裘愉發(fā) （上海市紡織工程學會 上海 200092）

（接上期）

五、新型織機

當前進入實用階段的新型織機主要有劍桿織機、片梭織機、噴氣織機和噴水織機四種。而劍桿織機和片梭織機引緯時緯絲是呈半握持狀態(tài)，目前真絲綢織造生產(chǎn)應用較廣，而噴氣織機和噴水織機引緯時緯絲呈自由狀態(tài)，目前應用較少。

（一）新型織機的技術特點

1. 劍桿織機

（1）主要制造廠織機的技術特點，見表3：

表3 劍桿織機主要制造廠織機的技術特點

除以上制造廠外，國外尚有意大利舒密特公司（SOMET），國內(nèi)尚有必佳樂（蘇州）紡機有限公司、蘇州紡織機械有限公司、咸陽升躍紡織機械有限公司 、無錫龍力機械有限公司、鄭卅紡機河南分公司、江蘇高淳紡機廠、鹽城宏華紡機廠、青島引春機械有限公司、佛山市力佳紡織機械有限公司、聊城昌潤紡織機械有限公司、杭州紡織機械有限公司、山東膠南東佳集團、天津天申紡織機械有限公司、濟南魯思達紡織機械有限公司、中一機械（上海浦東新區(qū)）有限公司、淄博黃河紡織機械有限公司，山東日發(fā)紡織機械有限公司等。

（2）劍桿織機的特點

① 特有的引緯系統(tǒng) 劍桿織機的引緯是由劍桿頭握住緯絲從梭口的一端引到另一端而完成，在新型織機中引緯是比較穩(wěn)定的，因而原料（棉、毛、絲、麻、化纖等；左右捻，強捻；粗旦、細旦；花式線等等）和織物（平素、提花等）的適應性較強，缺緯、跳花、緯不到頭等疵點較少。許多織機制造商在發(fā)揮這一特點上更下了功夫，如多尼爾公司，它的PTV8/S20型劍桿織機具有特有的引緯系統(tǒng)，這是一種“點對點”的積極式控制緯紗在梭口中央完成的交接，即當左右劍桿運動到梭口中央時，通過裝在主軸上的一套機械機構(gòu)控制釋放桿，使其伸入到下層經(jīng)紗上撥動劍桿頭桿夾使劍頭開啟，精確控制左右夾桿完成緯紗由左側(cè)劍桿向右側(cè)劍桿的傳遞。而劍頭的積極控制及低速運動，使緯紗交接的瞬間張力峰值大大減小，斷頭降低，更適合嬌嫩、抱合力低、緯紗張力小的織物。柔軟的劍夾包以金屬片，劍頭的適應性更廣，從7.7dtex真絲到3333dtex花式線的織造都可使用同一劍頭。

②8色緯 劍桿織機目前一般都能織4 ～ 8色的緯紗，并且采用電子選緯，對多色緯的織物特別適應。

③ 車速的限制 新型織機的車速高是其主要的特點，而劍桿織機由于緯紗要完成左右交接，因而車速受到限制，一般在500 ～ 600r / min之間，是新型織機中最低的。

④ 品種的擴展 劍桿織機以其靈活多變品種適應性強的特點，長期來受到用戶歡迎，特別是織造難度高、車速要求不快的領帶、裝飾用提花產(chǎn)品，更能發(fā)揮其特長，致使劍桿織機的生產(chǎn)廠家在國內(nèi)外如雨后春筍般發(fā)展?，F(xiàn)在，劍桿織機在品種的擴展上，更有進步。

它采用模塊組合設計理念及高度自動化數(shù)字控制技術，設計轉(zhuǎn)速700r/min，最大入緯率1300m/min,筘幅范圍190-360cm，它可織造真絲織物，還可織造各種服裝與裝飾面料。引緯裝置：采用四軸交叉球面曲柄機構(gòu)，使劍桿運動非常精密，保證高速運動下緯紗的平穩(wěn)交接；無導鉤引緯：避免經(jīng)紗與導鉤摩擦損傷，適合高端紡織品織造；筘座驅(qū)動：由兩側(cè)共軛凸輪軸驅(qū)動，需要高精度同步，防止引緯零件的振動；采用了電子送經(jīng)和電子卷取，通過張力傳感器、驅(qū)動伺服系統(tǒng)，確保送經(jīng)與卷取的有機配合，減少開車痕；集中潤滑：中央潤滑系統(tǒng)由微電腦控制，強制性對主關鍵部件進行充分潤滑，通過微油過濾裝置除去所有雜質(zhì)，延長潤滑油和部件的使用壽命；控制系統(tǒng)：采用32位高速CPU控制芯片構(gòu)成模塊化控制，檢測和控制織機所有功能和參數(shù)，具有超強的花型編輯功能，支持存儲卡，可雙向通訊，可通過互聯(lián)網(wǎng)傳送生產(chǎn)數(shù)據(jù)；定長停車、自動補緯、斷經(jīng)斷緯織口補償?shù)裙δ堋?/p>

2. 片梭織機

（1）主要制造廠織機的技術特點，見表4：

表4 片梭織機主要制造廠織機的技術特點

（2） 片梭織機的特點

① 品種適應性強 它的引緯用片梭夾住緯紗而完成，無論窄幅或?qū)挿⑤p薄或厚重、短纖或長絲、真絲或化纖、素織或提花織物都能勝任，因而以品種適應性強而著稱。

② 效率高 瑞士蘇爾壽的P7250B360N2型片梭織機入緯率可達1400m/min。

③ 多色緯 最多可采用6色緯，并用電子選緯。

3. 新型織機的發(fā)展特點

新型織機的出現(xiàn)使真絲綢的織造發(fā)生了根本性的變化,以最適應真絲綢制織的新型電腦劍桿織機為例, 雖然劍頭運動速度接近極限，緯紗交接需要時間,但它的可選配置方案多,鋼筘幅寬范圍大(170CM-360CM),產(chǎn)量高(引緯速度可超過1500M/分，可依幅寬而定車速),均可選用SQC快速品種更換系統(tǒng)。改變了普通織機門幅窄(110CM-190CM),車速低(引緯速度300M/分),只能生產(chǎn)低檔、狹幅、批量大的老產(chǎn)品的現(xiàn)狀。

（1）機電一體化電控技術的應用：

以微處理器為核心的高性能工業(yè)計算機控制和新型驅(qū)動技術的結(jié)合，以及各種新型傳感器在織造機上的應用，使劍桿織機實行了自動化和智能化，應用的主要體現(xiàn)是對織機監(jiān)控、運動機構(gòu)電汽化和生產(chǎn)管理自動化三方面,且使用方便,效率高,信息量大。

① 織機監(jiān)控:織機應用微處理機監(jiān)控,可對設備的運行情況和各項工藝參數(shù)進行監(jiān)測和顯示。

② 運動機械電氣化: A．對織機主電機進行數(shù)字化控制,使織機主傳動納入控制系統(tǒng)的控制范疇,即開關磁阻電機,同步可變磁阻電機,獨立變頻電機,交流伺服電機等各種變速電機。使織機獲得高產(chǎn)的同時也實現(xiàn)了最佳的加速度曲線和減速度曲線,使織物產(chǎn)品質(zhì)量高,而且運行非常穩(wěn)定,能耗低，發(fā)熱少（無須附加冷卻），調(diào)整車速快速簡便。B．除了引緯和打緯還是機械驅(qū)動外，其它的機械、運動都能用電氣自動控制技術和計算機控制技術來實現(xiàn)。主機上采用了電子提花、電子儲緯、電子緯線張力器、電子選緯、電子卷取、電子送經(jīng)、電子絞邊、電子邊剪等先進的電子技術。并且這些機械的工作參數(shù)在控制系統(tǒng)中都能進行設定,對便于調(diào)整工藝參數(shù),擴大品種適應性起到了積極作用。

劍桿織機采用的機電一體化裝置,部件專業(yè)生產(chǎn),可通用適合安裝,提高了精密度,降低了成本,縮短了供貨周期,保證了織機性能,改變了一般織機電氣自動化技術落后,只能用復雜的機械系統(tǒng)來實現(xiàn)織機自動化的狀況。

而超性能高級電機的采用，使織機直接由改變電機轉(zhuǎn)速達到改變轉(zhuǎn)速的目的，不但簡化傳動機構(gòu)，而且能微調(diào)織機轉(zhuǎn)速，當出現(xiàn)低強力紗線時，會自動降低織機速度，降低引緯力防止紗線斷裂；斷緯拆檔時控制裝置能夠使設備在啟動和停止期控制電機的運動特性，避免開車檔，并能節(jié)約10%的能源。而德國多尼爾PTV8/S型劍桿織機，一共采用33 ～ 45個高性能電機，機構(gòu)的控制由電機電子控制取代了機械控制，參數(shù)設定數(shù)字化，調(diào)試速度加快，準確度提高。

（2）生產(chǎn)管理自動化

① 數(shù)碼織造系統(tǒng)的應用?？梢约磿r調(diào)整和編程功能,只須把工藝參數(shù),(需織面料的花號長度)輸入控制面板(可觸摸式屏幕),控制系統(tǒng)就會自動生成,織機就會準確地生產(chǎn)附合工藝要求的面料。減少了一般織機沖紙板、穿紙板、上機等費時、費力、費錢的輔助生產(chǎn)流程，大大節(jié)省了生產(chǎn)的成本和時間。

② 高端劍桿織機具備網(wǎng)絡和織造管理功能,以太網(wǎng)、CAN總線、光纖通訊等組成局域網(wǎng),可使生產(chǎn)車間各臺提花機和中心控制室的中央電腦之間雙向通訊聯(lián)系、管理人員能夠方便地查詢各種織造生產(chǎn)數(shù)據(jù),織機運行狀態(tài),可以隨時編排或更改任何一臺提花機的工作狀態(tài)和花型,實現(xiàn)車間織機群控,織機與織機之間互傳工藝數(shù)據(jù),對發(fā)生故障的織機進行遠程診斷,處理問題。

由于對織機實現(xiàn)了實時信息控制，為設備的監(jiān)控提供了更精確的數(shù)據(jù)對比，使得新型電腦劍桿織機的控制更方便，性能更優(yōu)越，結(jié)構(gòu)更簡單，操作更便利，品種更廣泛，織物更高檔。

大容量電腦系統(tǒng)對織造實行全過程的自動控制，如意大利普羅馬泰克（PROMATECH）公司的Alpha型劍桿織機能集緯密變化、自動尋緯、調(diào)整織口、選緯、儲緯等人性化控制和網(wǎng)絡化傳輸?shù)葟姶蠊δ苡谝簧恚⒃鲈O高敏感探測系統(tǒng)，采用觸摸屏終端控制，組合成了最優(yōu)秀的織造系統(tǒng)。

（3）品種適應范圍：新型織機已經(jīng)能夠制織結(jié)子紗、毛圈紗、雪尼爾紗、包纏紗、彈力紗。新型電腦劍桿織機配上法國STAUBLI（史陶比爾）公司的提花裝置（提花針數(shù)最大可達12000針）適用范圍廣泛，可生產(chǎn)色織物、裝飾織物、粗精毛織物、起絨織物、起圈織物、特種工業(yè)織物，幅寬可達3.6M。應用最為廣泛且有效益的為真絲領帶織物、裝飾面料中的高檔闊幅窗簾織物、寬幅床上提花織物、高支紗的服飾織物、色緯纖維差別大（適用0.7-3300TEX各類纖維）和批量小品種多的8色緯織物。由于劍桿引緯是半握持鉗緯方式，緯紗張力可以全程控制，特別適用花式紗線、緊捻紗和低強弱捻紗等纖維，打破了以往“棉，毛，絲，麻”行業(yè)產(chǎn)品的界限，特別是多種纖維的混紡、交織產(chǎn)品、差別化、功能化新型化纖產(chǎn)品及高新技術纖維產(chǎn)品的開發(fā)上有極大的優(yōu)勢。使產(chǎn)品更貼近消費者對多元化，個性化以及綠色自然化的需求。再加上先進數(shù)碼織造系統(tǒng)的應用，快捷的編程功能特別適合生產(chǎn)花型多，單量小，交期急的色織領帶面料。圖1是浙江泰坦股份有限公司的新型電腦高速提花劍桿織機。

圖1 浙江泰坦股份有限公司的提花劍桿織機

新型織機制織的品種普遍向闊幅發(fā)展，劍桿織機如比利時的必佳樂可達4m，國內(nèi)最高為2.8m（聊城昌盛）；噴氣織機如日本津田駒達3.6m，日本豐田達3.9 m，國內(nèi)最高3.3m（咸陽紡機）。

國外新型織機采用的經(jīng)軸直徑普遍達到1m，布卷直徑達0.7m，必佳樂的布卷直徑最大為1.5m，減少了經(jīng)軸和布卷的調(diào)換。

4. 噴氣織機

噴氣織機由于引緯時緯絲是呈自由狀態(tài)的，最適用于短纖紗作緯線的產(chǎn)品，由于其運轉(zhuǎn)車速快，真絲若不經(jīng)過上漿作經(jīng)容易起毛，因而少量使用于真絲作經(jīng)、棉紗短纖作緯的真絲交織產(chǎn)品，如絲棉綢。

5. 噴水織機

噴水織機的緯絲引緯呈自由狀態(tài)，其原料和產(chǎn)品的適應性較差，只適用于合纖作經(jīng)、作緯產(chǎn)品的開發(fā)。由于真絲是由內(nèi)部不溶于水的絲素和外部容易溶解于水的絲膠組成，雖然我國絲綢科技工作者經(jīng)過攻關研究，但至今制織真絲綢的難關還未能攻破，科研人員采取的主要措施有以下一些。

（1）桑蠶絲性能對織造的影響 桑蠶絲是蛋白質(zhì)纖維，高溫熔斷后，其斷裂點纖維熔結(jié)，可以防止引緯時纖維頭端蓬松。為順利引緯創(chuàng)造了條件，桑蠶絲在親水性纖維中的標準回潮率較低，織造時容易產(chǎn)生靜電，噴水織機織造可以防止靜電。桑蠶絲在受濕后，伸長增加，絲身柔軟，經(jīng)緯絲容易交織成理想的結(jié)構(gòu)相，特別對于高密度的織物，這一點特別重要，它無需濕紆織造，這些，都是噴水織機制織真絲綢的有利條件。然而，桑蠶絲的一些性能，又為噴水織機制織真絲綢帶來了困難。

① 桑蠶絲的絲膠絲素結(jié)構(gòu) 桑蠶絲是由不溶于水的主體絲素和溶于水、圍裹在絲身外表的絲膠（約19%～28%）組成。絲膠能增強絲的耐磨性，所以在織造中有積極的作用，致使桑蠶絲能承受織造中綜絲和鋼筘的幾千次摩擦而不起毛斷裂。但絲膠溶解于水，在50℃以上的水中，絲膠會大量脫落而使絲的耐磨性能明顯下降。噴水織機是依靠水流束引緯的，所以從綜前筘后至織口絲身呈浸濕狀態(tài)，絲膠即軟化溶解，當鋼筘以400r/min次以上的急劇往復動作摩擦絲身，極容易將絲膠刮下，從而使真絲的耐磨性明顯下降，毛絲和斷頭增加。如無錫第一絲織廠試織時，即使將經(jīng)絲經(jīng)過上漿，其濕抱合也從干抱合的144次下降到30多次；而經(jīng)絲一旦進入進口、打緯區(qū)域，毛絲明顯增多，鋼筘與綜絲之間的經(jīng)面上，產(chǎn)生白色的團狀細粒。經(jīng)用顯微鏡觀察分析,團狀白色細粒由微小纖維團扭曲膠結(jié)而成，直徑在0.2～0.5mm之間。

② 桑蠶絲的強伸性能 桑蠶絲的標準回潮率在親水性纖維中較低為11%，當其回潮率為6%～8%時，強力最大；回潮率低于6%時，強力稍有減弱，伸長度明顯減?。换爻甭矢哂?%時，強力減弱，伸長度增加。當真絲受濕后，強力只有標準狀態(tài)的70%～80%，而其伸長卻為標準狀態(tài)時的確46%。在噴水織造中，由于纖維完全受濕，因而經(jīng)絲和緯絲的強力明顯下降，而伸長明顯增加。

桑蠶絲的斷裂強度標準狀態(tài)時為2.94cN/dtex，當其受濕后，即下降到2.35cN/dtex?！督z織學》的觀點告訴我們：“經(jīng)絲的上機張力最大不應超過經(jīng)絲斷裂強度的30%，以保證織物的經(jīng)向強力?！比粢允軡駮r的斷裂強度2.35cN/dtex的30%計，即為0.705cN/dtex。在實際生產(chǎn)中，桑蠶絲織造時止機張力一般控制在0.53～0.79cN/dtex之間,即實際生產(chǎn)中經(jīng)絲上機張力已經(jīng)達到受濕狀態(tài)時的斷裂強度，加之絲膠被鋼筘刮下，其耐磨明顯下降，當單位時間（min）內(nèi)經(jīng)絲所受摩擦次數(shù)從有梭織機的160r/min增加到400r/min，經(jīng)絲就會產(chǎn)生大量斷頭，生產(chǎn)無法進行。

另一方面，桑蠶絲在完全濕潤時，其直徑增加的比例對織造的影響也較顯著，也應引起注意。

（2）增加桑蠶絲抱合的措施 采取一定措施，增加桑蠶絲的抱合力，和其能承受鋼筘的摩擦，減少斷頭，順利完成織造，這是用噴水織機制織真絲綢所期望的。假如同時使桑蠶絲，由于保護膜的圍裹，絲身不受濕或少受濕，從而減少濕強力的下降，也是我所期望的。假使兩者都能獲得，那么用噴水織機大面積制織真絲綢的可能生也就實現(xiàn)了。

① 上保護膜

上漿 即采取技術措施使真絲的絲身表面形成一層保護膜。漿料的選擇十分重要，它應具有較好的粘性，織造時有拒水性，而漂練時漿料能快速脫落。據(jù)蘇州光明絲織廠應用漿錦綸絲的合成漿料試驗，23dtex的桑蠶絲抱合力從89次提高到131次。上漿的設備和工藝程序也采用合成纖維——上漿時有三步法，即分片整經(jīng)、分片上漿、并軸。在漿絲時要處理好毛絲與斷頭，動作要快，否則桑蠶絲在烘筒上停留過長，絲身會發(fā)脆，從而增加后道工序經(jīng)絲的斷頭。烘筒濕度應小于90℃，否則絲的干強度及斷裂伸長將明顯下降。這樣，有梭織機制織真絲綢時只可看2臺，運轉(zhuǎn)率僅為55.3%。

上絲膠 利用絲膠對絲素具有較好結(jié)合性能的特點，用絲膠和一定配比的合成纖維漿料配成一種新溶液，在繅絲廠的復搖給濕、成筒時給予上漿處理。經(jīng)無錫第一絲織廠試驗，效果比上漿的好。經(jīng)絲檢所和紡研所測試，上漿時的干抱合為144次，而濕抱合只有30多次；而上絲膠后的濕抱合達到64次，試織時經(jīng)絲的耐磨性能明顯好轉(zhuǎn)，經(jīng)面上已不再產(chǎn)生如前面所述的白色團狀細粒，毛絲停臺減少到1.31次/m，運轉(zhuǎn)率亦達到75%。但和正常上漿尚有距離。

上油脂 可以單獨上油脂，也可以在上漿或上絲膠后再上油脂。其目的是使絲身沾有一定的量的油脂，從而降低絲和綜絲、鋼筘產(chǎn)生的摩擦系數(shù)，減少絲身的摩擦，使經(jīng)絲斷頭率下降。據(jù)吳江新民絲織廠試驗，桑蠶絲經(jīng)上油后，干態(tài)或濕態(tài)的抱合力都比原絲提高20%～25%。油脂為弱堿性的特種脂類，并在整經(jīng)或上漿工序中予以處理。采用上油工序有以下優(yōu)點：簡化生產(chǎn)工序，容易加工和退漿，可以使縐織物獲得較好的縐效應。

② 對絲線進行加捻

在一定的捻度范圍內(nèi)，絲線的耐磨性隨著捻度的增加而上升的 ，對絲身加以一定捻度，可以彌補噴水織造時絲線所降低的耐磨性。加捻可以單獨進行，而較常用的是在絲線加以一定捻度后，同時施行上保護膜。如蘇州光明絲織廠，在織造07雙縐時，將單絲整經(jīng)上漿，改為先并絲，略加捻后，再整經(jīng)上漿，這樣既適應整經(jīng)時的要求纖度，也降低了整經(jīng)斷頭率，且漿絲順利，并軸正常，織造時運轉(zhuǎn)率提高14%，斷頭明顯減少。

（3）改進織造措施

在織造時，適當采取措施，也是提高噴水織機制織真絲綢效率的辦法，主要措施有：

① 增加機身長度 眾所周知，棉織機使用短機身，而絲織機 采用長機身，這是為織物的原料所決定的。若絲織產(chǎn)品用短機身織造，則由于彈性系統(tǒng)所造成的經(jīng)絲相對伸長太大，從而導致絲線的斷頭增加而不能織造。而織物的織紋不佳，特別對于桑蠶絲來說，具有更為嚴重的影響。吳江新民絲織廠提供了以下數(shù)值：噴水織機的梭口前部長度為L1=14.5cm，梭口后部長度L2=102cm，開口高度H=8cm；而有梭織機梭口前部長度L1=21.5cm，梭口后部長度L2=165cm，開口高度H=6cm（稍小了一些），而經(jīng)絲開口時的相對伸長用下式計算：

式中：L1—梭口前部長，

L2—梭口后部長，

梭口全長L=L1+L2）。

經(jīng)過計算，噴水織機和有梭織機的相對伸長分別為0.54%和0.13%。絲織理論和實踐告訴我們，當ε>0.3%時，經(jīng)絲斷頭、起毛將明顯增加。從上述計算可知，噴水織機的ε=0.53%，明顯超過0.3%，這也是導致噴水織機織造時斷頭增加的重要原因。因而必須適當增加機身長度并降低開口高度。那時，上海地區(qū)引進的日本劍桿織機，已將無梭織機一律采用的短機身改為長機身，其斷頭率明顯下降，織物豐滿平挺。

② 織物的組織

較多的試驗和實踐告訴我們，織物的組織結(jié)構(gòu)，對織機的生產(chǎn)影響較大，噴水也是如此，如用同樣的漿料和上漿方法，對2×44.4/48.8dtex的桑蠶絲，制織加厚電力紡，其停臺為1.31次/m，織機運轉(zhuǎn)率為70%～75%。而制織真絲緞（經(jīng)緯密度都大于加厚電力紡），其停臺為0.36次/m，織機運轉(zhuǎn)率為85%～90%。若用緞紋或變化組織為基本組織，則比較適合于噴水織機等無梭織機的生產(chǎn)，這是因為緞紋或變化組織能使經(jīng)絲在濕狀態(tài)下的伸長次數(shù)減少。