用轉(zhuǎn)杯紡設(shè)備紡棉氨綸包芯紗試驗
本文介紹了轉(zhuǎn)杯紡紗機紡復合紗的原理，對FA601型轉(zhuǎn)杯紡紗實驗機進行改造紡制了棉氨綸包芯紗。經(jīng)成紗性能測試與成紗結(jié)構(gòu)電鏡照片分析，轉(zhuǎn)杯紡包芯紗質(zhì)量指標達到紡織行業(yè)標準的技術(shù)要求，成紗中氨綸絲與短纖紗相互交纏呈股線狀。
0引言
轉(zhuǎn)杯紡紗技術(shù)由于其高速高產(chǎn)、大卷裝、短流程的特點，成為僅次于環(huán)錠紡紗技術(shù)的一種較為成熟與廣泛應(yīng)用的新型紡紗技術(shù)。特別是近十年來發(fā)展尤為迅速。但轉(zhuǎn)杯紗存在強力較低、斷裂伸長較小的缺陷，如將化纖長絲與短纖維進行復合紡紗可望解決這一問題。
幾乎在轉(zhuǎn)杯紡紗技術(shù)誕生的同時，就有人提出了利用轉(zhuǎn)杯紡紡制包芯紗的方法，這一思想zui早見諸于1967年捷克斯洛淺克№124．508。在此后相當長的一段時間內(nèi)，它被擱置一邊，人們沒有對其進行深入研究，直到20世紀80年代初，這項技術(shù)又重新引起人們的重視。由捷克斯洛伐克的ELITEXCervenyKosec公司研制的BD200SCE-T型包芯轉(zhuǎn)杯紡紗機在ATME'82上展出。2002年瑞士Rieter公司推出了BT904型包芯轉(zhuǎn)杯紡紗機，包芯轉(zhuǎn)杯紡紗技術(shù)再次被紡織行業(yè)所關(guān)注。
轉(zhuǎn)杯復合紡紗技術(shù)的原料適應(yīng)性很強，短纖組分可以是棉等天然纖維，也可以是粘膠等化學纖維，只要是適用于常規(guī)轉(zhuǎn)杯紡紗的原料都可以：而長絲組分則可以是普通長絲，也可以是彈力絲。轉(zhuǎn)杯紡復合紗兼具轉(zhuǎn)杯紗和復合紗的優(yōu)點，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、條干不勻率低和毛羽少的特點，且生產(chǎn)率高、工序比環(huán)錠紡短。轉(zhuǎn)杯短纖紗與長絲紗復合，克服了轉(zhuǎn)杯紗強力低的弱點，在紡紗中連續(xù)長絲將不被加捻，從而沒有捻縮，因此轉(zhuǎn)杯紡復合紗更有可能保持來自長絲部分的強力和它的整個長度。另外轉(zhuǎn)杯紡復合紗的毛羽與環(huán)錠復合紗相比要低，蓬松度則要高于環(huán)錠復合紗。由于不需經(jīng)過粗紗和后道絡(luò)筒工序，使轉(zhuǎn)杯紡復合紗的生產(chǎn)成本大大降低。轉(zhuǎn)杯紡復合紗還有一個重要的特點，那就是它可以加工成大卷裝，與加工成管紗的環(huán)錠復合紗相比，在后道工序中減少了接頭。
國內(nèi)關(guān)于轉(zhuǎn)杯復合紡紗技術(shù)的研究還剛剛起步，筆者對FA601型轉(zhuǎn)杯紡紗實驗機進行改造使之可紡短纖長絲復合紗，并對紡制的棉氨綸包芯紗進行了物理性能測試。
1轉(zhuǎn)杯復合紡紗原理及機器改造
轉(zhuǎn)杯復合紡紗技術(shù)的基本思想就是使用轉(zhuǎn)杯空心錠子，所謂轉(zhuǎn)杯空心錠子是指具有軸向通孔的轉(zhuǎn)杯軸。在不改變其原有紡紗裝置的基礎(chǔ)上，在FA601型自排風式轉(zhuǎn)杯紡紗實驗機上加裝了一套氨綸絲積極喂入裝置。氨綸絲退繞采用積極退繞方式可保證氨綸絲從大筒子到小筒子時的牽伸倍數(shù)是一致的，這樣可有效克服自由退繞時牽伸倍數(shù)隨筒子大小變化的缺點。轉(zhuǎn)杯復合紡紗原理見圖1。
積極送出的氨綸絲通過安裝在機架上的導絲羅拉后，在轉(zhuǎn)杯高速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的負壓作用下，被吸入額外加裝的導絲管內(nèi)。導絲管為一空心鋼管，具有一定的剛度，為了方便開始紡紗時氨綸絲的接頭操作，需要將導絲管預彎曲，固定在紡紗機上，并穿過轉(zhuǎn)杯軸的軸向通孔延伸至轉(zhuǎn)杯內(nèi)，與轉(zhuǎn)杯軸平齊。導絲管外徑必須小于轉(zhuǎn)杯軸軸向通孔直徑。氨綸絲在氣流輸送下沿著導絲管被引入轉(zhuǎn)杯內(nèi)，再與外包紗復合后直接從引紗管中引出。
外包紗（普通轉(zhuǎn)杯紗）的形成則與常規(guī)紡紗相同，首先把喂人的纖維條用分梳輥開松成單纖維，使之形成自由端；經(jīng)分梳后的單纖借助氣流作用被輸送到高速回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)杯凝聚槽內(nèi)，并在凝聚槽內(nèi)形成凝聚須條。該凝聚須條隨同轉(zhuǎn)杯高速回轉(zhuǎn)而加捻成紗，短纖維紗在加捻的過程中包纏到由轉(zhuǎn)杯空心錠子輸入的芯紗上，從而形成復合紗，再由引紗羅拉引出，直接繞成筒子。
圖2為加裝的氨綸長絲退繞機構(gòu)的傳動示意圖，長絲退繞羅拉R1、R2同向同速回轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速通過單獨的變頻器控制。定義氨綸絲的牽伸倍數(shù)為卷繞羅拉線速度與長絲退繞羅拉線速度的比值。通過改變變頻器I的頻率就可以改變長絲退繞羅拉速度，從而控制氨綸絲的牽伸倍數(shù)。
從以上分析可以看出，轉(zhuǎn)杯復合紡紗技術(shù)保持了常規(guī)轉(zhuǎn)杯紡紗系統(tǒng)的絕大部分設(shè)計特征，也保持了它原來紡制常規(guī)轉(zhuǎn)杯紗的功能。轉(zhuǎn)杯復合紡紗系統(tǒng)與常規(guī)轉(zhuǎn)杯紡紗系統(tǒng)相比，主要不同是：（1）增加了長絲筒子架；（2）增加了長絲退繞傳動裝置；（3）增加了導絲管；（4）使用了轉(zhuǎn)杯空心錠子。
2紡紗試驗與性能測試
根據(jù)上述原理，我們對FA601型轉(zhuǎn)杯紡實驗機進行了改造，并利用它紡制了57．36tex及37．45tex棉氨綸彈力復合紗。試驗中，選用21g／5m棉條為外包短纖紗原料、77dtex氨綸長絲為芯紗原料；轉(zhuǎn)杯速度為36000r／min，分梳輥速度為7500r／min，57．36tex復合紗設(shè)計捻系數(shù)為460，氨綸長絲的牽伸倍數(shù)為3．5倍；37．45tex復合紗設(shè)計捻系數(shù)為490，氨綸長絲的牽伸倍數(shù)為3．0倍。
其中,測紗線號數(shù)時采用YG086型縷紗測長儀，搖紗張力為12cN／tex±0．2cN／tex；紗線斷裂強度和斷裂伸長率采用XL-1紗線強伸度儀測試，預加張力為1．0cN／tex±0．1cN／tex；紗線條干CV、粗節(jié)、細節(jié)和棉結(jié)數(shù)等指標使用UsterTester3型測試儀測試，測試速度為200m／min；捻度采用Y331A型紗線捻度儀測試，預加張力為0．5cN／tex±0．05cN／tex。另外，為了進行比較，在表1中還給出了紡織行業(yè)標準《棉氨綸包芯本色紗》中梳棉氨綸包芯本色紗優(yōu)等品的相應(yīng)技術(shù)要求。
使用改進的轉(zhuǎn)杯紡紗機生產(chǎn)的彈力復合紗強度分別為10．78cN／tex和11．41cN／tex，高于標準要求，強力不勻也比標準要低，達到了優(yōu)等品評定的要求。
57．36tex轉(zhuǎn)杯紡包芯紗的百米重量差異較小，百米重量變異系數(shù)為1．3，符合標準中不大于2．5的要求。對于37．45tex復合紗來說，由于紗線變細，其百米重量差異等性能指標有所惡化。
Uster條干CV和其他紗疵指標也較為理想，這表明轉(zhuǎn)杯復合紡紗過程對紗線均勻度和紗疵沒有負面影響。
從測試結(jié)果看，采用改進的轉(zhuǎn)杯紡紗機紡制出的彈力復合紗的質(zhì)量水平能達到行業(yè)標準要求，可以滿足織造的需要。
3轉(zhuǎn)杯復合紗的紗線結(jié)構(gòu)
為了進一步優(yōu)化紡紗工藝，提高紗線質(zhì)量，我們使用JSM-5600LV型掃描電子顯微鏡對轉(zhuǎn)杯復合紗的紗線結(jié)構(gòu)進行了初步研究。
氨綸長絲并沒有完全被短纖紗所包覆，而是與短纖紗相互交纏出現(xiàn)，形似股線，這可能是由于采用的氨綸長絲牽伸倍數(shù)還較小的原因（氨綸絲預牽伸倍數(shù)為3．5倍）。在小張力下，氨綸長絲還處于彈力松弛狀態(tài)，從而在短纖紗加捻過程中與之交互包纏。
4結(jié)束語
通過采用空芯錠子轉(zhuǎn)杯以在常規(guī)轉(zhuǎn)杯紡紗機上實現(xiàn)復合紗的紡制是可行的；從紡制的棉氨包芯紗質(zhì)量指標來看，均能達到紡織行業(yè)標準的技術(shù)要求。另外，通過對紗線結(jié)構(gòu)的研究可以看到，在氨綸長絲牽伸倍數(shù)較小的情況下，氨綸長絲和短纖紗交互包纏，呈股線狀。紡紗工藝的進一步優(yōu)化，氨綸長絲牽伸倍數(shù)對紗線結(jié)構(gòu)的影響將是我們下一步的研究重點。
0引言
轉(zhuǎn)杯紡紗技術(shù)由于其高速高產(chǎn)、大卷裝、短流程的特點，成為僅次于環(huán)錠紡紗技術(shù)的一種較為成熟與廣泛應(yīng)用的新型紡紗技術(shù)。特別是近十年來發(fā)展尤為迅速。但轉(zhuǎn)杯紗存在強力較低、斷裂伸長較小的缺陷，如將化纖長絲與短纖維進行復合紡紗可望解決這一問題。
幾乎在轉(zhuǎn)杯紡紗技術(shù)誕生的同時，就有人提出了利用轉(zhuǎn)杯紡紡制包芯紗的方法，這一思想zui早見諸于1967年捷克斯洛淺克№124．508。在此后相當長的一段時間內(nèi)，它被擱置一邊，人們沒有對其進行深入研究，直到20世紀80年代初，這項技術(shù)又重新引起人們的重視。由捷克斯洛伐克的ELITEXCervenyKosec公司研制的BD200SCE-T型包芯轉(zhuǎn)杯紡紗機在ATME'82上展出。2002年瑞士Rieter公司推出了BT904型包芯轉(zhuǎn)杯紡紗機，包芯轉(zhuǎn)杯紡紗技術(shù)再次被紡織行業(yè)所關(guān)注。
轉(zhuǎn)杯復合紡紗技術(shù)的原料適應(yīng)性很強，短纖組分可以是棉等天然纖維，也可以是粘膠等化學纖維，只要是適用于常規(guī)轉(zhuǎn)杯紡紗的原料都可以：而長絲組分則可以是普通長絲，也可以是彈力絲。轉(zhuǎn)杯紡復合紗兼具轉(zhuǎn)杯紗和復合紗的優(yōu)點，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、條干不勻率低和毛羽少的特點，且生產(chǎn)率高、工序比環(huán)錠紡短。轉(zhuǎn)杯短纖紗與長絲紗復合，克服了轉(zhuǎn)杯紗強力低的弱點，在紡紗中連續(xù)長絲將不被加捻，從而沒有捻縮，因此轉(zhuǎn)杯紡復合紗更有可能保持來自長絲部分的強力和它的整個長度。另外轉(zhuǎn)杯紡復合紗的毛羽與環(huán)錠復合紗相比要低，蓬松度則要高于環(huán)錠復合紗。由于不需經(jīng)過粗紗和后道絡(luò)筒工序，使轉(zhuǎn)杯紡復合紗的生產(chǎn)成本大大降低。轉(zhuǎn)杯紡復合紗還有一個重要的特點，那就是它可以加工成大卷裝，與加工成管紗的環(huán)錠復合紗相比，在后道工序中減少了接頭。
國內(nèi)關(guān)于轉(zhuǎn)杯復合紡紗技術(shù)的研究還剛剛起步，筆者對FA601型轉(zhuǎn)杯紡紗實驗機進行改造使之可紡短纖長絲復合紗，并對紡制的棉氨綸包芯紗進行了物理性能測試。
1轉(zhuǎn)杯復合紡紗原理及機器改造
轉(zhuǎn)杯復合紡紗技術(shù)的基本思想就是使用轉(zhuǎn)杯空心錠子，所謂轉(zhuǎn)杯空心錠子是指具有軸向通孔的轉(zhuǎn)杯軸。在不改變其原有紡紗裝置的基礎(chǔ)上，在FA601型自排風式轉(zhuǎn)杯紡紗實驗機上加裝了一套氨綸絲積極喂入裝置。氨綸絲退繞采用積極退繞方式可保證氨綸絲從大筒子到小筒子時的牽伸倍數(shù)是一致的，這樣可有效克服自由退繞時牽伸倍數(shù)隨筒子大小變化的缺點。轉(zhuǎn)杯復合紡紗原理見圖1。
積極送出的氨綸絲通過安裝在機架上的導絲羅拉后，在轉(zhuǎn)杯高速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的負壓作用下，被吸入額外加裝的導絲管內(nèi)。導絲管為一空心鋼管，具有一定的剛度，為了方便開始紡紗時氨綸絲的接頭操作，需要將導絲管預彎曲，固定在紡紗機上，并穿過轉(zhuǎn)杯軸的軸向通孔延伸至轉(zhuǎn)杯內(nèi)，與轉(zhuǎn)杯軸平齊。導絲管外徑必須小于轉(zhuǎn)杯軸軸向通孔直徑。氨綸絲在氣流輸送下沿著導絲管被引入轉(zhuǎn)杯內(nèi)，再與外包紗復合后直接從引紗管中引出。
外包紗（普通轉(zhuǎn)杯紗）的形成則與常規(guī)紡紗相同，首先把喂人的纖維條用分梳輥開松成單纖維，使之形成自由端；經(jīng)分梳后的單纖借助氣流作用被輸送到高速回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)杯凝聚槽內(nèi)，并在凝聚槽內(nèi)形成凝聚須條。該凝聚須條隨同轉(zhuǎn)杯高速回轉(zhuǎn)而加捻成紗，短纖維紗在加捻的過程中包纏到由轉(zhuǎn)杯空心錠子輸入的芯紗上，從而形成復合紗，再由引紗羅拉引出，直接繞成筒子。
圖2為加裝的氨綸長絲退繞機構(gòu)的傳動示意圖，長絲退繞羅拉R1、R2同向同速回轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速通過單獨的變頻器控制。定義氨綸絲的牽伸倍數(shù)為卷繞羅拉線速度與長絲退繞羅拉線速度的比值。通過改變變頻器I的頻率就可以改變長絲退繞羅拉速度，從而控制氨綸絲的牽伸倍數(shù)。
從以上分析可以看出，轉(zhuǎn)杯復合紡紗技術(shù)保持了常規(guī)轉(zhuǎn)杯紡紗系統(tǒng)的絕大部分設(shè)計特征，也保持了它原來紡制常規(guī)轉(zhuǎn)杯紗的功能。轉(zhuǎn)杯復合紡紗系統(tǒng)與常規(guī)轉(zhuǎn)杯紡紗系統(tǒng)相比，主要不同是：（1）增加了長絲筒子架；（2）增加了長絲退繞傳動裝置；（3）增加了導絲管；（4）使用了轉(zhuǎn)杯空心錠子。
2紡紗試驗與性能測試
根據(jù)上述原理，我們對FA601型轉(zhuǎn)杯紡實驗機進行了改造，并利用它紡制了57．36tex及37．45tex棉氨綸彈力復合紗。試驗中，選用21g／5m棉條為外包短纖紗原料、77dtex氨綸長絲為芯紗原料；轉(zhuǎn)杯速度為36000r／min，分梳輥速度為7500r／min，57．36tex復合紗設(shè)計捻系數(shù)為460，氨綸長絲的牽伸倍數(shù)為3．5倍；37．45tex復合紗設(shè)計捻系數(shù)為490，氨綸長絲的牽伸倍數(shù)為3．0倍。
其中,測紗線號數(shù)時采用YG086型縷紗測長儀，搖紗張力為12cN／tex±0．2cN／tex；紗線斷裂強度和斷裂伸長率采用XL-1紗線強伸度儀測試，預加張力為1．0cN／tex±0．1cN／tex；紗線條干CV、粗節(jié)、細節(jié)和棉結(jié)數(shù)等指標使用UsterTester3型測試儀測試，測試速度為200m／min；捻度采用Y331A型紗線捻度儀測試，預加張力為0．5cN／tex±0．05cN／tex。另外，為了進行比較，在表1中還給出了紡織行業(yè)標準《棉氨綸包芯本色紗》中梳棉氨綸包芯本色紗優(yōu)等品的相應(yīng)技術(shù)要求。
使用改進的轉(zhuǎn)杯紡紗機生產(chǎn)的彈力復合紗強度分別為10．78cN／tex和11．41cN／tex，高于標準要求，強力不勻也比標準要低，達到了優(yōu)等品評定的要求。
57．36tex轉(zhuǎn)杯紡包芯紗的百米重量差異較小，百米重量變異系數(shù)為1．3，符合標準中不大于2．5的要求。對于37．45tex復合紗來說，由于紗線變細，其百米重量差異等性能指標有所惡化。
Uster條干CV和其他紗疵指標也較為理想，這表明轉(zhuǎn)杯復合紡紗過程對紗線均勻度和紗疵沒有負面影響。
從測試結(jié)果看，采用改進的轉(zhuǎn)杯紡紗機紡制出的彈力復合紗的質(zhì)量水平能達到行業(yè)標準要求，可以滿足織造的需要。
3轉(zhuǎn)杯復合紗的紗線結(jié)構(gòu)
為了進一步優(yōu)化紡紗工藝，提高紗線質(zhì)量，我們使用JSM-5600LV型掃描電子顯微鏡對轉(zhuǎn)杯復合紗的紗線結(jié)構(gòu)進行了初步研究。
氨綸長絲并沒有完全被短纖紗所包覆，而是與短纖紗相互交纏出現(xiàn)，形似股線，這可能是由于采用的氨綸長絲牽伸倍數(shù)還較小的原因（氨綸絲預牽伸倍數(shù)為3．5倍）。在小張力下，氨綸長絲還處于彈力松弛狀態(tài)，從而在短纖紗加捻過程中與之交互包纏。
4結(jié)束語
通過采用空芯錠子轉(zhuǎn)杯以在常規(guī)轉(zhuǎn)杯紡紗機上實現(xiàn)復合紗的紡制是可行的；從紡制的棉氨包芯紗質(zhì)量指標來看，均能達到紡織行業(yè)標準的技術(shù)要求。另外，通過對紗線結(jié)構(gòu)的研究可以看到，在氨綸長絲牽伸倍數(shù)較小的情況下，氨綸長絲和短纖紗交互包纏，呈股線狀。紡紗工藝的進一步優(yōu)化，氨綸長絲牽伸倍數(shù)對紗線結(jié)構(gòu)的影響將是我們下一步的研究重點。
