轉杯紡紗

氣流紡紗最早是1937年貝特爾森在丹麥提出的專利，後來又經法國、捷克斯洛伐克等國的學者不斷研究。中國從1958年開始研究，1967年開始逐步應用於工業生產。70年代以來，轉杯紡紗的工藝技術和機械設備發展迅速，應用越來越廣。世界有許多製造廠生產多種機型，約有300多萬頭轉杯紡紗設備，應用遍及五大洲幾十個國家。適紡原料從棉和棉型化學纖維發展到毛和毛型化學纖維，既有純紡也有混紡。紡紗號數範圍可達190～13號（3～45英支），轉杯速度已從 3萬轉/分提高到5～6萬轉/分，甚至高達7萬轉/分以上。轉杯紡紗機上已普遍採用有排雜裝置的紡紗器、半自動和全自動的清潔、接頭和落紗裝置以及其他一些輔助裝置。轉杯紡紗前後工序的工藝和設備配套也在不斷完備 ^[1]  。

喂入的纖維條被包覆有針布的迴轉分梳輥開松成單纖維，隨氣流輸送到高速回轉的轉杯內壁，在凝聚槽內形成紗尾，同時被加拈成紗引出，直接繞成筒子。轉杯紡紗與其他自由端紡紗方法的主要區別是凝聚加拈機構和作用不同。單纖維進入轉杯後，先被送到轉杯內壁的斜面上。由於轉杯內壁表面速度較高，纖維沿着內壁的周向平行排列，在離心力的作用下，滑向內壁最大直徑處的凝聚槽內，在此疊合成環形的須條，這就是纖維的凝聚過程。在凝聚過程中，纖維按周向循環排列，故有併合效應。轉杯帶動AB紗段一起高速回轉，在A處受阻拈器的摩擦作用，在AB紗段和引出的紗段中遂產生拈度。AB段紗條中的拈度因扭轉力矩向凝聚槽內紗尾的BC長度內傳遞，使紗尾在剝離點B的附近有一定的強力，可以減少斷頭。正常紡紗時，紗尾從B點處逐漸被剝離並引出，所以AB紗段的迴轉速度一般超過轉杯速度，兩者線速度之差即為卷繞線速度或輸出速度。凝聚槽內的紗尾在剝離點 B處的纖維數量，等於成紗截面中的纖維數量，然後逐漸變細。理論上在一週的末端D處纖維數量應當為零，但實際上杯內纖維不斷向下滑移，故D點處有纖維與剝離點B相搭接。在紗條加拈剝離引出時，沿轉杯迴轉方向位於B點前的纖維就成為紗條的一部分，而位於B點後的部分纖維就容易被帶出纏繞在紗身外層，形成氣流紗的纏繞纖維。

氣流紡紗所用的主要部件有轉杯、給棉機構、分梳輥、引紗管和阻拈器等，整套裝置稱為紡紗器。按轉杯內負壓產生的方式，可分為自排風式和抽氣式兩大類。自排風式紡紗器在轉杯底側部開有若干排風孔，當轉杯高速回轉時產生類似離心泵的作用而使轉杯內具有負壓。自排風轉杯內的氣流主要是從纖維輸送管補入，經凝棉槽後向底側部的小孔排出，所以纖維輸送管可以適當短些。纖維從輸送管出來後在未到達轉杯的凝聚槽之前，可能直接衝向已被加拈引出的紗條，形成鬆散的外包纖維，以致影響成紗強力和外觀。為了防止這種情況，必須採用隔離盤。抽氣式紡紗器轉杯內的氣流從纖維輸送管補入後從杯口被吸出，所以纖維輸送管必須伸入杯內比較接近壁面，因此輸送管就比較長。由於兩種紡紗器轉杯內氣流流向不同，紡紗情況也有所不同。自排風轉杯凝聚槽內易積粉塵，抽氣式轉杯內粉塵易被氣流吸走，所以凝聚槽比較清潔。紡紗斷頭後，自排風轉杯內有剩餘纖維，需清除後才可接頭。抽氣式轉杯內斷頭後的剩餘纖維可隨氣流從杯口吸走，因此能直接接頭。為了加強杯內迴轉紗條向凝聚槽傳遞拈度的能力，以增加凝聚槽內剝離點處紗條的強度，降低斷頭率和減少成紗拈度。兩種紡紗器的轉杯中都須應用阻拈器 ^[2]  。

在轉杯的凝聚槽內留有雜質，會破壞須條的凝聚和拈度的傳遞，使紡出的紗有周期性不勻，波長約為轉杯的周長，嚴重時會產生斷頭。即使細小的粉塵進入凝聚槽內，也會逐漸積聚成較大的顆粒，產生同樣的影響。因此除了轉杯紡紗器本身需有排雜裝置外，在前紡工藝過程中還應加強清除塵雜的作用。例如在棉紡中可加裝小棉束開棉機和強力除塵機，以及雙聯梳棉機等。轉杯紡紗的均勻效果只能在轉杯凝聚槽周長內起作用，因此需要並條過程保證纖維條的均勻度，才能得到良好的成紗條幹。氣流紗的拈度一般高於環錠紗，所以需要經過自然定拈或熱定形定拈，才能適合後加工。

氣流紗的結構特點是空隙大，纖維伸直度較差，內外層纖維轉移較少和拈度不一，因此紗的強力低、伸長較大。但織物手感豐滿厚實，保暖性好，耐磨，吸漿和吸濕性好，吸色率高。轉杯紡紗適用於許多產品，如燈芯絨、勞動布、卡其、色織絨、印花絨、絨毯、線毯、浴巾和裝飾用布等 ^[2]  。