利用HN5D型空心錠花式捻線機開發(fā)花式紗線

肖豐+李營建+王秋霞

摘要：文章概述了花式捻線機的加捻成紗原理，對影響花式效應(yīng)的超喂比、牽伸倍數(shù)、捻度、張力等工藝參數(shù)進行分析探討。選擇了芯紗、飾紗和固紗原料，設(shè)計了紡紗工藝，開發(fā)紡制了波紋線、圈圈線、結(jié)子線和竹節(jié)線，為企業(yè)生產(chǎn)花式線提供參考。

關(guān)鍵詞：花式捻線機；開發(fā)；花式紗線；工藝參數(shù)；分析

中圖分類號：TS104 文獻標(biāo)志碼：B

On Developing Fancy Yarn with Model HN5D Hollow-spindle Fancy Twisting Machine

Abstract： This paper analyzes the process parameters that affect fancy yarn appearance， such as overfeed ratio， draft ratio， twist， tension， etc. By choosing raw materials for the core yarn， decorative yarn and fixed yarn， and by designing the spinning process， boucle yarn， loop yarn， knot yarn and slub yarn are developed， which provide reference to the practical production of fancy yarn.

Key words： fancy twisting machine； develop； fancy yarn； process parameters； analysis

花式紗線是指采用特殊工藝、設(shè)備紡制的具有特殊外觀、結(jié)構(gòu)和色澤效應(yīng)的紗線。作為紗線的獨特分支，因其結(jié)構(gòu)新穎、色彩繽紛、立體感強、手感柔軟等特點，受到面料和時裝設(shè)計師的青睞。廣泛用于時裝面料、家紡面料和服飾帽子、圍巾等，制品時尚美觀，深受消費者喜愛。

花式線需在花式捻線機上紡制。環(huán)錠花式捻線機紡制花式線需經(jīng)過 2 ～ 3 道工序，流程長、卷裝小、效率低。而空心錠花式捻線機可將牽伸、成花、加固、絡(luò)筒一步完成，大大簡化生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)效率，所以目前被廣泛采用。為了增加花色品種、提高市場競爭力，本文利用HN5D型空心錠花式捻線機開發(fā)紡制了圈圈線、波紋線、結(jié)子線和竹節(jié)線，并對其結(jié)構(gòu)、原理和工藝進行了分析，以供借鑒。

1 原料及其性能

花式線由芯紗、飾紗和固紗構(gòu)成，各紗作用不同，應(yīng)根據(jù)需要合理選擇原料。芯紗位于中心，是花式線骨干，要求強力較高。為減少斷頭、成形良好，選擇了兩根滌綸長絲（150 D）。固紗用以固定花型，位于外層，為不影響花式效應(yīng)，選擇了較細(xì)（75 D）的滌綸長絲。飾紗以不同的花式形態(tài)包纏在芯紗外，構(gòu)成裝飾作用，產(chǎn)品的外觀、手感和服用性能主要由它決定。飾紗要求條干均勻、手感柔軟、富有彈性、色澤艷麗，選擇了腈綸（毛型和棉型），其中結(jié)子線和圈圈線選擇了毛型腈綸。紡制竹節(jié)線時，經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，如采用毛型纖維，因長度長，竹節(jié)長度會過長，外觀形態(tài)不理想，所以更換為棉型腈綸。毛型腈綸：長度110 mm，細(xì)度3.3 dtex，粗紗線密度2 620 tex；棉型腈綸：長度38 mm，細(xì)度1.65 dtex，粗紗線密度560 tex。

2 HN5D型花式捻線機工藝參數(shù)分析

2.1 超喂比

紡制花式線時，飾紗一般需要超喂，飾紗與芯紗喂入速度之比稱為超喂比。因芯紗由芯紗羅拉送出，飾紗由牽伸前羅拉送出，故超喂比=V前羅拉/V芯紗羅拉。超喂比影響花式線的外觀形態(tài)和成紗線密度，超喂比大，則喂入的飾紗多，成紗線密度大。

超喂分恒速超喂和控制型超喂。恒速超喂其超喂比恒定不變，花式線的花型大小分布均勻，如圈圈線、波紋線等；而控制型超喂其超喂比是變化的，此時花式線的花型是多變而非均勻分布的，如結(jié)子線、圈圈波紋復(fù)合線等。

2.2 捻度

捻度大小影響花式效應(yīng)、強力、伸長和花型的穩(wěn)定程度。HN5D型花式捻線機的加捻元件有空心錠和環(huán)錠，兩者加捻方向相反，環(huán)錠起退捻作用，退捻系數(shù)f=環(huán)錠轉(zhuǎn)速/空心錠轉(zhuǎn)速。

實際生產(chǎn)時，根據(jù)需要選擇加捻方式。如紡粗特花式線，無需退捻，采用筒子卷繞，此時固紗包纏捻度如式（1）：

如花式線要求手感柔軟，則需要進一步接受環(huán)錠加捻，此時固紗包纏捻度如式（2）：

2.3 牽伸倍數(shù)

HN5D型花式捻線機羅拉直徑大、隔距大，適紡毛型纖維。3 對羅拉形成前、后兩個牽伸區(qū)，生產(chǎn)時應(yīng)合理地進行牽伸分配，以減少附加不勻、提高條干均勻度。該機牽伸后羅拉分為 3 組單獨傳動，可以喂入 3 根不同顏色的粗紗，共用中羅拉和前羅拉進行牽伸。牽伸倍數(shù)可恒定不變或是不斷變化，如紡制竹節(jié)線時，牽伸倍數(shù)是變化的，竹節(jié)段的牽伸倍數(shù)較平線段小。牽伸越小，則竹節(jié)越粗。

2.4 張力

芯紗張力牽伸 =V輸出羅拉/V芯紗羅拉。張力不同，成紗風(fēng)格各不相同。適當(dāng)增大張力，成花良好，但張力過大，易造成斷頭。當(dāng)采用雙芯紗時，兩根芯紗須從前膠輥溝槽中通過，不受前鉗口控制；飾紗從兩芯紗之間非溝槽處通過，受前鉗口控制。兩芯紗張力要均衡一致，否則成紗結(jié)構(gòu)不良。

2.5 段長、段數(shù)

為配合花型設(shè)計，還需確定段長、段數(shù)?；ㄊ侥砭€機采用定長多段速控方式，段數(shù)越多，表示花式線變化越多越復(fù)雜，該機段數(shù)最多達99段。

段長為Ⅰ段和Ⅱ段的長度之和。如紡不等間距結(jié)子線（圖 1），平線段a為Ⅰ段，結(jié)子b為Ⅱ段，平線段a和結(jié)子b的長度之和即為當(dāng)前段長。改變段長，結(jié)子大小間距發(fā)生變化。當(dāng)結(jié)子大小不變時，段數(shù)越多，則結(jié)子間距變化越多。

紡三色（A色、B色、C色）漸變?nèi)θ€，顏色的變化規(guī)律：A→AB→B→BC→C→CA。則A→AB，一段純色（Ⅰ段）和一段漸變色（Ⅱ段）構(gòu)成一小循環(huán)，其長度即為當(dāng)前段長。三色漸變?nèi)θ€一個大循環(huán)由 3 個小循環(huán)構(gòu)成，即段數(shù)為 3。依此類推，紡雙色漸變花式線，其段數(shù)為 2，單色圈圈線段數(shù)為 1。

3 根后羅拉各喂入 1 種顏色的粗紗，控制 3 根后羅拉的運動，即可實現(xiàn)漸變。具體如下：紡制A段時，后一羅拉回轉(zhuǎn)，后二、后三羅拉靜止不動。紡制AB漸變段時，后一羅拉逐漸減速，后二羅拉逐漸加速，則從前羅拉輸出的飾紗，便會從一種顏色逐漸過渡到另一種顏色。依此類推，可生產(chǎn)出B段、BC段、C段和CA段。

3 花式紗線的開發(fā)

3.1 圈圈線、波紋線

3.1.1 結(jié)構(gòu)特點

圈圈線也稱環(huán)圈線，外觀呈現(xiàn)有舒展的圈圈，手感柔軟，豐滿蓬松。圈圈線有大圈圈線和小圈圈線之分，如圈圈更小，則飾紗呈現(xiàn)彎曲、扁平狀，稱為波形線。漸變?nèi)θ€外觀既有圈圈又有顏色變化的色澤效應(yīng)，裝飾效能更強，產(chǎn)品更受歡迎。

3.1.2 紡制工藝

（1）超喂比：考慮到開發(fā)的圈圈線為粗絨毛線，用于制作編織毛衫、圍巾，紗支較粗，圈圈的大小要適中，經(jīng)試驗選擇超喂比為 2。紡制波紋線時，超喂比為1.1。

（2）捻度：為使產(chǎn)品手感更加柔軟，選擇了空心錠和環(huán)錠相結(jié)合的加捻方式，以退去固紗部分捻度。中空捻度500捻/m，環(huán)錠捻度100捻/m，最終包纏捻度400捻/m。

（3）牽伸倍數(shù)：根據(jù)選擇的芯紗、固紗、粗紗的線密度和成紗用途，設(shè)計總牽伸倍數(shù)為10倍。因后區(qū)為簡單羅拉牽伸，主要為前區(qū)做準(zhǔn)備，不宜施加較大的牽伸，選擇1.25倍。前區(qū)為膠圈牽伸，摩擦力界布置合理，可承擔(dān)較大的牽伸，牽伸倍數(shù)為 8 倍。

（4）張力：經(jīng)試驗，選擇1.04倍的張力牽伸較合適，此時芯紗適當(dāng)張緊，有助于飾紗盤繞其上，形成藤捻，退捻時翻出圈圈。

（5）段長、段數(shù)：因是三色漸變，故段數(shù)為 3。段長設(shè)計為1 000 mm，其中純色段（Ⅰ段）100 mm，漸變段（Ⅱ段）900 mm，顏色變化緩慢，過渡自然。

3.2 結(jié)子線

3.2.1 結(jié)構(gòu)特點和紡制原理

結(jié)子線是指沿著紗線的長度方向分布有飾紗緊密纏繞的結(jié)節(jié)（疙瘩）。結(jié)子的色彩、大小、間距和分布規(guī)律均影響產(chǎn)品的外觀效應(yīng)。為突出裝飾效果，結(jié)子顏色應(yīng)與芯紗、固紗的顏色有較大的對比度，且顏色要鮮艷。故選擇了橘紅色粗紗做飾紗。

HN5N型花式捻線機生產(chǎn)的是纖維型結(jié)子線（結(jié)子是纖維纏繞而成），紡紗時由控制系統(tǒng)控制芯紗羅拉瞬時停轉(zhuǎn)，牽伸前羅拉輸出的飾紗，便會堆積纏繞在芯紗上形成結(jié)子。結(jié)子大小與羅拉停轉(zhuǎn)時間、超喂比、捻度、段長、段數(shù)有關(guān)。

3.2.2 紡制工藝

（1）段長、段數(shù)：芯紗羅拉停轉(zhuǎn)時間長，則送出的飾紗長度長，結(jié)子粗大，手感柔軟。停轉(zhuǎn)時間的長短通過段長設(shè)計體現(xiàn)。如段長一定，增大Ⅱ段長度，則結(jié)子大、間距??；反之，結(jié)子小、間距大。設(shè)計段長為200 mm，其中平線段（間距）100 mm，結(jié)子段內(nèi)飾紗長度100 mm。因紡制的是等間距結(jié)子線，故段數(shù)為 1。

（2）超喂比：增大超喂比，會使更多輸出的飾紗來不及緊密地纏繞在芯紗上，而是較蓬松地進行纏繞，結(jié)子蓬大。如飾紗牽伸倍數(shù)小，為減小結(jié)子體積，避免給人以突兀感覺，飾紗也可以不超喂。試驗發(fā)現(xiàn)，因喂入粗紗較粗，超喂比為1.1時，成結(jié)表面毛糙、不光滑，故選擇超喂比為 1。

（3）捻度：影響結(jié)子的大小和緊密程度。捻度增大，結(jié)子纏繞緊密、體積小，成紗手感硬挺。因只選擇了空心錠筒子卷繞，無環(huán)錠退捻，為保證結(jié)子外形飽滿，成紗手感柔軟，捻度不宜過大，選擇了250捻/m。

（4）牽伸倍數(shù)：依據(jù)結(jié)子線的線密度進行設(shè)計，選擇總牽伸 8 倍，后區(qū)牽伸1.25倍。

（5）紡紗速度：紡制結(jié)子線，芯紗羅拉速度不斷變化，不易紡紗，故速度不宜過快，否則斷頭增多。經(jīng)試驗，選擇紡紗速度為10 m/min。

3.3 竹節(jié)線

3.3.1 結(jié)構(gòu)特點和紡制原理

竹節(jié)線也稱大肚線，沿著紗線的長度方向出現(xiàn)節(jié)粗、節(jié)細(xì)形狀，形似竹子的結(jié)節(jié)。粗節(jié)的粗度、長度、間距和顏色影響其外觀效應(yīng)。竹節(jié)織物表面有明顯的凹凸立體感，層次豐富，顆粒飽滿，風(fēng)格獨特。

HN5N型花式捻線機采用中后羅拉增速法生產(chǎn)竹節(jié)線。紡制平線段時，中后羅拉常速回轉(zhuǎn)，保持粗紗固定的牽伸倍數(shù)；如果中后羅拉突然加速，牽伸倍數(shù)減小，便可形成粗節(jié)，產(chǎn)生竹節(jié)效應(yīng)。

3.3.2 紡制工藝

（1）牽伸倍數(shù)：竹節(jié)的粗度取決于中后羅拉增速的幅度，幅度大，則竹節(jié)粗。增速幅度由牽伸倍數(shù)的大小體現(xiàn)。設(shè)計的竹節(jié)段牽伸倍數(shù)1.9倍，平線段牽伸倍數(shù)8.7倍。

（2）捻度：影響竹節(jié)的緊密程度，經(jīng)試驗選擇了280捻/m，成紗手感柔軟，外形良好。

（3）段長、段數(shù)：竹節(jié)長度取決于中后羅拉超喂時間，時間長，則竹節(jié)長；改變超喂間隔時間，竹節(jié)間距隨之變化。因段長為平線段（Ⅰ段）和竹節(jié)段（Ⅱ段）長度之和，如選定竹節(jié)長度30 mm。改變段長，即可調(diào)整間距。紡制時選擇段數(shù)為 5，5 段的段長分別為150、100、240、200和280 mm，因此對應(yīng)竹節(jié)間距120、70、210、170和250 mm。

其他參數(shù)：紡紗速度15 m/min，超喂比1.03，張力牽伸1.02倍。

4 結(jié)論

HN5D型花式捻線機通過設(shè)計超喂比、捻度，變化牽伸倍數(shù)，控制芯紗羅拉、牽伸后羅拉的運動等方法，可紡制漸變?nèi)θ€、波紋線、結(jié)子線和大肚線。也可以生產(chǎn)復(fù)合型花式線，將不同花型出現(xiàn)在一根紗上，如波紋圈圈線、圈圈結(jié)子線等。該機加工花式線具有花型多、翻改品種容易、速度高、流程短等優(yōu)勢。因花式紗線結(jié)構(gòu)復(fù)雜，較紡制普通紗線困難，所以紡紗時，應(yīng)熟知各種花式線的加工原理，分析花式捻線機的各個工藝參數(shù)，結(jié)合機器的性能，設(shè)計相關(guān)工藝參數(shù)，方可獲得良好的花式效應(yīng)和成紗質(zhì)量。

參考文獻（略）