段彩段彈紗的設計開發實踐

程小明趙春梅胡元元呂治家

（1.魏橋紡織股份有限公司，山東濱州，256200；2.中國紡織工程學會，北京，100020）

在棉紡設備上生產新型紗線是當今紡織新產品開發領域的熱點之一。從近幾年國內外主要展會面料風格趨勢來看，面料的色彩搭配更加靈活，肌理質感的表現更加突出。伴隨著面料風格的求新求變，各類新穎紗線品種應運而生，形式多樣［1］。段彩段彈紗是一種紗身色彩及彈性效果呈段狀斷續分布的紗線，該紗線所織織物可實現靈動的段彩風格和肌理感，豐富面料的外觀風格表現。

1 段彩段彈紗產品特征

段彩紗通常是有色纖維紡紗的一種特殊紡紗工藝技術，也可以搭配不同染色性能的材質，通過單染上色實現段彩效果，采用兩種材質的段彩紗也可稱之為復合式段彩紗。段彩段彈紗是在復合式段彩紗技術上進行創新，與彈性短纖維應用相結合，紗身使用精梳棉纖維，段彩處飾紗材質以彈性短纖維為主，可以在段彩紗的外觀基礎上，形成紗身局部彈力特性，即段彈紗效果，該紗線利用兩種材質在染色加工環節的回彈性能及染色性能差異，實現按照設計規律分布的段彩段彈風格。

與傳統有色纖維段彩紗相比，段彩段彈紡紗技術的段彩上色是通過后續染整加工實現，采用單染或兩種材質分別染色，實現風格各異的段彩效果，其后加工的可設計性和多樣性更強，色彩應用更加靈活，可根據用戶需要，進行單染花灰效果或雙染同色、異色效果等，更適宜大批量生產。

與常規的復合式段彩紗相比，段彩段彈紗的紗身局部有彈性，結合織物組織結構的優化設計，可以在所織布面形成自然散布的收縮效果，在兼顧段彩風格的同時豐富面料的肌理外觀，體現風格趣味。此外，段彩段彈紗所用的飾紗材料是一種具有“彈簧”形態的彈力短纖維，該材質的應用還賦予了紡織品微彈、保形的效果，可以改善面料的體驗感和保形效果［2］。因此，段彩段彈紗是一種新的產品類型，可以實現新穎的產品外觀風格。

2 產品設計及方案優選

2.1 紗線設計方案驗證

在材料選擇方面，主紗采用精梳棉纖維，飾紗采用生物基彈力短纖維舒彈絲，考慮到彈性短纖維的可紡性問題，對飾紗成分設計了4種方案，通過實際生產優選最終方案。即14.8 tex段彩段彈紗4個方案的主紗成分均為精梳棉，方案A飾紗成分為100%舒彈絲，方案B飾紗成分為70%舒彈絲+30%細特滌綸，方案C飾紗成分為70%舒彈絲+30%棉，方案D飾紗成分為70%舒彈絲+30%粘膠。

通過先鋒試樣實際驗證紗線方案結果：方案A無法正常生產，主要表現為纖維受打擊后回縮成團，清棉無法成卷，梳棉蓋板針布嵌雜嚴重，棉網中棉結、棉球多，粗紗牽伸不良嚴重，細紗無法接頭；方案B清棉成卷順利，但蓋板嵌雜、嵌花較多，梳棉棉網中棉結、棉球多，粗紗生產狀態較好；方案C清棉棉卷成形困難、破洞嚴重，特別是棉層在風扇到緊壓羅拉處通過困難，梳棉蓋板嵌雜，棉網中棉結、棉球較高，粗紗有牽伸不良現象；方案D棉卷有輕微破洞，成卷較困難，粗紗生產狀態較好。

4個方案均有不同程度的段彩紗拖尾、丟飾及棉結、棉球較多等問題。飾紗采用100%舒彈絲的方案A無法正常生產，不應采用。飾紗采用70%舒彈絲+30%棉的方案C生產過程中拖尾、丟飾問題明顯，不應采用。方案B和方案D采用舒彈絲與細特滌綸或粘膠混紡，明顯改善了舒彈絲的可紡性，雖然在實際先鋒試樣過程中出現多種難題，但可以通過后續生產控制措施進行改善。

2.2 染色方案驗證

對上述方案B、方案D所得樣紗織布，分別進行單染、雙染試驗，對比上色效果。因舒彈絲染色性能接近普通滌綸，其可與細特滌綸在分散染料中同時上色，因此采用分散染料單染，主紗部分棉不上色，方案B飾紗部分全部上色，其顏色深度要高于飾紗部分粘膠不上色的方案D，色彩對比更加明顯。采用活性染料單染，主紗部分棉上色，方案B的飾紗部分全部呈白色，而方案D的飾紗部分粘膠上色，因此飾紗部分呈花灰效果，整體段彩效果仍不如方案B明顯。采用雙染工藝同理，考慮到面料風格的表現效果，確定采用段彩效果對比更加強烈的方案B。下一步針對開發方案B產品的紡紗難點采取生產控制措施。

2.3 段彩方案驗證

段彩段彈紗的段彩風格主要受彩長、彩距、給彩量的影響，考慮到彈性短纖維剛性較大，對于彩長、彩距及給彩量的工藝設定影響較大［3-4］。因此有必要對段彩方案進行設計驗證，通過對比試織布面效果來確定段彩技術參數。為突出段彩效果，給彩量偏高控制，該參數是細紗后羅拉與中羅拉轉速之比。由于復合式段彩紡只有飾紗經過后區牽伸而主紗不經過，因此給彩量所設定的是飾紗的相對喂入量。通過試驗驗證給彩量最大達到0.9時不會產生拖尾現象，因此所有段彩方案均照此設置給彩量。段彩方案見表1。

表1 段彩方案

方案1～方案8分為4組，按順序每兩個方案為1組，分別試織針織、梭織面料，進行單染分散染料、單染活性染料、雙染試驗，觀察布面風格。第1組：針織段彩鮮明，單染分散風格最佳，方案2優于方案1。第2組：梭織雙染對比強烈，風格較好，方案3優于方案4。第3組：段彩明顯，搭配普通純色棉紗點綴格紋類面料效果最佳。第4組：段彩密集連片，類似花灰效果。經后期實際驗證得出：第1組兩個方案適宜針織面料單染分散染料使用，段彩效果對比強烈，彩距較長，風格顯著。第2組兩個方案在梭織面料雙染上色時風格突出，尤其是采用對比色雙染，配合縐縮效果，效果良好。第3組兩個方案彩長較長，段彩效果比較柔和，不適合單獨滿幅使用，可與普通純色棉紗搭配，用于織制格紋類面料，采用單染分散染料時，點綴效果突出。第4組方案已經不能呈現典型的段彩風格，效果不佳。

3 各工序關鍵技術措施

3.1 關鍵技術難點分析

從先鋒試樣和中試、批量生產情況看，段彩段彈紗的關鍵技術難點主要集中在兩個方面：一是彈性短纖維的可紡性問題，另一個是飾紗的拖尾、丟飾問題。

對于第一個問題，由于彈性短纖維的剛性較大、卷曲度大，卷曲形式為類似彈簧的螺旋卷曲狀，纖維伸直平行度差、回縮性強，不易單獨梳理成條，增加了清棉和梳棉工序的紡紗難度。清棉工序成卷困難，主要原因是彈性短纖維成卷比正常棉卷要蓬松，通過降低成卷定量，增大成卷張力，控制成卷重量不勻，可有效解決成卷困難問題。梳棉工序主要問題是蓋板針布充塞嚴重，對此換用MCH42型蓋板針布，將常規的斬刀剝離方式改為彈性針布剝離，降低錫林轉速，問題可明顯改善［5］。

第二個問題同樣是受到彈性短纖維性質影響，造成飾紗粗紗斷裂不徹底，飾紗出現在不該有段彩的主紗段上形成拖尾現象。而飾紗在斷裂后迅速回彈收縮，間歇喂入不充分，會造成丟飾問題。對此，通過調整細紗機飾紗喂入喇叭口位置、調整粗紗喂入位置、將牽伸形式由V型牽伸改為平面牽伸、降低總牽伸倍數、提高細紗捻度20%以上等措施，可以緩解飾紗的回彈，增強牽伸區對纖維的控制能力，有效解決彈性短纖維拖尾及因纖維回縮導致的丟飾問題［6-7］。

3.2 各工序主要技術措施

首先測試舒彈絲纖維和細特滌綸的實際回潮率，根據實際回潮率計算兩種原料的實際放包重量。清棉工序采用“少松輕打，以梳代打”的工藝原則，開棉機使用梳針打手。主紗在清梳聯工序采用“早落少碎，多松少打，緊隔距，強分梳，多排雜”的工藝原則。飾紗采用“輕定量，慢車速，少梳，少落，快轉移，針布合理選型”的工藝原則，解決好舒彈絲纖維充塞蓋板針布問題。

在精梳及其準備工序，棉纖維采取“少并合，小牽伸，精梳理”的工藝原則，提高小卷的纖維伸直平行度，以減少纖維損傷、減少落棉中可紡纖維含量，節約用棉。

在并條工序，主紗采用“順牽伸”工藝配置原則，提高條干均勻度。為保證飾紗在并條工序的生產狀態，采用復合涂料處理膠輥以防止纏繞，并采取“少并合，大隔距，重加壓”的工藝配置原則。

在粗紗工序，主紗的粗紗伸長控制在1.3%以內，以減少意外伸長、提高條干均勻度。為確保飾紗條干均勻度及在細紗工序可順利牽斷，飾紗的粗紗采用“大隔距，重加壓，小捻系數”的工藝配置。

細紗工序是控制段彩段彈紗丟飾問題的關鍵工序。通過設備技術改造，將V型牽伸后羅拉中心降低12.5 mm，使前、中、后羅拉在同一平面形成“平面直線牽伸”，減小中區喇叭口與上銷膠圈間距至2 mm，中區喇叭口粗紗喂入采用左側飾紗、右側主紗的喂入方式，采用左斜錯位紡紗方法，以控制飾紗丟飾問題。

在絡筒工序，針對段彩段彈紗的竹節風格特性，采用USTER QUANTUM2型電子清紗器，合理設定K值對段彩范圍進行保護，自動絡筒采用“低車速，小張力，區域保護”的工藝配置原則。

3.3 成品效果

根據市場需求和流行趨勢分析，結合段彩段彈紗的特點，整個項目規劃了機織襯衣用紗、機織女裝用紗、機織家紡用紗和針織服裝用紗4個系列的產品。機織襯衣面料用于男女裝休閑襯衣，采用平紋或平紋地透孔小提花組織，段彩段彈輕微柔和，布面自然平整，透氣性好，主要適用于夏季產品。機織女裝及針織服裝面料風格活潑，柔軟有肌理感。家紡面料風格飽滿新穎，適用于特色床品。

以機織襯衣面料效果為例，布面散布輕微柔和的異色皺條，效果自然勻稱，面料色彩清新而寧靜，以粉蠟色系的淡彩色為主，如柔美的淺藍色、淺綠色、丁香色等。如果做單染，要將粉蠟色調提高純度，使整體面料色調輕盈亮麗。圖1為段彩段彈機織襯衣面料實物效果。圖2為一款段彩段彈針織成衣實物外觀效果。

圖1 段彩段彈機織襯衣面料實物效果

圖2 段彩段彈針織成衣實物外觀效果

4 結束語

段彩段彈紗研發項目把握國內外流行趨勢，創造性開發了一類新的紗線品種，并在研發過程中成功解決了彈性短纖維紡紗的多個技術難題，實現了技術和風格上的突破。本項目設計開發了風格各異的段彩段彈紗及段彩段彈面料等系列產品，段彩段彈效果輕微柔和，可形成清新的自然散布式段彩紋路；段彩段彈效果顯著，可形成應用于肌理感強烈的面料風格。各類產品風格新穎別致，適用于正裝、休閑、運動、襯衫、嬰幼兒、床品等領域。段彩段彈紗系列產品的開發可滿足人們對新穎風格面料的追求，具有顯著的市場應用價值。