一種平紗段彩紗的簡易生產(chǎn)方法

何衛(wèi)民 馬淑靜 高明初 桂亞夫

（1.浙江華孚色紡有限公司，浙江紹興，312300；2.浙江紡織服裝職業(yè)技術學院，浙江寧波，315211）

近年來，隨著人們對時尚化、個性化服裝需求的不斷增加，棉紡花式紗線成為紡織行業(yè)中的一個重要分支，廣泛受到人們的關注，尤其是近年來開發(fā)生產(chǎn)的段彩紗，滿足了現(xiàn)代人們個性化、差異化、時尚化的要求，備受大眾喜愛。

然而，市場上的段彩紗線是采用一根主色粗紗和一根飾色粗紗，在添加段彩紗裝置的三羅拉環(huán)錠紡細紗機上進行生產(chǎn)，前羅拉、中羅拉、錠子由細紗機主電機傳動，主色粗紗從中羅拉連續(xù)恒速喂入；后羅拉為獨立變頻驅(qū)動的間斷運動方式，飾色粗紗斷續(xù)喂入牽伸區(qū)，并與主色粗紗牽伸形成的須條匯合，經(jīng)錠子的加捻卷繞形成段彩紗線［1］。生產(chǎn)出的段彩紗產(chǎn)品色彩具有規(guī)律性或隨機性間斷變化，沿紗線軸向，紗線直徑不斷發(fā)生變化，存在條干差、強力低、毛羽多等問題。另外，細紗段彩裝置的改造需要添加伺服電機、變頻器、傳統(tǒng)輪系等專件器材，成本高，在數(shù)萬元以上。

為此，我們在賽絡集聚紡細紗機基礎上，通過專件器材改造、工藝創(chuàng)新，探索出一種生產(chǎn)平紗段彩紗的簡易方法。此方法改造成本低、生產(chǎn)管理方便。生產(chǎn)出的段彩紗色彩豐富、絢麗多彩，而且紗線條干均勻、強力高、毛羽少，使段彩紗產(chǎn)品活潑時尚而不失精致。

1 平紗段彩紗的技術創(chuàng)意

傳統(tǒng)段彩紗的生產(chǎn)，一般是在傳統(tǒng)三羅拉環(huán)錠紡細紗機上添加段彩紗裝置改造而成，即添加伺服電機及配套的傳動裝置，使細紗機的后羅拉根據(jù)工藝設計要求，在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)變速轉(zhuǎn)動，同時在后羅拉與中羅拉之間添加雙孔喇叭口。細紗機中羅拉、前羅拉、錠子仍采用主電機傳動。生產(chǎn)時，主色粗紗從中羅拉喇叭口的左孔喂入，飾色粗紗從后羅拉喇叭口喂入，經(jīng)后羅拉喂入中羅拉喇叭口的右孔。主色粗紗經(jīng)中羅拉，恒速喂入前牽伸區(qū)，飾紗粗紗在伺服電機的控制下，經(jīng)后羅拉，變速喂入前牽伸區(qū)，在前牽伸區(qū)的牽伸及錠子的加捻共同作用下紡制出紗線。由于飾色粗紗變速喂入，及主紗粗紗、飾色粗紗的顏色不同，使得紗線顏色呈段彩風格。紗線的截面直徑也不斷發(fā)生變化，呈竹節(jié)紗結(jié)構。

本研究所生產(chǎn)的平紗段彩紗技術創(chuàng)意巧妙、結(jié)構簡單。在傳統(tǒng)的賽絡集聚紡細紗機上生產(chǎn)，不需要添加伺服電機等段彩裝置，只需要進行簡易的專件器材改造，結(jié)合細紗紡紗工藝的創(chuàng)新運用，即可生產(chǎn)出具有平紗結(jié)構的段彩紗。如圖1和圖2 所示，對后膠輥等進行改造，設計加工成左右交錯對應的內(nèi)切多邊形的結(jié)構，并使弧段與直線交錯相連，使得同一膠輥隨著后羅拉的轉(zhuǎn)動，其左右兩側(cè)交錯與后羅拉接觸握持。在生產(chǎn)過程中，不同顏色的粗紗A、粗紗B 分別從后喇叭中的左孔、右孔喂入，隨后羅拉的轉(zhuǎn)動，后膠輥左側(cè)與后羅拉接觸握持，粗紗A 被中羅拉、后羅拉牽伸。與此同時，后膠輥的右側(cè)與后羅拉不接觸不握持，粗紗B 以中羅拉的速度快速喂入前牽伸區(qū)［2］。后膠輥左右兩側(cè)與后羅拉交替握持，粗紗A、粗紗B的喂入速度交替發(fā)生變化，粗紗A、粗紗B 在紗線中的成分含量交替發(fā)生變化，由于兩種粗紗的顏色不同，使紡制出的紗線顏色不斷發(fā)生變化，即為段彩紗。

圖1 平紗段彩紗生產(chǎn)原理圖

假定粗紗 A、粗紗 B 的定量分別為TA、TB，且兩粗紗的定量相同，即TA=TB，中羅拉的轉(zhuǎn)動速度為V中，后羅拉的轉(zhuǎn)動速度為V后，則TA×V中＋TB×V后=TA×V后＋TB×V中=常數(shù)。因此，隨著后羅拉的轉(zhuǎn)動，雖然粗紗A、粗紗B 的喂入速度交替發(fā)生變化，但喂入總定量始終為固定常數(shù)，紡制出的段彩紗為線密度均勻一致的平紗結(jié)構。

圖2 改造的后膠輥實物圖

2 技術關鍵點

根據(jù)平紗段彩紗的技術創(chuàng)意，在開發(fā)生產(chǎn)過程中需要注意以下技術關鍵點。

2.1 后膠輥的加工形狀

細紗后膠輥的加工需要左右兩側(cè)交替相互對應，從而使喂入同一錠不同顏色的粗紗A、粗紗B一快一慢交替變化喂入中羅拉、前羅拉組成的牽伸區(qū)，以實現(xiàn)紗線顏色的變化，且紗線的線密度不發(fā)生變化。后膠輥設計改造的形狀結(jié)構直接影響紗線布面的風格外觀。

根據(jù)技術創(chuàng)意，可以把后膠輥改造成內(nèi)切四邊形、六邊形、八邊形等形狀。后膠輥加工過程中，做到左右完全交錯對應，確保兩粗紗的喂入速度交替發(fā)生變化，喂入中羅拉的總量保持不變。經(jīng)過試驗對比，后膠輥設計加工成內(nèi)切六邊形效果最好。

2.2 細紗后區(qū)牽伸與集聚紡集聚槽配置

其他條件一定的情況下，后區(qū)牽伸倍數(shù)越大，A、B 兩粗紗的喂入速度之比就越大，紗線的顏色交替循環(huán)變化越明顯。

在傳統(tǒng)的細紗紡紗工藝中，細紗后區(qū)牽伸一般采用1.15 倍～1.35 倍，以獲得較好的條干均勻度。為提高段彩效果，把細紗后區(qū)牽伸提高至2.00 倍、3.00 倍、4.00 倍，甚至更高。在生產(chǎn)過程中，假定采用3.00 倍的后區(qū)牽伸，隨著后羅拉的轉(zhuǎn)動，后膠輥左側(cè)圓弧部分與后羅拉接觸握持，粗紗A 經(jīng)中后羅拉3.00 倍牽伸。而與此同時，此膠輥的右側(cè)與后羅拉不接觸握持，粗紗B 不被中后羅拉握持牽伸，不存在后區(qū)牽伸，且以中羅拉的速度快速喂入前牽伸區(qū)。此時，粗紗A、粗紗B 的喂入量之比為1∶3。同理，隨著后羅拉的轉(zhuǎn)動，當后膠輥的右側(cè)圓弧部分與后羅拉接觸時，粗紗A、粗紗B 的喂入量之比為3∶1。

根據(jù)此技術原理，在A、B 兩粗紗定量相同等條件一定的情況下，所采用后區(qū)牽伸越大，隨著后羅拉的轉(zhuǎn)動，粗紗A、粗紗B 的喂入量之比變化越大，紗線的段彩效果越明顯。在生產(chǎn)時，我們可以根據(jù)面料風格的需求，選取不同大小的后區(qū)牽伸，以達到實際的預期效果。

當后區(qū)牽伸倍數(shù)達到一定程度時，粗紗A、粗紗B 在前牽伸區(qū)形成的兩束纖維須條大小差異較大，周期變化較大，且兩束纖維須條間距較大，在紡紗三角區(qū)易發(fā)生斷頭。經(jīng)過試驗，在中后羅拉之間增加中檔喇叭口，可以減小兩束纖維的間距。同時，采用傳統(tǒng)的負壓單孔集聚槽異形管，可使兩種粗紗牽伸后形成的兩束纖維須條在加捻之前聚合在一起，減少細紗斷頭，提高生產(chǎn)效率。

2.3 細紗后喇叭口兩孔間隔

該平紗段彩紗生產(chǎn)技術采用兩種不同顏色的粗紗A、粗紗B，兩種粗紗在后膠輥的左右兩側(cè)喂入，使之交錯以不同速度喂入中羅拉。因此，A、B兩粗紗喂入時，兩者之間必須有一定間隔，確保兩種粗紗分別在膠輥的一側(cè)，避免相互干擾，或某一側(cè)粗紗跑出后區(qū)牽伸區(qū)。

2.4 細紗橫動裝置的調(diào)整

為了延長膠輥膠圈的使用周期，降低其消耗量，細紗機后設計安裝了橫動裝置，以使粗紗在牽伸區(qū)周期性往復左右移動，橫動動程一般為8 mm［3］。平紗段彩紗的生產(chǎn)需關閉細紗機橫動裝置，以確保兩種粗紗分別在膠輥的一側(cè)，避免相互干擾，或某一側(cè)粗紗跑出后區(qū)牽伸區(qū)。

2.5 色彩的應用

該平紗段彩紗技術是在賽絡集聚紡的基礎上開發(fā)而成。其采用的A、B 兩粗紗，顏色必須有一定的差異，色相要形成強對比，即色相環(huán)上間隔大于 120°。若A、B 兩粗紗顏色接近，在色相環(huán)上間隔小于60°，紗線顏色段彩效果不明顯，達不到預期效果［4］。

3 設備改造

根據(jù)平紗段彩紗的技術創(chuàng)意，我們對賽絡集聚紡細紗機進行改造，以滿足生產(chǎn)技術條件，需改造的紡紗器材主要包括以下幾個方面。

3.1 細紗后喇叭口的改造

傳統(tǒng)賽絡紡喇叭口的孔距為2.0 mm～4.0 mm，若采取傳統(tǒng)喇叭口，兩粗紗的間隔太近，易進入另一側(cè)膠輥牽伸區(qū)造成紗線疵點或斷頭，不利生產(chǎn)控制。為此，我們對細紗后喇叭口進行了創(chuàng)新改造，使雙喇叭口的孔距加大至6.0 mm，使A、B 兩粗紗有效分開。

常規(guī)細紗喇叭口孔距固定，無法調(diào)節(jié)。為了生產(chǎn)方便，采用中心距可調(diào)式細紗喇叭口。此喇叭口由左右兩片組成，孔距可以根據(jù)工藝要求從2.0 mm～16.0 mm 任意調(diào)整，滿足了產(chǎn)品生產(chǎn)的需求。

3.2 細紗后膠輥的改造

我們采用A802AG 型膠輥磨床對細紗后膠輥進行特制加工。加工時，我們把傳統(tǒng)的圓柱型膠輥沿軸向左右平分為兩部分，每部分改造成圓弧面、平面相互交替連接的形狀，每一側(cè)共3 個圓弧面與3 個平面，每個面對應的中心角為60°；且左半部分的平面與右半部分的圓弧面交錯對應，左半部分的圓弧面與右半部分的平面交錯對應（如圖2 所示）。

3.3 細紗機后區(qū)牽伸齒輪設計改造

在傳統(tǒng)賽絡紡生產(chǎn)工藝中，細紗后區(qū)牽伸一般采取1.15 倍～1.35 倍，在此牽伸倍數(shù)下，成紗條干等指標較好。而平紗段彩紗技術必須對細紗后區(qū)牽伸進行創(chuàng)新應用，后區(qū)牽伸倍數(shù)越大，粗紗A、粗紗B 的喂入量比值變化越大，段彩效果越明顯。

在后區(qū)牽伸齒輪的加工過程中，由于后區(qū)牽伸齒輪過大時會超過兩軸的軸徑中心距，導致無法上機安裝使用。為此，我們采取增大后區(qū)牽伸齒輪的同時，減小中羅拉頭齒輪的方式，以達到所需求的細紗后區(qū)牽伸倍數(shù)。常規(guī)細紗機的后區(qū)牽伸倍數(shù)，設備供應商僅提供1.05 倍～1.70 倍的配套工藝齒輪。為此，我們根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)的需要，增加了后區(qū)牽伸2.00 倍～4.00 倍的配套工藝齒輪，以滿足產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)的需求。

3.4 關閉細紗機橫動裝置

為了避免粗紗A、粗紗B 相互干擾或跑出牽伸區(qū)，關閉后區(qū)細紗喇叭口的橫動裝置。同時，為確保成紗質(zhì)量，適當縮短膠輥的回磨周期。

3.5 添加細紗中喇叭口

為減小A、B 兩粗紗牽伸之后的兩束纖維須條間距，在后羅拉和中羅拉中間添加中喇叭口，以縮小兩粗紗喂入中羅拉時的間距。所添加喇叭口采用雙孔結(jié)構，孔距采用3 mm 左右為宜。若孔距太大，不能有效減小兩纖維須條的間距，達不到預期效果；若孔距太小，兩種粗紗從后羅拉喂入中喇叭口時的折角過大，影響牽伸效果，易形成紗疵。

3.6 更換集聚紡異形管

傳統(tǒng)的賽絡集聚紡細紗機異形管為雙孔集聚槽結(jié)構，紡紗時兩束纖維須條在加捻三角區(qū)捻合成紗線。平紗段彩紗由于兩束纖維須條大小差異較大，且呈周期性變化，易在加捻三角區(qū)斷頭。根據(jù)設計需求，更換為單孔集聚槽異形管，使牽伸后的兩束纖維須條在加捻之前聚合在一起，減少細紗斷頭，提高生產(chǎn)效率。

4 平紗段彩紗技術的驗證開發(fā)

做好前期的設備改造之后，我們對平紗段彩技術進行了驗證開發(fā)，品種為100%棉麻灰色平紗段彩紗18.4 tex 針織紗。

前紡工序采用本白原棉和染為紅色后的色棉，分別經(jīng)混棉、清棉、梳棉、并條、粗紗工序，得到粗紗A、粗紗B，粗紗定量均為3.5 g/10 m。A粗紗捻系數(shù)為110，B 粗紗捻系數(shù)115。由于平紗段彩紗在紡紗過程中存在無后區(qū)牽伸的單區(qū)牽伸，粗紗捻系數(shù)偏小控制，可避免牽伸不開出“硬頭”的現(xiàn)象。

制得粗紗A、粗紗B 后，在改造過的賽絡集聚紡細紗機上生產(chǎn)。細紗主要工藝參數(shù)設計：前區(qū)牽 伸 26.00 倍 ，后 區(qū) 牽 伸 3.00 倍 ，羅 拉 隔距 18 mm×30 mm，細紗捻系數(shù)330，鋼絲圈型號6903 5/0 ，錠速 14 000 r/min，捻向 Z 捻，鉗口隔距3.0 mm。在此工藝參數(shù)下，細紗前羅拉轉(zhuǎn)速為223 r/min，中羅拉轉(zhuǎn)速7.96 r/min，后羅拉轉(zhuǎn)速2.65 r/min。

在紡紗過程中，粗紗A、粗紗B 隨著后羅拉、后膠輥的轉(zhuǎn)動，交錯以不同的速度喂入中羅拉，且喂入的粗紗A、粗紗B 的總量保持不變。由于粗紗A、粗紗B 喂入速度的交錯變化，紗線中粗紗A、粗紗B 的含量，時而粗紗A 含量75%，粗紗B的含量25%；時而粗紗B 含量75%，粗紗A 的含量25%。兩粗紗在紗線中的含量交替發(fā)生變化，且變化過程過度緩和，紗線條干均勻。對制得的紗線進行指標檢測，檢測結(jié)果顯示，所制得的平紗段彩紗斷裂強力高，條干水平也優(yōu)于傳統(tǒng)的段彩紗。紗線的顏色呈現(xiàn)深淺變化的紅色，沿紗線的軸向方向發(fā)生周期性深淺變化，每2.04 m 一個變化周期。圖3 為細紗生產(chǎn)牽伸區(qū)示意圖。

圖3 細紗生產(chǎn)牽伸區(qū)

我們采用制得的18.4 tex 平紗段彩紗在大圓機針織機上織制針織平紋面料，面料不僅呈現(xiàn)出段彩風格，而且紋路清晰、抗起毛起球性能好。當采用18.4 tex×2 平紗段彩股線在自動橫機上織制平紋毛衫面料時，面料呈現(xiàn)條狀紅色段彩風格，布面細膩光潔。

5 結(jié)論

與傳統(tǒng)生產(chǎn)技術方法相比，本研究開發(fā)的平紗段彩紗生產(chǎn)技術方法創(chuàng)意巧妙、構思簡單、設備改造成本低，不需增加伺服電機及配套的控制傳動裝置，僅需在傳統(tǒng)的賽絡集聚紡細紗機上，在中羅拉、后羅拉間增加雙孔喇叭口，對后膠輥、后喇叭口專件進行簡易改造。同時，結(jié)合紡紗工藝的創(chuàng)新應用，采用3.00 倍左右的細紗后區(qū)牽伸，使不同顏色的A、B 兩粗紗交替以不同的速度喂入中羅拉與前羅拉組成的前牽伸區(qū)，再經(jīng)錠子的加捻卷繞，制得平紗段彩紗線。此生產(chǎn)技術方法操作簡單，管理方便，易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。生產(chǎn)出的平紗段彩紗產(chǎn)品，不僅具有新穎的段彩外觀風格，而且紗線條干均勻、強力高、毛羽少、布面光潔，克服了傳統(tǒng)段彩紗的缺陷，具有廣闊的市場空間。