賽絡紡紗輔助裝置的設計與開發

趙 磊，杜 梅，蔡莉莉，劉 華，張圣忠，楊 賀

(1.鹽城工業職業技術學院，江蘇 鹽城 224005； 2.蘇州大學 現代絲綢國家工程實驗室，江蘇 蘇州 215123； 3.江蘇悅達家紡有限公司，江蘇 鹽城 224005)

紡織產業是中國國民經濟發展中最普遍、最常規的支柱產業之一，更是一項民生產業，隨著各行各業轉型升級的快速轉變，現代紡織產業緊跟發展步伐，在傳統紡織產業的基礎上，發展成為集材料、加工制造、技術服務及時尚藝術等要素為一身的綜合性產業，對民生發展具有十分重要的影響，不但是國家經濟發展水平的主要衡量標志，還可以體現國家的綜合水平，是人們生活質量的重要保障。許多發達國家工業的起點也是紡織行業，而無論是工業革命，還是其他科技的發展與普及，很多是以紡織工業作為基礎的，所以紡織業也是其他行業及科學研究的源頭之一[1-2]。

1 新型紡紗技術

紗線是形成紡織服裝面料的必備元素，因此紡紗工序生產的穩定性和紗線產品質量對后道產品的服用性能起決定性的影響，隨著新型紡紗如轉杯紡、賽絡紡、賽絡菲爾紡等技術的出現大大提高了紡紗生產效率，縮短了紡紗工藝流程(可減少絡并捻工序)，但由于高效短流程與傳統紡紗的工藝過程相比控制點少，紗線質量波動較大，對成品的質量影響更大，賽絡紡(Sirospun)和賽絡菲爾紡(Sirofil)是目前 2種應用相對較多的新型紡紗技術[3-4]。本文針對賽絡紡存在的技術難點，基于賽絡紡紗加工過程中存在的關鍵技術突破點，設計了一種賽絡紡輔助裝置，提高了賽絡紡的成紗質量，為提高新型紡紗產品質量提供了保障。

1.1 賽絡紡的研究現狀

賽絡紡紡紗原理是將2根平行的粗紗引入細紗機牽伸區內，在被牽伸后，2根纖維束從前羅拉與皮輥之間的夾持點處輸出，形成“V”形復合，繞過鋼絲圈，在錠子的旋轉帶動下，加捻成賽絡紡紗。這種新型紡紗技術既賦予了傳統環錠紡紗的優點，又能使紡制的新型紗線具有股線般的性能，而賽絡紡紗僅在傳統環錠細紗機上稍做改裝即可進行加工。

賽絡紡紡紗方法是由澳大利亞CSIRO試驗室創造發明，并和國際羊毛局(IWS)合作開發，并開展更深層次的研究與探索。在1988年，西德辛澤公司在市場上首推該項技術，經IWS認可，賽絡紡技術得到市場的認可，可以說是成功的開端。目前很多國內外紡織科技的研究人員對賽絡紡紡紗技術原理、工藝、成紗結構與性能等做了比較全面的研究，PLATE等[5]指出：賽絡紡成紗性能中毛羽指標與單紗捻度有密切關系，但“V”形區也能在一定程度上降低毛羽與圈結的產生。

1.2 賽絡菲爾紡的研究現狀

賽絡菲爾紡技術是由賽絡紡技術延伸發展形成的，這種方法是由2組成分紡制而成，即1根粗紗和1根長絲，即賽絡紡紡紗系統上的1根粗紗被1根長絲取代，賽絡菲爾紡紗技術示意圖如圖1所示。長絲喂入時，將導絲裝置安放在前羅拉處，長絲從前羅拉喂入，同時使粗紗與長絲之間保持少量的隔距離，2組分紗從前羅拉輸出后被加捻成賽絡菲爾紡紗(長絲包纏短纖紗)[6-7]。賽絡菲爾紡紗技術具有自身優勢，且成紗性能優越。該技術對原料要求低，因長絲在粗紗體外側包纏，一方面降低了毛羽數，另一方面能較好地增強紗線的強力，所以在成紗強度相同時，可以降低原料等級；此外，賽絡菲爾紡紗技術與傳統的紡紗技術相比，工藝流程縮短，節省了一定的成本。

圖1 賽絡菲爾紡紗技術示意圖

2 賽絡紡紗技術難點

紡紗是一種完全依靠紡織機械進行加工的生產過程，決定成紗質量和產量的最關鍵工序是細紗工序，要保證高產必須提高細紗設備的運轉速度，同時必須有效控制紗線運轉的良好狀態，然而細紗機在高速運轉時會產生嚴重的無規律振動現象，特別是新型紡紗技術如：賽絡紡、賽絡菲爾紡、包芯紗技術，不但會引起紗線斷頭率增加，也會造成成紗質量的明顯下降，如紗線條干惡化、紗線斷頭增多、紗線斷裂強力下降等，其產生的原因在于：當機器高速運轉時所產生的不規則振動會通過機架、搖架加壓裝置的羅拉和皮輥以及錠子、導紗鉤、導絲輪等零部件的慣性運動傳送給前羅拉與導紗鉤之間的“V”形區，“V”形區內有未加捻的須條、長絲、須條與長絲的匯合點以及加捻后的紗線，進而紗線內部的纖維也會產生一定的不規則振動，當不規則振動產生的慣性力超過紗體內部纖維之間的摩擦力、抱合力之和時，這些柔性體在強大的不規則振動沖擊下必然會造成柔性體的斷頭或成紗質量的明顯下降[7-8]。

3 賽絡紡紗過程中技術難點解決方向

目前很多紡紗研究忽略了紡紗過程存在的不規則振動問題，認為該因素并未起到決定性的破壞作用，大多依靠更換皮輥、鋼絲圈、調整須條隔距、選擇較好的紡紗原料等來提高成紗質量，但如果改變解決問題的方向，通過研發新型紡紗加工的輔助裝置，減少設備本身在紡紗過程中產生的不規則振動，會是新型紡紗技術上的一個重要變革，以獲得國內具有賽絡紡、賽絡菲爾紡等新型紡紗控制原理的自主知識產權[9-10]。

4 賽絡紡加工輔助裝置的開發

為解決目前賽絡紡系統紡紗加工過程中，因控制點少導致牽伸后須條或者長絲在加捻成紗過程存在大量的不規則振動，纖維頭端或者尾端無法較好地包纏進紗體內部，使得成紗毛羽較多，紗線條干不勻，成紗質量下降等，可開發結構簡單、控制點多、穩定成紗質量，并可減少紡紗過程產生不規則振動的輔助裝置。賽絡紡紗加工輔助裝置結構示意圖如圖2所示。該裝置主要包括弧形引導部件及T形負壓管，弧形引導部件包括Y結構狀橡膠板薄片、孔眼，弧形引導部件作為2根粗紗須條或者長絲，以及加捻成單根細紗的支持面，能更好的抑制須條、長絲在紡紗加工過程中產生的不規則振動，橡膠板薄片由前羅拉處往下的厚度逐漸變薄，必須有良好的彈性，孔眼必須均勻分散在橡膠板薄片的下端，孔徑大小一致，以保證孔眼抽吸壓力的均勻一致性，橡膠板薄片的下端中間稍凹一定的角度，凹處為細紗走道。T形負壓管包括2個分管口、一個抽吸口，抽吸口的下端與抽吸管相連，抽吸口上端與2個分管口相連，2上分管口互不相通，僅與抽吸口相通，分管口和抽吸口均為長方體，但分管口無上壁，與橡膠板薄片下端即有孔眼處形成一個密封空間，抽吸管也為長方體，抽吸管與負壓機相連。

圖2 賽絡紡紗加工輔助裝置結構示意圖

5 賽絡紡輔助裝置應用實例

以紡制純棉36 tex 的賽絡紡紗為例，進一步闡述新開發的減輕賽絡紡系統不規則振動的輔助裝置。本文選用2根粗紗線密度均為36 tex，經過細紗機20倍的牽伸變為18 tex未加捻的細紗須條，Y型膠板薄片整體高度在10～12 cm，以便盡可能多的控制粗紗須條匯合點，為了保證能夠設置不同的粗紗間距，Y型膠板薄片上端的寬度在10 cm 以上，Y型膠板薄片的控制板面應與前羅拉、前膠輥握持點、2根粗紗須條、須條匯合點及導紗鉤保持在同一個平面上，且Y型膠板薄片的中心線位置有輕微角度的凹槽，同時與須條匯合點與導紗鉤中心線位置疊合，當2根粗紗須條被牽伸后直接進入到Y型膠板薄片的控制面后端，在加捻作用下匯合成1根細紗須條，并進入到Y型膠板薄片的控制面前端，前端處分布著眾多直徑約0.5 mm孔眼，孔眼下端為 2根分管，分管中間不相通，用氣流分隔片分隔開，分管間隔的中心線與細紗須條中心線疊合，當細紗須條經過Y型膠板薄片的控制面前端時，因2支分管產生的負壓，形成的氣流效應使細紗須條逐漸向中心靠攏，且在加捻作用下紗線內部纖維頭端和尾端均被包裹進紗體內部，并逐漸被加捻成36 tex的賽絡紡細紗，一些散落的超短細絨會穿過網眼，進入到抽吸口，在抽吸管匯合，到達回收裝置。細紗須條網眼處的結構變化如圖3所示。通過搭建簡易的生產裝置并進行試生產，經過測試發現，使用本團隊開發的減輕賽絡紡系統不規則振動的輔助裝置，在紡紗過程中產生的不規則振動明顯減輕，紡成的賽絡紡紗毛羽明顯減少，條干好，且成紗強力也有明顯的提高，成紗性能測試結果見表1。

圖3 細紗須條網眼處的結構變化

表1 成紗性能比較

6 結束語

紡紗是大多數紡織品必須經過的一道工序，但目前仍然存在很多未解決的技術問題，賽絡紡紗過程中不規則振動的不穩定因素對紗線質量有很大的影響，在一定程度上阻礙了新型紡紗技術的發展。作為紡織科技的研究人員，應從全局和戰略的高度看待紡織科學的發展，努力提升紡織技術的規模、層次與內涵。應以紡織工業為依托，瞄準紡織關鍵難點技術實施創新攻關，開發新型紡織生產輔助設備，以開發高質量的新型紡織產品。