一種新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗的研發(fā)

劉梅城 王成苗 朱圓月 冷 港

(江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南通,226007)

色紡紗是一種通過纖維顏色進行表達的一類特色紗線產(chǎn)品，主要是利用有色纖維進行紡紗。色紡紗線風(fēng)格獨特，色彩豐富并有層次，形成的面料顏色自然，具有較強的朦朧感，深受消費者青睞?；ㄊ郊喚€是一種具有創(chuàng)意的紗線，主要是在紡紗和制線過程中，采用特殊設(shè)備或特殊工藝進行加工而得到的具有獨特結(jié)構(gòu)、外觀、手感和質(zhì)地的紗線?；ㄊ郊喚€主要有3種：通過紗線色彩變化形成花色紗線、通過紗線結(jié)構(gòu)變化形成的花式紗線、通過纖維性能與色彩變化及紗線結(jié)構(gòu)變化形成的綜合花式紗線[1]181。

本次研發(fā)的這種新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗是在色紡紗基礎(chǔ)上, 通過對單一色彩和結(jié)構(gòu)的紗線進行改變, 對常規(guī)的棉紡設(shè)備進行適當?shù)母脑旒纯蓾M足生產(chǎn)要求。作為花式紗線的一種，這種新型段彩紗是采用兩種顏色粗紗紡制出具有特殊結(jié)構(gòu)與外觀效應(yīng)的紗，具有別致的外觀風(fēng)格與較強的立體感。本文主要就新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗的研發(fā)與產(chǎn)品設(shè)計進行探討，旨在開發(fā)具有市場需求的特色紗線。

1 紗線結(jié)構(gòu)研究

1.1 兩種段彩紗的比較

段彩紗是在色紡紗的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種花式紗，是一種風(fēng)格獨特的色紡花式紗，與色紡紗相比，色彩變化更為豐富、結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。按紗線色彩形成方式的不同，段彩紗可分為印染法、混和法，印染法生產(chǎn)的段彩紗又稱為段染紗，而混和法是通過紡紗實現(xiàn)段彩?；旌头ǜ鶕?jù)混和工序的不同，可分為在混棉處混和、在并條處混和和在細紗處混和3種，也可以多個工序進行復(fù)合。通過不同方法生產(chǎn)的段彩紗，形成的紗線在結(jié)構(gòu)與風(fēng)格上存在很大差別。本文主要研究在細紗處混和生產(chǎn)的段彩紗[2]。

在細紗處混和生產(chǎn)的段彩紗不同于一般色紡紗，通過產(chǎn)品設(shè)計不但在徑向上實現(xiàn)了多種色彩纖維按一定的規(guī)律變化，而且在軸向上也實現(xiàn)了多種色彩纖維按一定規(guī)律分段變化。通過不同的工藝參數(shù)設(shè)計，可以實現(xiàn)段彩紗產(chǎn)品的千變?nèi)f化，為紗線產(chǎn)品的開發(fā)提供了廣闊的空間[1]182。在細紗處混和生產(chǎn)段彩紗必須對常規(guī)的細紗機進行技術(shù)改造，細紗機改造的技術(shù)方案不同，生產(chǎn)的段彩紗結(jié)構(gòu)與風(fēng)格也不同。目前，對細紗機進行段彩紗改造的方法主要有兩種，可生產(chǎn)竹節(jié)段彩紗和漸變段彩紗。

竹節(jié)段彩紗的結(jié)構(gòu)特征是以一根紗為主干紗，間斷附著另一根紗，由于兩根紗線的顏色不同形成段彩，段彩處是粗節(jié)，類似于竹節(jié)紗結(jié)構(gòu)。這種段彩紗的生產(chǎn)方法是以一根粗紗為主紗，連續(xù)喂入經(jīng)過牽伸、加捻成紗，另一根粗紗作為輔紗，間斷喂入經(jīng)過牽伸后與主紗并合形成一根須條，經(jīng)過加捻成紗。這種段彩紗在顏色特征上，主要通過輔紗間斷附著形成段彩，而這種段彩在紗線徑向上是涇渭分明的兩元結(jié)構(gòu)，類似于AB色紡。

漸變段彩紗的結(jié)構(gòu)特征是兩種顏色紗線間斷輪流形成一根紗線，一段是一種顏色的紗線，一段是另一種顏色的紗線，兩種顏色紗線交錯間隔，是一種真正意義上的段彩紗。這種紗線的生產(chǎn)方法是兩根顏色不同的粗紗輪流間斷喂入，兩根粗紗經(jīng)過牽伸后在前羅拉處匯合，前后相連形成一根段彩紗[3]。這種段彩紗在結(jié)構(gòu)上可分為3段：A段、AB過渡段、B段，因此紗線顏色實際上也存在3種顏色，即A色、AB色、B色，所以稱為漸變段彩紗。

1.2 新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗的提出

竹節(jié)段彩紗與漸變段彩紗在紗線結(jié)構(gòu)與風(fēng)格上存在很大差別，形成的面料也具有完全不同的色彩特征。通過對竹節(jié)段彩紗與漸變段彩紗紡紗原理的研究比較，竹節(jié)段彩紗存在主、輔紗的關(guān)系，而漸變段彩紗是兩種粗紗輪流喂入，把兩種段彩紗的紡紗方法結(jié)合在一起，就可以形成一種具有這兩種段彩紗結(jié)構(gòu)的新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗線[4]。

這種新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗是我校自主研發(fā)的一種新型花式紗線，具有完全的知識產(chǎn)權(quán)，是在竹節(jié)段彩紗與漸變段彩紗的基礎(chǔ)上，融合兩種段彩紗生產(chǎn)技術(shù)。其紡紗原理是：當一根粗紗連續(xù)喂入時，另一根粗紗間斷喂入，經(jīng)過一段時間后兩根粗紗的喂入方式進行對換，如此循環(huán)往復(fù)，就可以生產(chǎn)出一種具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的新型段彩紗。

由于新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗具有了兩種段彩紗的特征，在紗線的色彩上具有更多的變化，紗線的立體感更強，在面料的風(fēng)格上賦予更多的變化，豐富了段彩紗的品種，促進了段彩紗紡紗技術(shù)的進步與發(fā)展。本次紡紗試驗通過采用兩種顏色纖維分別紡制粗紗，采用新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗紡紗技術(shù)，成功開發(fā)出獨具特色的新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗。這種新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗在外觀結(jié)構(gòu)、色彩特征、面料風(fēng)格上都表現(xiàn)出多種新的變化，為紡織新產(chǎn)品開發(fā)提供了更多選擇。

2 原料選擇

2.1 粘膠纖維

粘膠纖維選擇唐山三友集團化纖有限公司生產(chǎn)的棉型粘膠短纖維，本白半消光，優(yōu)級品，纖維規(guī)格為1.33 dtex×38 mm。粘膠纖維經(jīng)過染色、烘干、加油、調(diào)濕后，打包待用。

2.2 滌綸纖維

滌綸纖維采用環(huán)保型有色滌綸纖維，纖維規(guī)格為1.33 dtex×38 mm，由于采用原液著色纖維，可減少染色廢水對環(huán)境的污染，對于環(huán)境保護有著積極的作用。纖維的主要技術(shù)指標：線密度1.31 dtex，長度37.85 mm，斷裂強度4.49 cN/dtex，斷裂伸長率25.45%，卷曲數(shù)12.5個/25 mm，超長纖維率0.65%，倍長纖維含量2.7 mg/100 g。

3 紗線設(shè)計

本次試紡采用了粘膠與滌綸兩種纖維，天藍色粘膠與天藍色滌綸纖維按70/30比例，紡制成天藍色粗紗；淺黃色粘膠與淺黃色滌綸纖維按照70/30紡制成淺黃色粗紗。為了便于區(qū)分，把天藍色粗紗標記為A紗，淺黃色粗紗標記為B紗。

本次設(shè)計的新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗規(guī)格為R/T 70/30 18.5 tex，段彩工藝設(shè)計參數(shù)：主紗A長度分別為150 mm、200 mm、180 mm、300 mm；B紗長度分別為250 mm、200 mm、300 mm、180 mm；輔紗A紗長度分別為50 mm、40 mm、50 mm、40 mm，粗度為60%；輔紗B紗長度分別為35 mm、50 mm、40 mm、50 mm，粗度為60%。

圖1 紗線的外觀結(jié)構(gòu)

4 工藝流程

5 技術(shù)措施

5.1 清棉工序

為了保證混色均勻，混和盡量充分，不出現(xiàn)大的色塊，染色后的粘膠纖維與有色滌綸纖維稱重后經(jīng)過初步混和，然后在抓棉機圓盤投料。由于粘膠纖維與滌綸纖維規(guī)格均為1.33 dtex,纖維比較細，因此清棉工序掌握的工藝原則為“精細抓棉，混和充分，以梳代打，少傷纖維，減少返花”。為了防止因為過度打擊而產(chǎn)生色結(jié)，減少對纖維的損傷，同時提高混色的均勻性，所以降低抓棉小車每次升降動程與打手轉(zhuǎn)速，提高抓棉機的運轉(zhuǎn)效率，F(xiàn)A106型豪豬開棉機的梳針打手速度不宜太高，放大梳針與塵棒之間的隔距，縮小塵棒間的隔距以減少纖維的落棉量。

開清棉工序的主要工藝參數(shù)：抓棉機打手伸出肋條 2.5 mm，抓棉小車下降動程 2.5 mm/圈；FA106型開棉機梳針打手速度540 r/min，打手與塵棒間隔距13 mm×15 mm×17 mm，塵棒間隔距12 mm×7 mm×5 mm，成卷羅拉速度14 r/min。開清棉工序主要質(zhì)量指標：棉卷設(shè)計定量385 g/m，A紗棉卷重量不勻率1.2%，B紗棉卷重量不勻率1.1%。

5.2 梳棉工序

梳棉工序采用的主要工藝原則為“梳理適度，少傷纖維，加快轉(zhuǎn)移，減少棉結(jié)”。首先加大刺輥與給棉板間的隔距，降低刺輥轉(zhuǎn)速，以減少刺輥對纖維的損傷；其次合理選擇蓋板與錫林間的五點隔距以加強對纖維的梳理，適當加快蓋板速度以增加色結(jié)的排除；第三是合理選擇道夫速度，以提高錫林轉(zhuǎn)移率對纖維的混和效果。同時做好針布的選型配套工作，加強針布檢查，保證針布的“五鋒一準”，加強梳理，減少棉結(jié)。

梳棉工序主要工藝配置：刺輥針布型號AT5610×05611，刺輥速度710 r/min，錫林針布型號AC2520×01650，錫林速度360 r/min,道夫針布型號AD4030×02090，道夫速度34 r/min，蓋板針布型號MCB32，蓋板線速度154 mm/min。梳棉工序主要質(zhì)量指標：A紗生條定量22.5 g/5 m，重量不勻率4.3%，條干CV6.5%，色結(jié)6粒/g；B紗生條定量22.3 g/5 m，重量不勻率4.6%，條干CV6.0%，色結(jié)為4粒/g。

5.3 并條工序

并條工序采用兩道并合，為了提高混色均勻，頭并與二并的并合數(shù)均為8根并合。在并條工藝選擇上，采用“順牽伸”工藝，有利于改善熟條的纖維伸直度，減少彎鉤纖維。由于是滌綸與粘膠纖維混紡，為了提高膠輥的抗繞性，采用硬度邵爾A85度、表面經(jīng)過抗靜電處理的膠輥，同時要經(jīng)常對紡紗通道進行清洗，避免通道堵塞、掛花影響生產(chǎn)與質(zhì)量。

并條工序主要工藝參數(shù)：頭并羅拉隔距12 mm×14 mm×20 mm，后區(qū)牽伸1.83倍，輸出速度 290 m/min；二并羅拉隔距12 mm×12 mm×18 mm，后區(qū)牽伸1.25倍，輸出速度290 m/min。并條工序主要質(zhì)量指標：A紗熟條定量20.5 g/5 m，重量不勻率0.6%，條干CV2.6%；B紗熟條定量20.7 g/5 m，重量不勻率0.7%，條干CV2.3%。

5.4 粗紗工序

粗紗工藝設(shè)計要點是注意選擇合適的粗紗捻系數(shù)與錠速，適當加大羅拉加壓，控制好紡紗張力，提高粗紗質(zhì)量水平。粗紗工序的主要工藝參數(shù)：羅拉隔距14 mm×26 mm×36 mm，鉗口隔距5.5 mm，錠速1 000 r/min，捻系數(shù)53，后區(qū)牽伸1.29倍。

粗紗工序主要質(zhì)量指標：A紗定量5.2 g/10 m，重量不勻率1.1%，條干CV4.5%；B紗定量5.1 g/10 m，重量不勻率0.9%，條干CV4.3%。

5.5 細紗工序

細紗機需要進行3個方面的改造：一是粗紗架改造，增加粗紗容量滿足復(fù)合段彩紗的要求；二是牽伸系統(tǒng)與控制系統(tǒng)改造，采用JC-SF型漸變段彩竹節(jié)多功能紡紗裝置進行改造，該紡紗裝置采用PLC控制系統(tǒng)與伺服電機，可以進行全數(shù)字化控制；三是集聚紡改造，采用氣流集聚式四羅拉與網(wǎng)格圈集聚紡裝置，集聚紡改造的目的是保證兩根輸出紗線能夠集聚形成一根紗，避免被斷頭吸風(fēng)笛管吸走[5]。

細紗工序主要工藝設(shè)計：羅拉隔距19 mm×25 mm，鉗口隔距3.0 mm，選用PG1-4254型鍍鉻鋼領(lǐng)和納米藍寶石G1/0型鋼絲圈，使用壽命長，膠輥選擇硬度邵爾A72 度的中硬度、抗繞性能好的膠輥，錠速14 100 r/min，捻系數(shù)358。細紗工序主要質(zhì)量指標：重量CV2.3%，單紗斷裂強度19.2 cN/tex，單強CV11.6%。

5.6 絡(luò)筒工序

絡(luò)筒工序在SAVIO ORION型自動絡(luò)筒機上生產(chǎn)，配置烏斯特公司QUANTUM2型電子清紗器。由于紗線結(jié)構(gòu)復(fù)雜，依據(jù)用戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，需要合理設(shè)置電子清紗器工藝參數(shù)，清除紗線中存在的異常紗疵，提高紗線產(chǎn)品質(zhì)量。絡(luò)筒工序主要工藝參數(shù)：絡(luò)筒速度1 100 m/min，N+250%，S+260%×6.0 mm，L+60%×60 mm，T-50%×50 mm。

5.7 注意事項

在新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗的試紡過程中，為了保證紗線質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)管理方面需要注意以下問題：首先在原料選配過程中，對所有原料逐包檢驗，把存在色差的原料纖維先隔離，再分類使用，盡可能避免產(chǎn)生色差，對回卷、回條一定要分開存放，經(jīng)過檢查后可按一定比例均勻使用，同時要把好原料稱重和人工混棉質(zhì)量關(guān)，保證混和比例準確、混和均勻。做好各色品種半制品的區(qū)域性隔離工作，防止飛花混入及半制品混用。其次加強對兩種粗紗定量控制，減少設(shè)計偏差，保證成紗號數(shù)準確，降低成紗重量不勻率。第三是加強對細紗牽伸區(qū)檢查，防止中、后羅拉的膠圈發(fā)生歪斜、張力不一致出現(xiàn)走偏現(xiàn)象，注意粗紗跑偏問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少意外紗疵。

6 結(jié)語

綜上所述，本文所研發(fā)的這種新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗是在色紡紗基礎(chǔ)上, 從紗線結(jié)構(gòu)的研究入手，通過對單一色彩和結(jié)構(gòu)的紗線進行改變, 對常規(guī)的細紗設(shè)備進行適當?shù)母脑旒纯蓾M足生產(chǎn)。在試紡過程中，通過纖維原料與顏色的選擇、產(chǎn)品規(guī)格的設(shè)計、制定合理的紡紗工藝流程，采用兩種顏色原料分別生產(chǎn)粗紗，優(yōu)化各工序工藝參數(shù)，嚴格控制各工序質(zhì)量，加強生產(chǎn)操作管理，為R/T 70/30 18.5 tex新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗的成功開發(fā)提供了保證。該新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗生產(chǎn)技術(shù)可以適應(yīng)多種纖維的生產(chǎn)要求，進行機織、針織用紗等紗線開發(fā)，為紡織面料的升級換代帶來了新的機遇。