圖1 Sirospun成紗機(jī)理示意圖

    兩根粗紗經(jīng)兩個(gè)分開的集合器，保持一定間距平行引入細(xì)紗機(jī)同一錠子的牽伸系統(tǒng)，經(jīng)牽伸后，由前羅拉輸出的這兩根單股紗須條，受到錠子回轉(zhuǎn)加捻作用的影響，在前羅拉下游自然并合，然后被進(jìn)一步加捻成雙股結(jié)構(gòu)特征的Sirospun紗，卷繞在筒管上。
    1.1.2 Sirospun紡紗捻度問題
    Sirospun紡自發(fā)明以來，許多研究者對(duì)其成紗機(jī)理進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)與分析，其焦點(diǎn)就是Sirospun紗的捻度問題。歸納起來，主要有以下幾種觀點(diǎn)。
    1.1.2.1 Sirospun紗中單股紗存在少量捻度
    有研究者認(rèn)為［1 - 2］，鋼絲圈帶動(dòng)雙股紗回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩在兩單股紗并合點(diǎn)抖動(dòng)（該點(diǎn)力矩平衡被打破）的瞬間自下向上傳遞，從而使并合點(diǎn)上單股紗繞自身軸線回轉(zhuǎn)而獲得真捻，且與雙股紗捻向相同，捻回?cái)?shù)相等。同時(shí)有人認(rèn)定［3］，單股紗捻度與雙股紗捻度的關(guān)系遵循一定規(guī)律，是嚴(yán)格對(duì)應(yīng)的，單股紗與雙股紗是同向捻，但對(duì)于捻回?cái)?shù)問題，該研究者認(rèn)為，雙股紗加捻前雙股紗與單股紗均無(wú)捻度，在加捻區(qū)內(nèi)，雙股紗與單股紗捻回?cái)?shù)相等，但單股紗捻回分布在相對(duì)更長(zhǎng)的長(zhǎng)度上，因此雙股紗中單股紗捻度接近但小于雙股紗捻度。而當(dāng)雙股紗足夠長(zhǎng)時(shí)，單股紗捻度非常接近雙股紗捻度，在正常紡紗時(shí)，通常單股紗捻度為雙股紗捻度的96 % ～ 98 %［4］。不過也有人持另外一種觀點(diǎn)［5 - 6］，雖然Sirospun紗中單股紗存在少量捻度，但單股紗的加捻仍屬于假捻過程，單股紗上的少許捻度是假捻使單股紗發(fā)生塑性變形所致。還有研究者［7］的觀點(diǎn)介于上述兩者之間，認(rèn)為Sirospun紗中兩單股紗有捻度存在，其方向與雙股紗捻向一致，但不是假捻的塑性變形，而是鋼絲圈的扭轉(zhuǎn)力矩自下而上傳遞，使兩單股紗繞自身軸線回轉(zhuǎn)而獲得的，而扭轉(zhuǎn)力矩的傳遞是連續(xù)的，并不是在并合點(diǎn)處紗條抖動(dòng)的瞬間才有。
    1.1.2.2 Sirospun紗中單股紗不存在捻度
    一些研究者［8］認(rèn)為Sirospun紡紗中兩個(gè)單股須條的加捻過程是一個(gè)假捻過程，由于摩擦作用，兩須條并合點(diǎn)相當(dāng)于一個(gè)假捻器，隨著雙股紗的加捻，并合點(diǎn)兩側(cè)的單股紗獲得數(shù)量相同而方向相反的捻回?cái)?shù)，當(dāng)紗線向下輸送通過并合點(diǎn)后，單股紗上不再存在捻度。
    1.2 Sirofil成紗機(jī)理（圖2）
    Sirofil紡是通過在傳統(tǒng)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上加裝一個(gè)長(zhǎng)絲喂入裝置，將粗紗須條（為第一組分）與一根細(xì)旦化纖長(zhǎng)絲或棉、麻、絹絲、毛等預(yù)紡短纖紗（為第二組分）保持一定距離平行喂入，并在前羅拉鉗口下游匯合，交捻成紗。在這個(gè)過程中，粗紗須條通過常規(guī)牽伸裝置從前羅拉輸出，長(zhǎng)絲則通過張力器、探頭、切斷器從前羅拉輸出，在前羅拉鉗口處形成三角區(qū)，達(dá)到良好的加捻與成紗效果。有研究者通過靜態(tài)模擬與動(dòng)態(tài)紡紗實(shí)驗(yàn)研究成紗捻度結(jié)構(gòu)及各組分上捻度的分布，發(fā)現(xiàn)Sirofil紗中兩組分具有與成紗同向的捻回，捻度值小于成紗捻度，長(zhǎng)絲捻度小于羊毛單紗。 Sirofil紗中并合點(diǎn)以上兩單股紗的捻度大小與各成分剪切模量、并合點(diǎn)處各捻回角、每股紗的半徑有關(guān)［9］。

圖2 Sirofil成紗機(jī)理示意圖

    1.3 Solospun成紗機(jī)理（圖3）

圖3 Solospun成紗機(jī)理示意圖

    在Solospun紡紗過程中，當(dāng)粗紗須條在出前羅拉鉗口時(shí)，溝槽羅拉將其分割成兩股以上的纖維束（一般是3 ～ 5股），這些纖維束在紡紗張力的作用下進(jìn)入溝槽羅拉的溝槽內(nèi)，然后在紡紗加捻力的作用下，圍繞其自身的捻心回轉(zhuǎn)，從而具有一定的捻度；這些帶有一定捻度的纖維束隨著紗線的卷繞運(yùn)動(dòng)向下移動(dòng)，當(dāng)纖維束脫離溝槽羅拉后，在并合點(diǎn)處并合，再加強(qiáng)捻形成一根類似纜繩、結(jié)構(gòu)特殊的單紗，然后再卷取到細(xì)紗管上形成Solospun紗線。在預(yù)加捻階段，纖維基本上呈螺旋線狀存在于纖維束中，由于捻度較小，纖維螺旋線與紗軸向夾角很小，纖維頭端因彎曲和扭轉(zhuǎn)彈出紗體的機(jī)會(huì)較小。經(jīng)預(yù)捻的各股纖維束在并合點(diǎn)處并合再加強(qiáng)捻，原來結(jié)構(gòu)較為松散的纖維束受到類似于合股作用的強(qiáng)捻作用，使得各纖維束緊密地纏繞在一起，形成致密的紗線結(jié)構(gòu)，使纖維及其頭端在后面的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)中不易被甩出紗體。另外，原來存在于纖維束表面的纖維頭端，經(jīng)再次加捻后又有一部分卷進(jìn)了紗線的內(nèi)部，再次減少可能出現(xiàn)的毛羽。
    2 紗線結(jié)構(gòu)與性能
    2.1 Sirospun紗線結(jié)構(gòu)與性能
    2.1.1 Sirospun純毛紗
    Sirospun紗是由兩股弱捻單股紗捻合而成，其結(jié)構(gòu)與單股紗及股線比較均有一定差異（圖4（a））。兩股單股紗以螺旋狀相互捻合在一起，相互之間較為分明，互不相混，纖維難以充分移動(dòng)而形成兩個(gè)分布中心。單股紗在紡紗過程中存在部分捻度，纖維抱合緊密，不易滑脫，因而能提高強(qiáng)力。而兩股單股紗在某種程度上的相互包纏，使其在毛羽和耐磨性能方面均有所改善。并合前兩股須條因紡紗張力的波動(dòng)易產(chǎn)生意外瞬時(shí)牽伸，無(wú)疑對(duì)成紗條干的均勻性產(chǎn)生不利影響，但由于雙根須條喂入的并合作用，亦可提高成紗均勻度。從成紗橫截面看，單股紗近似圓形，加捻時(shí)相互擠壓，成紗橫截面也近似圓形，不同于普通環(huán)錠紗，織成織物呢面光潔，透氣性、懸垂性好。

(a) Sirospun紗

(b) Sirofil紗

(c) Solospun紗

(d) 傳統(tǒng)環(huán)錠紡單紗

    2.1.2 Sirospun混紡紗
    兩種纖維在混紡成紗時(shí)徑向?qū)⒊霈F(xiàn)不同的轉(zhuǎn)移規(guī)律，稱為“中心化趨向”現(xiàn)象，表現(xiàn)為一種纖維主要分布在紗的中心，而另一種纖維主要分布在紗的表面。即使兩種混紡纖維的長(zhǎng)度和細(xì)度差異比較小，也足以產(chǎn)生較明顯的傾向性分布。Sirospun混紡紗也遵循上述規(guī)律，既可從紗線中心的纖維得到有利的抗張性能，又可以從紗線的表面纖維獲得所預(yù)期的表面性能［11］。細(xì)旦纖維與毛纖維在進(jìn)行Sirospun紡紗時(shí)，毛纖維分布在外層，使最終成品織物具有毛產(chǎn)品的風(fēng)格，穿著舒適，透氣性強(qiáng)，無(wú)靜電現(xiàn)象，光澤柔和，富有彈性，懸垂性好；而細(xì)旦纖維賦予織物很多良好的內(nèi)在功能，如抗皺性、強(qiáng)度、保形性等。
    2.2 Sirofil紗線結(jié)構(gòu)與性能
    Sirofil紗是在加捻三角區(qū)復(fù)合加捻形成的復(fù)合紗線，羊毛須條與長(zhǎng)絲或預(yù)紡短纖紗相對(duì)抗彎剛度和抗扭剛度的不同造成兩者在紗結(jié)構(gòu)中的位置分布差異，后者將纖維須條包纏在中間，須條和長(zhǎng)絲表面均有同向的捻回。這就將以往“麻花式”結(jié)構(gòu)變?yōu)椤袄p繞式”結(jié)構(gòu)，如同在毛紗中嵌入了一根柔軟的鋼筋，長(zhǎng)毛羽少，表面光潔（圖4（b））。由于引入了少量的化纖長(zhǎng)絲或預(yù)紡短纖紗，形成長(zhǎng)絲交捻或包纏，明顯改善了紗線的毛羽、強(qiáng)力與伸長(zhǎng)等性能，成紗條干也優(yōu)于傳統(tǒng)單紗，強(qiáng)力與伸長(zhǎng)甚至優(yōu)于同特?cái)?shù)股線。就毛羽來說，Sirofil紡紗先“預(yù)捻”再“強(qiáng)捻”的特殊方式使初始階段毛羽產(chǎn)生量減少，而長(zhǎng)絲“外側(cè)纏繞”式結(jié)構(gòu)無(wú)疑亦有助于減少紗線毛羽，近乎圓形的緊密紗線結(jié)構(gòu)也保證了后道加工中不易產(chǎn)生毛羽［12］。
    2.3 Solospun紗線結(jié)構(gòu)與性能
    Solospun紗的外觀較傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗光滑、毛羽少、有光澤（圖4（c））。紗中的纖維被溝槽羅拉隨機(jī)地分成了若干小股纖維束，這些纖維束帶有真捻，且捻向與紗線相同。每束纖維根數(shù)不盡相同，纖維束之間的間距也不同。而且沿紗線的長(zhǎng)度方向上，纖維的分股數(shù)是不同的。在前后分股數(shù)不同的地方，經(jīng)輕度加捻的纖維束交替纏繞，每根纖維都被鄰近的纖維束所束縛，這使得紗中纖維間結(jié)構(gòu)緊密，抱合力和摩擦力變大，因此，Solospun紗的毛羽少、強(qiáng)力高、耐磨度好。纖維束外層纖維的螺旋線要比傳統(tǒng)環(huán)錠紗短，纖維伸長(zhǎng)小，張力亦小；加之纖維束外層纖維的螺旋角小，纖維張力在紗線軸向的有效分力就大，使紗線具有更佳的強(qiáng)伸性能［13］。另外，在所加捻度一致的情況下，Solospun紗的測(cè)試捻度總比傳統(tǒng)環(huán)錠紗低，條干與細(xì)節(jié)也稍遜于傳統(tǒng)環(huán)錠紗。
    3 經(jīng)濟(jì)效益
    3.1 Sirospun紡的經(jīng)濟(jì)效益
    3.1.1 高效率，低成本
    從工藝角度來講，兩股被牽伸的粗紗在前羅拉出口處立即并合加捻，能有效地減少細(xì)紗斷頭導(dǎo)致的停車次數(shù)，具有高效率；通過在細(xì)紗機(jī)上安裝特殊組件，就可將細(xì)紗、并紗、捻線合為一道工序，從而縮短毛精紡生產(chǎn)流程，一般可降低56 %的紡紗成本與1 %的織造成本。
    3.1.2 低支毛紡制高支紗
    Sirospun紡紗工藝為低支毛紡制高支紗提供了良好的解決方案。Sirospun紡紗是在細(xì)紗機(jī)上直接生產(chǎn)雙股紗，其截面根數(shù)是相同線密度股線中單紗的兩倍，因此該系統(tǒng)是低支毛紡制高支毛紗的理想設(shè)備。其紡紗與織造商業(yè)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1、2。

    3.2 Sirofil紡的經(jīng)濟(jì)效益
    3.2.1 技術(shù)新穎，工藝簡(jiǎn)單
    Sirofil紡是用較粗羊毛生產(chǎn)較高支數(shù)紗線的可行方法，在保證紗線質(zhì)量的前提下，可使生產(chǎn)成本降低（表3）。而其優(yōu)異的紗線性能及較高的品種適應(yīng)性，有望打破阻礙高支輕薄產(chǎn)品發(fā)展的瓶頸制約。

注：織物Ⅰ為Sirofil精紡毛織物，原料配比為60 S /64 S 羊毛（占86％）與30D/10f錦綸（占14％），用F84/2來
表示與84/2股線支數(shù)相同的Sirofil精紡毛紗的線密度；織物Ⅱ?yàn)閭鹘y(tǒng)毛織物，原料為100％90 S 羊毛。

    3.2.2 節(jié)省成本，降低消耗
    Sirofil紡省去了單紗絡(luò)筒、并紗及捻線工序，節(jié)約了機(jī)器設(shè)備，相應(yīng)減少了占地面積和能量消耗。
    3.3 Solospun紡的經(jīng)濟(jì)效益
    3.3.1 效益成本比高
    與雙股紗線生產(chǎn)相比，Solospun的細(xì)紗成本和生產(chǎn)時(shí)間都大大減少，效率提高；由于省略了加捻工序，粗紗和細(xì)紗產(chǎn)量提高了1倍；Solospun對(duì)原料的要求較低，與傳統(tǒng)紡紗方法比較，可用較粗的纖維生產(chǎn)相同支數(shù)的紗線，這使羊毛加工范圍變寬，不但進(jìn)一步降低了加工成本，而且有助于減少庫(kù)存，提高庫(kù)存管理效益（表4、5）。

    3.3.2 裝置安裝簡(jiǎn)便
    一個(gè)安裝工在3 h內(nèi)能安裝1 000個(gè)錠子，羅拉的更換周期為6個(gè)月，由于該裝置可簡(jiǎn)單地夾在細(xì)紗機(jī)上，機(jī)器具有很大的通用性，在幾分鐘內(nèi)即可恢復(fù)到傳統(tǒng)紡紗狀態(tài)。
    4 3種新型紡紗技術(shù)的比較
    4.1 Sirospun與Sirofil
    Sirospun技術(shù)最初就是為減少紗線的毛羽數(shù)而開發(fā)的，Sirofil技術(shù)則更進(jìn)一步，它將Sirospun紡紗中所用兩束粗紗中的一束由化纖長(zhǎng)絲或預(yù)紡紗代替，不但可以利用常規(guī)合成纖維優(yōu)良的性能和低廉的價(jià)格來彌補(bǔ)高支羊毛纖維的某些不足，而且還可充分利用差別化長(zhǎng)絲的特性來賦予精紡毛紗某種特殊功能，如抗靜電、防油與防污等。
    4.2 Sirospun與Solospun
    Solospun也是在Sirospun的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種更成熟的紡紗技術(shù)。Sirospun用兩股粗紗喂入，在前羅拉鉗口形成一定寬度的三角區(qū)，從而使成紗帶有股線的性質(zhì)，而Solospun是將一股粗紗進(jìn)行分割，由兩股以上的纖維束并合加捻成紗；Sirospun中每一股纖維束是由一股粗紗牽伸而成，兩股纖維束之間是互不干涉的，而So1ospun紡的纖維束是由同一粗紗須條分割而成，其組成不斷發(fā)生變化，相互之間也會(huì)產(chǎn)生干涉；就紗線的性能來說，Solospun紗在伸長(zhǎng)、條干均勻度和毛羽等指標(biāo)上均優(yōu)于Sirospun紗，但前者的細(xì)節(jié)偏多。
    4.3 Sirofil與Solospun
    兩者都是在Sirospun的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，但從本質(zhì)上講，Sirofil是一種復(fù)合紡紗方法，其原料一般由兩種以上組分構(gòu)成，除改善紗線毛羽之外，還可增加更多特殊功能；而Solospun是一種應(yīng)用于羊毛純紡或混紡的新型紡紗方法，其本質(zhì)是一種緊密紡或者集聚紡，主要用來改善紗線毛羽，加工可織造單紗，提高面料輕薄化。
    5 結(jié)語(yǔ)
    我國(guó)毛紡錠數(shù)位居世界前列，但還是以傳（下轉(zhuǎn)P56）（上接P50）統(tǒng)細(xì)紗機(jī)居多，為迎合面料輕薄化的潮流，應(yīng)加快對(duì)傳統(tǒng)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的新技術(shù)改造，提升其技術(shù)含量，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。而日益發(fā)展的Sirospun、Sirofil與Solospun技術(shù)有助于突破毛精紡面料輕薄化的瓶頸制約，并會(huì)產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益(董奎勇)

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