多組分功能性夾花紗的開發

劉梅城 洪 杰 鮑靜雯 武榮榮 穆 征

（江蘇工程職業技術學院，江蘇南通，226001）

新型功能性纖維的不斷推出，很好地滿足了人們對功能性紡織品的需求。聚酰亞胺纖維作為一種高性能纖維，還具有非常好的隔熱保暖功能，在紡織服裝領域受到關注［1］；銅改性聚酯纖維不但具有良好的抗菌、抑菌功能，還具有導電、防輻射等性能，應用較為廣泛［2-3］。但是，這兩種功能性纖維都具有特定的色彩，給下游的產品開發帶來了局限，并影響其應用。

本研究采用兩根主紗夾持飾紗形成一種結構獨特的紗線，這種紗線由于顏色不均勻而產生獨特的夾花效果，故稱為夾花紗。由于夾花紗的外觀與色彩存在可設計性，紗線風格極富變化，具有裝飾性、個性化，可滿足紡織品時尚與個性的消費心理。基于夾花紗紡紗技術研發的一種多組分功能性夾花紗，主要利用聚酰亞胺、銅改性聚酯兩種功能性纖維特定色彩進行夾花紗產品的開發［4-5］，既具有色彩豐富的時尚性，又具有吸濕、透氣、保暖、抗菌等功能，為功能性纖維紡織產品的開發提供了更多設計空間。

1 纖維原料選擇

所用聚酰亞胺纖維由江蘇奧神新材料股份有限公司采用干法制備，纖維規格1.67 dtex×38 mm，斷裂強度 4.42 cN/dtex，斷裂伸長率13.1%，顏色呈金黃色。

山羊絨纖維由內蒙古鄂爾多斯投資控股集團有限公司提供，山羊絨纖維細度15 μm～16 μm，纖維長度32 mm～34 mm，斷裂強力為3.4 cN，纖維顏色呈褐色。

銅改性聚酯纖維是將抗菌銅材料經處理后，熔入紡絲熔體紡絲加工而成的一種功能纖維，由湖州珠力納米材料科技開發有限公司提供，纖維規格1.67 dtex×38 mm，回潮率0.8%，斷裂強度不小于4.0 cN/dtex，顏色呈原生銅色。

蘆薈改性粘膠纖維由湖州珠力納米材料科技開發有限公司提供，纖維規格為1.67 dtex×38 mm，顏色呈黃色。

粘膠纖維由宜賓絲麗雅集團有限公司提供，纖維規格為1.56 dtex×38 mm，顏色為嫩黃色。

染色滌綸由午和（江蘇）差別化纖維有限公司提供，纖維規格為1.56 dtex×38 mm，顏色為藍色。

2 夾花紗設計與制作

2.1 夾花紗結構設計

采用輔紗與主紗結構設計的段彩紗，由于段彩輔紗間斷附著在主紗上，存在輔紗不能充分捻入主紗導致結合牢度不足的現象，特別是段彩紗的長度較短、主紗與輔紗纖維性能差異較大時，問題更為嚴重。雖然采取集聚紡技術基本解決了段彩部分丟失的問題，也適當提高了主紗與輔紗的結合牢度，但是無法根本解決因為輔紗附著不牢導致起毛起球的問題，特別是難以滿足機織用經紗的品質要求，也無法滿足高檔針織面料的要求［6-7］。

針對這種段彩紗存在的質量問題，在段彩紗紡紗原理的基礎上，結合賽絡紡紗技術，我們提出了夾花紗的設計。在段彩竹節紗紡紗技術的基礎上，采用兩根主紗保持一定間距從中羅拉膠圈處喂入，一根輔紗從后羅拉處間斷喂入至兩根主紗之間的中羅拉膠圈處，兩根主紗和間斷喂入的輔紗分別經過牽伸后在前羅拉處并合形成一根須條 ，經 過 加 捻 形 成 夾 花 紗［8-9］。 其 紡 紗 原 理見圖1。

圖1 夾花紗紡紗原理

夾花紗的紗線結構：兩根主紗之間夾持一根間斷喂入的輔紗，隨著主紗一起進行加捻成紗；由于輔紗與主紗的色彩成分不同，在加捻過程中被主紗捻合在紗線中，輔紗的色彩隱隱約約，形成夾花效應；如果兩根主紗色彩相同為賽絡紡夾花紗，兩根主紗色彩不同為夾花AB 紗；夾花處雖然是粗節，但是被兩根主紗夾持加捻，相互之間結合緊密，粗度也不顯著，紗體光滑平順［10-11］。

本次采用聚酰亞胺纖維/山羊絨、銅改性聚酯纖維/蘆薈改性粘膠纖維兩組纖維組合為主紗，以染色滌綸/染色粘膠纖維組合為輔紗，成功開發出線密度為36.5 tex 功能性夾花紗，紗線外觀結構見圖2。

圖2 多組分功能性夾花紗的外觀結構

2.2 夾花紗色彩設計

本研究多組分功能性夾花紗產品設計采用了6 種不同色彩的纖維，設計了3 種纖維組合進行混紡，形成3 種不同色彩的粗紗，再通過夾花紗紡紗技術與工藝設計，生產出色彩獨特的一種多組分功能性夾花紗。即采用金黃色的聚酰亞胺纖維與褐色的山羊絨纖維混和呈現黃褐色，采用銅綠色的銅改性聚酯纖維與黃色的蘆薈改性粘膠纖維混和呈現銅青色；以這兩種顏色紗線為主紗，采用賽絡集聚紡工藝紡制AB 紗，由于兩種色彩的互補形成草黃色的主體紗線；采用藍色滌綸與嫩黃色粘膠混紡粗紗呈現青綠色作為間斷附著的輔紗，紡制出草黃色間斷出現草綠色的夾花紗。由這種夾花紗制成的面料呈現出黃中泛青、間或隱隱青綠的獨特風格，見圖3。

圖3 多組分功能性夾花紗面料

2.3 夾花紗性能設計

采用聚酰亞胺纖維和銅改性聚酯纖維這兩種功能性纖維，分別與山羊絨纖維、蘆薈改性粘膠纖維進行混紡，既可以保持功能性纖維的保暖、抗菌等特定性能，又具有良好的穿著舒適、親膚、吸濕、透氣等性能；采用兩種主紗的賽絡集聚紡AB 紗，既避免了由于功能性纖維混和比例低、過于分散而影響功能效果，又可以保持各自不同的功能，形成一種具有多功能、色彩變化豐富的紗線。采用滌綸與粘膠混紡粗紗作為輔紗段，既可保持與主紗類似的穿著舒適性，又因為被兩根主紗夾持后捻入紗線主體，避免了輔紗與主紗附著不牢導致的起毛起球現象，面料抗起毛起球性能測試可達4.75 級，提高了織物的品質。

2.4 夾花紗制作

根據夾花紗的設計，其生產工藝流程較為復雜，先采用6 種纖維兩兩組合分別混紡制成A、B、C 共3 種粗紗，即聚酰亞胺/山羊絨 80/20 混紡粗紗為A 紗，銅改性聚酯/蘆薈改性粘膠50/50 混紡粗紗為B 紗，藍色滌綸/嫩黃色粘膠 65/35 混紡粗紗為C 紗。在JCF-DGN-C 型全自動多功能數控小樣細紗機上采用A 紗、B 紗從中羅拉喂入，C 紗從后羅拉間斷喂入，紡制成多組分功能性夾花紗。

3 各工序主要技術措施及紗線質量

3.1 纖維預處理

采用纖維開松機對聚酰亞胺短纖進行開松，然后噴灑抗靜電劑，用塑料薄膜覆蓋2 h；對山羊絨纖維進行人工手扯開松，先噴灑和毛油，再噴灑少量水，用塑料薄膜覆蓋20 h 左右；再把兩種經過預處理的纖維進行人工混和，待投料使用。

對銅改性聚酯、蘆薈改性粘膠、染色滌綸、染色粘膠4 種纖維分別進行人工手扯開松后，再按兩種纖維組合分別進行人工混和，待投料使用。

3.2 清梳聯工序

本次研發中，采用DSOp-02 型小樣開松機、DSFe-01 型自動喂棉機和DSCa-11A 型數字式小樣梳棉機組成的小型清梳聯紡紗系統。由于A紗中聚酰亞胺與山羊絨兩種纖維在粗細、剛性等方面存在較大差異，纖維間抱合性差，導致梳棉棉網落網、飛花較為嚴重，所以生條定量設計較輕、錫林速度較慢，具體為生條定量14.1 g/5 m，錫林速度380 r/min，出條速度18 m/min。B 紗中有銅改性聚酯纖維，而該纖維具有導電性，在紡紗時需要對電氣器件加以密封保護，避免表面飛花進入導致短路損壞。B 紗的主要工藝參數：生條定量14.5 g/5 m，錫林速度400 r/min，出條速度23 m/min。C 紗的纖維可紡性較好，主要工藝參數：生條定量14.6 g/5 m，錫林速度420 r/min，出條速度25 m/min。

3.3 并粗工序

并粗工序采用DSDr-01 型數字式小樣并條機、DSRo-01 型數字式小樣粗紗機。根據紗線性能與色彩設計的要求，3 種紗線的粗紗定量設計均為5.0 g/10 m。由于在細紗機上生產時，A 紗與B 紗為主紗，僅采用一個牽伸區，為避免牽伸力過大導致牽伸不開，捻度設計不易過大；而C 紗是間斷喂入，為了控制拖尾長度，捻度設計也要偏小控制。針對A 紗中聚酰亞胺纖維與山羊絨纖維的特點，并條速度控制在20 m/min，粗紗設計捻度25.4 捻/m；B 紗與C 紗的并條速度較快，設計為30 m/min，粗紗捻度偏小設計，分別為25.1捻/m和24.6 捻/m。

3.4 細紗工序

細紗工序采用JCF-DGN-C 型全自動多功能數控細紗小樣機，兩根主紗從后區中羅拉后喂入前區，不經過后區牽伸，而輔紗從后羅拉喂入后區，但后區牽伸可根據夾花紗輔紗風格設計而定，本研究所開發的產品均不經過后區牽伸。主要工藝參數：總牽伸33 倍，前區牽伸33 倍，鋼領型號PG1-4254，鋼絲圈型號 6802 6#，捻度 580 捻/m，羅拉隔距20 mm×32 mm，鉗口隔距3.5 mm，錠速7 000 r/min，夾花節長40 mm～50 mm，夾花節距100 mm～200 mm。

3.5 紡紗質量

由于本次研發的夾花紗產品沒有相應的國家與行業標準。因此，針對夾花紗的質量評價主要包括兩個方面。一方面是紗線的物理指標評價，主要包括重量偏差、百米重量CV值、強伸性能、紗線毛羽、紗線捻度CV值等質量指標，這些指標嚴重影響紗線的后續加工；另一方面是紗線的外觀風格評價，主要包括紗線的色彩與夾花效果，通過紗線樣照對比、面料打樣對比等方法進行分析與控制，而紗線的外觀效果直接影響面料的風格特征。

經實測，本次開發的多組分功能性夾花紗主要物理指標：重量偏差-1.1%，百米重量CV值2.8%，單紗斷裂強度20.2 cN/tex，單紗強力CV值 10.3%，捻 度CV值 4.5%，3 mm 毛 羽 數19.3 根/m。以上質量指標均達到了后道織造的要求，紗線的風格也得到了用戶的認可。

4 結語

夾花紗可利用現有賽絡集聚紡與竹節紗等成熟的紡紗技術，進行適當的技術改造即可滿足生產需求，而且夾花紗結構獨特，可設計性強，產品質量穩定。因此，夾花紗是一種新型紡紗技術，可以快速形成規模化生產，具有較大的市場空間。本研究采用聚酰亞胺纖維、山羊絨纖維、銅改性聚酯纖維、蘆薈改性粘膠纖維、滌綸、粘膠纖維共6種有色纖維，通過紗線結構設計、纖維性能組合、色彩設計進行功能性花式紗線產品的開發。合理利用聚酰亞胺纖維、銅改性聚酯纖維兩種功能性纖維固有的色彩特征進行二次開發，既克服了固有色彩的局限性，又充分保持了功能性纖維的特有性能，通過夾花紗設計開發出一種新型功能性紗線，實現了紗線的獨特結構、色彩的豐富時尚，滿足了紡織產品功能性需求與時尚性消費的有機結合。