多通道環(huán)錠紡紗技術(shù)解析

劉梅城

（江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南通，226001）

隨著現(xiàn)代電子控制技術(shù)與信息技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化、連續(xù)化、智能化生產(chǎn)技術(shù)在紡織企業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代紡織技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)。在紡紗領(lǐng)域，由于新型紡紗技術(shù)在自動(dòng)化、速度與生產(chǎn)流程等方面具有較大優(yōu)勢(shì)，對(duì)傳統(tǒng)環(huán)錠紡造成了很大沖擊。近年來，環(huán)錠紡紗通過不斷創(chuàng)新，各種性能、風(fēng)格各異的花式紗線層出不窮，環(huán)錠紡紗越來越具有時(shí)尚化、多樣化，顯示出環(huán)錠紡仍然具有較大的生命力與市場空間[1-3]。

細(xì)紗機(jī)多通道紡紗技術(shù)就是基于現(xiàn)代電子信息技術(shù)，借鑒了花式捻線機(jī)技術(shù)的技術(shù)特征，結(jié)合環(huán)錠細(xì)紗機(jī)特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑焖纬傻囊环N新型紡紗方法[4-6]。所謂多通道紡紗，指的是在細(xì)紗機(jī)牽伸區(qū)中，采用多根粗紗喂入、多根粗紗的牽伸獨(dú)立控制，然后集聚、加捻形成一根紗線的紡紗方法。細(xì)紗多通道紡紗技術(shù)，與賽絡(luò)紡、AB紗、竹節(jié)紗等紡紗技術(shù)存在較大的不同，形成的紗線結(jié)構(gòu)、風(fēng)格特點(diǎn)差異很大，為紗線產(chǎn)品開發(fā)提供了較大空間。

目前，實(shí)際應(yīng)用最多的是雙通道紡紗技術(shù)，三通道紡紗因?yàn)榧夹g(shù)問題尚處于試驗(yàn)階段。本文針對(duì)雙通道、三通道紡紗技術(shù)的紡紗原理與紗線結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究分析，供大家參考。

1 雙通道紡紗技術(shù)

根據(jù)不同的牽伸機(jī)構(gòu)，細(xì)紗雙通道紡紗技術(shù)存在三種形式，且各有特點(diǎn)[7-8]，技術(shù)比較成熟，特別是后羅拉式、前后膠圈式兩種雙通道紡紗技術(shù)在紡織企業(yè)中應(yīng)用較廣。

1.1 后羅拉式雙通道紡紗

1.1.1 紡紗原理

后羅拉式雙通道紡紗技術(shù)是最基本的一種多通道紡紗方法，在三羅拉牽伸機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡單改造形成，如圖1所示。其紡紗原理是：采用兩根粗紗喂入，主紗從中羅拉處連續(xù)喂入，經(jīng)過中羅拉與前羅拉組成的主牽伸區(qū)牽伸，拉長拉細(xì)形成主紗；飾紗從后羅拉喂入，后羅拉間斷轉(zhuǎn)動(dòng)，把飾紗間斷喂入中羅拉，再經(jīng)過中羅拉與前羅拉組成的主牽伸區(qū)牽伸，最后與主紗在前羅拉加捻三角區(qū)處被捻入主紗形成一根紗。

圖1 后羅拉式雙通道紡紗機(jī)構(gòu)

后羅拉式雙通道紡紗機(jī)構(gòu)中三根羅拉的傳動(dòng)主要存在兩種形式，一種形式是中羅拉、后羅拉的傳動(dòng)分別采用兩個(gè)伺服電機(jī)獨(dú)立控制，這種方法牽伸倍數(shù)調(diào)整完全數(shù)字化；另一種是中羅拉與前羅拉之間采用齒輪傳動(dòng)，后羅拉的傳動(dòng)采用伺服電機(jī)獨(dú)立控制，與竹節(jié)紗的傳動(dòng)系統(tǒng)類似。

1.1.2 紗線特點(diǎn)

后羅拉式雙通道紡紗方法是以一根連續(xù)喂入的紗為主紗，以一根間斷喂入的紗作為飾紗，飾紗斷斷續(xù)續(xù)附著在主紗上形成點(diǎn)綴，如果兩根紗線的顏色不同就會(huì)形成段彩，段彩處因?yàn)楦街椉喰纬纱止?jié)，類似于竹節(jié)紗結(jié)構(gòu)，所以采用這種方法生產(chǎn)的紗線成為段彩竹節(jié)紗。這種段彩竹節(jié)紗在顏色特征上，主要通過飾紗間斷附著、加捻形成段彩，而這種段彩在紗線徑向上是涇渭分明的兩元結(jié)構(gòu)，類似于AB色紡。由于后羅拉式雙通道紡紗系統(tǒng)中，飾紗通過后羅拉喂入后，再經(jīng)過中、前羅拉牽伸形成紗線，飾紗的牽伸倍數(shù)較大，因此飾紗的長度較長。

1.1.3 存在的問題

由于后羅拉式雙通道紡紗系統(tǒng)中，主紗通過中羅拉喂入經(jīng)過前羅拉牽伸形成紗線，與傳統(tǒng)細(xì)紗機(jī)相比，主紗只經(jīng)過一個(gè)牽伸區(qū)（即單區(qū)牽伸）完成牽伸與定量控制，沒有經(jīng)過后區(qū)牽伸。因此對(duì)主紗的粗紗工藝設(shè)計(jì)存在一定的要求，需要適當(dāng)降低粗紗捻系數(shù)，同時(shí)單區(qū)牽伸也會(huì)影響紗線條干均勻度，有利的是后羅拉式雙通道紡紗技術(shù)生產(chǎn)的類似竹節(jié)紗紗線對(duì)條干均勻度要求不高。

在紡紗過程中，飾紗從后羅拉間斷喂入，經(jīng)過中、前羅拉牽伸后從前羅拉鉗口處輸出，在前羅拉加捻三角區(qū)，一方面由于斷頭吸棉笛管的吸風(fēng)作用，導(dǎo)致飾紗易被吸棉笛管吸走形成飾紗缺失；另一方面由于主紗、飾紗的平行分布導(dǎo)致加捻三角區(qū)寬度較大，飾紗還存在紗頭、紗尾以及粗細(xì)不一，在加捻三角區(qū)主紗與飾紗通過加捻結(jié)合在一起時(shí)，飾紗在捻接處紗體蓬松、毛羽較多。由于這兩方面原因，導(dǎo)致紗線質(zhì)量不高，嚴(yán)重影響紗線的使用和面料品質(zhì)。同時(shí)飾紗纏繞膠輥、膠圈較多，影響飾紗設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

針對(duì)上述問題，利用集聚紡氣流集聚原理，可以有效解決飾紗蓬松、缺失的問題，對(duì)于飾紗與主紗結(jié)合的緊密性也有所改善。因此，目前細(xì)紗多通道紡紗裝置都配套進(jìn)行氣流集聚式集聚紡改造。集聚紡改造的目的是保證兩根輸出紗線能夠緊密集聚形成一根紗，避免被吸棉笛管吸走，而且集聚紡的集聚作用可以改善主紗、飾紗結(jié)合處的毛羽。

1.2 前后膠圈式雙通道紡紗

1.2.1 紡紗原理

前后膠圈式雙通道紡紗機(jī)構(gòu)是在細(xì)紗機(jī)三羅拉牽伸的基礎(chǔ)上，中、后羅拉分別采用伺服電機(jī)獨(dú)立傳動(dòng)，搖架機(jī)構(gòu)保持不變，如圖2所示。與傳統(tǒng)細(xì)紗機(jī)三羅拉牽伸系統(tǒng)相比，中、后羅拉處需要進(jìn)行較大的改造，主要改造部分包括：把中羅拉處上、下膠圈的寬度減少一半，利用留出的空間，在后羅拉與中羅拉下銷之間設(shè)置后下膠圈，在后膠輥與中羅拉上銷之間設(shè)置后上膠圈，把中鐵輥加工成階梯結(jié)構(gòu)避免中羅拉轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)后膠圈。通過改造，前膠圈由中羅拉傳動(dòng)，與前羅拉構(gòu)成一個(gè)牽伸區(qū)；后膠圈由后羅拉傳動(dòng)，與前羅拉構(gòu)成一個(gè)牽伸區(qū)；兩個(gè)牽伸區(qū)之間相互獨(dú)立，互不干擾[9]。

圖2 前后膠圈式雙通道紡紗機(jī)構(gòu)

前后膠圈式雙通道紡紗采用兩根粗紗喂入，一根粗紗從后羅拉處喂入經(jīng)過后膠圈牽伸區(qū)牽伸后從前羅拉輸出，另一根粗紗從中羅拉喂入經(jīng)過前膠圈牽伸區(qū)牽伸后從前羅拉輸出，兩根紗線在前羅拉鉗口處加捻并合形成一根紗。由于兩個(gè)膠圈牽伸區(qū)相互之間完全獨(dú)立，兩根紗線沒有主紗、飾紗之分。與后羅拉式雙通道紡紗系統(tǒng)相類似的是，為了保證兩根紗的匯聚、并合效果，防止飾紗被吸棉笛管吸走，減少紗線毛羽，前后膠圈式雙通道紡紗系統(tǒng)也需要配置氣流集聚式集聚紡紡紗系統(tǒng)。

1.2.2 紗線特點(diǎn)

由于前后膠圈式雙通道紡紗采用兩根粗紗喂入，兩個(gè)牽伸區(qū)相互之間完全獨(dú)立，兩根紗線沒有主紗、飾紗之分，兩根紗線可以進(jìn)行完全獨(dú)立的自由設(shè)計(jì)，為紗線設(shè)計(jì)、產(chǎn)品開發(fā)提供了較大的空間。針對(duì)前后膠圈式雙通道紡紗系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以設(shè)計(jì)一系列結(jié)構(gòu)不同、風(fēng)格多樣的新型花式紗線。

等線密度漸變段彩紗。等線密度漸變段彩紗利用前后膠圈式雙通道紡紗系統(tǒng)上兩個(gè)相互獨(dú)立的牽伸區(qū)，A、B兩根粗紗輪流喂入形成A、B兩個(gè)線密度相同的紗段，在集聚紡網(wǎng)格圈處把A、B兩個(gè)紗段聚合連接起來，再經(jīng)過加捻形成一根等線密度漸變段彩紗，在A、B兩個(gè)紗段連接處存在一個(gè)漸變過渡段以保證連接牢固。等線密度漸變段彩紗的結(jié)構(gòu)特征是兩種顏色紗線間斷輪流形成一根紗線，一段是一種顏色紗線，一段是另一種顏色紗線，兩種顏色紗線交錯(cuò)間隔，線密度相同，是一種真正意義上的段彩紗。這種段彩紗在結(jié)構(gòu)上可分為三段：A段、AB過渡段、B段。因此紗線顏色實(shí)際上存在三個(gè)顏色：A色、AB色、B色，循環(huán)往復(fù)。

變化結(jié)構(gòu)段彩紗。變化結(jié)構(gòu)段彩紗是在前后膠圈式雙通道紡紗系統(tǒng)上，利用兩個(gè)相互獨(dú)立的牽伸區(qū)，采用A、B兩根粗紗輪流變速喂入，A粗紗單獨(dú)喂入形成A紗段，A粗紗、B粗紗同時(shí)分別喂入形成AB紗段，B粗紗單獨(dú)形成B紗段，三個(gè)不同顏色的紗段相互循環(huán)往復(fù)形成一根粗細(xì)均勻的紗線。這種紗線一段是AB紗結(jié)構(gòu)，另外兩段是段彩紗結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了紗線結(jié)構(gòu)的不斷變化，形成似AB紗又非AB紗的段彩紗，此處AB紗段不是漸變段彩紗的AB過渡段，AB過渡段是為了保證AB兩段紗線正常銜接而出現(xiàn)的一根紗逐漸變粗、另一根紗逐漸變細(xì)的紗段，AB紗段是兩根紗粗細(xì)基本一致的AB紗[10]。這種變化結(jié)構(gòu)的段彩紗既具有段彩紗又具有AB紗的結(jié)構(gòu)特征，是在等線密度漸變段彩紗基礎(chǔ)上開發(fā)出來一種新型紗線[11]。

翻轉(zhuǎn)段彩紗。翻轉(zhuǎn)段彩紗是在前后膠圈式雙通道紡紗系統(tǒng)上采用A、B兩根粗紗喂入，先以A粗紗為主紗連續(xù)喂入時(shí)，以B粗紗為飾紗間斷喂入，形成段彩竹節(jié)紗；再以B粗紗為主紗連續(xù)喂入時(shí)，以A粗紗為飾紗間斷喂入，形成段彩竹節(jié)紗；A、B兩根粗紗的喂入方式輪流進(jìn)行對(duì)換，如此循環(huán)往復(fù)，前后相接形成一根紗線[12-13]。這種具有翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的段彩紗，兩種顏色紗線交錯(cuò)間隔變化，結(jié)構(gòu)新穎，風(fēng)格獨(dú)特。

竹節(jié)彩點(diǎn)紗。竹節(jié)彩點(diǎn)紗利用前后膠圈式雙通道紡紗系統(tǒng)兩個(gè)牽伸區(qū)相互獨(dú)立、自主可控的特點(diǎn)，采用A、B兩根粗紗喂入，以A粗紗變速喂入形成竹節(jié)紗，B粗紗跟蹤A粗紗，在A粗紗加速喂入形成竹節(jié)時(shí)B粗紗跟隨喂入，在A紗的竹節(jié)處添加B紗，形成竹節(jié)彩點(diǎn)紗[14]。由于竹節(jié)處紗線較粗、剛性較大、捻度較少，B紗附著在表面比較蓬松，在竹節(jié)彩點(diǎn)紗織成的針織面料上，由于竹節(jié)處不易彎曲，在布面表現(xiàn)比較明顯，而竹節(jié)處的彩點(diǎn)也能得到更多展現(xiàn)，彩點(diǎn)蓬松的結(jié)構(gòu)在布面產(chǎn)生濃淡不勻、漫天飛絮的奇特效果。

雙竹節(jié)賽絡(luò)紗。雙竹節(jié)賽絡(luò)紗通過前后膠圈式雙通道紡紗系統(tǒng)的兩個(gè)獨(dú)立牽伸區(qū)，利用數(shù)碼控制技術(shù)分別控制兩根粗紗，在兩個(gè)牽伸區(qū)分別采用變速牽伸產(chǎn)生竹節(jié)，兩根紗在前羅拉鉗口處聚合、加捻形成一根雙竹節(jié)賽絡(luò)紗[15]。由于雙竹節(jié)賽絡(luò)紗中的兩根紗都是竹節(jié)紗，兩根紗的竹節(jié)工藝可以分別獨(dú)立設(shè)計(jì)，因此雙竹節(jié)賽絡(luò)紗具有竹節(jié)線的風(fēng)格特征。在雙竹節(jié)賽絡(luò)紗的設(shè)計(jì)過程中，需要注意讓兩根紗的竹節(jié)錯(cuò)位設(shè)計(jì)，其目的是一方面達(dá)到每個(gè)紗竹節(jié)處都有另一根紗纏繞，這種設(shè)計(jì)基本避免了竹節(jié)處加捻困難，減少了捻度過度向非竹節(jié)處集中的問題；另一方面由于竹節(jié)處存在另一根紗的纏繞，改善在織造加工過程中竹節(jié)處起毛起球問題。因此，賽絡(luò)集聚紡雙竹節(jié)紗獲得了類似竹節(jié)線的效果，紗線強(qiáng)力不勻得到改善，細(xì)紗斷頭減少。

半竹節(jié)賽絡(luò)紗。半竹節(jié)賽絡(luò)紗是基于前后膠圈式雙通道紡紗技術(shù)，在雙竹節(jié)賽絡(luò)紗的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的一種結(jié)構(gòu)新穎、風(fēng)格獨(dú)特的紗線。半竹節(jié)賽絡(luò)紗存在兩種類型，第一種類型是利用前后膠圈式雙通道紡紗系統(tǒng)的兩個(gè)獨(dú)立牽伸區(qū)，一個(gè)牽伸區(qū)勻速喂入、牽伸形成線密度均勻的紗，另一個(gè)牽伸區(qū)采用變速喂入形成竹節(jié)紗，兩根紗線分別經(jīng)過集聚紡的兩個(gè)集聚槽集聚后加捻形成一根紗線；第二種類型是在前后膠圈式雙通道紡紗系統(tǒng)中，利用兩個(gè)牽伸區(qū)相互獨(dú)立、信息互通，在每個(gè)牽伸區(qū)分別形成竹節(jié)紗段、等線密度紗段，兩個(gè)牽伸區(qū)中竹節(jié)紗段、等線密度紗段相互交錯(cuò)，即A紗竹節(jié)紗與B紗等線密度紗、A紗等線密度紗與B紗竹節(jié)紗輪流循環(huán)往復(fù)，在分別經(jīng)過集聚紡的兩個(gè)集聚槽集聚后加捻形成一根紗線[16]。這兩種方法生產(chǎn)的半竹節(jié)賽絡(luò)紗雖然紗線結(jié)構(gòu)類似，但是紗線風(fēng)格完全不同，呈現(xiàn)的色彩也存在較大差別。第一種半竹節(jié)賽絡(luò)紗是由兩根紗組成，其中一根是常規(guī)紗、一根是竹節(jié)紗，竹節(jié)紗粗細(xì)不一，使整根紗呈現(xiàn)竹節(jié)紗的特點(diǎn)，但是由于紗線竹節(jié)處較粗而凸顯，色彩與非竹節(jié)處存在很大的不同，因此整個(gè)紗線呈現(xiàn)似竹節(jié)非竹節(jié)、似段彩非段彩的紗線特點(diǎn)。第二種半竹節(jié)賽絡(luò)紗中的兩根紗采取竹節(jié)紗、常規(guī)紗交互設(shè)計(jì)，相互纏繞，呈現(xiàn)明顯的段彩紗特點(diǎn)而實(shí)際不是段彩紗，而段彩的色彩又相互掩映，段彩中有竹節(jié)、竹節(jié)中有段彩，紗線風(fēng)格非常奇幻獨(dú)特。

1.2.3 存在問題

由于前后膠圈式雙通道紡紗機(jī)構(gòu)是在細(xì)紗機(jī)牽伸機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上改造而成，沿用了傳統(tǒng)細(xì)紗機(jī)的膠圈與三羅拉牽伸系統(tǒng)，把膠圈從寬度方向均勻分成兩個(gè)，以中羅拉的上下銷為起點(diǎn)分為兩個(gè)牽伸區(qū)。與后羅拉式雙通道紡紗系統(tǒng)相比，前后膠圈式雙通道紡紗系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：首先喂入的兩根紗線沒有主輔紗之分，紗線設(shè)計(jì)的空間很大；其次兩根紗都是單區(qū)牽伸，直接經(jīng)過主區(qū)牽伸，沒有后區(qū)牽伸，段彩部分長度可以設(shè)計(jì)較短，控制精確。

由于牽伸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的不足，導(dǎo)致前后膠圈式雙通道紡紗在實(shí)際生產(chǎn)中存在以下問題。

一是由于前后膠圈寬度狹窄、長度不一，膠圈容易伸長、跑偏、變形，在中羅拉與下銷處還容易出現(xiàn)夾膠圈問題。因此，對(duì)前后膠圈的張緊度和平齊度要求較高，也對(duì)膠圈的質(zhì)量提出了較高的要求。

二是后膠圈為上下銷與后羅拉組成的牽伸區(qū)關(guān)鍵器材，需要跨越中羅拉，膠圈長而狹窄，中部缺乏上下銷的支撐，對(duì)纖維須條控制力薄弱；粗紗條隨著膠圈運(yùn)動(dòng)時(shí)容易跑出膠圈。因此，需要提高后鐵輥與上銷的平行度以及定位的一致性，保證后膠圈中上膠圈張力一致，同時(shí)調(diào)節(jié)后膠圈中下膠圈的張力一致，保證后喇叭口與膠圈中心位置在一條直線上。

三是由于前后膠圈式雙通道紡紗機(jī)構(gòu)兩個(gè)紡紗通道都是單區(qū)牽伸，后區(qū)羅拉隔距可以采取較小設(shè)計(jì)，以減少后膠圈的長度，降低膠圈故障，提高紗線品質(zhì)與生產(chǎn)效率。

1.3 輔助羅拉式雙通道紡紗

1.3.1 紡紗原理

在后羅拉式、前后膠圈式兩種雙通道紡紗方法中，兩根粗紗分別從中、后羅拉喂入，中、后羅拉的傳動(dòng)相互獨(dú)立控制，而輔助羅拉式雙通道紡紗系統(tǒng)主要采用后羅拉分別控制兩根粗紗的喂入，再經(jīng)過中羅拉、前羅拉的牽伸，在加捻三角區(qū)處并合、加捻形成一根紗線，如圖3所示。因此，輔助羅拉式雙通道紡紗系統(tǒng)技術(shù)的關(guān)鍵在后羅拉，通過把每個(gè)牽伸單元的后羅拉均分成兩段，再把后膠輥分割成對(duì)應(yīng)的兩個(gè)部分與后羅拉分別構(gòu)成兩個(gè)獨(dú)立的握持點(diǎn)，兩個(gè)握持點(diǎn)分別控制兩根粗紗，運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立。為了實(shí)現(xiàn)每個(gè)牽伸單元后羅拉處兩個(gè)握持點(diǎn)運(yùn)動(dòng)獨(dú)立控制，需要對(duì)后羅拉進(jìn)行特殊加工改造。改造的方法是在后羅拉上安裝活套裝置，活套裝置通過皮帶與輔助羅拉連接，后羅拉與輔助羅拉分別由獨(dú)立電機(jī)傳動(dòng)，一根粗紗由活套裝置控制，另一根粗紗由后羅拉控制，兩根粗紗控制系統(tǒng)相互獨(dú)立形成雙通道紡紗系統(tǒng)。

圖3 輔助羅拉式雙通道紡紗原理

輔助羅拉式雙通道紡紗系統(tǒng)通過后羅拉分別控制兩根粗紗，經(jīng)過后區(qū)、前區(qū)牽伸后在前羅拉鉗口處匯聚、并合，然后加捻成紗。為了防止單根紗線沒有及時(shí)被捻入紗體中被吸棉笛管吸走或形成膠輥回花，以及提高兩根紗線銜接處的牢度，需要通過安裝氣流集聚式集聚紡紡紗系統(tǒng)來解決上述問題，也有通過安裝集合器的辦法。

1.3.2 紗線特點(diǎn)

輔助羅拉式雙通道紡紗系統(tǒng)主要是通過后羅拉分別控制兩根粗紗，因此每根粗紗都經(jīng)過后區(qū)牽伸、前區(qū)牽伸再形成紗線，每根紗線的牽伸路線與細(xì)紗相同，與后羅拉式、前后膠圈式雙通道紡紗系統(tǒng)中單區(qū)牽伸相比，雙區(qū)牽伸對(duì)粗紗的捻系數(shù)要求高一點(diǎn)，粗紗斷紗現(xiàn)象較少，紗線牽伸過程中條干均勻度較好。由于輔助羅拉式雙通道紡紗系統(tǒng)對(duì)兩根喂入的粗紗可以分別獨(dú)立控制，兩根粗紗的喂入完全可以根據(jù)工藝的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，既可以在勻速喂入與變速喂入之間隨意切換，又可以在連續(xù)喂入與間斷喂入之間隨意切換，產(chǎn)品的可開發(fā)空間較大。

1.3.3 存在問題

由于輔助羅拉式雙通道紡紗系統(tǒng)需要添加一根輔助羅拉，同時(shí)在后羅拉上安裝活套裝置，對(duì)細(xì)紗機(jī)羅拉座、后羅拉的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了新的要求，需要對(duì)傳統(tǒng)細(xì)紗機(jī)進(jìn)行較大幅度的技術(shù)改造才能滿足輔助羅拉式雙通道紡紗系統(tǒng)的技術(shù)要求。細(xì)紗機(jī)技術(shù)改造主要包括輔助羅拉的設(shè)計(jì)與安裝、特殊結(jié)構(gòu)后羅拉與活套機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與安裝、羅拉座的設(shè)計(jì)、特殊結(jié)構(gòu)的后膠輥。因此細(xì)紗機(jī)設(shè)備改造任務(wù)比較復(fù)雜，相對(duì)后羅拉式、前后膠圈式兩種雙通道紡紗方法而言，設(shè)備改造成本較高。

輔助羅拉式雙通道紡紗系統(tǒng)中兩根粗紗都經(jīng)過后區(qū)、前區(qū)兩個(gè)牽伸區(qū)，雖然兩根粗紗都可以間斷獨(dú)立喂入，但因?yàn)闋可毂稊?shù)較大導(dǎo)致形成的段紗長度較長，而且存在參數(shù)控制準(zhǔn)確性不足的問題。另外，該紡紗系統(tǒng)采用后羅拉兩根粗紗獨(dú)立傳動(dòng)控制，中、前羅拉的傳動(dòng)統(tǒng)一控制，所以前區(qū)的牽伸倍數(shù)是統(tǒng)一的，前區(qū)牽伸倍數(shù)較大，后區(qū)牽伸倍數(shù)較小，導(dǎo)致兩根粗紗在進(jìn)行變速喂入時(shí)，完全依賴于后羅拉的速度調(diào)節(jié)，而后區(qū)牽伸倍數(shù)變化范圍制約了后羅拉速度的調(diào)節(jié)范圍。因此，該紡紗系統(tǒng)由于機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)局限，對(duì)紗段長度、粗度以及分布的設(shè)計(jì)存在較大的制約，影響了紗線產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用。

2 三通道紡紗技術(shù)

2.1 紡紗原理

目前，三通道紡紗技術(shù)主要采取后羅拉分割法，把細(xì)紗機(jī)每個(gè)牽伸單元的后羅拉均分成三段形成一組后羅拉，相應(yīng)后膠輥也分為三段，與三段羅拉組成三個(gè)握持鉗口，每個(gè)握持鉗口分別控制一根粗紗的喂入，每段后羅拉的傳動(dòng)相互獨(dú)立控制；而每個(gè)牽伸單元的中羅拉、前羅拉沒有分割，中羅拉、前羅拉的傳動(dòng)與后羅拉之間相互獨(dú)立，可以采用一個(gè)傳動(dòng)單元，也可以把前羅拉、中羅拉分別采用獨(dú)立電機(jī)控制。三根粗紗分別由三段后羅拉獨(dú)立控制，每根粗紗分別經(jīng)過中羅拉、前羅拉的牽伸，在前羅拉鉗口處匯聚并合加捻形成一根紗線。如圖4所示。

圖4 三通道紡紗原理

三通道紡紗系統(tǒng)中，后羅拉分成三段形成相互獨(dú)立的傳動(dòng)系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)三段羅拉傳動(dòng)獨(dú)立，在后羅拉處安裝了兩個(gè)活套裝置。三段羅拉中，左、右兩段分別由活套裝置控制，中間一段由后羅拉傳動(dòng)，而每個(gè)活套通過皮帶連接一根傳動(dòng)軸，每根傳動(dòng)軸由獨(dú)立電機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)，三根粗紗的喂入達(dá)到分別獨(dú)立控制，形成三通道紡紗系統(tǒng)[17-19]。

2.2 紗線特點(diǎn)

三通道紡紗系統(tǒng)采用三段后羅拉分別控制粗紗的喂入，每個(gè)紡紗通道中粗紗都需要經(jīng)過后區(qū)、前區(qū)兩個(gè)牽伸區(qū)形成紗線，所以紗線的條干均勻度較好。三根粗紗的傳動(dòng)系統(tǒng)相互獨(dú)立，后羅拉速度可以按照工藝設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行控制，不同粗紗的喂入可以相互切換，使喂入的三根粗紗按照不同的速度進(jìn)入牽伸區(qū)，產(chǎn)生不同的牽伸倍數(shù)，實(shí)現(xiàn)多種混和比例的變化以及對(duì)各紗段的長度、粗度和變化規(guī)律的控制，可以形成多種組合、品種豐富的紗線。以下幾種紗線是三通道紡紗系統(tǒng)比較典型的紗線設(shè)計(jì)。

2.2.1 三色段彩紗

利用三通道紡紗系統(tǒng)中三個(gè)獨(dú)立的紡紗通道，每個(gè)牽伸單元中三段后羅拉輪流喂入粗紗，經(jīng)過牽伸后在前羅拉鉗口處集聚，再加捻形成一根由三種紗分段組成的三色段彩紗。其結(jié)構(gòu)特征是三種顏色紗線間斷輪流形成一根紗線，三段紗線顏色與原料可以獨(dú)立設(shè)計(jì)與控制，三種顏色紗線交錯(cuò)間隔，形成獨(dú)特的花式效果。

這種紗線在結(jié)構(gòu)上可分為三個(gè)顏色紗段與三個(gè)過渡段共六段，彼此循環(huán)往復(fù)，構(gòu)成一根三色段彩紗。由于每個(gè)紡紗通道是相互獨(dú)立控制，每個(gè)紡紗通道都可根據(jù)工藝要求進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)。因此，三色段彩紗中不同紗段的紗線線密度可以相同也可以不同，而每個(gè)紗段的線密度也可通過改變后羅拉速度實(shí)現(xiàn)變化。所以可通過不同紗段線密度不同設(shè)計(jì)形成竹節(jié)效果，也可通過每個(gè)紗段線密度的變化設(shè)計(jì)形成竹節(jié)紗，三色段彩紗線的可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，產(chǎn)品豐富多彩。

2.2.2 三色段彩變色竹節(jié)紗

三色段彩變色竹節(jié)紗是在三色段彩紗基礎(chǔ)上，結(jié)合段彩竹節(jié)紗技術(shù)而開發(fā)的一種新型段彩紗。段彩竹節(jié)紗是主紗連續(xù)喂入、輔紗間斷喂入，輔紗間斷附著在主紗上既形成段彩又形成竹節(jié)。利用三通道紡紗系統(tǒng)中，三根粗紗的喂入相互獨(dú)立、自由可控的特點(diǎn)，在三根粗紗中輪流一根喂入前后相接形成主紗，另外兩根粗紗間斷輪流喂入形成輔紗，主紗與輔紗經(jīng)過牽伸、并合、加捻形成一根紗，這就是三色段彩變色竹節(jié)紗[20]。

由于主紗采用三種顏色紗段按照設(shè)計(jì)的規(guī)律前后相接而成，其顏色是不斷變化的；輔紗也是利用三種顏色的紗線，在后羅拉的控制下形成長度、粗細(xì)不同的紗段，間斷附著在主紗上形成竹節(jié)，輔紗的顏色也是不斷變化的，主紗與輔紗的顏色相互輪換。因此，這種紗線顏色在不同的工藝設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出多種變化，風(fēng)格多樣。

2.2.3 復(fù)合結(jié)構(gòu)多彩紗

基于三通道紡紗系統(tǒng)的特點(diǎn)，通過對(duì)三段后羅拉轉(zhuǎn)動(dòng)的控制，結(jié)合紗線牽伸、集聚、加捻原理，可以形成多種結(jié)構(gòu)各異、風(fēng)格不同的新型花式紗線。復(fù)合結(jié)構(gòu)多彩紗就是通過對(duì)后羅拉運(yùn)動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)出的一種新型花式紗線。

在三通道紡紗系統(tǒng)三段獨(dú)立控制的后羅拉中，利用數(shù)字化控制技術(shù)，對(duì)三根后羅拉與后膠輥握持的粗紗喂入狀態(tài)進(jìn)行分別控制。復(fù)合結(jié)構(gòu)多彩紗就是在喂入的三根粗紗中，主紗采用三根粗紗輪流組合兩根同時(shí)喂入，形成類似AB、BC、AC三種紗段相互循環(huán)；輔紗（第三根紗）粗紗采用間斷喂入的形式，附著在主紗上形成段彩。由于三根粗紗輪流兩兩組合，所以第三根紗不是固定的，而是兩兩組合后剩下的那根紗[21]。

因此，復(fù)合結(jié)構(gòu)多彩紗中主紗的顏色是不斷變化的，這種顏色變化既不是涇渭分明，又不是模糊不清，而附著在主紗上的段彩顏色也是不斷變化的，與主紗的色彩既沖撞又區(qū)分，產(chǎn)生十分豐富多彩的變化，實(shí)現(xiàn)了紗線材質(zhì)與色彩的多樣性變化，有利于進(jìn)一步提高產(chǎn)品開發(fā)水平。

2.3 存在問題

相對(duì)于傳統(tǒng)細(xì)紗機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，三通道紡紗系統(tǒng)中后羅拉分成三段，相互獨(dú)立傳動(dòng)，所以三通道紡紗系統(tǒng)中需要增加兩個(gè)傳動(dòng)單元，重新設(shè)計(jì)羅拉座便于安裝兩根傳動(dòng)軸；同時(shí)，分成三段的后羅拉需要安裝兩個(gè)活套，為了保證活套的順利安裝，后羅拉的結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行較大的改變，因此需要重新設(shè)計(jì)滿足使用要求的后羅拉。

由于同時(shí)喂入三根粗紗，三根粗紗分別位于三段后羅拉的中心位置，牽伸過程中三根粗紗之間相互距離較大，一方面邊緣纖維容易滑移出牽伸區(qū)，另一方面不利于在前羅拉鉗口處的聚合，所以需要安裝集棉器以改變粗紗須條的位置，縮小相互之間的距離。根據(jù)三通道紡紗系統(tǒng)中不同位置對(duì)集棉器的功能要求不同，目前設(shè)計(jì)有兩種集棉器，一種是后集棉器，安裝在后羅拉與中羅拉之間，主要目的是縮小粗紗間距；另一種是前集棉器，主要安裝在前羅拉鉗口處。前集棉器有兩個(gè)作用，一是減小三根須條間距以降低張力差異，防止單根須條斷頭；二是提高不同須條之間集聚并合的牢度，提高不同須條段與段之間的接合強(qiáng)度，保證聚合后的須條能夠順利完成加捻成紗，降低紗線斷頭率，防止紗段被吸棉笛管吸走或者形成飛花。由于前集棉器在纖維的集聚過程中，纖維是被動(dòng)集聚，聚合的牢度與效果存在不足，所以在前羅拉處安裝氣流集聚式集聚紡裝置，重新設(shè)計(jì)異形管吸風(fēng)槽，利用氣流作用與網(wǎng)格圈的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到纖維的主動(dòng)集聚，有利于改善集聚效果，提高紗線質(zhì)量。

三通道紡紗系統(tǒng)與輔助羅拉式雙通道紡紗裝置相類似，都是利用后羅拉獨(dú)立傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)粗紗的控制，每根粗紗都經(jīng)過兩個(gè)牽伸區(qū)，所以段紗長度較長、粗度調(diào)節(jié)范圍較小的局限，對(duì)紗線產(chǎn)品的開發(fā)產(chǎn)生較大限制。

3 結(jié)束語

多通道紡紗技術(shù)是近年來基于環(huán)錠紡紗技術(shù)上的重大技術(shù)創(chuàng)新，也是基于PLC控制技術(shù)與多電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展起來的新型紡紗方法。隨著多通道紡紗技術(shù)的逐步改進(jìn)與完善，所紡紗線質(zhì)量得到進(jìn)一步提高，多通道紡紗技術(shù)逐漸被紡紗企業(yè)所接受，應(yīng)用越來越廣泛。目前，多通道紡紗技術(shù)中雙通道紡紗技術(shù)較為成熟，市場中應(yīng)用較多，三通道紡紗技術(shù)有待進(jìn)一步完善，而四通道紡紗技術(shù)由于牽伸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性與牽伸元件的尺寸，目前尚無法滿足企業(yè)生產(chǎn)的要求。多通道紡紗技術(shù)改變了傳統(tǒng)細(xì)紗機(jī)單一喂入方式，實(shí)現(xiàn)了多元喂入，為紗線結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新提供了條件，為紗線產(chǎn)品開發(fā)提供了廣闊的空間，促進(jìn)了環(huán)錠紡紗機(jī)的技術(shù)進(jìn)步。