多三角区纺纱的环锭纺纱方法【环锭集聚纺纱技术的发展】
本文追溯和回顾了环锭集聚纺纱技术50年来发生发展的历程，评述了集聚纺纱技术应用效应和集聚纱线的产品特征及品质定位，对几种应用中的集聚纺系统的特点与机理进行了分析和比较，解析了集聚纺纱技术国产化应用的现状与发展趋势，指出了国产化集聚纺有着良好的发展契机和空间。
This paper reviewed the development route of compact ring spinning technology over the past fifty years and introduced the application as well as the quality and features of the specified yarns. Characteristics and performances of several prevalent compact ring spinning systems were investigated and the author pointed out the localization and status quo of compact spinning technology. Significant potential widely exists for China’s domestic compact spinning technology.
1环锭集聚纺纱技术概述
环锭细纱机牵伸技术不断朝着提高成纱质量和增大牵伸倍数的方向发展，由于牵伸系统的技术进步，新设备、新专件、新器材和新工艺的不断涌现，成纱品质逐年上升，USTER公报统计值水平逐渐提高，在开发高档纱线品种上取得很大进步。我国细纱大牵伸的结构和工艺已达到 50 ～ 150 倍的第三代世界先进水平。但对于影响纱线品质的毛羽项目，一直没有较好的解决方案。成纱毛羽未能得到很好控制，反而有所增多，成为现代环锭纺技术的发展瓶颈。因此，减少纱线毛羽，尤其是有害毛羽，是环锭纺纱技术长期谋求解决的课题。为了使牵伸后的须条狭窄致密，在牵伸区域中曾采用各种集束器，但效果均不理想。在下游应用高速化和最终产品档次日益提高的今天，更迫切需要解决纱线毛羽的危害。
实践表明，纱线毛羽主要发生在细纱牵伸前钳口出口处形成的三角区，经过牵伸后的须条横向宽度拓宽，而气圈纱条较窄，经导纱钩向上传递的捻回无法全部抵达前罗拉钳口，使须条宽度收缩成加捻三角形，处于须条三角形边缘的纤维与中部纤维因位置不同而受力不同，就会发生纤维在须条内外层反复转移，纤维端部因暴露在外形成纱线毛羽。同时纤维在须条内外层反复转移过程中，与须条轴向平行性较差，纤维强力利用系数较低，也是单纱强力远低于纱截面所有纤维强力之和的要因。纱线毛羽对纺织品的外观、手感和用途都有较大的负面影响；对细纱车间和后续工序的环境、生产效率也产生不利影响。
环锭集聚纺纱技术的研发，是使进入加捻区的须条充分集聚致密，从而达到提高成纱质量档次的目的。其基本结构是在环锭细纱机的牵伸区与加捻区之间增加一个集聚区，利用负压气流或者运用机械集束器对纤维的运动产生集聚效应。使那些处在须条边缘上的纤维端，能有效地向须条中心聚集，最终最大限度地减小纺纱三角区。这一集聚过程的效果就是使纱条紧密、光洁、毛羽大幅度减少、单纱强力和断裂伸长显著改善、成纱的常发性疵点和偶发性疵点明显减少。而且，纱线的断裂功、摩擦系数和织物的光泽度、表面疵点数、耐磨损度及至染色的清晰和精细度等等都有质的改善。
近 10 多年来，集聚纺纱技术已成为纺纱这个传统技术领域里最活跃和最具活力的一项技术创新，其表现如下。
（1）从知识产权保护的专利申请量上看，从2000年1月至2011年4月中国专利局公告的以集聚纺纱技术为主题或与之密切相关的专利申请不少于 480 项，而同期国际专利分类体系（IPC）D01H小类（纺纱或加捻）D01H5大组（牵伸设备和机构）共计为 1 433 项，集聚纺纱技术专利申请量占相关纺纱专利总量的 1/3 强。因此，可以毫不夸张地说，集聚纺纱技术是近阶段纺纱技术领域发展的第一热点。
（2）从参与研发、设计和试验的成员来看，其包含纺机的主机厂商、专件器材厂商、院校和科研单位及众多纺纱企业，国际上几乎所有的细纱机主机厂商都有配套的集聚纺纱设备，国内一些非主机厂商甚至专做或重点致力于集聚纺装备的加装改造，并已成为国内集聚纺装备推广应用的生力军。
（3）从实际应用的情况看，近 10 多年来集聚纺在行业的应用量直线上升，纺纱及下游应用取得了卓有成效的经济效益和社会效应。
（4）从品质特性看，环锭集聚纺的纱线在洁、强等品质方面显著优于所有其它纺纱形式的纱线，成为名副其实的纱线之“王”。
对于环锭集聚纺纱技术的名称，目前国内纺织业界使用的称谓较多，包括：紧密纺、集聚纺、精密纺、卡摩纺、舒适纺、聚集纺、密实纺、倚丽纺等等，一般较为认同“紧密纺”这一通俗称谓。但作为一个术语笔者认为完整地称之为“环锭集聚纺纱技术”较妥，其对应的纱线称为“环锭集聚纱线”，也可简称为“集聚纺”和“集聚纱”。与“集聚纺”相对应的英文术语应该为“compact spinning”。不过国外申请人在中国提出的专利申请中还采用了“compress、 compact、condense、bundle”等多个单词的各种变化形式来表述“纤维集聚”这一集聚纺技术的本质特征，而这些单词的意译采用了“汇聚、凝聚、凝缩、集束、集聚、压缩、压实”等词汇。
集聚纺纱技术通过改变纤维的排列，使成纱物理性能和外观大大改善，确切地说，集聚纺纱技术是实实在在地提高了纤维特性的利用率，使原本无序的、被浪费了的那部分资源尽量有序化和利用起来。正是这样，集聚纺纱技术的发展，使环锭纺纱线的品质有了显著的提升。从此开始，环锭纺纱技术增添了强劲的活力，从过去到现在，环锭纺纱技术一直是纺纱业的主流技术，有了集聚纺纱技术，未来环锭纺纱技术仍将无可替代地保持为纺纱业的主流技术地位。
2集聚纺纱技术的发展历程
现代工业技术的发展过程中，创新技术的公布必然最早、最权威地出现于专利文献，集聚纺纱技术也不例外。
最早见诸于专利文献，将气动集聚设计用于纺纱技术的也许是发明人KLEIN NORMAN E在1961年3月3日申请的US3122794号美国专利（图 1），而真正将牵伸与集聚分置的气动集聚纺纱则出现在20世纪80年代，如法国发明人JEAN VENOT在1982年1月26日申请的US4488397号美国专利（图2），其是置于普通牵伸装置下游的一种带三角凹槽的气动集聚轮，具有形态集聚与气动集聚双重集聚功能；还有奥地利发明人伊恩斯特 • 费荷尔于1988年2月15日的专利申请，其是利用负压气流动力将细纱牵伸后的一根粗纱须条分为两股细纱的气动集聚纺纱方式；到1988年9月29日发明人伊恩斯特 • 费荷尔又申请了一项利用正压气流和负压气流同时作用的气动集聚纺纱结构的奥地利专利（图 3），这一结构与目前应用的气动集聚技术非常接近。
上述几项技术的集聚元件都是采用大直径的刚性抽吸鼓。从这些专利文献中可以看到，当时将上述气动集聚技术应用于纺纱的目的主要是增加纱线断裂强度、提高纺纱速度和纺制较细的成纱，而未提及改善毛羽。
最早见诸于专利文献，将机械集聚设计用于纺纱技术的是1961年俄罗斯RU 160973号专利，其与目前应用的机械集聚形式非常接近。这也许是最早提出牵伸区与集聚区分置的集聚纺纱技术方案。
随着技术发展，纱线后续应用的高速生产过程及成品织物质量对纱线品质的要求不断提高，纱线条干均匀度、断裂强度及包括毛羽在内的纱线外观疵点品质项目愈来愈受到业界重视，单纱的强力和毛羽几乎是制约高速织造生产率的主要障碍。由于集聚纺纱可以同时改善强力相关指标和大幅减少毛羽，因而，90年代的 10 年中，有关气动集聚纺的技术被业界重视，由各种集聚元件如金属抽吸鼓、网格圈和带孔皮圈等组成的集聚纺纱方案相继设计出来，被用于研发及专利保护。期间，采用机械约束方式的机械集聚纺纱技术方案也付之实施。由此，起源于20世纪60年代、实用于20世纪90年代的集聚纺纱技术，进入了一个蓬勃发展期。
在ITMA 1999展会上，瑞士Rieter（立达）公司、德国Zinser（青泽）公司、德国Suessen（绪森）公司等首次展出带有集聚纺纱技术的细纱机，标志着这个附加在传统环锭纺纱技术上的创新技术，开始了商业化运作。
随后21世纪初的 10 年中，国内外集聚纺纱技术发展和应用如火如荼。
在CITME 2002展会上，立达公司、青泽公司、绪森公司、意大利Marzoli（马佐里）公司和日本Toyota（丰田）公司等在中国展出了各自的集聚纺纱技术细纱机，预示着国外纺织机械阵营正面进军庞大中国市场的开端。
在ShanghaiTex 2003展会上，绪森公司展示了利用集聚纺纱技术生产集聚赛络股线EliTwist，还开发了集聚赛络菲尔和集聚赛络包芯纺设备，即集聚纺、赛络纺、包芯纺组合的纺纱技术。
在CITME 2004展会上，国内纺机企业展示了各自开发或仿制的集聚纺纱设备，显示了国内纺机企业对新技术的学习和研发能力，预示着集聚纺纱技术国产化应用的开始。无论是技术合作还是仿制研发，都体现出国内纺机厂商乃至整个行业对新技术的追随和热衷。在CITME 2004展会上展示集聚纺纱机的国内细纱机主机厂商包括经纬纺机榆次分公司、马佐里（东台）纺机有限公司、上海二纺机股份有限公司、山西鸿基实业有限公司、浙江舟山四八零六工厂和浙江日发纺织机械有限公司等。
由于多家国内纺机专件厂商加入国产细纱机改装加装集聚纺纱装置的行列，集聚纺纱技术国产化应用发展迅猛。到2005年底，集聚纺纱技术相关研讨会统计的资料显示，国内应用集聚纺纱锭数在 70 万枚左右，涉及国内外纺机厂商 20 多家。
2006年全国集聚纺技术研讨会的信息显示的不完全统计数据，国内应用集聚纺纱锭超过 100 万枚。单个棉纺厂最大集聚纺纱锭规模达 24 万枚左右。
2008年全国集聚纺纱技术开发应用研讨会会议报道，国内应用集聚纺纱锭达到 260 多万枚。即便如此，与身处全球纺织大国、纱锭规模过亿的地位相比，我国集聚纺纱纱锭占总纱锭数的比例仅为约 2.6%，实际应用可能稍大于这一数量，而欧美发达国家集聚纺纱锭占总纱锭数的比例高达 20%，可见集聚纺纱的应用具有较大的发展空间。
在ITMA ASIA ＋ CITME 2008展会上，国际上已经产品化的 5 种集聚纺都有样机展示，包括立达金属吸鼓式、绪森三罗拉吸管网格圈式、丰田四罗拉吸管网格圈式、青泽带孔皮圈式和瑞士Rotorcraft（罗托卡夫特）公司的磁性机械集聚式。
在ITMA ASIA ＋ CITME 2010展会上，集聚纺展示样机数量为历届纺机展会之最，共有 18 台运行机台，相关参展厂商为 3 家国外公司和 11 家国内企业。
另外，有不完全资料显示，到2010年立达累计销售金属吸鼓式集聚纺纱锭 200 多万枚、绪森累计销售三罗拉网格圈负压式集聚纺纱锭 300 多万枚、罗托卡夫特累计销售磁性机械集聚式 150 多万枚，此外青泽和丰田也有一定数量的市场推广。全球集聚纺应用纱锭估计不少于 1 000 万枚。
3集聚纺纱技术的结构分类和集聚机理
3.1集聚纺纱技术的结构分类
集聚结构是集聚纱纺技术的核心技术，集聚元件是集聚纱纺技术的关键性元件。集聚结构和集聚元件的特征和性能决定了集聚纱纺技术的质量和类型。根据集聚元件产生集聚作用的方式不同，现有的集聚纺纱系统可分为两大类：一类是气流集聚型集聚纺纱系统，它是以集聚元件产生负压气流吸力的集聚作用；另一类是机械集聚型集聚纺纱系统，它是以集聚元件产生机械压束力的集聚作用。在气流集聚型集聚纺纱系统中，按照气流集聚元件结构特征可以进一步分为刚性集聚元件型集聚纺纱系统和柔性集聚元件型集聚纺纱系统两类，如表 1。
国际上较早推出集聚纺系统的制造商有 6 家公司，其中有 5 家公司采用气流集聚纺纱系统：立达公司研发的ComforSpin集聚纺纱系统、绪森公司研发的EliTe集聚纺纱系统、青泽公司研发的AirComTex集聚纺纱系统、马佐里公司研发的Olfil集聚纺纱系统和丰田公司研发的RX240 � NEW � EST集聚纺纱系统、以及我国大部分纺机公司的集聚纺纱系统，尽管这些结构都属于气流集聚纺纱系统，但实现气流集聚的集聚元件结构型式和技术特征并不相同。采用机械集聚纺纱系统是罗托卡夫特公司的RoCoS（Rotorcraft Compact Spinning System）型集聚纺装置，可以方便地附加在任何形式的环锭细纱机上。
表 2 列出了国际上 6 家公司的 5 种集聚纺纱系统。
3.2集聚纺纱技术的集聚机理
集聚纺纱技术就集聚方法而言主要分为气动式集聚和机械式集聚两大类，分别采用了两种不同的技术手段来达到使进入加捻区的须条集聚致密的目的。
在传统的纺纱过程中，为了使牵伸后的须条轴体狭窄致密，早就有各种喇叭口形的集束器械被应用于牵伸区域中。由于是在牵伸区中设置集束元件，其工艺特征是牵伸与集聚同时发生。在细纱机的主牵伸区中，由于牵伸工艺对纤维变速点前移、集中的要求，只能采用加装相对固定和路径短小的集棉器作为集束元件。这种集聚方式只能给予须条一个很有限的约束，否则会干扰牵伸影响纱条的条干均匀度，因此集聚效果并不理想。
集聚纺纱技术的显著特征是牵伸不集聚、集聚无牵伸，将牵伸与集聚划分为两个独立的功能区域。气动式集聚结构首先成功应用了牵伸与集聚的分置，在牵伸区与加捻区之间增加一个集聚区，应用气体动力学原理以负压气流对须条发散的纤维横向集聚作功，实现须条轴体的紧密化；机械式集聚同样采用牵伸与集聚的分置，在牵伸区与加捻区之间增加一个集聚区，采用相对直观简洁的机械方式约束集聚须条，实现须条轴体的紧密化。附加集聚区的集聚方式能大幅度地集聚须条，使输出集聚区进入加捻区的须条横向尽可能地狭窄，从而基本上消除加捻三角区。
纵观已经应用的集聚纺纱技术结构，基本上具有以下特征：在牵伸区下游设置集聚区；集聚区起始于牵伸区前钳口终结于阻捻钳口；集聚元件对须条产生径向集聚或约束作用；须条经过集聚区的过程，在结构或工艺上保证纤维运动平稳受控。
3.2.1气动集聚技术的作用机理
采用气动集聚方式的集聚纺纱技术结构是在主牵伸区下游增加一个集聚区，集聚区起始于牵伸区前钳口终结于阻捻钳口，集聚区没有或者较小地设置张力牵伸。聚集区设有集聚元件，集聚元件以等于或略大于须条从牵伸区输出的线速度运动，负压气流在集聚元件内侧导向结构的引导下，通过集聚元件对聚集区的纤维产生吸引作用，在须条行进过程中由负压气流将牵伸区输出的纤维束宽度集聚到接近成纱的尺寸。
集聚区中运动的纤维，可以分为 3 种状态：一是头端进入集聚区尾端受牵伸前罗拉钳口控制的纤维，其轴向运动的受力是尾端受前罗拉钳口的推送、前端受须条纤维间内摩擦力引导及集聚元件的负压作用的引导；二是完全处于集聚区由气流定位在集聚元件上的纤维，其轴向运动的受力是受须条纤维间内摩擦力引导及集聚元件的负压作用的引导；三是头端受阻捻钳口握持尾端仍处在集聚区的纤维，其轴向运动的受力是尾端受须条纤维间内摩擦力引导及集聚元件的负压作用的引导、前端受阻捻钳口的牵拉。
聚集区中的集聚效应，体现在纤维须条在经过聚集区时纤维受到的径向或者说向须条轴体方向的集聚位移。解析现有气动集聚纺纱技术中纤维的运动和气流对于须条集聚的作用过程，都可以表述如下：
• 牵伸后未加捻的须条进入集聚区随集聚元件同步前进；
• 集聚负压气流基本上垂直于集聚元件的切向和轴向；
• 集聚气流中的轴向分量产生对须条有效的集聚集合作用；
• 须条中发散的纤维随轴向分量的气流沿集聚元件向须条体轴向移动产生集合效应；
• 集聚过程具有气流作用力和集聚行程（集聚时间）两个效应；
• 须条中的纤维在进入阻捻钳口前完成集聚；
• 输出集聚区进入加捻区的须条横向极其狭窄，基本上消除了加捻三角区。
气动集聚结构中对集聚效果产生影响的参数包括：
• 负压气流的压力值及该负压气流的轴向分量值；
• 集聚元件的透气率；
• 非金属集聚元件的导电率；
• 非金属集聚元件与金属和橡胶的摩擦系数；
• 聚集区张力牵伸；
• 气流导向元件导向口形态；
• 纤维经过集聚区时受气流作用过程的时间。
3.2.2机械集聚技术的作用机理
机械集聚技术是利用集束元件与须条边缘接触的侧向约束力将须条集聚，目前主要应用的为磁性力加压喇叭口集聚形式。
采用机械集聚方式的集聚纺纱技术结构也是在主牵伸区下游增加一个集聚区，集聚区起始于牵伸区前钳口终结于阻捻钳口，集聚区没有或者较小地设置张力牵伸。集聚区中的集聚元件以一个进口大出口小的三维空间腔体作为纤维通道，运动的纤维与相对固定的集聚元件产生摩擦接触，集聚元件将牵伸区输出的纤维束宽度约束集聚到集聚元件出口的尺寸。
机械集聚方式的聚集区被设置成较短，因此集聚区中运动的纤维，可以分为 4 种状态：一是头端进入集聚区尾端受牵伸前罗拉钳口控制的纤维，其轴向运动的受力是尾端受前罗拉钳口的推送、前端受须条纤维间内摩擦力引导；二是纤维体完全处于集聚区的纤维，这是纤维长度短于聚集区弧长的纤维，一般为短绒，其轴向运动的受力是受须条纤维间内摩擦力引导；三是头端受阻捻钳口握持尾端仍处在集聚区的纤维，其轴向运动的受力是尾端受须条纤维间内摩擦力引导、前端受阻捻钳口的牵拉；四是头端已输出聚集区尾端尚未进入聚集区的纤维，这是纤维长度长于聚集区弧长的纤维，由于大部分纤维都会经历这种状态，聚集区中始终都有此类纤维运行，因而其对引导后续纤维头端通过聚集区十分有利。解析现有机械集聚纺纱技术中纤维的运动和集聚元件对于须条集聚的作用过程，都可以表述如下：
• 牵伸后未加捻的须条进入集聚区，受前钳口推送和下游须条内摩擦力引导作用前进；
• 须条边缘纤维与集聚元件腔体内壁产生滑动摩擦接触；
• 集聚元件腔体内壁对纤维产生刚性约束的集合作用；
• 须条中发散的纤维受集聚元件约束向须条体轴向移动产生集合效应；
• 集聚过程具有集聚元件约束作用力和集聚长度两个效应；
• 须条中的纤维在进入阻捻钳口前完成集聚；
• 输出集聚区进入加捻区的须条横向极其狭窄，基本上消除了加捻三角区。
机械集聚结构中对集聚效果产生影响的参数包括：
• 集聚元件工作通道进、出口宽度；
• 集聚元件工作通道约束导程；
•集聚元件工作通道表面光洁度；
• 集聚元件工作通道形态。
45 种集聚纺纱系统的特点
4.1ComforSpin卡摩集聚纺
ComforSpin集聚纺（也注册商标为ComforSpin®、Com4® 和卡摩®）系统结构精密、坚固、耐用，故障少，生产效率高，运行成本低，维护保养简便，成纱质量稳定，属于高端集聚纺技术结构。但其加工复杂，制造成本高，且不能在普通细纱机上加装，不便普及。就其集聚性能来说，由于使用了大直径抽吸鼓的集聚罗拉作为牵伸前下罗拉，兼有牵伸、集聚和阻捻功能，实现全程集聚，即纤维从前钳口进入集聚区的过程一直被抽吸鼓表面所托持，无论对于纤维的托持或集聚都没有间断的过渡区，非常有利于保持牵伸区输出的纤维排列结构，并在足够长的集聚区中得到良好的集聚。同时集聚过程延续到阻捻钳口下，是所有集聚型式中唯一一种真正的全程集聚结构。另外，集聚区是抽吸鼓表面的延续，因此在前胶辊钳口到阻捻钳口之间基本上为无牵伸，既不能设置“正”张力牵伸，但也不会因为集聚元件有滑溜而产生“负”牵伸。
可拆卸的吸风插件，不仅方便了维护保养，也为在可选的纱线品种变更（如Com4® core集聚包芯纱、Com4® vario集聚花式纱、Com4® twin集聚赛络合股纱以及Com4® light经济集聚纱）时，变换气流导向槽提供了便利。ComforSpin集聚纺系统通过更换吸风插件的小部件来变换气流导向槽的工艺可选项，是所有气流集聚纺系统的独创。
ComforSpin集聚纺的抽吸鼓如图 5 所示。抽吸鼓既是集聚元件又是牵伸装置的前罗拉，由牵伸传动机构直接驱动，整个集聚结构运动平稳无锭差、精密稳固、经久耐用。
ComforSpin集聚纺系统与其它负压气流集聚结构相比，有以下几方面优势：
• 采用20世纪60年代提出的牵伸与集聚分置和20世纪80年代提出的气动集聚技术方案，并使之完善，刚性结构、精密稳固、运行稳定、经久耐用；
• 大直径集聚元件与牵伸前罗拉合一，大大超越牵伸前罗拉直径的传统应用范围，突破固有思维，又能保证牵伸品质和牵伸能力；
• 唯一一种同步集聚可以连续延伸到阻捻钳口下部甚至牵伸区与加捻区的集聚形式，集聚条件充分必要，全程集聚，集聚区段无失效区；
• 可拆卸更换的导流插件，可以方便和低成本地变更集聚槽口工艺配置，实现多种集聚纱线品种的变换；
• 同步托持延伸到前罗拉钳口与阻捻钳口，纤维须条全程托持无过渡区；
• 集聚区无需设置张力牵伸，稳定的零张力集聚，有效降低锭间差异，确保长片段和管间品质稳定；
• 附加气流导向偏转屏，使垂向气流转换成有效集聚作功的侧向分量，大大改善集聚效能；
• 应用较低负压值、较大流量的集聚气流，可以与笛管吸风合用一个负压系统，因而集聚功耗较低。
因此，ComforSpin集聚纺系统是一种设计合理、结构紧凑、集聚效能高、独具特点的集聚系统。
4.2AirComTex集聚纺系统
AirComTex集聚纺（图 6）以带孔上胶圈作为集聚元件（图 7），上胶圈中间带有一列小孔，为了增加集聚元件上单列小孔对横向发散纤维的集聚力，在单列小孔中相间设置了横向加宽的异形小孔。由于须条运行至阻捻钳口处胶圈小孔被下罗拉堵塞，存在失缺集聚的过渡区，导致集聚作用不能延续到阻捻钳口的下方，因而被集聚的须条行进到离阻捻钳口尚有一小段距离时，已集聚须条失去集聚力而产生一定的回弹性发散，因此，总的集聚效果有所影响。但青泽公司称，由于异形小孔的设置和集聚作用不延续到阻捻钳口，这样可以保留长度小于 2 mm的基本毛羽，从而也保留了短纤纱的基本质感。
AirComTex集聚纺系统的带孔胶圈具有自动清洁功能，带孔胶圈孔不易堵塞，系统结构简洁，且可加装在普通的环锭细纱机上。能在前罗拉钳口到阻捻钳口之间设置符合工艺需要的张力牵伸，这对纺制纤维长度、刚度不同的纱线具有较大的灵活性。在前罗拉与阻捻罗拉之间下部的托持板，也具有气流偏转屏的功能，其可改变气流运动矢量，使垂直气流转换为侧向气流，从而改善集聚效能（图 8）。但由于集聚作用不能持续到阻捻钳口的下方，且带孔胶圈不能使集聚区内气流导向倾斜于须条运动方向，纤维须条不能使集聚区内气流导向倾斜于须条运动方向，纤维须条不能绕自身旋转，故总的集聚效果稍差。
4.3EliTe倚丽集聚纺系统与Olfil集聚纺系统
4.3.1EliTe倚丽集聚纺系统特点
EliTe集聚纺（图 9）采用柔性材料制作的网格圈作为集聚元件，由于网格圈是依靠输出阻捻胶辊消极摩擦传动，网格圈运行中易产生滑溜和速度不匀，因此，对网格圈的摩擦性能有特殊要求，即网格圈内表面与异形吸管滑动接触要求低摩擦系数，越低越好；网格圈外表面与输出阻捻胶辊接触，并受其摩擦带动要求高摩擦系数，越高越好，才能降低网格圈滑溜和速度不匀。更要求摩擦系数稳定，才能延长网格圈使用寿命和减小锭间品质差异。
为了减少网格圈及输出阻捻胶辊的磨损，在阻捻钳口下的吸管上镶嵌硬质金属或陶瓷材料。阻捻胶辊由前胶辊积极传动。前胶辊上装有主动齿轮，通过中间过桥齿轮传动到固定在阻捻胶辊上的被动齿轮。阻捻胶辊的加压是由前胶辊的加压延伸而来，由牵伸摇架的上抬反力所提供。由于网格圈上的织物组织孔很细小，类似于滤网结构，因而可以个性化地配置凝聚元件规格，可适于纺制包括超细旦纤维在内的各类纤维。改变前胶辊与阻捻胶辊的直径比可改变集聚区内的张力牵伸。本系统可将气流导向口设置为倾斜于纤维运动方向。
EliTe集聚纺系统的集聚元件（网格圈）制造成本低，集聚结构比较简单，又便于在普通环锭细纱机上改造加装，不改变原细纱机的基本结构，因而易于推广使用。它的缺点是集聚元件运行稳定性差，集聚元件（网格圈和负压吸管）易磨损、易堵塞，维护保养成本大；异形吸管兼有集聚、阻捻双重作用，对输出胶辊与前胶辊直径比值要求严格，给胶辊管理带来难度。在连续长时间、较重加压、滑动摩擦下运行，存在摩擦因数、静电因数和磨损率的不稳定，容易产生运行速度的变异，从而成为影响成纱质量不稳定和系统使用成本的主要因素。
4.3.2Olfil集聚纺系统特点
马佐里公司推出的Olfil集聚纱纺纱系统（图 10）与绪森公司的EliTe集聚纺系统在机构上有很多相似之处，都是采用网格圈和异形吸管为集聚元件，同属于三罗拉、下吸式气流集聚纺系统。
Olfil系统与EliTe系统的主要不同点如下：
（1）气流导向口形式：EliTe系统专门采用了倾斜于纤维运动方向设计，而Olfil系统用的是普通的纵向直线形式；
（2）集聚元件的差异：Olfil系统用的是较狭窄较薄形的织物圈，区别于EliTe系统采用的网格圈；
（3）前胶辊到阻捻胶辊的传动形式：EliTe系统采用齿轮传动方式，而Olfil系统采用同步带传动方式；
（4）吸管上镶嵌物：EliTe系统在阻捻钳口下的吸管采用精密陶瓷材料，而Olfil系统采用硬质金属材料。
4.4Toyota - NEW - EST集聚纺系统
Toyota � NEW � EST集聚纺系统（图 11）与EliTe集聚纺系统相比，是另一种采用网格圈的柔性集聚元件集聚系统。阻捻元件与气流导向元件分离设计，结构较为合理。其特点是：网格圈为内壁摩擦驱动（倚丽集聚纺系统为外表面摩擦驱动），运行稳定性较好。能在集聚区设置固定的张力牵伸，且张力牵伸不受前胶辊和输出阻捻胶辊直径的影响。但气流导向口不能延续到阻捻钳口下，故集聚作用不能持续到阻捻钳口的下方，对集聚效果稍有影响。
为便于更换网格圈，阻捻下罗拉为四锭一节，中间带有小齿轮的小罗拉，其由带有固定齿轮的前下罗拉通过中间介轮传动。由于每四锭一组的阻捻下罗拉上齿轮、中间介轮和前下罗拉固定齿轮均运行在高速状态，其精度、维护状态都会对成纱条干不匀及其锭间差异产生影响。
新型RX240 � NEW � EST型集聚纺纱机作了改进，输出阻捻罗拉位置前移，异形吸管由双通道改为单通道，丰田公司称其为最新锐的集聚纺纱系统。
4.5RoCoS罗卡斯集聚纺系统特点
RoCoS集聚纺是一种机械式集聚系统（图 12），集聚结构的核心是精密硬质陶瓷集聚器，其选用氧化锆材料制造，内腔体为三维曲面结构，并在集聚器两侧镶嵌高性能钕铁硼稀土永磁体，永磁体的磁性吸力使集聚器底部弧面紧压罗拉表面。集聚器光滑的底部弧形是依照前下罗拉表面圆弧进行精密设计加工，使得在磁性力作用下能紧贴在前罗拉表面，形成一个截面渐次收缩的纤维须条通道，并将集聚器出口尽量向前延伸到接近于阻捻钳口处，纤维与集聚器两者间为滑动接触。集聚器喇叭口工作面极其精确光洁，从前钳口输出起到阻捻钳口入口止是按照特殊的流体曲线形态设计。
由于现有环锭细纱机牵伸区与加捻区之间的空间所限，使得机械集聚纺纱装置集聚结构相当紧凑，无论是前胶辊、阻捻胶辊还是集聚器，均在尺寸方面尽可能缩小，以便在不影响或少影响牵伸和加捻功能的前提下，尽量延长集聚长度。
机械集聚集聚纱纺纱系统的最大特点是节能和结构简洁，纯机械集聚无须负压气源，结构简单实用，成本低。但机械式集聚结构的集聚元件为磁性力加压的固定结构，与气动集聚结构原理和机理相比，喇叭口集聚是一种“硬性”压缩，而气动集聚为“柔性”凝聚。由于集聚过程中对须条中纤维的头端没有同步顺直作用，纤维头端与固定集聚元件的碰撞接触产生不利的影响，并且过于紧凑的结构使集聚导程短、集聚过程时间短和集聚导角大，因而难以充分集聚，对集聚效果有一定影响，严重时对条干均匀度和IPI疵点产生恶化。其集聚器对纱支适应范围较窄，更换品种需要备用集聚元件而增加成本，前胶辊与阻捻胶辊的小直径配置也增加了运行成本。另外阻捻胶辊的过于前下冲，对输出纱条产生摩擦，具有阻捻效应，也给接头操作带来不便。
RoCoS集聚纺可以通过更换集聚元件改变纺纱工艺和品种，如集聚赛络纺装置（图 13）及集聚包芯纺装 置（图 14）。
机械式集聚结构以20世纪60年代的雏形设计为母本，由罗托卡夫特公司率先成功应用，其得益于气动集聚结构牵伸与集聚分置的成功实践和集聚纱线的洁、强效应。其是已被商业应用的气动集聚纺技术外唯一被成功进行大规模商业应用的机械集聚纺纱结构。
5集聚纺纱系统的性能比较和结构性能分析
5.1集聚纺纱系统的综合比较
对现有集聚纺纱系统的性能作比较，如表 3 所示。
5.2气动柔性与刚性集聚元件的结构性能分析
5.2.1柔性集聚元件的结构性能
柔性集聚元件简易、制造成本低、集聚结构相对简单，又便于在普通环锭细纱机上加装，因而易于被制造厂商和使用企业所接受，这也许正是国内很多纺机企业竞相仿制的原因。但是与刚性集聚元件的结构相比，柔性集聚元件运行稳定性差、集聚元件（网格圈和吸管）易损、维护工作量较大，同时，柔性集聚结构需要的气流负压值较高，能耗较高。
网格圈式集聚元件的网孔密度越大、网孔就越小，其需要的集聚负压就越高。从柔性网格圈式与金属抽吸鼓式两种集聚纺纱装置对集聚负压的设定可以看出两者的差异，柔性网格圈式的负压设定范围一般为 200 ～ 400 mm水柱，金属抽吸鼓式的负压范围为 50 ～ 200 mm水柱，一般在 60 ～ 90 mm水柱时就能很好工作。可见两者的负压中间值之比达 4 倍左右。两种集聚纺纱设备用于集聚的吸风电机装机容量，网格圈式要比金属抽吸鼓式高很多。柔性网格圈式的吸风系统属于高负压低流量的配置；金属抽吸鼓式的吸风系统属于较低负压较高流量的配置，金属抽吸鼓式的吸风系统可以与细纱机上断头吸风采用同一吸风及管道系统。
网格圈这一柔性集聚元件在集聚纺纱系统中，具有连续长时间、较重加压、滑动摩擦等应用特征，应用中存在着“三对三”的不稳定，即摩擦系数、静电因数和磨损率对锭间、时间和环境工况（温湿度及机件污染）的不稳定，从而会影响到纺纱质量，如成纱的重量不匀、毛羽和断裂强度等指标。
近年来网格圈作为关键的集聚元件，国内在应用中不断改进。网格圈的改进在纤维材质的耐磨、低摩擦和抗静电等方面有不少进步，如采用涤纶丝、尼龙丝、抗静电涂碳尼龙丝、夹织金属丝等；在织造结构上有经纬向组织结构（平纹、斜纹等）、轴向变密度结构、融结法和胶结法等多种创新。但使用中对网格圈的技术要求也许是苛刻的，因而至今未能实现真正意义上的突破。
以EliTe集聚纺系统为例分析，网格圈的驱动力来自于阻捻钳口上部的阻捻胶辊，胶辊靠加压紧压于网格圈上，压力小则驱动力不足，压力大则网格圈与吸管的接触压力大，网格圈在吸管上的滑动摩擦阻力也大。阻捻钳口处吸管的材质为耐磨的合金或陶瓷嵌件，这一摩擦副是网格圈的主要磨损点。网格圈还与吸管的其它环绕部分及网格圈张力器相摩擦。长时间滑动摩擦，导致网格圈内表面层的磨损，随着磨损的积累，使得具有抗静电和良好表面状态的表层被磨损，后期的磨损将加速进行。由于锭位间存在着压力差和表面磨损状态的差异，使得网格圈运行滑溜的不稳定和锭间不一致性始终存在，国内仿制的吸管网格圈负压集聚结构，不得不把集聚区的张力牵伸设置在 1.04 ～ 1.14 倍之间。正是由于网格圈驱动的打滑，使网格圈运动滞后于阻捻胶辊，出现实际张力牵伸工作在 ＜ 1.0 倍的状态，只有通过提高设计张力牵伸来弥补这一缺陷。但仍无法解决网格圈运行速度变异，其对纱线重量不匀和锭间不匀的影响不可忽视。
尽管理论上认为集聚区适宜的张力牵伸有利于弯曲纤维的伸展，某些实验也证实其对条干有着微小改善，但这仅是针对具有无托持过渡区和集聚失效区的集聚形式，而这些集聚形式由于存在着实际张力牵伸的不稳定性，其对品质的不利影响远比这种微小改善为大。
5.2.2刚性集聚元件的结构性能
刚性集聚元件虽然有着坚固耐用、表面形态好、传动可靠、运行稳定和操作维护简便等优异特征，但是以大直径前罗拉抽吸鼓为刚性集聚元件和结构的设计也存在：集聚结构复杂，在普通细纱机上难以改装，集聚元件加工难度大、投资成本高等问题。刚性集聚元件的集聚纺系统由于负压气流流量大，生产环境中的尘埃和飞花容易积聚到集聚元件和吸风系统，因此其对生产环境空气洁净度和集聚元件的清洁维护要求较高。这些弊端在根本上影响了其推广应用。除了改装和投资成本问题外，刚性集聚元件和结构的优越性是显而易见的。因此对于气动集聚纺纱技术的后续发展，应该致力于对刚性集聚元件和结构进一步创新与研发，在改善集聚效能、优化结构和降低成本方面进行有益的探索。
6集聚纺纱技术的效应
6.1集聚纱线的效应
集聚纺纱技术在纱条加捻前改善纤维分布状况和完善须条结构使之理想化，是通过附加在环锭纺罗拉牵伸与加捻区之间聚集区对须条的集聚来实现的，其对纱线品质的改善效应，可以用两个字来概括：洁、强。
（1）洁
纱线光洁：毛羽、特别是长毛羽数大幅度减少，毛羽数的变异改善；
纱线洁净：条干改善，常发性疵点减少；
环境洁净：生产过程飞花减少、生产环境有效改善；
布面洁净：毛羽减少使后续工序疵点增量降低。
（2）强
纱线断裂强度提高，强力变异减小，生产过程断头减少，成品强度增大；
纱线断裂伸长增加，强伸变异减小，纱线负荷增强，成品耐磨耐疲劳；
纱线断裂功增大，成品强度增加，成品耐磨耐疲劳。
纱线品质在这两方面的改善正是业界所期待的，其直接体现出了集聚纱线的价值。毛羽和强力项目的平均水平提高显著，是普通环锭纱无法达到的。与普通环锭纱毛羽数的对比，集聚纱具有明显的优势，越是较长的毛羽、越是细号纱，改善的幅度越大，特别是 3 mm以上的毛羽。有关强伸性能的4个项目改善显著，而且同一个项目的筒纱比管纱改善率更大。
在后道工序应用过程中，普通纱线质量下降得比集聚纱快，这实质上就是毛羽减少和强力及其伸长率提高带来的优势。因此，集聚纱在后续工序应用中更具优势，这是集聚纱最重要的应用价值。
6.2纺纱过程中的效应
6.2.1资源和环保
对集聚纱的理解可以从更高的一个层次去认识，那就是资源和环保。毛羽特别是长毛羽的存在应该是纤维资源的浪费。那些离开纱条体的纤维端 ―― 毛羽，未能捻入纱条体内，削弱了纱条的强度，影响到单纱断裂强度及其相关品质。这种资源的浪费在纺纱时就发生了，后续工序中产生更多的浪费，下游工序的一些工艺项目是为了对抗毛羽及强力不足而设置的，如上蜡、上浆、烧毛等。集聚纱改善强力，纱线上可采用较小的捻度设计，从而可提高产能和减少纺纱的能源消耗。集聚纱改善强力和毛羽后，可以用较低等级长度的原料纺出较好品质的纱线，从而降低原料成本。
集聚纱能减少各项浪费和损失，还能减少过程断头、提高效率，这一点从细纱工序到各道后续工序都是受益的；还有生产过程中飞花的减少等等都是环保效应。集聚纺纱在纱线品质、资源利用、综合能源消耗及环保等方面都体现出了应有的价值。
当然一种新技术的应用，对其在资源和环保方面的评价必须要全面，即既要考虑其获得，又要考虑其付出。气动集聚纺纱过程对负压气流源的消耗是一个不可忽视的浪费，同时还有集聚元件及其维护的附加工本。
6.2.2纺纱企业的效益
从理论上说，纺纱企业投资集聚纺纱系统后，效益来源有两方面：一是来自市场售价的提高；二是来自企业内部生产成本的降低。
在市场售价方面：应用集聚纺纱系统后，纺纱企业在相同的原料和工艺条件下，可以生产出在毛羽、强力、强力伸长及常发性疵点等方面有显著改善的成纱。立达和绪森公司都提出，在通常情况下用单股集聚纱或集聚赛络纱可以替代传统的双股线，或可以用普梳集聚纱替代普通精梳纱或半精梳纱，这必然具有其相应的市场应用和价格行情。纱线附加值的提高是纺纱企业增利的主要途径，是投资集聚纺的重要回报。同时市场的回应是将此高品质的纱线应用于高档次的最终产品，并且在下游工序中可以节省成本。
在生产成本方面：应用集聚纺纱系统后，一方面，由于集聚纺纱装备的投资和运行成本使纱线生产成本增加；而同时在相同的原料和捻度等工艺条件下，断裂强力、断裂伸长和断裂功都有较大幅度的增加，纱线的弹性有显著改善。当下游产品不需要较高强力纱线时，企业可以采用减小捻度的办法来降低纺纱成本。在同样的锭速下，降低捻度即意味着增加产量。或在保持与环锭纱同样质量指标的情况下，集聚纱可以使用较低等级的原料。
从实际运作看，集聚纱线的特性具有相当的不可替代性，在集聚纱线产量比重不大和下游市场应用充分肯定集聚纱线品质档次和附加值的情况下，纺纱企业必然会主要以提升产品档次而向市场索取效益。
6.2.3集聚纱生产过程的特点
负压式集聚纺纱结构在纺纱过程中使用负压气流、纺纱工艺的某些变化及集聚纱内在和外观结构的改变，都会使集聚纱的生产过程产生与普通环锭纺纱不同的状况。
（1）对环境的保洁要求高。要求车间含尘浓度比传统纺纱车间低，因灰尘在负压气流作用下，同样会集聚在须条上，污染纱条；网格圈上网眼也易赌塞，清洁周期短，费时 费工。
（2）对车间温湿度要求比较严格，相对空调设备要求管理严格，动力成本增大。
（3）集聚纺纱系统设置的导纱动程缩小，使胶辊胶圈的使用寿命缩短，额外增加使用成本。
（4）对钢领、钢丝圈要求高。由毛羽、棉蜡及其他微粒（纤维膜）在钢领与钢丝圈之间产生的润滑层，有利于钢丝圈在钢领上高速运行。集聚纺超低的毛羽导致了钢领和钢丝圈间动摩擦的润滑不足，不利于钢丝圈在钢领上高速运行，也加速了钢丝圈的磨损，缩短了钢领的使用寿命，是集聚纺高速化的主要障碍。因此，集聚纺对钢领和钢丝圈提出特殊要求。
（5）目前高速络筒机普遍采用空气捻接技术，集聚纱结构紧密，边缘纤维少，空气捻接不理想，机械搓捻技术更适合于集聚纱线的捻接。
（6）集聚纺投资成本和运行成本比传统纺高。因此集聚纺要根据其成纱特点和经济投入，选择合理的品种和市场定位，改善纺纱企业的经济效益和产品的性价比。
7集聚纺纱技术国产化应用
7.1集聚纺结构的分析
集聚纺纱技术结构经过研发 � 应用 � 改进 � 扩展应用，及国内业界在引进和合作的同时，学习 � 仿制 � 应用 � 改进 � 扩展应用的数度循环中发展进步，在传统的纺织行业中，取得了任何其它技术都未曾达到的成效，在技术进步、商业应用和经济效益等方面效应显著。
表 4 为ITMA ASIA ＋ CITME 2010展会展示的集聚纺纱样机汇总表。
结合ITMA ASIA ＋ CITME 2010展会和近年来集聚纺纱技术的国产化应用，对几种集聚结构分析如下。
（1）网格圈式负压集聚结构
绪森公司的三罗拉吸管网格圈集聚纺结构最早进入国内，由于该结构具有在普通细纱机上加装的便利性和低成本优势，受到国内业界的青睐，成为纺机厂商和棉纺企业初期仿制的重点，应用的纱锭数量增长迅速，一度成为 5 种集聚纺结构形式中应用纱锭最多的一种，超过 20 万枚纱锭的棉纺企业不少于两家。
丰田公司的四罗拉吸管网格圈集聚纺结构也能在普通细纱机上改装，只是需要更换牵伸前罗拉和增加阻捻小罗拉，一次成本稍高于三罗拉吸管网格圈负压式集聚纺结构，但其在使用维护方面明显优于三罗拉形式，如三罗拉形式的阻捻胶辊和前胶辊必须同步磨砺，以保持聚集区张力牵伸不变，而四罗拉形式聚集区张力牵伸取决于前罗拉与阻捻罗拉的固定传动线速度，因而不须同步磨砺。由于带小齿轮前罗拉、吸管、网格圈、上罗拉组件、小阻捻罗拉及传动件等集聚纺专件器材的生产加工已形成产业链，四罗拉网格圈负压式集聚纺纱结构的加装、改装也日趋方便和低成本。
在ITMA ASIA ＋ CITME 2010展会上，四罗拉吸管网格圈集聚纺纱结构以压倒的多数成为国内业界的首推形式，展示样机的趋向同样证实了近年国内市场的发展状况。以丰田为原创的四罗拉吸管网格圈集聚纺结构形式，主要以应用维护方面的优势战胜三罗拉形式，以显著的多数占领国内市场。
集聚纺的负压吸风系统在发展中经历了一系列的改进：多电机多风机、单电机多风机、单电机主风道集中供压、单电机主风道 ＋ 支风道供压等，这些技术进步使集聚纺负压系统在成本、功耗、寿命、噪音、维护性、尘屑与排风处理及散热排除等方面均有了很大改善，实现了成本低、功耗省、寿命长、噪音小、维护方便和尘热排放合理等效果。在功耗方面，已能做到每锭小于 4 W，而多电机多风机的装机容量高达每锭 10 W。
网格圈式集聚纺负压采用集中风机集体输送已成为国内企业的首选，与分段设置负压小风机的方案相比，其在能耗、成本和维护等方面显示优势。目前国外除了绪森和丰田仍采用分段负压风机外，其余均采用集吸式负压风机。对于负压传输风道的设置，纱架顶部设置方式最适于老机改造，因此，绝大部分集聚纺样机采用纱架顶部设置方式。
在网格圈式集聚纺专用配件器材产业链的不断完善、综合改造成本的不断下降、参与改装加装的专件企业不断增多、行业应用不断成熟、下游产品应用不断拓展的形势下，集聚纺纱锭的扩展趋势将延续，并仍以网格圈式集聚结构为主。
（2）带孔胶圈负压集聚结构
在ITMA ASIA ＋ CITME 2010展会上，带孔胶圈负压式集聚纺仍仅有青泽参展，也未见新特点介绍。近年国内也有纺机企业宣传正在开发带孔胶圈负压式集聚纺装置，但未见有实质性进展。
（3）磁性加压机械集聚结构
在ITMA ASIA ＋ CITME 2010展会上，磁性加压机械集聚纺仍为罗托卡夫特的RoCoS集聚纺独家参展，其集聚器（紧密器）作了显著改进，集聚器更轻巧不易断裂，并且以阻捻胶辊轴心为支承中心。更令行业关注的是，其销售价格作了大幅度调整，每锭报价降为 20 欧元，实际成交可望不超过 150 元人民币。其报价从早期的 50、30 欧元到现在的 20 欧元，且欧元对人民币汇率也降幅较大。故当初的每锭500 元左右到现在的 150 元，已非常接近国内行业可以接受的价格，毕竞与采用负压的集聚纺纱装置相比，该产品运行维护成本低很多。
但RoCoS集聚纺的最大问题伴随着其最大优势而存在，由于可以简单地加装在任何细纱机上，其结构十分简洁紧凑，以至于无法设置足够的集聚导程、集聚宽度和适宜的集聚导角。这 3 个参数中，集聚导程短，集聚过程时间不充分；集聚宽度小，集聚工艺适应性差；集聚导角大，纤维与集聚元件碰撞力大。RoCoS集聚纺与ComforSpin集聚纺相比，其有效集聚导程L仅为后者的 1/5、有效集聚宽度W仅为后者 1/2 左右，RoCoS集聚纺的平均集聚导角β约为 53°，是ComforSpin集聚纺的 2.3 倍（图 15），其入口处的局部导角更大。加之集聚元件与纤维为非同步运行，从而影响集聚效果恶化纱线品质。特别在前纺重定量、细纱大牵伸创新工艺应用日益普及的当下，难以使其与高效工艺组合应用，产生良好的优势互补效应。
罗托卡夫特公司对RoCoS集聚纺的技术结构进行了严密的国际知识产权保护，并且采取了积极的维权措施。在中国这个纺织大国内，这种结构简单的集聚技术因技术垄断而无法大规模低成本实施，同时也难以由行业智慧进行优化，从而也阻碍了该技术的进步和扩展。这是一个利用知识产权保护来合法垄断市场的范例，其维权经历，是众多集聚纺专利纠纷乃至纺织领域知识产权成功维权的典型案例。
（4）刚性抽吸鼓式集聚结构
在ITMA ASIA ＋ CITME 2010展会上首次有两家国内企业展示刚性抽吸鼓集聚纺样机。但其抽吸鼓的形式有所不同，一家是仿制ComforSpin集聚纺直径 59 mm金属抽吸鼓、导流组件和偏转屏等，展示 96 锭采用板簧摇架的集聚纺样机。如果各项品质指标和运行性能理想的话，其综合性价比也将接近行业需求。另一家展示了 96 锭采用螺旋簧摇架的金属抽吸鼓集聚纺样机，从表面看该结构与立达有两大不同：一是抽吸鼓直径小于 59 mm；二是吸孔为非小圆孔，是在细密斜齿罗拉沟槽的槽底铣割通槽。该刚性抽吸鼓集聚罗拉（图 16）制作成本明显低于小孔式，但集聚效果是否理想尚需观察。该样机的导流组件和偏转屏也基本仿制ComforSpin集聚纺结构。
随着金属刚性抽吸鼓加工工艺的改进、成本的降低和应用性价比的提升，该结构会被部分棉纺高端用户所接受，并产生市场效应。如果知识产权方面没有障碍的话，刚性抽吸鼓集聚结构将会占领一定的高端市场份额。
7.2两种国产化应用较多的气动集聚结构特征
在已被应用的 4种典型气动集聚结构形式中，目前国内生产的气动集聚纺纱设备基本上都采用柔性网格圈作为集聚元件，集聚类型分别为三罗拉吸管网格圈和四罗拉吸管网格圈集聚纺纱结构，一般都在普通环锭细纱机上作改装。
针对这两种采用柔性网格圈作为集聚元件的集聚纺纱装置结构，解析其在国产环锭细纱机上加装后的特征。
7.2.1三罗拉吸管网格圈集聚纺纱结构特征
（1）阻捻胶辊及集聚元件的驱动由前罗拉对前胶辊的摩擦驱动力来提供。如果不加大前胶辊的加压，会影响到前胶辊、阻捻胶辊和集聚元件的运行速度及速度不匀。
（2）前牵伸胶辊和阻捻胶辊的直径影响到集聚区的张力牵伸，日常运行维护中前胶辊磨砺时必须同步磨砺阻捻胶辊，否则会改变了原有集聚区张力牵伸的工艺设定，这增加了运行成本和管理负担。
（3）集聚元件的运行动力来自于前罗拉 � 前胶辊、阻捻胶辊 � 集聚元件两级摩擦传动，集聚元件的运行线速稳定性易于受到摇架加压状态、前胶辊和阻捻胶辊的表面状况、集聚元件摩擦系数和环境温湿度等条件的影响。
（4）集聚元件的运动是多级过渡驱动且其是在加压下与吸管间的滑动摩擦运动，动力损耗大且集聚元件为易损件。
（5）采用网格圈或织物圈做集聚元件，其内外表面易于积聚纤维，影响正常运行。
7.2.2四罗拉吸管网格圈集聚纺纱结构特征
（1）集聚元件的运行动力来自于阻捻罗拉 � 集聚元件 � 级摩擦传动，集聚元件的运行线速稳定性受到阻捻胶辊加压状态、阻捻胶辊的表面状况、集聚元件摩擦系数和环境温湿度等条件的影响。
（2）用网格圈或织物圈做集聚元件，其内外表面易于积聚纤维，影响正常运行。
（3）在普通环锭细纱机上加装时必须更换带有齿轮结构的前罗拉。
（4）与三罗拉吸管网格圈集聚纺纱结构相比，一次投资成本稍高、运行成本较低。
8集聚纺技术的扩展应用与进步
8.1集聚纺多品种应用
集聚纺纱技术不仅应用于生产棉纺普梳和精梳纱，也能用于生产半精纺和毛纺；不仅可以纺制集聚单纱，还能纺制如集聚包芯纱、集聚赛络纱、集聚赛络菲尔纱、集聚赛络包芯纱和集聚花式纱，以及集聚纺、赛络纺、包芯纺和花式纺纱技术的组合应用。绪森公司利用集聚纺纱技术生产集聚赛络纺，还开发了集聚赛络菲尔纺和集聚赛络包芯纺设备；立达K45型集聚纺细纱机采用刚性抽吸鼓罗拉式集聚纺，可纺制 6 个不同类型的集聚纺纱线品种，包括纯棉普梳纱、纯棉精梳纱、涤棉混纺纱、棉氨包芯纱、赛络纱和涤纶纱等；马佐里（东台）纺机有限公司则组合采用高效工艺纺纱技术，可纺制 8 个不同类型的集聚纺纱线品种，包括纯棉普梳、精梳纱、涤棉混纺纱和粘胶纱的单纱、棉氨包芯纱和赛络纱等。
8.2集聚纺纱技术与高效工艺纺纱技术
高效工艺纺纱技术是我国纺织工业的一项创新技术，其是在现代纺纱设备上，发掘现代新型设备的潜能，以设备和专件的创新带动工艺创新，实践以前纺重定量、细纱大牵伸为主的高效率、高效益的纺纱系统工程。采用高效工艺纺纱技术后，前纺设备的产能显著提高。在同样的前纺设备配置条件下可以大幅提高前纺的生产能力，供应更多的细纱纱锭；或者，在同样的细纱设备配置条件下可以大幅减少前纺的设备配置。现代纺纱设备采用高效工艺后，能有效改善投入产出比率，其在厂房空间、设备配置、用工、用电等投资和运行成本方面有着极其显著的经济性，成为纺纱企业大幅降本增效的一条捷径。
但是采用粗纱重定量、细纱大牵伸后，纺纱过程具有以下不利特征：粗纱线密度增加使喂入牵伸部分须条的宽度增大；粗纱小捻度后进入前区须条更趋于无捻，须条易于发散；细纱较大的前区牵伸使须条发散趋势更明显；如果使用后区控制元件，控制元件使须条趋于扁平化。
因此，细纱大牵伸的应用将使毛羽和强力问题更加突出，应用集聚纺纱技术可有效消除细纱大牵伸的两个弊端。集聚纺纱技术与高效工艺纺纱技术的配合应用能大幅改善条干均匀度和洁、强等成纱指标，并有效降低总体投资与运行成本，达到优势互补的效果，在技术和经济两方面极具发展潜力。
8.3集聚纺技术的进步
集聚纺纱技术的主要不足是投资成本和运行成本比较高、能量消耗大。我国是能源严重缺乏的国家，节能降耗、低碳环保是技术进步和社会发展的方向。因此，集聚纺技术的进步方向应该更注重资源节省，避免使集聚纱线沦为“高碳纱线”。必须重点研究和发展低能耗集聚技术方案、并兼顾其它先进纺纱技术的组合应用，在易维护、低成本、易操作等方面进一步得到提升，改善综合性价比。
9结语
（1）集聚纺纱从开始时的方案设计到今天的成熟应用，已有漫长的半个世纪，从产业化应用至今也已有 10 多个年头的历程，其发展既受需求的拉动，又是行业乃至社会进步的必然。
（2）集聚纺纱技术和市场在进步中扩展、扩展中进步，开创了传统环锭纺纱技术高端化应用的新里程。集聚纱线的洁、强特征通过改善下游应用和终端产品性能而提升了自身价值。集聚纱线的应用，在发展中引导需求，并又反过来由需求促进发展，实现了良性循环。
（3）集聚纱线的多品种应用，有力地拓展了集聚纺纱技术的应用空间，使多种环锭复式纱线品质得以同步提升。集聚纺纱技术与多种纺纱新技术的交叉和组合应用，提升了各自的优势，改善了集聚纺纱技术的应用效应。
（4）随着技术与应用的成熟和深入，装备应用专件器材产业链的形成，以及依仗我国制造业大国的基础条件优势，国产化集聚纺纱装备具有相当高的性价比。除了极少量的高端应用外，国内集聚纺纱装备的国产化应用已成为绝对的主流。
（5）纺纱生产原料高成本与其它工本上涨的发展趋势，是集聚纺等高附加值纺纱技术和纱线产品良好的发展契机。下游生产过程及至最终产品品质要求的不断提高，也将不断拓展集聚纺纱技术的发展空间，集聚纺纱技术应用依然具有相当的发展潜力。
在综合性价比更高的纱线面世之前，环锭集聚纱线仍将是纱线世界的王者。
（注：文中涉及纱锭数量为约数，未经核实，仅供参考。）
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