复合纺纺出的纱具有线的特性，因而条干更均匀，毛羽少、强力高。

4、2012年，我司积累了大量的嵌入式复合纺纱技术生产经验，确定了短纤维混纺工艺，制定了嵌入纺生产工艺标准
（四）、形成的生产规模和生产能力
目前我公司已推广改造3台FA506型环锭细纱机，共1260锭，年生产能力达到 50余吨嵌入纺纱线。

生产产品纱线与坯布目前新增销售 1000万元，利税 150万元，利润120 万元，出口600万元。

1、 环锭纺细纱机及配套纺织器材改造项目及费用：
2、形成规模生产的原料使用如下：
2、形成规模生产的原料使用如下：
设备名称单价
(元/台件)
数量 （台件）金额（万元）（1）
(3)
(4)
(5)
1络筒机25,0001 2.502吊锭3,02430.913粗纱导纱弯钩
56230.174导丝轮32,64039.795钢领67030.206集棉器2,50030.757皮辊1,98730.608皮圈67030.209
压力棒隔距块
2,203
30.6611细纱其余部分12.0012空捻器9,00030
27.00／
54.78
累计序号
（五）、成纱质量指标显著改善：
嵌入式复合纺纱成纱数据与常规环锭纺相比，条干CV%降低10%，单纱强力提高10%以上，有害毛羽（3mm 及以上）根数降低30%。

三、存在问题及下一步工作计划：
通过近两年时间的实践，存在可纺性差：接头操作困难、效率低；成本高：消耗大、单产低等问题。

结合嵌入式复合纺纱技术特点，下一步我们在嵌入式复合纺纱的开发利用方面，侧重于以下三点：
1、嵌入式复合纺纱纺制的短纤混纺品种实现产业化生产，开发出这些新原料的中、高端产品，增加产品种类和提高产品附加值。

2、结合棉纺特点，侧重于品种开发，与下游合作伙伴一起开发多种纤维混纺纱线，生产交织布以满足高档客户的需求。

3、嵌入式复合纺纱技术可以同时喂入四种组份原料，四种组份原料的位置可以千变万化。

这种加工技术为不同原料的优化组合与花色品种多元化开辟了新的渠道。

因此采用该技术开发的纱线可以充分发挥各种原料的性能特点并且工艺易于调整。

大大增强棉纺设备开发新品种能力。

4、通过嵌入式复合纺纱技术的推广应用，我们进一步拓展了品种结构、提高了产品档次、增加了产品附加值，并有效缩短了生产流程、降低了能耗，以后将进一步进行深入研究。

计量单位单价
（元/单位数量）
购置数量金额(万元)（2）(3)
（4）
(5)
1吨28,00021.0058.802吨19,00049.2893.623吨210,000 3.0063.004吨119,000 3.0035.705
吨160,000
3.00
48.00/
/
/
299.12
长绒棉细绒棉30D 氨纶丝序号
材料名称
(1)
累计
70D 氨纶丝34D 维纶丝。