粗紗段彩紗的開發

韓學政 蘇士田 陳啟升 王延永

(1.棗莊學院,山東棗莊，277160；2.山東聯潤色紡科技有限公司，山東棗莊，277400)

紡織產業轉型升級的核心是提升產品品質，主動適應高端市場需求并做出特色。段彩紗作為一種新型的花式紗線，其特點是在紗體長度方向上間隔分布著色彩間斷變化的彩段，從而使紗線富有層次感、立體感，還具有豐富的色彩變化。通常段彩紗的生產方法可分為兩大類，一類是基于細紗工序的技術方法，另一類是基于并條工序的技術方法[1]。傳統生產段彩紗主要是在細紗工序實現，采用2組～3組有色粗紗，階段性交替喂入紡制而成。而我們通過對粗紗機喂入機構和牽伸機構創新改造，使主輔須條分別可控喂入，實現了粗紗段彩，形成粗紗段彩新技術。段彩粗紗經過細紗機加工時，結合賽絡集聚紡、竹節紗、細紗段彩紗等新型紡紗方式，開發出了新型段彩紗，進一步豐富了色紡紗的顏色組合，使紗線風格更加絢麗多彩[2]。

1 原料性能及選用

在傳統紡織生產環節中，染色過程不僅會產生能源消耗，而且還會產生大量廢水和有毒物質，嚴重污染環境，對人身健康產生危害。為適應環保、低碳經濟發展的新要求，化纖紡織行業在引進吸收的基礎上，使原液著色技術進一步成熟，開發出一系列原液著色纖維。原液著色纖維本身在生產過程中給纖維賦予了各種顏色，在后續紡紗和織造過程中實現了無染加工，省去了染色工序，避免了大量印染廢水的產生，減少了二氧化碳排放量，具有顯著的環境友好特征。原液著色纖維又可稱為“綠色纖維”。

原液著色纖維具有色牢度高、著色均勻、色彩鮮艷度高等特點。原液著色纖維相關配套產業如顏料、色母粒、加工裝備等已實現國產化，具備產業快速發展的基礎，隨著環境資源約束日益嚴格，原液著色纖維具有廣闊的發展空間。 我們研發生產的莫代爾/粘膠/腈綸/精梳棉 80/10/5/5 18.5 tex段彩針織紗所用原料性能如下。

纖維種類 莫代爾 粘膠 腈綸

細度/dtex 1.5 1.3 1.3

長度/mm 39 38 38

伸長率/% 18.78 22.57 45.02

斷裂強度

/cN·dtex-13.56 3.06 3.2

2 工藝流程

莫代爾/粘膠/腈綸/精梳棉 80/10/5/5 18.5 tex段彩針織紗的工藝流程如下。

3 紡紗工藝技術措施

紡制粗紗段彩紗，首先要進行顏色的搭配設計；重點在于粗紗機設備的創新設計改造必須滿足紡制段彩粗紗主、輔條同時喂入、間斷喂入的工藝要求；關鍵要解決生產過程中存在的拖尾、擁條、靜電、跑偏等現象。另外，清棉、梳棉、并條工序除保證質量外，要重點控制重量不勻率，保證色彩均勻。

3.1 色彩搭配

色彩藝術創作在紗線產品中的體現也需要色紡創新技術的支撐[3]。色彩藝術創作的空間是無限的，這給色紡技術帶來挑戰的同時，也意味著色紡技術創新和新產品開發的可拓展空間是無限的。不同色彩搭配在一起，效果不一樣。多種顏色混在一起，效果不會很明顯，色彩不會很鮮艷；兩種淺色搭配在一起，產生的對比效果差；如果將深、淺兩種顏色配在一起，效果就十分明顯，淺色更淺，深色更深。和諧的色彩搭配方法有近似色、同色系、對比色、互補色、多色混合等。每個色彩都有自己的寓意，和諧的色彩搭配讓人覺得舒適、愉快，體現出一種秩序感、平衡感，還可以充分表達個性風格。

色紡產品中的各種纖維顏色本身并沒有變化，可以理解為它們并沒有真正混合，而是并置在一起，在視覺中產生了色彩空間混合。多色纖維交錯并置的效果類似油畫，觀賞距離遠近變化會產生夢幻效果，近看色彩豐富，遠觀色調統一，這就是色紡產品風格獨特之處。段彩紗是有色纖維紡紗的一種特殊紡紗技術，其成紗色彩不僅在紗線同一橫截面內由多種彩色纖維組合[4]，而且在紗線縱向長度上，不同組合的有色纖維呈不規則斷續變化的分布狀態，故用段彩紗制成的織物色澤柔和豐滿、層次感強，具有明顯的新穎性和獨特性[5]。以莫代爾/粘膠/腈綸/精梳棉 80/10/5/5 18.5 tex段彩針織紗為例，在生產時采用同色系色彩搭配方法生產段彩粗紗，主條采用淺紅色，輔條采用湖藍色。再將段彩粗紗作為主紗，與黃色粗紗輔紗在細紗工序紡制成段彩紗，由色紡紗線織成的布面效果清新、淡雅、和諧。粗紗的段彩部分和細紗的段彩部分重合，組合形成一種新的色彩，在開發產品進行色彩搭配時需要統籌兼顧，綜合考慮。

3.2 采取的技術措施

3.2.1 清梳工序

清棉工序根據化學纖維與棉纖維特性，采用“短流程，多分梳，少打擊，輕定量，低速度，薄喂入”的工藝原則，減少生條棉結和短絨是梳棉工序的關鍵。對此，我們采用高密棉型針布，其針布矮、淺、薄、密，有利于充分梳理、順利轉移；采用緊隔距有利于纖維分離度、伸直度、平行度的提高，減少纖維相互搓捻扭結。

梳棉工序應遵循“多梳少落”原則，針對落棉問題對設備進行改造，將前清潔器拆掉換成罩板，有效降低落棉，以減少成本。通過對梳棉工序的生條定量、出條速度、錫林速度、蓋板速度、刺輥速度以及錫林與蓋板隔距進行對比優化，既要保證纖維分梳充分，又要確保纖維不會過度損傷。

3.2.2 并條工序

并條工序以改善纖維伸直度為主，采用三道并條，合理設置熟條定量以適應粗紗牽伸，防止牽伸倍數過大對纖維造成損傷；合理選用集束器和喇叭口，增加熟條纖維抱合力。熟條主要工藝參數見表1。

表1熟條主要工藝參數

原料定量/g·(5 m)-1并合數/根總牽伸/倍后區牽伸/倍出條速度/m·min-1羅拉隔距/mm莫代爾粘膠腈綸混紡主條莫代爾粘膠腈綸混紡輔條精梳棉粘膠混紡輔紗 1813206566.77.76.01.351.351.5835035035010×2010×2010×20

3.2.3 粗紗工序

段彩紗是以紗表面有色部分呈多變的規律分段而命名，是一種具有獨特風格的色紡紗，目前市場上常見的一般是段彩細紗。我們經過充分技術研究，改造現有粗紗設備，且通過反復試驗，解決了許多技術關鍵問題，最終形成了一套較成熟的段彩粗紗工藝。

粗紗段彩紗的紡制，粗紗是關鍵。紡制段和段之間是不同顏色或不同纖維組成的段彩粗紗，需同時喂入兩根不同顏色或不同成分的纖維條，且兩根纖維條的喂入速度不同，經過牽伸形成段彩粗紗。改造后的喂入機構見圖1。

圖1 改造后的喂入機構

首先進行設備改造。改造喂入機構，增加導條架，滿足雙條喂入，同時為避免纖維條滑移導致主輔條相互黏連，在原有導條輥基礎上增加兩根導條架，并對羊角架進行改造(見圖1)。改造傳動機構，安裝伺服電機和編碼器，驅動后羅拉間歇轉動，實現主條和輔條以不同速度喂入。紡制粗紗時，兩根不同的纖維條，一根稱為主條，另一根稱為輔條。主條從第三羅拉喂入，在中后羅拉連續運轉的作用下實現連續喂入，輔條從后羅拉喂入，后羅拉由伺服電機驅動實現間斷喂入。主輔條在牽伸過程中經過喇叭口、集束器從前羅拉輸出，在錠翼、錠子共同作用下加捻成段彩粗紗。

其次優選牽伸機構及配件。采用四羅拉雙膠圈型牽伸機構，可保證條子平穩喂入羅拉進行牽伸，在后羅拉、第三羅拉入口處分別安裝喇叭口，第一羅拉、第二羅拉之間設集束器，可使主條、輔條更好地集聚，有利于提高粗紗質量。改造初期采用粗紗機上配備的上開口式喇叭口生產時，易出現主條跑偏現象。為此，研制安裝新型全封閉式喇叭口后，杜絕了跑偏現象。生產過程中，喇叭口、鉗口隔距宜偏大掌握，否則易出現“擁條”情況，導致“缺彩”現象的發生。

最后優化工藝參數。為解決工藝難題，保證段彩粗紗生產、質量穩定，優選工藝參數，具體如下。段彩主要風格參數：節長(30±0.2)mm，節距(70±0.2)mm，節粗1.8倍～1.9倍。

品種 主紗用粗紗 輔紗用粗紗

定量

/g·(10 m)-15 5

總牽伸/倍 7.5 8

后區牽伸/倍 1.2 1.2

捻系數 80 127

錠速/r·min-1600 900

羅拉隔距/mm 10×24×30 10×26×38

相對于細紗段彩來說，粗紗捻度低很多，在粗紗段彩加工過程中，捻度需適當偏大控制，以增大輔條的抱合力，為后序細紗正常生產奠定基礎。粗紗捻度大小對成紗風格也有影響，粗紗捻度偏大，織物表面色彩對比明顯，粗紗捻度偏小，織物表面色彩相對柔和。

粗紗段彩相比較細紗段彩而言，拖尾現象比較嚴重，如圖2所示。輔條定量設計應偏小掌握，一般在13 g/5 m～15 g/5 m；同時縮小后部隔距，后部羅拉握持距由38 mm調整為30 mm，這樣輔條在間歇喂入過程中有利于控制纖維條間斷喂入，避免拖尾現象。

圖2 粗紗段彩拖尾現象

粗紗段彩風格設計要同時考慮風格與粗紗牽伸是否匹配，段彩節長過短，輔條斷開之后牽伸不受控制，易出現牽伸不良情況，輔紗部分牽伸疵點如圖3所示。一方面段彩節長設計不能過短；另一方面結合調整中部隔距及調整粗紗定量改變牽伸值加以解決。

圖3 輔紗部分牽伸疵點

3.2.4 細紗工序

開發的色紡段彩粗紗，在細紗上結合賽絡紡、賽絡集聚紡、賽絡菲爾紡、段彩紗、竹節紗等技術，可以開發出顏色豐富、立體感強的花式紗。以 莫代爾/粘膠/腈綸/精梳棉 80/10/5/5 18.5 tex針織段彩紗為例，鉗口適當放大，結合長、短片段段彩風格，實現段彩風格的擴大化。細紗主要工藝參數：總牽伸30倍，羅拉隔距20 mm×35 mm，集聚負壓1 800 Pa，錠速11 000 r/min，鉗口隔距4 mm，鋼絲圈型號R+F 4/0。

3.2.5 絡筒工序

絡筒清紗工藝根據段彩風格分布設計，防止誤切。在上機前先取一管紗做關閉通道曲線試驗，得到段彩分布圖后，根據實際分布設計段彩絡筒電清工藝，并結合正常上機電清切下的疵點修正清紗工藝。同時，相對于平紗而言，車速適當偏低掌握，1 000 m/min。主要工藝參數：N 5倍，DS×LS 3.3倍×3.2 cm，DL×LL 1.5倍×20 cm，-D 20%，-L 32 cm。

3.3 成紗質量

以原液著色纖維為原料，采用粗紗段彩色紡紡紗技術，再結合細紗賽絡紡、賽絡集聚紡、段彩紗、竹節紗等技術紡制的段彩紗，將給面料設計人員更多的設計空間，豐富了紡織品的內涵。經國家生態紡織品質量監督檢驗中心檢驗，成紗質量指標：條干CV17.27%，棉結16個/km，細節4個/km，粗節16個/km，斷裂強度16.8 cN/tex。紗線外觀質量和內在指標達到標準要求，能夠滿足后工序生產的需要。

4 結語

(1)通過增加粗紗機導條架，改造羊角架，形成新的粗紗機喂入機構，滿足了兩根熟條同時喂入；安裝編碼器和伺服電機，控制后羅拉間歇轉動，形成新的粗紗傳動機構，滿足了輔條通過后羅拉間斷喂入；通過優選喇叭口，調整優化工藝參數等措施，解決了段彩粗紗生產過程出現的擁條、拖尾、靜電、跑偏等技術難題。

(2)段彩紗是有色纖維紡紗的一種特殊紡紗工藝技術，其成紗色彩不僅在紗線同一橫截面內由多種彩色纖維組合，而且在紗線縱向長度上，不同組合的有色纖維呈不規則斷續變化的分布狀態，故用段彩紗制成的織物，色澤柔和豐滿、層次感強，具有明顯的新穎性和獨特性。結合細紗段彩、賽絡集聚紡、竹節紗、細紗段彩紗等新型紡紗方式，由粗紗段彩技術開發出的新型段彩色紡紗，進一步豐富了色紡紗的顏色組合，風格更加絢麗多彩。項目產品已形成批量生產能力，經山東省科學院情報研究所鑒定，認為該產品具有新穎性。