一種新型復合結構段彩紗的研發

劉梅城 王成苗 朱圓月 冷 港

(江蘇工程職業技術學院，江蘇南通,226007)

色紡紗是一種通過纖維顏色進行表達的一類特色紗線產品，主要是利用有色纖維進行紡紗。色紡紗線風格獨特，色彩豐富并有層次，形成的面料顏色自然，具有較強的朦朧感，深受消費者青睞。花式紗線是一種具有創意的紗線，主要是在紡紗和制線過程中，采用特殊設備或特殊工藝進行加工而得到的具有獨特結構、外觀、手感和質地的紗線。花式紗線主要有3種：通過紗線色彩變化形成花色紗線、通過紗線結構變化形成的花式紗線、通過纖維性能與色彩變化及紗線結構變化形成的綜合花式紗線[1]181。

本次研發的這種新型復合結構段彩紗是在色紡紗基礎上, 通過對單一色彩和結構的紗線進行改變, 對常規的棉紡設備進行適當的改造即可滿足生產要求。作為花式紗線的一種，這種新型段彩紗是采用兩種顏色粗紗紡制出具有特殊結構與外觀效應的紗，具有別致的外觀風格與較強的立體感。本文主要就新型復合結構段彩紗的研發與產品設計進行探討，旨在開發具有市場需求的特色紗線。

1 紗線結構研究

1.1 兩種段彩紗的比較

段彩紗是在色紡紗的基礎上發展起來的一種花式紗，是一種風格獨特的色紡花式紗，與色紡紗相比，色彩變化更為豐富、結構更為復雜。按紗線色彩形成方式的不同，段彩紗可分為印染法、混和法，印染法生產的段彩紗又稱為段染紗，而混和法是通過紡紗實現段彩。混和法根據混和工序的不同，可分為在混棉處混和、在并條處混和和在細紗處混和3種，也可以多個工序進行復合。通過不同方法生產的段彩紗，形成的紗線在結構與風格上存在很大差別。本文主要研究在細紗處混和生產的段彩紗[2]。

在細紗處混和生產的段彩紗不同于一般色紡紗，通過產品設計不但在徑向上實現了多種色彩纖維按一定的規律變化，而且在軸向上也實現了多種色彩纖維按一定規律分段變化。通過不同的工藝參數設計，可以實現段彩紗產品的千變萬化，為紗線產品的開發提供了廣闊的空間[1]182。在細紗處混和生產段彩紗必須對常規的細紗機進行技術改造，細紗機改造的技術方案不同，生產的段彩紗結構與風格也不同。目前，對細紗機進行段彩紗改造的方法主要有兩種，可生產竹節段彩紗和漸變段彩紗。

竹節段彩紗的結構特征是以一根紗為主干紗，間斷附著另一根紗，由于兩根紗線的顏色不同形成段彩，段彩處是粗節，類似于竹節紗結構。這種段彩紗的生產方法是以一根粗紗為主紗，連續喂入經過牽伸、加捻成紗，另一根粗紗作為輔紗，間斷喂入經過牽伸后與主紗并合形成一根須條，經過加捻成紗。這種段彩紗在顏色特征上，主要通過輔紗間斷附著形成段彩，而這種段彩在紗線徑向上是涇渭分明的兩元結構，類似于AB色紡。

漸變段彩紗的結構特征是兩種顏色紗線間斷輪流形成一根紗線，一段是一種顏色的紗線，一段是另一種顏色的紗線，兩種顏色紗線交錯間隔，是一種真正意義上的段彩紗。這種紗線的生產方法是兩根顏色不同的粗紗輪流間斷喂入，兩根粗紗經過牽伸后在前羅拉處匯合，前后相連形成一根段彩紗[3]。這種段彩紗在結構上可分為3段：A段、AB過渡段、B段，因此紗線顏色實際上也存在3種顏色，即A色、AB色、B色，所以稱為漸變段彩紗。

1.2 新型復合結構段彩紗的提出

竹節段彩紗與漸變段彩紗在紗線結構與風格上存在很大差別，形成的面料也具有完全不同的色彩特征。通過對竹節段彩紗與漸變段彩紗紡紗原理的研究比較，竹節段彩紗存在主、輔紗的關系，而漸變段彩紗是兩種粗紗輪流喂入，把兩種段彩紗的紡紗方法結合在一起，就可以形成一種具有這兩種段彩紗結構的新型復合結構段彩紗線[4]。

這種新型復合結構段彩紗是我校自主研發的一種新型花式紗線，具有完全的知識產權，是在竹節段彩紗與漸變段彩紗的基礎上，融合兩種段彩紗生產技術。其紡紗原理是：當一根粗紗連續喂入時，另一根粗紗間斷喂入，經過一段時間后兩根粗紗的喂入方式進行對換，如此循環往復，就可以生產出一種具有復合結構的新型段彩紗。

由于新型復合結構段彩紗具有了兩種段彩紗的特征，在紗線的色彩上具有更多的變化，紗線的立體感更強，在面料的風格上賦予更多的變化，豐富了段彩紗的品種，促進了段彩紗紡紗技術的進步與發展。本次紡紗試驗通過采用兩種顏色纖維分別紡制粗紗，采用新型復合結構段彩紗紡紗技術，成功開發出獨具特色的新型復合結構段彩紗。這種新型復合結構段彩紗在外觀結構、色彩特征、面料風格上都表現出多種新的變化，為紡織新產品開發提供了更多選擇。

2 原料選擇

2.1 粘膠纖維

粘膠纖維選擇唐山三友集團化纖有限公司生產的棉型粘膠短纖維，本白半消光，優級品，纖維規格為1.33 dtex×38 mm。粘膠纖維經過染色、烘干、加油、調濕后，打包待用。

2.2 滌綸纖維

滌綸纖維采用環保型有色滌綸纖維，纖維規格為1.33 dtex×38 mm，由于采用原液著色纖維，可減少染色廢水對環境的污染，對于環境保護有著積極的作用。纖維的主要技術指標：線密度1.31 dtex，長度37.85 mm，斷裂強度4.49 cN/dtex，斷裂伸長率25.45%，卷曲數12.5個/25 mm，超長纖維率0.65%，倍長纖維含量2.7 mg/100 g。

3 紗線設計

本次試紡采用了粘膠與滌綸兩種纖維，天藍色粘膠與天藍色滌綸纖維按70/30比例，紡制成天藍色粗紗；淺黃色粘膠與淺黃色滌綸纖維按照70/30紡制成淺黃色粗紗。為了便于區分，把天藍色粗紗標記為A紗，淺黃色粗紗標記為B紗。

本次設計的新型復合結構段彩紗規格為R/T 70/30 18.5 tex，段彩工藝設計參數：主紗A長度分別為150 mm、200 mm、180 mm、300 mm；B紗長度分別為250 mm、200 mm、300 mm、180 mm；輔紗A紗長度分別為50 mm、40 mm、50 mm、40 mm，粗度為60%；輔紗B紗長度分別為35 mm、50 mm、40 mm、50 mm，粗度為60%。

圖1 紗線的外觀結構

4 工藝流程

5 技術措施

5.1 清棉工序

為了保證混色均勻，混和盡量充分，不出現大的色塊，染色后的粘膠纖維與有色滌綸纖維稱重后經過初步混和，然后在抓棉機圓盤投料。由于粘膠纖維與滌綸纖維規格均為1.33 dtex,纖維比較細，因此清棉工序掌握的工藝原則為“精細抓棉，混和充分，以梳代打，少傷纖維，減少返花”。為了防止因為過度打擊而產生色結，減少對纖維的損傷，同時提高混色的均勻性，所以降低抓棉小車每次升降動程與打手轉速，提高抓棉機的運轉效率，FA106型豪豬開棉機的梳針打手速度不宜太高，放大梳針與塵棒之間的隔距，縮小塵棒間的隔距以減少纖維的落棉量。

開清棉工序的主要工藝參數：抓棉機打手伸出肋條 2.5 mm，抓棉小車下降動程 2.5 mm/圈；FA106型開棉機梳針打手速度540 r/min，打手與塵棒間隔距13 mm×15 mm×17 mm，塵棒間隔距12 mm×7 mm×5 mm，成卷羅拉速度14 r/min。開清棉工序主要質量指標：棉卷設計定量385 g/m，A紗棉卷重量不勻率1.2%，B紗棉卷重量不勻率1.1%。

5.2 梳棉工序

梳棉工序采用的主要工藝原則為“梳理適度，少傷纖維，加快轉移，減少棉結”。首先加大刺輥與給棉板間的隔距，降低刺輥轉速，以減少刺輥對纖維的損傷；其次合理選擇蓋板與錫林間的五點隔距以加強對纖維的梳理，適當加快蓋板速度以增加色結的排除；第三是合理選擇道夫速度，以提高錫林轉移率對纖維的混和效果。同時做好針布的選型配套工作，加強針布檢查，保證針布的“五鋒一準”，加強梳理，減少棉結。

梳棉工序主要工藝配置：刺輥針布型號AT5610×05611，刺輥速度710 r/min，錫林針布型號AC2520×01650，錫林速度360 r/min,道夫針布型號AD4030×02090，道夫速度34 r/min，蓋板針布型號MCB32，蓋板線速度154 mm/min。梳棉工序主要質量指標：A紗生條定量22.5 g/5 m，重量不勻率4.3%，條干CV6.5%，色結6粒/g；B紗生條定量22.3 g/5 m，重量不勻率4.6%，條干CV6.0%，色結為4粒/g。

5.3 并條工序

并條工序采用兩道并合，為了提高混色均勻，頭并與二并的并合數均為8根并合。在并條工藝選擇上，采用“順牽伸”工藝，有利于改善熟條的纖維伸直度，減少彎鉤纖維。由于是滌綸與粘膠纖維混紡，為了提高膠輥的抗繞性，采用硬度邵爾A85度、表面經過抗靜電處理的膠輥，同時要經常對紡紗通道進行清洗，避免通道堵塞、掛花影響生產與質量。

并條工序主要工藝參數：頭并羅拉隔距12 mm×14 mm×20 mm，后區牽伸1.83倍，輸出速度 290 m/min；二并羅拉隔距12 mm×12 mm×18 mm，后區牽伸1.25倍，輸出速度290 m/min。并條工序主要質量指標：A紗熟條定量20.5 g/5 m，重量不勻率0.6%，條干CV2.6%；B紗熟條定量20.7 g/5 m，重量不勻率0.7%，條干CV2.3%。

5.4 粗紗工序

粗紗工藝設計要點是注意選擇合適的粗紗捻系數與錠速，適當加大羅拉加壓，控制好紡紗張力，提高粗紗質量水平。粗紗工序的主要工藝參數：羅拉隔距14 mm×26 mm×36 mm，鉗口隔距5.5 mm，錠速1 000 r/min，捻系數53，后區牽伸1.29倍。

粗紗工序主要質量指標：A紗定量5.2 g/10 m，重量不勻率1.1%，條干CV4.5%；B紗定量5.1 g/10 m，重量不勻率0.9%，條干CV4.3%。

5.5 細紗工序

細紗機需要進行3個方面的改造：一是粗紗架改造，增加粗紗容量滿足復合段彩紗的要求；二是牽伸系統與控制系統改造，采用JC-SF型漸變段彩竹節多功能紡紗裝置進行改造，該紡紗裝置采用PLC控制系統與伺服電機，可以進行全數字化控制；三是集聚紡改造，采用氣流集聚式四羅拉與網格圈集聚紡裝置，集聚紡改造的目的是保證兩根輸出紗線能夠集聚形成一根紗，避免被斷頭吸風笛管吸走[5]。

細紗工序主要工藝設計：羅拉隔距19 mm×25 mm，鉗口隔距3.0 mm，選用PG1-4254型鍍鉻鋼領和納米藍寶石G1/0型鋼絲圈，使用壽命長，膠輥選擇硬度邵爾A72 度的中硬度、抗繞性能好的膠輥，錠速14 100 r/min，捻系數358。細紗工序主要質量指標：重量CV2.3%，單紗斷裂強度19.2 cN/tex，單強CV11.6%。

5.6 絡筒工序

絡筒工序在SAVIO ORION型自動絡筒機上生產，配置烏斯特公司QUANTUM2型電子清紗器。由于紗線結構復雜，依據用戶對產品質量的要求，需要合理設置電子清紗器工藝參數，清除紗線中存在的異常紗疵，提高紗線產品質量。絡筒工序主要工藝參數：絡筒速度1 100 m/min，N+250%，S+260%×6.0 mm，L+60%×60 mm，T-50%×50 mm。

5.7 注意事項

在新型復合結構段彩紗的試紡過程中，為了保證紗線質量穩定，生產管理方面需要注意以下問題：首先在原料選配過程中，對所有原料逐包檢驗，把存在色差的原料纖維先隔離，再分類使用，盡可能避免產生色差，對回卷、回條一定要分開存放，經過檢查后可按一定比例均勻使用，同時要把好原料稱重和人工混棉質量關，保證混和比例準確、混和均勻。做好各色品種半制品的區域性隔離工作，防止飛花混入及半制品混用。其次加強對兩種粗紗定量控制，減少設計偏差，保證成紗號數準確，降低成紗重量不勻率。第三是加強對細紗牽伸區檢查，防止中、后羅拉的膠圈發生歪斜、張力不一致出現走偏現象，注意粗紗跑偏問題，提高產品質量，減少意外紗疵。

6 結語

綜上所述，本文所研發的這種新型復合結構段彩紗是在色紡紗基礎上, 從紗線結構的研究入手，通過對單一色彩和結構的紗線進行改變, 對常規的細紗設備進行適當的改造即可滿足生產。在試紡過程中，通過纖維原料與顏色的選擇、產品規格的設計、制定合理的紡紗工藝流程，采用兩種顏色原料分別生產粗紗，優化各工序工藝參數，嚴格控制各工序質量，加強生產操作管理，為R/T 70/30 18.5 tex新型復合結構段彩紗的成功開發提供了保證。該新型復合結構段彩紗生產技術可以適應多種纖維的生產要求，進行機織、針織用紗等紗線開發，為紡織面料的升級換代帶來了新的機遇。