人们普遍认为，21世纪将出现崭新的技术革命、文化革命和社会革命，并将由“工业社会”向“高科技社会”转化。据预测，以下几类高新科技将获得突破性发展，且与纺织工业密切相关，它们是：光电子信息技术、软件技术、智能机械技术、生物工程技术、生物医学技术、超导体技术、空间技术、海洋技术等。运用这些新技术，将使传统的纺纱工业得到新的、更大的发展。

　　1 21世纪纺纱技术展望随着21世纪科学技术的超常速发展，可以预料，纺纱技术也必将实现高科技化和信息化。未来的纺纱工业将成为广泛应用电子、电子计算机、光子计算机，甚至量子计算机以及多种高新技术的工业。随着纺纱原料的不断开发、创新，其产品在组成、结构、性能方面的优化、超级化和多维化，必将成为新兴材料、高技术材料的重要组成部分。

　　由于未来将出现人类目前无法估测的新技术、新需求、新观念和新事物。因此，我们仅对本世纪前半叶纺纱技术的发展进行一些肤浅的预测和展望。

　　展望的重点，主要围绕纺纱工艺理论、纺纱设备现代化和纺纱工厂自动化和信息化等内容，无法求全、力求其实。

　　1新型非常规纺纱原理与技术研究非常规纺纱，主要指目前已呈现出成纱的可能性或发展较早但进展迟缓的纺纱方法。如涡流纺纱、管道纺纱、无捻纺纱和赛络（Siro）纺纱等。对这些成纱原理和技术的研究，须有新的发展和突破。

　　1.1涡流纺这种纺纱方法，取消了高速元件，纤维的转移、凝集、加捻和成纱全部借助气流完成，有一定的发展前景。但需进一步探索涡流场的气流流动、气压和涡流加捻机理；优化设计涡流加捻器的结构和材质；将加捻效率从目前的45%左右提高到75%左右；降低在纺纱过程中的纤维散失以及对散失纤维回收技术的研究。

　　1.1.2管道纺管道纺是新近开发的一种新型自由端纺纱方法。纤维在壳体内经开松形成单纤维后，在吸风气流作用下进入输纤通道中的V形集聚面，集聚面有孔与负压气流接通，纤维在负压作用下集聚成纤维束，形成自由端纱尾。因单纤维运动方向与静止的集聚面基本平行，纤维集束时保持较好的伸直状态。然后须条经输纤道输出引向加捻器加捻成纱。这种使纤维集聚和加捻分开，并可选用不同加捻器（如空心管、喷气、摩擦加捻器等）的成纱方法不仅可以高产而且可纺纯棉纱和包芯纱。今后应着重研究根据不同的原料、产品的要求，做到气流参数可以任意调控；要确保在负压气流作用下，纤维正常集束，同时应有足够大的加速气流提高纤维的伸直度；优化壳体设计，使分梳辊抛出的纤维运动轨迹通畅，还应考虑合适的排杂系统；纤维集聚面的耐磨度、光洁度以及几何结构会直接影响成纱质量。

　　1.1.3无捻纺主要在喂入须条中混入一定比例的粘合剂，通过假捻、汽蒸，使粘合剂活化，并与须条粘合，通过干燥固化定型而成纱。无捻纺的适纺原料广泛，产量为环锭纺的10倍以上，但织物的服用性能较差，与水作用织物的稳定性欠佳，目前仅限于生产装饰织物和保暖性要求高的织物。如要使无捻纱向服用性能延伸，关键在于选用合适的混合原料和粘合剂及其比例；加工过程中工艺参数的优化；采用特殊的后整理技术，以提高织物的透气性、柔软性和可洗性。

　　1.1.4塞络纺赛络纺于20世纪80年代已在世界范围内得到应用。根据预测塞络纺21世纪首先在毛纺工程上会获得巨大发展。主要用于羊毛、涤纶、腈纶的纯纺或混纺。目前已成为高档服装的面料用纱。赛络纺纱是在略加改动的环锭细纱机上喂入两根保持一定距离的粗纱，经牵伸输出的两根带有少量捻度的须条在汇聚点汇合加捻形成类似股线的赛络纱。因其省去了络筒、并纱和捻线三道工序，可降低成本40%左右。要使赛络纺获得长足的发展，需要切实解决合股时发生单纱的弊病，即在前罗拉与导纱钩之间安装灵敏度高的单纱捻系数等与成纱质量关系的研究；如在同一纺纱单元内采用二套牵伸装置，开发别具特色和风格的新型纱线，增加赛络纺的生命力。

　　1.2传统纺纱和常规新型纺纱原理与技术研究1.2.1传统纺纱主要指环锭纺纱。环锭纺纱已具有170多年历史，尽管自上世纪60年代以来，各种非传统的常规新型纺，如转杯纺、喷气纺、摩擦纺、平行纺发展很快，但均有各自的局限性，至今还没有任何一种常规新型纺能完全取代环锭纺在适纺原料、成纱特数和成纱质量方面的优势。预测环锭纺在21世纪前半叶或更长时间内还有存在的价值。但其发展速度可能较常规新型纺要慢一些。因此，应从下列几方面挖掘潜力：采用单锭传动，进一步提高锭速；加强空气回转钢领研究，减轻钢丝圈高速条件下的磨损；改进牵伸装置的设计，采用优质压力源使压力稳定、牵伸稳定、质量稳定并在牵伸装置中采用特殊机构以减少成纱的毛羽；逐步推广全自动集体落纱技术，攻克自动接头技术，提高劳动生产率；研究细纱单锭成纱质量、故障的自动检测与显示技术。

　　常规新型纺纱就常规新型纺纱的共性而言，应着眼降低成纱线密度、提高成纱质量、增加品种和提高自动化水平：转杯纺。进一步研究自动接头或半自动接头、自动落筒、自动清洁、成纱质量的自动检测和工艺参数的自动显示系统；开发高速元件，如转杯空气滑动轴承或磁性滑动轴承；开展转杯纺适纺性能的研究，使之既能纺棉、纺化纤、纺毛、纺羊绒、纺麻、纺丝等；采用无级调速器，以调节喂入和输出速度，做到不停车改变工艺参数；将目前适纺29tex以下的细纱向更细的方向再延伸一倍以上，即至少纺11.6~下的细纱，但必须解决转杯速度与纱线张力之间的矛盾。

　　喷气纺。由牵伸装置引出的须条，一般经二道高速喷射空气涡流的作用，使须条受到假捻，须条中部分纤维相互包缠而成纱。*后虽然假捻退捻，但尚存7%~ 121的表层包卷捻度残留，其值相当于加捻（15~20）万转/min，故产量比环绽高8~ 12倍，且成纱线密度低，在成纱的条干、纱疵、毛羽方面占有较多优势。但要进一步提高喷气纺的适纺性，国内要及早研制性能完善的适纺纯棉的新机；降低喷气纺的能耗，加强对离心式无油压缩机和合理部署机上吸口的研究；采用调整喷气纱包缠纤维数量、包缠松紧程度以及原料的优选和预处理等措施，解决喷气纱手感偏硬的问题。

　　（3>摩擦纺。摩擦纺在生产率、经济效益和适用性方面具有显著优点。今后尚须加强对输纤管的材质、几何形状及其与分梳辊的相对位置、管内气流参数与伸直纤维关系的研究；研制新型的锥形摩擦辊，并对摩擦辊表面的特殊处理方法、尘笼吸口位置等加以探索；提高摩擦纺的加捻效率应从改善纤维喂入方向、合理应用辅助气流的牵引力以伸直纤维、改进摩擦辊表面摩擦性能和提高尘笼负压入手，研究摩擦纱的成纱结构和捻度测试技术。

　　（4）平行纺。平行纺与环绽纺、转杯纺、喷气纺、摩擦纺同属五大实用纺纱方法。它们仍然是21世纪的纺纱主力军。平行纺开发产品的路子宽，是极有前途的纺纱办法。但如何摆脱长丝纱管与空心锭子同步回转而影响进一步的提速，则是平行纺获得更大发展的关键。

　　1.3纺纱工艺和有关生产技术研究在纺纱过程中要取得高速、高效的生产，高质量的产品，目前还有许多重要的工艺和生产技术问题须进一步解决，其中比较突出的有以下几个方面。

　　1.3.1纺纱张力控制纺纱生产中纱线张力的控制，仍然是纺纱工艺中的关键技术之一。既要使张力控制在合理范围之内，以满足生产需要；又要稳定地处于纱线断裂强力之内而避免发生断头。为此，纱线张力应时时处于动态监测和及时调控的*佳状态。如在粗纱机上，可利用电子技术，对在纺粗纱的纺纱段张力进行连续检测，及时将信号反馈到计算机控制中心，经与原设定值相比较后，由伺服机构执行，使纺纱张力趋于恒定。

　　还要解决纺纱生产中某些无捻或弱捻半制品的微张力波动问题。如纤维条由条筒中引出时因引出点位置变化和引出悬挂长度的差异以及细纱机上粗纱从纱管上退绕时退绕点的上下移动和纱管直径的变化等，均会导致半制品的张力差异而引发半制品的不同伸长，*终会恶化成纱条干。所以在这些部位均应设有张力微调机构，特别在纺制高档、低特、精梳产品时更为重要。

　　要优化环锭精纺机“全程‘、”单程“和卷绕直径变化的全方位张力控制，其他常规新型纺机上均应根据具体情况设有恒张力纺纱措施。

　　络筒机上纱线退绕时的张力是变化的，应该使纱条在恒张力条件下退绕。国外第四代络筒机，如德国Autcner338已采用了可变的附加张力自动控制系统。附加张力随退绕张力大小而反向变化，予以调节、补偿而使络纱张力保持恒定。目前这种自动张力控制系统有闭环和开环控制之分。

　　纱线毛羽控制目前纱线毛羽已成为影响织造生产和产品质量的重要因素之一。尤其是在各道设备高速运转的情况下。如无梭织机速度高、织口小，纱线间摩擦、碰撞机会多，使卷入纱体的部分纤维又露出纱体或由原有的短毛羽摩擦成长毛羽，所以纱线的毛羽对无梭织机的影响更大。为此，有效地减少各工序，特别是精纺、络筒工序所引起的毛羽，至关重要。对此，要进一步研究毛羽的形成机理和改善毛羽的途径，对纱线在行程中的接触材料和条件，相对湿度以及纺化纤时的选用油剂等要作深入研究，预料在不久的将来可以全面解决毛羽问题。

　　1999年在ITMA展览会上，由Rieter公司开发的Com4卡摩纺、Suesse公司开发的绮丽纺（Elitespin）、Zinser公司开发的Air-Com-Tex700等密集纺纱CompactSpinning）方法，是环徒精纺机的一大技术进步。

　　密集纺纱的基本点在于取消或减小加捻三角区，采用空气动力集合的办法，在牵伸过程之后，纱线形成之前将须条密集到加捻三角区时，其宽度变得非常狭小，从而有利减少成纱毛羽和提高成纱质量。例如绮丽纺纱就是采用使密集作用延伸到输出钳口、须条在密集时轴向受力以及密集时须条绕其轴心回转等技术措施达到减少毛羽提高成纱质量的。

　　络纱工序是毛羽增加*多的工序。为了减少毛羽而利于高速织造，日本村田N07-V-机上采用了所谓“减少毛羽”装置。它使运行中的纱线通过一园形内腔，腔内有一压缩空气咀，喷出气流使纱体在园形腔内旋转并贴附在腔壁上，使蓬松的毛羽捻附于纱体上，达到减少毛羽、改善纱条外观和提高织造水平的目的。德国Autoconer338也有防毛羽的喷咀设计。

　　1.3.3纱线色泽控制在纱线的强力、条干、毛羽等关键技术获得改善之后，纱线的色泽控制将提到议事日程上来。纱条色泽不仅影响成纱外观而且与织造、印染密切相关。影响成纱色泽的因素是多元的，而在纺纱原料选取时，原料色差控制标准、有色纤维及异性纤维的排除是至关重要的。这方面还涉及到测试仪表、测试技术、数据处理以及根据产品不同要求而允许的色度差异范围等，均须不断研究开发和完善。

　　1.4工艺参数*优化工艺参数的优化是保证获得高水平生产的重要技术之一。目前纺纱工程中各工序的工艺参数虽然不少人对其作了一些优化分析和试验，但因所取参数的局限性，加之方法简单，仍以实验设计，线性回归和方差分析等方法为多，所以还没有建立起系统的数据库，没有完善的数学模型及处理技术，离实际应用尚有较大距离。

　　随着科学实验条件的改善、各种优化理论的应用，纤维、纱线数据库的建立以及电子计算机的应用，各工序参数的*优化必将取得实质性的成果。

　　1.5生产及管理*优化纺纱加工过程中各工序有许多生产技术指标、经济指标，例如产量、质量、品种、消耗、效率、成本、利润、劳动生产率等等；有许多种类的管理，如计划、生产、工艺、设备、质量、成本、劳动、物资、销售等等；有许多活动，如预测、规划、评价、分析、决策等。由于纺织生产中许多因素是相互联系、相互制约的，它需要用系统的方法来处理，包括系统分析、系统评价和系统优化。处理好这些问题，有大量需要深入研究的课题。但有系统论、信息论、控制论等现代管理理论的指导，运筹学及*优化等方法的应用，将来的纺纱工业管理必将登上新的更高的水平。

　　1.6生产预测技术的应用预测技术无疑可增强生产的预见性、计划性、可控性和目标管理，也是生产走向科学化的重要标志之生产指标预测，不仅对生产有利，且对上下游工序、前后单位也十分必要。这是因为必须对供应单位提出正确严格的要求，或根据供应单位的具体情况作出确切的估计，采用相应的措施。特别是今后参与快速反应系统，作为互联网络成员，各种生产信息的传播、交换，将成为一项必不可少的内容。

　　纺纱生产中有许多指标，如断头率、产量、质量、效率、消耗等，都随产品和生产条件而异，而且波动还较大，有时一些突发性因素甚至会影响生产。实际上，这些指标取决于相关的因素，其间的关系有的是有规律的，有的却是随机的。所以，只要掌握了有关规律也就不难预测和控制。通过长期生产数据的积累和必要的实验手段，建立相应的预测模型，对各项生产指标预先作出正确判断是完全可能的。

　　2 21世纪纺纱设备展望2.1高生产技术指标今后的纺纱机必须进一步提高性能，达到高速高效高产低耗，品种适应性更广，换品种方便、操作可靠，实现自动化、智能化以获得更高的劳动生产率，以满足高档纱线的生产。因此，在机械设计、结构制造等方面，如何利用电子、计算机等高新技术，均应投入大量的研究和开发工作。

　　另外，还要设计制造生产某些特种纱线，如超细特纯棉纺、超细特化纤的专纺设备，各种变性纤维混纺纱和多种类型的花式（色）纱线的生产设备。

　　改进机械设计和结构2.2.1设备的多功能化例如一套清梳联可加工几种原料；一台精纺机可生产两种不同性能的产品；同一台纺纱机上，可利用不同的加压装置以优化加压质量等。

　　2.2设备模块化，机构组合化将纺纱机的有关机构形成模块组合，以适应不同的需要。如对不同的纺纱原料、纤维长度与特数、纱线的密度等，纺纱设备可作必要的调配、组合，使设备既有通用性，又有满足不同产品及特殊需要的可调性、灵活性。这样更有利于小批量多品种生产的需要，也给机器制造业带来不少方便。

　　2.2.3提高机械的稳定性和可靠性今后的纺纱机将向更高速度和超高速度发展，因此，应采用高新材料、提高加工精度，以降低振动、磨损、故障，从而延长机械的使用寿命。

　　2.4重视生产环境纺纱生产中尘杂多、短纤维多，各种机器均应强调“负压生产‘，具有可靠良好的吸尘纤性以保证清洁的生产环境。

　　2.3高科技技术的应用目前我国纺机的自动控制水平尚不高，还不能达到全部自动控制。要充分运用各种高新技术，其中包括微电子技术、计算机技术，使纺机向全盘自动化、智能化和信息化方向发展，从而实现车间的熄灯生产、少人生产，甚至无人生产。自动化的重心之一是纺纱主机的自动化。它应包括：参数设定自动化，即根据产品品种的变换，自动变更有关参数；参数调整自动化，即在设定后进行微调；参数的过程监测和控制，使工艺保持稳定和优化；再起动自动化，在处理断头、故障后自动开车；更换、补给自动化和保全自动化等。

　　纺机全机的信息，包括生产信息、工艺信息、产品信息、质量信息、故障信息等，既是控制和提高工艺和生产水平需要，也是为管理所需要，又与上下游工序有关，还与产品的设计、销售和用户有关。有些信息不仅要全面收集、监测、处理、贮存、显示、调用，还要加以集成，与有关部门连接，形成一体化。

　　纺纱主机还应向智能化方向发展，不仅能记录断头、故障、停车、停锭等有关信息，还要识别其状态，进一步提供细节原因，以便进一步分析，揭示其有关原因。

　　纺机上应建立必要的软件系统，如纱线的物理机械性能与有关工艺的数据库、工艺优化软件和系统处理工艺、质量、故障的专家系统等。

　　3 21世纪纺纱工厂自动化纺纱工厂的自动化内容十分广泛，除各生产设备自动化、纺纱工程系统化、生产管理自动化、办公自动化系统以及配套设备的自动化外，未来纺纱厂的自动化更表现在水平上，特别是集成化、智能化、信息化和网络化的水平。

　　1纺纱企业的计算机集成化生产自动化的发展经历了单机自动化、自动生产线和柔性自动化等阶段，目前正向集成化方向发展。

　　纺纱企业只有在总体*优化条件下处理局部*优化，使单个自动化集成，才能实现总体的自动化和*优化。集成化使企业的各个环节，即从市场调查分析、预测、决策、研究开发、产品设计、加工制造、生产管理、经营管理到销售服务的全部活动，形成一个不可分割的整体。这样，整个企业的活动，实质上是一个数据的采集、传递和处理加工的过程，*后形成的产品也可以看作是数据的物质表现。所谓的计算机集成制造，就是利用计算机对全部过程的信息进行“集成”和“控制‘。

　　3.2纺纱工程的智能化例如，利用机器人或机械手代替繁重的体力劳动。又如，将专家的知识、技术、经验存入计算机，利用类似专家的思维规则，对事例的数据进行逻辑推理、演绎，作为判断决策的专家系统等。

　　3纺纱企业的信息化和网络化信息技术以微电子技术为基础，是以计算机技术、通讯技术和控制技术三者的结合为核心的当代新技术。近年来许多领域已逐步实现信息化，如工艺、设备和生产信息系统、管理信息系统、市场信息系统、产品设计信息系统等。在这里，信息具有生产、采集、检测、变换、存储、识别、显示、传递、决策、控制甚至开发等功能，使纺织生产、管理和经营水平可得到很大的提高。但是随着交互网络、全球通讯、多媒体、网上作业、万能网、交互式电视的应用和信息高速公路、信息超高速公路的发展，纺织企业的内外部各项活动又出现了向网络化方向发展的趋势。纺纱企业实现网络化、信息化之后，将使用户、生产一体化，届时只要向客户提供计算机的终端，客户就可随时了解产品的各种信息、库存、发货情况，可以做到快速反应，适应市场变化，及时满足用户需求。高速数据网络的专业信息，也将为纺织生产者提供良好的机遇。