用于轉(zhuǎn)杯紡紗的原料纖維越來(lái)越短。2003年，轉(zhuǎn)杯紗設(shè)備使用的纖維的平均長(zhǎng)度是28.5 mm，如今僅為26 mm，纖維長(zhǎng)度顯著下降。產(chǎn)生這一變化的原因非常多，可能與棉的種植與收獲方式有關(guān)。但還有一個(gè)因素也至關(guān)重要，那就是紡紗廠面臨著經(jīng)濟(jì)壓力和生產(chǎn)成本的上升，導(dǎo)致了成本較低的短纖維的應(yīng)用。

縮短工藝流程是紡紗廠面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。紡紗廠必須確保在縮短工藝的同時(shí)，生產(chǎn)出同等品質(zhì)的紗線，如確保紗線強(qiáng)度、彈性、外觀等參數(shù)不變。20世紀(jì)90年代，在集成化并條機(jī)(IDF)系統(tǒng)發(fā)展之初，采用100%的落棉紡制紗線幾乎是不可能的，但如今得以實(shí)現(xiàn)。這也是大型精梳廠將回絲納入價(jià)值鏈并將其出售以獲得附加值的原因。基于西班牙市場(chǎng)對(duì)TC 11梳棉機(jī)的需求，特呂茨施勒(Trützschler)公司早在1999年就推出了IDF系統(tǒng)。其后幾年里，IDF系統(tǒng)不斷發(fā)展與完善。

2013年，經(jīng)改進(jìn)的IDF 2系統(tǒng)得以推廣應(yīng)用。其典型特征是牽伸區(qū)由2個(gè)減少為1個(gè)。IDF 2一方面實(shí)現(xiàn)了縮短流程、降低生產(chǎn)成本這一不斷增長(zhǎng)的迫切需求，另一方面，盡管使用的原材料品質(zhì)較差，但成紗品質(zhì)較高。這是因?yàn)閮H有一個(gè)牽伸區(qū)的IDF 2系統(tǒng)允許特殊的低倍牽伸，從而能夠確保特短纖維的成功加工。

IDF 1和IDF 2的主要差別體現(xiàn)在牽伸系統(tǒng)上(圖1)。經(jīng)驗(yàn)表明，低倍數(shù)的總牽伸是紡紗工藝得以成功的關(guān)鍵，這尤其體現(xiàn)在轉(zhuǎn)杯紡中經(jīng)常使用的短絨棉上。將低倍數(shù)牽伸分配成解捻牽伸和主牽伸是弊大于利的。舉例而言，如果先通過(guò)一道牽伸倍數(shù)為1.15的解捻牽伸實(shí)現(xiàn)1.30倍的總牽伸，則接下來(lái)僅需一道牽伸倍數(shù)為1.13的主牽伸(1.15×1.13=1.30)。這意味著動(dòng)態(tài)勻整將被限制在13%以內(nèi)。這對(duì)于調(diào)整短波不勻而言太低了。而采用帶有自調(diào)勻整裝置的并條機(jī)，主牽伸及其勻整范圍通常會(huì)超過(guò)400%。

圖1 IDF 1和IDF 2牽伸區(qū)的差異

IDF 2通過(guò)去除解捻牽伸工序，使所有的牽伸加工都發(fā)生在單個(gè)牽伸區(qū)。因此可勻整的范圍被充分利用，波動(dòng)不勻由此得到補(bǔ)償。如果兩道牽伸的工藝參數(shù)必須同時(shí)被優(yōu)化，那將很難找到技術(shù)上的更優(yōu)設(shè)定。這是因?yàn)榻饽頎可旌椭鳡可斓墓に噮?shù)必須是變化的，并且需不斷適應(yīng)材料的變化。IDF 2簡(jiǎn)化了處理工藝。

當(dāng)使用正常寬度的牽伸系統(tǒng)時(shí)，勻整過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生更大慣性的加速、減速，能耗也將增加。因此，IDF 2系統(tǒng)的下羅拉和上羅拉寬度被縮減至一根紗條的寬度。這也允許了引入上羅拉主動(dòng)旋轉(zhuǎn)的創(chuàng)新解決方案，從而使羅拉的使用壽命翻倍。

IDF 2系統(tǒng)(圖2)也引入了條桶圈條儲(chǔ)存技術(shù)。驅(qū)動(dòng)偏轉(zhuǎn)輥通過(guò)集成的光屏蔽法對(duì)條桶圈條進(jìn)行勻整，使梳理機(jī)和IDF系統(tǒng)之間產(chǎn)生很好的同步。經(jīng)勻整的圈條適應(yīng)高速變化。這確保了梳理機(jī)的高效運(yùn)行，尤其是當(dāng)使用小號(hào)周轉(zhuǎn)桶時(shí)。

圖2 IDF 2系統(tǒng)

聯(lián)合使用特呂茨施勒公司的梳理機(jī)與IDF 2系統(tǒng)，能夠在生產(chǎn)出薄而穩(wěn)固的棉網(wǎng)的基礎(chǔ)上，以最高的生產(chǎn)速率和最低的牽伸倍數(shù)，直接牽伸得到所需的紗條。但若梳理機(jī)生產(chǎn)的棉網(wǎng)較厚重，則無(wú)法使用低倍牽伸。

為顯示在主牽伸區(qū)和解捻牽伸區(qū)之間進(jìn)行牽伸分配產(chǎn)生的不利影響，并將其與單一牽伸區(qū)進(jìn)行對(duì)比，設(shè)計(jì)了一個(gè)紡制21.6 tex純棉紗的紡紗試驗(yàn)。試驗(yàn)用梳棉條由產(chǎn)量為170 kg/h的梳理機(jī)制得。聯(lián)合使用IDF 1系統(tǒng)時(shí)，分別采用牽伸倍數(shù)為1.00、1.05和1.16的解捻牽伸與相應(yīng)的主牽伸搭配；而聯(lián)合使用IDF 2系統(tǒng)時(shí)，直接在1.20～1.95的牽伸倍數(shù)下運(yùn)行。測(cè)試結(jié)果顯示，只具備一個(gè)牽伸區(qū)的IDF 2系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)明顯優(yōu)于IDF 1系統(tǒng)。圖3給出了總牽伸倍數(shù)為1.70時(shí)，牽伸分配對(duì)紗線條干不勻率(CVm)的影響。研究表明，IDF系統(tǒng)的解捻牽伸對(duì)紗線條干不勻率指標(biāo)造成負(fù)面影響。值得注意的是，在沒(méi)有應(yīng)用任何實(shí)際張力的情況下(IDF 1系統(tǒng)牽伸倍數(shù)為1.00的解捻牽伸)，IDF 1系統(tǒng)的第一個(gè)牽伸區(qū)域也會(huì)對(duì)紗線條干不勻率產(chǎn)生消極影響。

圖3 牽伸分配對(duì)紗線烏斯特條干不勻率的影響

牽伸分配對(duì)紗線強(qiáng)度的影響如圖4所示。由圖4可以看出，IDF 2和IDF 1系統(tǒng)表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)，即紗線強(qiáng)度隨著總牽伸倍數(shù)的增大而減小。與IDF 1系統(tǒng)相比，使用IDF 2系統(tǒng)紡制的紗線強(qiáng)度更高。這證實(shí)了僅使用一個(gè)牽伸區(qū)對(duì)紗線性能有積極影響的設(shè)想。IDF 2系統(tǒng)已經(jīng)在相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用7年了。最初，短流程工藝僅成功應(yīng)用于100%的回用棉上，但如今已不再局限于此。該系統(tǒng)已被成功應(yīng)用于100%原棉及其他原材料的加工。

圖4 牽伸分配對(duì)紗線強(qiáng)度的影響

IDF系統(tǒng)的操作技術(shù)也得以提升。如，在條子接頭時(shí)設(shè)有一道保持鎖，以免接頭過(guò)程中必須完全打開(kāi)IDF系統(tǒng)梳棉機(jī)的蓋板(圖5)。同樣，免維護(hù)深槽球軸承的使用，省去了在輸送羅拉上重新?lián)Q油潤(rùn)滑的操作，潤(rùn)滑點(diǎn)的數(shù)量也因此減少至4個(gè)。此外，并條機(jī)上為人熟知的上羅拉自調(diào)整成卷監(jiān)控裝置，也被應(yīng)用于IDF系統(tǒng)中，從而使機(jī)器在軋棉間隔和改變參數(shù)設(shè)定后無(wú)需重新調(diào)整參數(shù)。

圖5 IDF 2系統(tǒng)的保持鎖有助于輕微生產(chǎn)中斷 情況下的操作