劉梅城

（江蘇工程職業(yè)技術(shù)學院，江蘇南通，226001）

近年來，隨著我國經(jīng)濟水平的提高與人文需求的變化，紡織產(chǎn)品面臨著消費升級。普通紗線具有均勻、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，但缺少變化與裝飾性，而花式紗線在色彩與結(jié)構(gòu)上富于變化創(chuàng)新，通過新穎的結(jié)構(gòu)、繽紛的色彩形成極具個性化的外觀效果，因此越來越受到消費市場的青睞［1］。

花式紗線歷史悠久、應用廣泛，特別是近年來由于紡紗技術(shù)的進步，花式紗線的品種也越來越豐富，深受消費者的喜愛?；ㄊ郊喚€的種類和生產(chǎn)方法有很多，關(guān)于花式紗線的定義沒有統(tǒng)一規(guī)定，一般來說，花式紗線按色彩與結(jié)構(gòu)分主要有兩種，一種是采用色紡技術(shù)生產(chǎn)的具有色彩變化的紗線，另一種是通過紗線結(jié)構(gòu)變化形成的紗線。如果按紡紗工藝分也主要有兩種，一種是采用花式捻線機等特殊設備生產(chǎn)的花式線，另一種是采用普通紡紗機進行技術(shù)改造生產(chǎn)的花式紗。花式紗線還可以通過多種技術(shù)復合與創(chuàng)新，形成更多的花式紗線新品種［2-3］。

目前，花式紗線的產(chǎn)品開發(fā)在棉紡企業(yè)中非常廣泛，技術(shù)也較為成熟。實際上，在棉紡企業(yè)每個紡紗工序都可進行花式紗線的產(chǎn)品開發(fā)，所生產(chǎn)的花式紗線風格與性能各異，也有采用多個工序進行技術(shù)復合，生產(chǎn)具有多重效果的新型花式紗線。根據(jù)棉紡工藝流程，花式紗線的生產(chǎn)方式可以分為3 種。第一種是通過前紡各工序生產(chǎn)的花式紗線，即利用前紡各工序的纖維混和紡制花式半制品，在普通紡紗機（環(huán)錠紡紗機、轉(zhuǎn)杯紡紗機、噴氣渦流紡紗機）上生產(chǎn)花式紗線［4］；第二種是對后紡設備進行技術(shù)改造生產(chǎn)花式紗線，如環(huán)錠紡紗機、轉(zhuǎn)杯紡紗機、噴氣渦流紡紗機的包芯紗改造等；第三種是采用多重技術(shù)結(jié)合的花式紗線開發(fā)，如利用前、后紡或者前紡多個工序進行技術(shù)疊加，生產(chǎn)復合結(jié)構(gòu)花式紗線產(chǎn)品［5］。

本研究主要是對環(huán)錠紡、轉(zhuǎn)杯紡與噴氣渦流紡3 種紡紗方法在花式紗開發(fā)中的應用進行分析，供大家參考。

1 環(huán)錠紡

1.1 技術(shù)特點

環(huán)錠紡是一種采用羅拉牽伸、環(huán)錠加捻的非自由端紡紗技術(shù)。由于環(huán)錠紡紗機加捻卷繞一體化的局限，導致生產(chǎn)效率無法得到大幅提升，生產(chǎn)流程長、速度低、自動化程度不高，影響了環(huán)錠紡紗技術(shù)的進一步發(fā)展［6］。環(huán)錠紡紗機采用對粗紗進行羅拉牽伸，纖維品種的適應性強，牽伸倍數(shù)不高（相對噴氣渦流紡的羅拉牽伸而言），纖維運動軌跡穩(wěn)定，對牽伸區(qū)中不同纖維須條的細度、長度、位置可實現(xiàn)精確控制。環(huán)錠紡紗機通過鋼絲圈圍繞錠子高速旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)加捻卷繞，形成的紗線中纖維在軸向呈螺旋狀排列、在徑向存在內(nèi)外轉(zhuǎn)移，紗線的外觀清晰、結(jié)構(gòu)緊密，可基本保證加捻前后各纖維在紗線軸向與徑向的位置一致，纖維的重分布現(xiàn)象不顯著，而且這種加捻機制對纖維的適應性強?；诃h(huán)錠紡紗機牽伸、加捻的特點，環(huán)錠紡紗機可以滿足半制品中不同纖維形態(tài)的變化，當半制品中纖維長度、細度等性能差異較大，或者混入棉結(jié)、斷絲、斷紗等均可正常紡紗，而且紗線的可設計性強，為花式紗線的開發(fā)提供了非常有利的條件。并且，在常規(guī)紗線的檢測中有很多質(zhì)量控制項目，如毛羽、條干、棉結(jié)、捻度等，均可成為花式紗線設計的創(chuàng)新點。

因此，在近年來的花式紗線開發(fā)中，環(huán)錠紡展現(xiàn)出非常獨特的優(yōu)勢，在面對轉(zhuǎn)杯紡、噴氣渦流紡等新型紡紗方法的競爭中，重新煥發(fā)出強大的生命力。我國環(huán)錠紡規(guī)模龐大，可以利用環(huán)錠紡花式紗線的生產(chǎn)優(yōu)勢進行產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級。

1.2 花式紗紡紗技術(shù)

1.2.1 竹節(jié)紗

竹節(jié)紗是在紗線外觀結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)粗細不勻的變化，類似于竹節(jié)狀，故稱為竹節(jié)紗。在環(huán)錠紡紗機上生產(chǎn)竹節(jié)紗的方式有多種，其原理都是通過對羅拉轉(zhuǎn)速（主要包括輸出速度和喂入速度）進行變速控制，從而改變牽伸倍數(shù)以實現(xiàn)紗線粗細的變化。改變輸出速度是通過前羅拉降速實現(xiàn)的，改變喂入速度是通過中后羅拉加速實現(xiàn)的，這兩種方法各有優(yōu)點［7］。目前，市場上銷售的竹節(jié)紗裝置，基本都是采用中后羅拉加速改變喂入速度產(chǎn)生竹節(jié)的方法，這種竹節(jié)紗生產(chǎn)方法斷頭少、速度穩(wěn)定、產(chǎn)量高，可以滿足大部分竹節(jié)紗的質(zhì)量要求。

1.2.2 賽絡紡紗

由于賽絡紡采用兩根粗紗紡紗，通過兩根須條的并合加捻，所以賽絡紗具有不同于一根粗紗紡制的單紗結(jié)構(gòu)，在其紗線表面具有兩根須條類似股線結(jié)構(gòu)，而兩根須條自身存在較小的捻度。因此，賽絡紡紗在紗線強伸性能、條干均勻度和毛羽指標等方面優(yōu)于普通環(huán)錠紡單紗［8］。由于賽絡紡采用兩根粗紗喂入進行紡紗，為紗線產(chǎn)品開發(fā)提供了條件，當兩根粗紗采用不同原料或不同顏色，通過賽絡紡紗類似股線的結(jié)構(gòu)，就會形成同時具有兩種性能或者兩種顏色的花式紗線，紗線風格獨特。

1.2.3 賽絡菲爾紡與包芯紗

基于賽絡紡技術(shù)，采用一根長絲替代一根粗紗紡制長絲與短纖復合結(jié)構(gòu)的紗線，形成了賽絡菲爾紡與包芯紗兩種紡紗技術(shù)，其中長絲從前羅拉處喂入，不經(jīng)過牽伸機構(gòu)的牽伸。賽絡菲爾紡是長絲與短纖須條保持一定的距離，在前羅拉鉗口處匯合并加捻成紗，雖然短纖須條自身存在一定的捻度，但是較為松散，所以形成非常顯著的以短纖須條為主的纏繞結(jié)構(gòu)。賽絡菲爾紡紗的這種結(jié)構(gòu)，既有效控制了短纖紗的毛羽，又使短纖紗具有長絲的絲滑觸感，制成的面料兼具短纖與長絲兩種織物的風格［9］。

包芯紗是短纖包覆在長絲表面的一種復合結(jié)構(gòu)紗線。在紡紗過程中，短纖經(jīng)過牽伸后進入前羅拉鉗口，長絲通過專用的退繞機構(gòu)進入前羅拉鉗口，長絲處于短纖須條的中間以保證在加捻過程中短纖均勻包覆在長絲表面。實際上，由于扭矩的作用，為了提高短纖對長絲包覆效果，避免露芯絲現(xiàn)象，長絲喂入位置并不是處在須條中間，而是存在一定的偏移。根據(jù)紗線不同的加捻方向，紡Z 捻紗時芯絲位置處于中心偏左，紡S 捻紗時芯紗位置處于中心偏右，以保證包覆效果。對于芯絲而言，當選擇具有彈性的長絲時，一般要對芯絲設置一定的預牽伸倍數(shù)，當選擇非彈性長絲時，只要控制好張力即可。

1.2.4 多通道環(huán)錠紡

多通道環(huán)錠紡是在傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗機上進行適當?shù)募夹g(shù)改造，利用數(shù)字化、智能化的控制技術(shù)對多個牽伸單元進行獨立控制，使每個牽伸單元的須條匯合在一起，通過加捻形成一根紗線的生產(chǎn)技術(shù)。由于多通道環(huán)錠紡采用多根粗紗喂入，分別經(jīng)過相互獨立的牽伸控制單元，從而可以控制混和的比例與形態(tài)，再結(jié)合不同粗紗之間原料性能與色彩差別，因而能夠形成具有豐富的外觀結(jié)構(gòu)和繽紛色彩變化的紗線［10］。

在棉紡細紗機上，有雙通道、三通道甚至四通道等多種紡紗技術(shù)類型，由于棉紡細紗機加捻單元錠距小、數(shù)量多，每個牽伸機構(gòu)尺寸狹窄，只有雙通道紡紗技術(shù)較為成熟，被棉紡企業(yè)廣泛應用，其他尚處于試驗階段。目前，雙通道紡紗技術(shù)主要有以下3 種形式。

1.2.4.1 后羅拉法

后羅拉法雙通道紡紗是基于細紗機的牽伸機構(gòu)，采用獨立的傳動裝置控制后羅拉，使后羅拉的傳動獨立于前羅拉與中羅拉，主紗從中羅拉膠圈處連續(xù)喂入，輔紗從后羅拉處間斷喂入，主紗和輔紗分別經(jīng)過牽伸后在前羅拉處并合形成一根須條，經(jīng)過加捻形成一根主紗間斷附著輔紗的段彩紗。為了保證主紗與輔紗的匯聚、并合效果良好，防止間斷喂入的輔紗在前羅拉鉗口處被吸棉管吸走導致段彩缺失，一般都需要對紡紗機進行集聚紡改造。集聚紡改造的目的是利用集聚槽的集聚作用把主紗、輔紗集聚在一起，經(jīng)過輸出羅拉輸出，再加捻形成段彩紗，保證主紗與輔紗能夠集聚形成一根紗，避免被斷頭吸風管吸走。所以，集聚紡應用在后羅拉法雙通道紡紗中，使主紗與輔紗的并合、加捻一體化轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋炔⒑?，后加捻”，從而解決了段彩缺失的問題［11］。

1.2.4.2 前后膠圈法

前后膠圈法雙通道紡紗是在細紗機三羅拉牽伸的基礎(chǔ)上，中、后羅拉分別采用獨立電機傳動，在中羅拉上下膠圈位置設計了前、后兩組狹窄的膠圈，前膠圈仍然采用中羅拉傳動，后膠圈通過上下銷與后羅拉連接在一起，形成中羅拉控制前膠圈、后羅拉控制后膠圈的兩個獨立牽伸區(qū)，為了避免中羅拉對后膠圈的干擾，小鐵輥采用階梯設計。兩根粗紗分別從后羅拉、中羅拉處喂入，經(jīng)過兩個獨立的牽伸區(qū)牽伸后，在前羅拉鉗口處匯合、加捻形成一根紗。由于前、后膠圈是兩個獨立的牽伸區(qū)，兩根粗紗的運動規(guī)律可以進行獨立設計，這為紗線產(chǎn)品設計提供了較大的空間，既可以生產(chǎn)兩種粗紗須條前后相接的漸變段彩紗，也可以通過組合設計生產(chǎn)多種新型紗線。

1.2.4.3 輔助羅拉法

輔助羅拉法雙通道紡紗是在傳統(tǒng)細紗機三羅拉基礎(chǔ)上添加一根輔助后羅拉，輔助后羅拉與后羅拉的轉(zhuǎn)動分別獨立控制，輔助后羅拉傳動安裝在后羅拉上的活套裝置，后羅拉的上膠輥分割成兩段，活套裝置和后羅拉分別與兩段后膠輥對應，兩根粗紗分別喂入。同一個錠位上，輔助后羅拉通過活套裝置控制一根粗紗的運動；而后羅拉控制另一根粗紗的運動，兩根粗紗運動規(guī)律可獨立設置。兩根粗紗分別喂入兩段后羅拉，經(jīng)過中羅拉、前羅拉兩個牽伸區(qū)后，在前羅拉鉗口處并合、加捻形成一根紗［12-13］。

這種紡紗方法與前后膠圈法相比，在傳動機構(gòu)上需要添加一根輔助羅拉，對細紗機的傳動機構(gòu)、羅拉座進行較大的改造，而且后羅拉需要進行特殊設計以便安裝滑套羅拉，牽伸區(qū)結(jié)構(gòu)基本不變；相對于前后膠圈法，輔助羅拉法在牽伸區(qū)上變化較小。從紗線產(chǎn)品設計上，兩種方法的紗線組合與設計空間差異不大，由于兩種方法的牽伸區(qū)數(shù)量存在不同，導致兩種方法生產(chǎn)的紗線風格存在較大的差異。

1.2.5 集聚紡

集聚紡是指在環(huán)錠紡紗機的前羅拉加捻區(qū)安裝一套集聚裝置，利用氣流或機械作用，把分散的須條集聚成一體，由于集聚紡采用先集聚后加捻的工藝理念，加強了對纖維的控制，減少或者消除了加捻三角區(qū)，因此減少了紗線毛羽，提高了紗線強度，紗線質(zhì)量改善明顯。集聚紡對纖維須條具有良好的集聚作用，對花式紗產(chǎn)品開發(fā)具有重要意義，特別是有效解決了段彩紗的段彩丟失、段紗銜接問題，對于彩點類、斷絲類紗線中彩點、斷絲脫落問題也有較大的改善?；诩奂徟c賽絡紡、賽絡菲爾紡、竹節(jié)紗、多通道紡紗等紡紗技術(shù)的結(jié)合，也拓寬了集聚紡技術(shù)的應用范圍。

1.2.6 嵌入紡

嵌入紡是基于賽絡紡、賽絡菲爾紡等紡紗技術(shù)而發(fā)展起來的一種紡紗方法，是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的紡紗技術(shù)。嵌入紡采用兩根粗紗喂入，經(jīng)過牽伸裝置的牽伸后從前羅拉輸出，采用兩根長絲分別通過導絲裝置從前羅拉處喂入，兩根長絲在兩側(cè)、兩根粗紗在中間，長絲與粗紗、粗紗與粗紗之間保持一定的間距，4 種組分在前羅拉鉗口處并合、加捻形成一根復合結(jié)構(gòu)紗。由于在加捻三角區(qū)中，捻度分別沿著兩根粗紗須條向上傳遞，導致兩根粗紗因為扭矩的作用，分別與兩根長絲產(chǎn)生了弱捻，因此，嵌入紡復合紗可以形象地理解為兩個賽絡菲爾紡的結(jié)合［14］。由于嵌入紡采用兩根粗紗、兩根長絲的組合進行紡紗，為花式紗的開發(fā)提供了創(chuàng)新空間。通過產(chǎn)品設計與構(gòu)思，在充分利用嵌入式復合紡工藝特點的基礎(chǔ)上，在紗線結(jié)構(gòu)上改變長絲、短纖的材質(zhì)以及在紗線中存在的形式，在紗線色彩上改變色彩元素以及色彩搭配等方法，可以使嵌入紡復合結(jié)構(gòu)紗呈現(xiàn)出特殊的外觀與色彩等視覺效果，可以開發(fā)出形式多樣的花式紗新品種［15］。

1.2.7 多種紡紗技術(shù)集成

針對上述6 種主要紡紗技術(shù)，結(jié)合柔潔紡、斜位紡、扭妥紡等其他紡紗技術(shù)，利用環(huán)錠紡纖維須條在細度、長度、位置上精準可控，以及紗線中纖維整體呈螺旋結(jié)構(gòu)的特點，結(jié)合環(huán)錠紡纖維適應性廣泛、對半制品質(zhì)量要求不高的特點，通過多種紡紗技術(shù)的集成，利用半制品的多樣化，為花式紗產(chǎn)品開發(fā)提供廣闊的空間。因此，環(huán)錠紡在花式紗線產(chǎn)品的創(chuàng)新設計方面，具有其他紡紗技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢，彌補了其在生產(chǎn)效率與自動化水平等方面的不足，成為提高環(huán)錠紡紗技術(shù)競爭力的重要途徑。

2 轉(zhuǎn)杯紡

轉(zhuǎn)杯紡是一種自由端紡紗技術(shù)。由于分梳輥的梳理作用，破壞了須條原有的分布與結(jié)構(gòu)狀態(tài)，導致纖維形態(tài)與分布無法像羅拉牽伸那樣可以精準控制。在轉(zhuǎn)杯的凝聚過程中，須條中纖維的平行度、伸直度也發(fā)生了變化，形成了轉(zhuǎn)杯中纖維的重分布現(xiàn)象，而纖維在轉(zhuǎn)杯中的重分布影響了紗線的可設計性。轉(zhuǎn)杯紡紗線由芯層纖維和外層纖維兩部分組成，處于內(nèi)部的紗芯與環(huán)錠紡紗線結(jié)構(gòu)相似，比較緊密，但是外層纖維包卷纏繞在芯紗上，結(jié)構(gòu)較為松散。環(huán)錠紡紗線中纖維主要呈圓錐形、圓柱形螺旋線排列，規(guī)律性很強，轉(zhuǎn)杯紡紗線一方面存在內(nèi)外雙層結(jié)構(gòu)，同時紗線中纖維狀態(tài)差異較大，沒有顯著的規(guī)律性。因此，轉(zhuǎn)杯紡花式紗的設計與開發(fā)，與環(huán)錠紡相比存在較大的差異，而且對于在前紡過程中添加棉結(jié)、斷絲、斷紗等花色半制品，存在較大的局限。

2.1 轉(zhuǎn)杯紡竹節(jié)紗

目前，轉(zhuǎn)杯紡竹節(jié)紗的紡制方法主要有以下幾種方式。

2.1.1 在轉(zhuǎn)杯滑移面開溝槽的方法

這種方法生產(chǎn)的竹節(jié)紗，與環(huán)錠紡竹節(jié)紗的風格類似，竹節(jié)的間距、長度都較短，竹節(jié)飽滿，竹節(jié)紗的粗節(jié)與基紗之間過渡段較短。但是，這種方法會損壞轉(zhuǎn)杯，破壞轉(zhuǎn)杯的動平衡，影響轉(zhuǎn)杯軸的使用壽命；在竹節(jié)處存在明顯的弱捻與強捻區(qū)，造成紗線的強力差異較大；由于轉(zhuǎn)杯壁厚的限制，所以溝槽的深度不可能加工太深，限制了竹節(jié)的粗細程度；由于轉(zhuǎn)杯滑移面開溝槽不具有重復性，溝槽數(shù)量與轉(zhuǎn)杯直徑也有限制，導致竹節(jié)紗竹節(jié)工藝的范圍可調(diào)節(jié)性差［16］。

2.1.2 在轉(zhuǎn)杯凝聚槽內(nèi)設置阻尼物的方法

通過在轉(zhuǎn)杯凝聚槽周長的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)阻尼物的大小、形狀、數(shù)量、間隔，可以控制竹節(jié)的長度、粗度和間距，改變竹節(jié)參數(shù)。這種方法生產(chǎn)的竹節(jié)紗風格，也與環(huán)錠紡竹節(jié)紗類似。但是，這種通過阻尼點改變纖維在凝聚槽的分布以產(chǎn)生竹節(jié)紗的方法，在每一個粗節(jié)的后面必定要產(chǎn)生細節(jié)，導致紗線強力不勻與捻度不勻較大，竹節(jié)部分也不光滑，并且阻尼物容易積灰使竹節(jié)紗的竹節(jié)粗度不穩(wěn)定。由于轉(zhuǎn)杯中添加了阻尼物，既損壞了轉(zhuǎn)杯，也破壞了轉(zhuǎn)杯的動平衡，而轉(zhuǎn)杯的損壞無法修復，造成設備消耗較大。受制于轉(zhuǎn)杯規(guī)格與阻尼物的設置，這種方法的竹節(jié)工藝可調(diào)性差［17］。

2.1.3 改變轉(zhuǎn)杯紡紗機喂棉速度

轉(zhuǎn)杯紡紗機采用棉條喂入，牽伸倍數(shù)較大，雖然引紗羅拉的速度可高達200 m/min～300 m/min，但是喂入羅拉的速度很低，屬于低速部件，在進行速度切換時機械慣性小，設備磨損小，能較快達到設定速度形成粗節(jié)。但是，轉(zhuǎn)杯紡紗機紡紗過程中，因牽伸倍數(shù)較大，需要經(jīng)過一個轉(zhuǎn)杯周長的加速周期，才能形成至少兩個轉(zhuǎn)杯周長的竹節(jié)。因此，采用這種方法紡制的竹節(jié)紗的竹節(jié)長度較長，長度均勻，捻度不勻較小，紗線強力高，竹節(jié)和基紗的過渡緩和，具有云紋效果和麻織物的風格［18-20］。

2.1.4 改變轉(zhuǎn)杯紡紗機引紗速度

轉(zhuǎn)杯紡紗機引紗速度較高，最高可達300 m/min 以上。設備負荷與機械慣性較大，采用改變引紗速度的方法生產(chǎn)竹節(jié)紗，引紗、卷繞系統(tǒng)頻繁進行速度切換勢必會造成較大的機械沖擊與磨損，嚴重影響設備運行的穩(wěn)定性與使用期限。由于引紗速度變化大且切換時間短，引紗、卷繞系統(tǒng)存在較大的運動慣性，引紗、卷繞系統(tǒng)無法達到預定速度就再次切換，導致竹節(jié)的長度、細度與工藝設計存在較大差異。在紡紗過程中轉(zhuǎn)杯速度保持不變，引紗速度變化大造成紗線捻度差異極大，紡紗斷頭大幅增加，嚴重影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性。同時，隨著引紗速度的頻繁變化，導致實際平均引紗速度較低，紗線產(chǎn)量下降，造成生產(chǎn)效率較低。因此，改變轉(zhuǎn)杯紡紗機引紗速度生產(chǎn)竹節(jié)紗的方法基本被淘汰。

2.1.5 同時改變轉(zhuǎn)杯紡紗機喂入與引紗速度

同時改變喂入和引紗速度的方法，在一定范圍內(nèi)可以適當減小輸出速度變化的幅度，也可以降低速度切換時的慣性沖擊，但是這種較小的慣性仍然對設備產(chǎn)生較為嚴重的沖擊，造成部件的快速磨損，縮短了設備使用壽命。當然也會導致實際引紗速度下降，斷頭率上升，影響生產(chǎn)效率。

此外，還有一種采用高壓氣流法紡制轉(zhuǎn)杯紡竹節(jié)紗的方案，在轉(zhuǎn)杯紡紗器的纖維輸送通道上設置一個噴嘴，通過噴嘴周期性噴出高壓氣流，影響分梳輥上纖維的轉(zhuǎn)移來紡制竹節(jié)紗。這種方法形成的竹節(jié)紗，竹節(jié)長度較短，竹節(jié)的長度和粗度穩(wěn)定性較差。

2.2 轉(zhuǎn)杯紡包芯紗

轉(zhuǎn)杯紡生產(chǎn)包芯紗，一方面需要增加長絲喂入裝置，同時還需要對轉(zhuǎn)杯軸中心開孔以便長絲進入轉(zhuǎn)杯。長絲經(jīng)過喂入裝置后，在轉(zhuǎn)杯高速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的負壓作用下，長絲經(jīng)過安裝在轉(zhuǎn)杯軸中心孔的引紗管被吸入轉(zhuǎn)杯內(nèi)；通過分梳輥梳理后的短纖，在氣流作用下經(jīng)輸送管進入轉(zhuǎn)杯，被凝聚在轉(zhuǎn)杯凝聚槽內(nèi)形成須條；須條隨著轉(zhuǎn)杯的高速回轉(zhuǎn)，與進入轉(zhuǎn)杯的長絲并合、加捻形成包芯紗，再經(jīng)過引紗羅拉引出后，由卷繞羅拉形成筒紗［21］。

在轉(zhuǎn)杯紡包芯紗的生產(chǎn)過程中，長絲由喂入羅拉喂入，經(jīng)過引紗羅拉引出，中間沒有自由端，因此在轉(zhuǎn)杯紡包芯紗中芯絲是沒有加捻的。在轉(zhuǎn)杯內(nèi)，纖維須條從剝離點到阻捻盤這一段，隨著轉(zhuǎn)杯高速旋轉(zhuǎn)形成真捻。所以，在轉(zhuǎn)杯紡包芯紗形成過程中，長絲被高速旋轉(zhuǎn)的纖維須條纏繞，而不是長絲被纖維須條包覆后加捻，且長絲本身沒有隨轉(zhuǎn)杯旋轉(zhuǎn)而加捻，形成的轉(zhuǎn)杯紡包芯紗并不是真正的包芯紗，而是與賽絡菲爾紡類似結(jié)構(gòu)的紗。由于纖維須條結(jié)構(gòu)蓬松，長絲部分嵌入紗體內(nèi)，部分纏繞在紗體表面，導致存在芯絲外露的現(xiàn)象。另外，為了提高長絲與纖維須條的結(jié)合牢度，需要增加長絲的紡紗張力。轉(zhuǎn)杯紡包芯紗這一結(jié)構(gòu)特點，在紗線的強力拉伸試驗中也有所體現(xiàn)，包覆纖維與芯絲剝離現(xiàn)象嚴重、斷裂強力差異較大，斷裂伸長率也較環(huán)錠紡包芯紗大［22-23］。

2.3 多通道轉(zhuǎn)杯紡

多通道轉(zhuǎn)杯紡有兩種形式，一種是在轉(zhuǎn)杯紡紗機的給棉羅拉上進行改造，設置2 個～3 個獨立控制的給棉羅拉，分別采用2 根～3 根纖維須條同步或者異步喂入，經(jīng)過分梳輥梳理后進入轉(zhuǎn)杯，在分梳輥、轉(zhuǎn)杯處完成混和，最后由轉(zhuǎn)杯加捻成紗，再通過卷繞羅拉卷繞成筒子紗；另一種是設計了兩套給棉羅拉、分梳輥、輸棉管裝置，采用兩根纖維須條喂入，分別經(jīng)過分梳輥的梳理后通過輸棉管進入轉(zhuǎn)杯，在轉(zhuǎn)杯內(nèi)完成匯合、加捻，形成紗線。

第一種多通道轉(zhuǎn)杯紡紗方法采用多根纖維須條喂入，給棉羅拉的運動根據(jù)工藝設計的需求進行獨立控制。在采用多根棉條同時喂入時，經(jīng)過分梳輥的分梳、混和形成混和纖維氣流，在轉(zhuǎn)杯處再一次進行凝聚混和，經(jīng)過多次混和后均勻程度較高。因此，這種方法生產(chǎn)的段彩紗主要存在混色段、非混色段兩種紗段，這種混色段與環(huán)錠紡段彩紗的混色段完全不同，環(huán)錠紡混色段呈AB 紗風格［24-26］。

第二種多通道轉(zhuǎn)杯紡紗方法采用兩套給棉羅拉、分梳輥、輸棉管裝置在轉(zhuǎn)杯凝聚槽處匯合，由于兩種纖維須條在轉(zhuǎn)杯內(nèi)壁滑移的運動軌跡不同，在凝聚槽的凝聚過程中形成類似AB 紗的結(jié)構(gòu)，混和的均勻性較差，與環(huán)錠紡段彩紗存在相似性。由于轉(zhuǎn)杯紡紗獨特的雙層結(jié)構(gòu)，與第一種方法生產(chǎn)的段彩紗風格存在較大差異［27］。

3 噴氣渦流紡

目前，噴氣渦流紡紗機主要有日本村田公司的噴氣渦流紡紗機（MVS）和瑞士立達公司的J 系列噴氣紡紗機兩種。這兩種紡紗機均采用纖維須條喂入，經(jīng)過四羅拉雙短膠圈超大牽伸裝置，進入渦流噴嘴加捻紡紗器完成加捻成紗［28］。由于對纖維的長度、細度、整齊度以及平行伸直度等指標要求較高，因此，噴氣渦流紡一般采用化纖或者化纖與精梳棉混紡作為原料，在半制品生產(chǎn)過程中采用三道并條進行牽伸、并合，以使棉條內(nèi)纖維具有較好的平行伸直度。噴氣渦流紡是靠氣流完成對纖維的分離、凝聚、旋轉(zhuǎn)、加捻等作用，也是對棉條原有的結(jié)構(gòu)進行破壞、重構(gòu)，與環(huán)錠紡加捻過程中基本保持棉條原有結(jié)構(gòu)存在較大不同。因此，根據(jù)噴氣渦流紡的紡紗原理與紗線結(jié)構(gòu)特點，在花式紗線生產(chǎn)過程中，對前紡半制品花式變化存在較大的選擇性，原料差異較大、結(jié)構(gòu)復雜的半制品不能滿足噴氣渦流紡的要求。噴氣渦流紡的優(yōu)勢在于流程短、速度高與自動化程度高，噴氣渦流紡技術(shù)應用于花式紗線的開發(fā)，目前僅有利用村田公司的噴氣渦流紡紗機（MVS）進行包芯紗開發(fā)的案例，主要有兩種方式。

3.1 利用現(xiàn)有噴氣渦流紡紗機進行產(chǎn)品開發(fā)

這種噴氣渦流紡包芯紗的生產(chǎn)方法對紡紗器沒有進行改造，主要是設計、制作筒絲架，將長絲從機后的筒絲架上引出，經(jīng)過張力裝置與導絲輪后，從前羅拉處喂入，與纖維須條一起從前羅拉鉗口輸出，被紡紗器噴嘴吸入螺旋狀輸棉通道，順著螺旋狀輸棉通道旋轉(zhuǎn)進入渦流腔，長絲與纖維頭端繞著引導針棒，在引導針棒的引導下與空心錠中的紗尾搭接形成芯紗，纖維尾端則被旋轉(zhuǎn)氣流吹散，順氣流旋轉(zhuǎn)倒在空心錠頂端錐面，形成一個傘形狀態(tài)的自由端，在旋轉(zhuǎn)氣流作用下包纏芯紗與長絲形成外層，完成加捻形成包芯紗。在噴氣渦流紡包芯紗的紡紗過程中，長絲經(jīng)過紡紗器沒有形成自由端，因此，噴氣渦流紡包芯紗的長絲沒有與外包纖維同步加捻，導致外包纖維與芯絲結(jié)合不牢，容易剝離。另一方面，長絲經(jīng)過輸棉通道、引導針棒直接進入空心錠子，對于纖維尾端形成自由端加捻造成干擾，導致芯絲外露，所以芯絲的喂入比（即張力）與長絲的包覆狀況存在較大的關(guān)聯(lián)，通過喂入比的調(diào)整可以改善芯絲外露的情況［29］。

3.2 對紡紗器進行改造

這種噴氣渦流紡包芯紗既要增加長絲喂入裝置，又要對紡紗器進行改造，主要是在紡紗器的中心位置開芯絲引導孔以便芯絲喂入，芯絲引導孔貫穿引導體、引導針棒，與空心錠的芯孔保持同心。芯絲從前羅拉出來，通過芯絲引導孔進入紡紗器的芯絲引導孔，穿過引導針棒進入渦流室，與來自噴嘴處螺旋通道的纖維頭端搭接匯合，進入空心錠子的芯孔形成芯層，纖維的尾端則被旋轉(zhuǎn)氣流吹散，順氣流旋轉(zhuǎn)倒在空心錠頂端錐面，形成一個傘形狀態(tài)的自由端，在旋轉(zhuǎn)氣流作用下包纏芯層形成外層，完成加捻形成包芯紗［30］。

采用這種方法制得的包芯紗具備與噴氣渦流紡紗類似的結(jié)構(gòu)，芯部由平行無捻的芯纖維和芯絲組成，外包部分由呈一定螺旋角的包纏纖維組成，芯絲基本位于包芯紗的內(nèi)部，被平行芯纖維與螺旋外包纖維包覆，而且芯絲也沒有被加捻。采用這種方法生產(chǎn)的噴氣渦流紡包芯紗實際上由3部分結(jié)構(gòu)組成，從內(nèi)到外依次為芯絲、平行無捻芯纖維、包纏纖維，所以這種包芯紗的芯絲基本處于紗線的中心位置，包覆效果好，沒有芯絲外露問題［31］。但是采用這種方法生產(chǎn)的包芯紗，其芯絲沒有與外包纖維同步加捻，與外包纖維也存在結(jié)合牢度不高，如果芯絲與外包纖維性能存在較大差異，也會出現(xiàn)與前面包芯紗類似問題。

4 結(jié)語

（1）環(huán)錠紡在保持加捻方法不變的情況下，產(chǎn)生了竹節(jié)紗、賽絡紡、集聚紡、包芯紗、段彩紗等多種紡紗新技術(shù)，而且技術(shù)成熟，得到了企業(yè)的廣泛應用。特別是環(huán)錠紡采用羅拉牽伸，對纖維的適應性強，對纖維在軸向、徑向分布的可控性好，為花式紗的設計提供了技術(shù)保障。

（2）轉(zhuǎn)杯紡花式紗主要有段彩紗、竹節(jié)紗、包芯紗共3 種形式，其中只有竹節(jié)紗技術(shù)得到企業(yè)應用，段彩紗、包芯紗基本處于實驗室階段；由于轉(zhuǎn)杯紡紡紗原理的特點，對纖維原料的適應性、纖維在紗線中的可設計性以及紗線結(jié)構(gòu)特點，限制了轉(zhuǎn)杯紡技術(shù)在花式紗產(chǎn)品開發(fā)中的應用。

（3）噴氣渦流紡的花式紗開發(fā)，目前只有采用村田公司的噴氣渦流紡紗機（MVS）進行包芯紗生產(chǎn)的相關(guān)研究，主要有兩種生產(chǎn)方法，第一種方法不需要對紡紗器進行改造，但是生產(chǎn)的包芯紗存在較多的不足；第二種方法需要對紡紗器進行改造，在包覆質(zhì)量上有所改善。這兩種方法中，第一種方法在企業(yè)中有應用，范圍有限，第二種方法還處于試驗階段。而且，噴氣渦流紡對纖維原料及加工的要求較高，纖維在紗線結(jié)構(gòu)中可設計性不足，限制了噴氣渦流紡在花式紗產(chǎn)品開發(fā)中的應用。

綜上所述，在以上3 種紡紗方法中，環(huán)錠紡具有生產(chǎn)品種多樣、技術(shù)成熟、產(chǎn)品可設計性強的優(yōu)點，環(huán)錠紡花式紗產(chǎn)品得到市場認可、應用廣泛；轉(zhuǎn)杯紡、噴氣渦流紡在花式紗產(chǎn)品開發(fā)中存在較大局限，技術(shù)也不夠成熟，應用范圍有限。同時，從生產(chǎn)效率與經(jīng)濟性的角度上看，轉(zhuǎn)杯紡、噴氣渦流紡生產(chǎn)流程短、速度高、產(chǎn)量高，設備自動化程度高，如果通過降低效率生產(chǎn)花式紗有點得不償失；而環(huán)錠紡流程長、速度低、產(chǎn)量低，在生產(chǎn)效率上無法與轉(zhuǎn)杯紡、噴氣渦流紡競爭，但是環(huán)錠紡在花式紗產(chǎn)品開發(fā)上具有得天獨厚的優(yōu)勢。因此，花式紗產(chǎn)品開發(fā)的未來應該聚焦環(huán)錠紡技術(shù)，揚長避短，延續(xù)環(huán)錠紡紗技術(shù)的生命力。