段彩段彈紗的設(shè)計開發(fā)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(xué)會，北京，100020）

在棉紡設(shè)備上生產(chǎn)新型紗線是當(dāng)今紡織新產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。從近幾年國內(nèi)外主要展會面料風(fēng)格趨勢來看，面料的色彩搭配更加靈活，肌理質(zhì)感的表現(xiàn)更加突出。伴隨著面料風(fēng)格的求新求變，各類新穎紗線品種應(yīng)運(yùn)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(xù)分布的紗線，該紗線所織織物可實現(xiàn)靈動的段彩風(fēng)格和肌理感，豐富面料的外觀風(fēng)格表現(xiàn)。

1 段彩段彈紗產(chǎn)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(shù)，也可以搭配不同染色性能的材質(zhì)，通過單染上色實現(xiàn)段彩效果，采用兩種材質(zhì)的段彩紗也可稱之為復(fù)合式段彩紗。段彩段彈紗是在復(fù)合式段彩紗技術(shù)上進(jìn)行創(chuàng)新，與彈性短纖維應(yīng)用相結(jié)合，紗身使用精梳棉纖維，段彩處飾紗材質(zhì)以彈性短纖維為主，可以在段彩紗的外觀基礎(chǔ)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(zhì)在染色加工環(huán)節(jié)的回彈性能及染色性能差異，實現(xiàn)按照設(shè)計規(guī)律分布的段彩段彈風(fēng)格。

與傳統(tǒng)有色纖維段彩紗相比，段彩段彈紡紗技術(shù)的段彩上色是通過后續(xù)染整加工實現(xiàn)，采用單染或兩種材質(zhì)分別染色，實現(xiàn)風(fēng)格各異的段彩效果，其后加工的可設(shè)計性和多樣性更強(qiáng)，色彩應(yīng)用更加靈活，可根據(jù)用戶需要，進(jìn)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(chǎn)。

與常規(guī)的復(fù)合式段彩紗相比，段彩段彈紗的紗身局部有彈性，結(jié)合織物組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)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(fēng)格的同時豐富面料的肌理外觀，體現(xiàn)風(fēng)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(tài)的彈力短纖維，該材質(zhì)的應(yīng)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(chǎn)品類型，可以實現(xiàn)新穎的產(chǎn)品外觀風(fēng)格。

2 產(chǎn)品設(shè)計及方案優(yōu)選

2.1 紗線設(shè)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(shè)計了4種方案，通過實際生產(chǎn)優(yōu)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(xì)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(jié)果：方案A無法正常生產(chǎn)，主要表現(xiàn)為纖維受打擊后回縮成團(tuán)，清棉無法成卷，梳棉蓋板針布嵌雜嚴(yán)重，棉網(wǎng)中棉結(jié)、棉球多，粗紗牽伸不良嚴(yán)重，細(xì)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(wǎng)中棉結(jié)、棉球多，粗紗生產(chǎn)狀態(tài)較好；方案C清棉棉卷成形困難、破洞嚴(yán)重，特別是棉層在風(fēng)扇到緊壓羅拉處通過困難，梳棉蓋板嵌雜，棉網(wǎng)中棉結(jié)、棉球較高，粗紗有牽伸不良現(xiàn)象；方案D棉卷有輕微破洞，成卷較困難，粗紗生產(chǎn)狀態(tài)較好。

4個方案均有不同程度的段彩紗拖尾、丟飾及棉結(jié)、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(chǎn)，不應(yīng)采用。飾紗采用70%舒彈絲+30%棉的方案C生產(chǎn)過程中拖尾、丟飾問題明顯，不應(yīng)采用。方案B和方案D采用舒彈絲與細(xì)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(xiàn)多種難題，但可以通過后續(xù)生產(chǎn)控制措施進(jìn)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(jìn)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(xì)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(fēng)格的表現(xiàn)效果，確定采用段彩效果對比更加強(qiáng)烈的方案B。下一步針對開發(fā)方案B產(chǎn)品的紡紗難點(diǎn)采取生產(chǎn)控制措施。

2.3 段彩方案驗證

段彩段彈紗的段彩風(fēng)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(shè)定影響較大［3-4］。因此有必要對段彩方案進(jìn)行設(shè)計驗證，通過對比試織布面效果來確定段彩技術(shù)參數(shù)。為突出段彩效果，給彩量偏高控制，該參數(shù)是細(xì)紗后羅拉與中羅拉轉(zhuǎn)速之比。由于復(fù)合式段彩紡只有飾紗經(jīng)過后區(qū)牽伸而主紗不經(jīng)過，因此給彩量所設(shè)定的是飾紗的相對喂入量。通過試驗驗證給彩量最大達(dá)到0.9時不會產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，因此所有段彩方案均照此設(shè)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(jìn)行單染分散染料、單染活性染料、雙染試驗，觀察布面風(fēng)格。第1組：針織段彩鮮明，單染分散風(fēng)格最佳，方案2優(yōu)于方案1。第2組：梭織雙染對比強(qiáng)烈，風(fēng)格較好，方案3優(yōu)于方案4。第3組：段彩明顯，搭配普通純色棉紗點(diǎn)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(jīng)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(qiáng)烈，彩距較長，風(fēng)格顯著。第2組兩個方案在梭織面料雙染上色時風(fēng)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(dú)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(diǎn)綴效果突出。第4組方案已經(jīng)不能呈現(xiàn)典型的段彩風(fēng)格，效果不佳。

3 各工序關(guān)鍵技術(shù)措施

3.1 關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)分析

從先鋒試樣和中試、批量生產(chǎn)情況看，段彩段彈紗的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)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(qiáng)，不易單獨(dú)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(yán)重，對此換用MCH42型蓋板針布，將常規(guī)的斬刀剝離方式改為彈性針布剝離，降低錫林轉(zhuǎn)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(zhì)影響，造成飾紗粗紗斷裂不徹底，飾紗出現(xiàn)在不該有段彩的主紗段上形成拖尾現(xiàn)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(diào)整細(xì)紗機(jī)飾紗喂入喇叭口位置、調(diào)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(shù)、提高細(xì)紗捻度20%以上等措施，可以緩解飾紗的回彈，增強(qiáng)牽伸區(qū)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(dǎo)致的丟飾問題［6-7］。

3.2 各工序主要技術(shù)措施

首先測試舒彈絲纖維和細(xì)特滌綸的實際回潮率，根據(jù)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(jī)使用梳針打手。主紗在清梳聯(lián)工序采用“早落少碎，多松少打，緊隔距，強(qiáng)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(zhuǎn)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(zhǔn)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(jié)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(chǎn)狀態(tài)，采用復(fù)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(nèi)，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(xì)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(shù)”的工藝配置。

細(xì)紗工序是控制段彩段彈紗丟飾問題的關(guān)鍵工序。通過設(shè)備技術(shù)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(qū)喇叭口與上銷膠圈間距至2 mm，中區(qū)喇叭口粗紗喂入采用左側(cè)飾紗、右側(cè)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(luò)筒工序，針對段彩段彈紗的竹節(jié)風(fēng)格特性，采用USTER QUANTUM2型電子清紗器，合理設(shè)定K值對段彩范圍進(jìn)行保護(hù)，自動絡(luò)筒采用“低車速，小張力，區(qū)域保護(hù)”的工藝配置原則。

3.3 成品效果

根據(jù)市場需求和流行趨勢分析，結(jié)合段彩段彈紗的特點(diǎn)，整個項目規(guī)劃了機(jī)織襯衣用紗、機(jī)織女裝用紗、機(jī)織家紡用紗和針織服裝用紗4個系列的產(chǎn)品。機(jī)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(chǎn)品。機(jī)織女裝及針織服裝面料風(fēng)格活潑，柔軟有肌理感。家紡面料風(fēng)格飽滿新穎，適用于特色床品。

以機(jī)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(lán)色、淺綠色、丁香色等。如果做單染，要將粉蠟色調(diào)提高純度，使整體面料色調(diào)輕盈亮麗。圖1為段彩段彈機(jī)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(jī)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(jié)束語

段彩段彈紗研發(fā)項目把握國內(nèi)外流行趨勢，創(chuàng)造性開發(fā)了一類新的紗線品種，并在研發(fā)過程中成功解決了彈性短纖維紡紗的多個技術(shù)難題，實現(xiàn)了技術(shù)和風(fēng)格上的突破。本項目設(shè)計開發(fā)了風(fēng)格各異的段彩段彈紗及段彩段彈面料等系列產(chǎn)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(yīng)用于肌理感強(qiáng)烈的面料風(fēng)格。各類產(chǎn)品風(fēng)格新穎別致，適用于正裝、休閑、運(yùn)動、襯衫、嬰幼兒、床品等領(lǐng)域。段彩段彈紗系列產(chǎn)品的開發(fā)可滿足人們對新穎風(fēng)格面料的追求，具有顯著的市場應(yīng)用價值。