本文介紹了轉杯紡紗機紡復合紗的原理，對FA601型轉杯紡紗實驗機進行改造紡制了棉氨綸包芯紗。經成紗性能測試與成紗結構電鏡照片分析，轉杯紡包芯紗質量指標達到紡織行業標準的技術要求，成紗中氨綸絲與短纖紗相互交纏呈股線狀。
　　0引言
　　轉杯紡紗技術由于其高速高產、大卷裝、短流程的特點，成為僅次于環錠紡紗技術的一種較為成熟與廣泛應用的新型紡紗技術。特別是近十年來發展尤為迅速。但轉杯紗存在強力較低、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。
　　幾乎在轉杯紡紗技術誕生的同時，就有人提出了利用轉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，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型包芯轉杯紡紗機，包芯轉杯紡紗技術再次被紡織行業所關注。
　　轉杯復合紡紗技術的原料適應性很強，短纖組分可以是棉等天然纖維，也可以是粘膠等化學纖維，只要是適用于常規轉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。轉杯紡復合紗兼具轉杯紗和復合紗的優點，具有結構穩定、條干不勻率低和毛羽少的特點，且生產率高、工序比環錠紡短。轉杯短纖紗與長絲紗復合，克服了轉杯紗強力低的弱點，在紡紗中連續長絲將不被加捻，從而沒有捻縮，因此轉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。另外轉杯紡復合紗的毛羽與環錠復合紗相比要低，蓬松度則要高于環錠復合紗。由于不需經過粗紗和后道絡筒工序，使轉杯紡復合紗的生產成本大大降低。轉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，與加工成管紗的環錠復合紗相比，在后道工序中減少了接頭。
　　國內關于轉杯復合紡紗技術的研究還剛剛起步，筆者對FA601型轉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轉杯復合紡紗原理及機器改造
　　轉杯復合紡紗技術的基本思想就是使用轉杯空心錠子，所謂轉杯空心錠子是指具有軸向通孔的轉杯軸。在不改變其原有紡紗裝置的基礎上，在FA601型自排風式轉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是一致的，這樣可有效克服自由退繞時牽伸倍數隨筒子大小變化的缺點。轉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，在轉杯高速回轉產生的負壓作用下，被吸入額外加裝的導絲管內。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，并穿過轉杯軸的軸向通孔延伸至轉杯內，與轉杯軸平齊。導絲管外徑必須小于轉杯軸軸向通孔直徑。氨綸絲在氣流輸送下沿著導絲管被引入轉杯內，再與外包紗復合后直接從引紗管中引出。
　　外包紗（普通轉杯紗）的形成則與常規紡紗相同，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；經分梳后的單纖借助氣流作用被輸送到高速回轉的轉杯凝聚槽內，并在凝聚槽內形成凝聚須條。該凝聚須條隨同轉杯高速回轉而加捻成紗，短纖維紗在加捻的過程中包纏到由轉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的傳動示意圖，長絲退繞羅拉R1、R2同向同速回轉，其轉速通過單獨的變頻器控制。定義氨綸絲的牽伸倍數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。
　　從以上分析可以看出，轉杯復合紡紗技術保持了常規轉杯紡紗系統的絕大部分設計特征，也保持了它原來紡制常規轉杯紗的功能。轉杯復合紡紗系統與常規轉杯紡紗系統相比，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）使用了轉杯空心錠子。
　　2紡紗試驗與性能測試
　　根據上述原理，我們對FA601型轉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；轉杯速度為36000r／min，分梳輥速度為7500r／min，57．36tex復合紗設計捻系數為460，氨綸長絲的牽伸倍數為3．5倍；37．45tex復合紗設計捻系數為490，氨綸長絲的牽伸倍數為3．0倍。
　　其中,測紗線號數時采用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、細節和棉結數等指標使用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標準《棉氨綸包芯本色紗》中梳棉氨綸包芯本色紗優等品的相應技術要求。
　　使用改進的轉杯紡紗機生產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，達到了優等品評定的要求。
　　57．36tex轉杯紡包芯紗的百米重量差異較小，百米重量變異系數為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。
　　從測試結果看，采用改進的轉杯紡紗機紡制出的彈力復合紗的質量水平能達到行業標準要求，可以滿足織造的需要。
　　3轉杯復合紗的紗線結構
　　為了進一步優化紡紗工藝，提高紗線質量，我們使用JSM-5600LV型掃描電子顯微鏡對轉杯復合紗的紗線結構進行了初步研究。
　　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，形似股線，這可能是由于采用的氨綸長絲牽伸倍數還較小的原因（氨綸絲預牽伸倍數為3．5倍）。在小張力下，氨綸長絲還處于彈力松弛狀態，從而在短纖紗加捻過程中與之交互包纏。
　　4結束語
　　通過采用空芯錠子轉杯以在常規轉杯紡紗機上實現復合紗的紡制是可行的；從紡制的棉氨包芯紗質量指標來看，均能達到紡織行業標準的技術要求。另外，通過對紗線結構的研究可以看到，在氨綸長絲牽伸倍數較小的情況下，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化，氨綸長絲牽伸倍數對紗線結構的影響將是我們下一步的研究重點。