基于三通道數(shù)碼紡段彩竹節(jié)紗的面料設(shè)計(jì)

孫顯強(qiáng)，薛 元，金淑蘭，羅 軍

(1.江南大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 無錫 214122；2.金華潔靈家居用品有限公司，浙江 金華 321037)

段彩竹節(jié)紗以其粗細(xì)變化的形態(tài)、明暗變化的色彩、松緊變化的捻度等要素賦予紗線及面料特殊的肌理與風(fēng)格。段彩竹節(jié)紗的應(yīng)用是時(shí)尚、新潮服飾及裝飾用紡織品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要手段[1-3]。段彩竹節(jié)紗是在竹節(jié)紗線密度變化的基礎(chǔ)上輔以色彩分段變化而形成的花式紗線，其形態(tài)上由不同長度基紗段和竹節(jié)段交替排列組成，色彩上由不同顏色不同段長的紗段交替排列組成。結(jié)構(gòu)上由捻度大結(jié)構(gòu)較緊密的細(xì)節(jié)部分和捻度低結(jié)構(gòu)較松弛的部分交替排列組成[4-6]。

本文采用三通道環(huán)錠細(xì)紗機(jī)，通過配置3根不同色彩組合的粗紗，調(diào)控成型紗線的線密度，改變?nèi)噬w維混紡比以及捻度來紡制段彩竹節(jié)紗。采用主牽伸通道和輔助牽伸通道相配合的方式紡制段彩竹節(jié)紗，通過主牽伸通道連續(xù)喂入1根或2根彩色粗紗，穩(wěn)定牽伸線密度恒定的基紗部分；通過輔助通道斷續(xù)式喂入1根或2根粗紗，非定常牽伸線密度較粗的竹節(jié)紗部分。

三通道環(huán)錠細(xì)紗機(jī)紡紗模式有2種：①采用1個(gè)主牽伸通道和2個(gè)輔助牽伸通道的段彩竹節(jié)紗紡紗模式，此時(shí)基紗部分由主牽伸通道輸出1根須條經(jīng)加捻形成較細(xì)段紗線，段彩竹節(jié)部分由2個(gè)輔助通道輸出2根須條夾持由主牽伸通道輸出的1根須條經(jīng)加捻形成較粗段紗線。②采用2個(gè)主牽伸通道和1個(gè)輔助牽伸通道的模式，此時(shí)基紗部分由2個(gè)主牽伸通道輸出的2根須條經(jīng)加捻形成較細(xì)段紗線，段彩竹節(jié)部分由2個(gè)主牽伸通道輸出的2根須條夾持由輔助牽伸通道輸出的1根須條經(jīng)加捻形成較粗段紗線。通過上述方法紡制出的竹節(jié)紗粗細(xì)不同，織出的織物表面具有竹節(jié)效應(yīng)，通過改變喂入的三基色粗紗混紡比可在織物表面形成規(guī)律變化的色彩，通過捻度的變化可改變織物的表面風(fēng)格。采用三通道環(huán)錠細(xì)紗機(jī)生產(chǎn)段彩竹節(jié)紗，具有更多的調(diào)節(jié)手段和更靈活的紡紗工藝，可帶來更豐富的紗線形貌、色彩及風(fēng)格的變化，適合于大小批量、多品種及個(gè)性化定制的生產(chǎn)加工需求[7-9]。

1 段彩竹節(jié)紗的制備機(jī)制

1.1 段彩竹節(jié)紗的組成

圖1 段彩竹節(jié)紗示意圖

(1)

式中：LAj為第j段基紗的長度，m；NAj為第j段基紗的線密度，tex；LBj為第j段竹節(jié)的長度，m；NBj為第j段基紗的線密度，tex。

結(jié)合上述竹節(jié)紗的紗線結(jié)構(gòu)參數(shù)，可根據(jù)需要設(shè)計(jì)出符合要求的紗線，并在三通道環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上完成段彩竹節(jié)紗的紡制[10-12]。

1.2 三通道環(huán)錠細(xì)紗機(jī)紡段彩竹節(jié)紗機(jī)制

三通道環(huán)錠細(xì)紗機(jī)紡制段彩竹節(jié)紗是通過各個(gè)部件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的改變來實(shí)現(xiàn)的。設(shè)前羅拉、中羅拉、后羅拉速度分別為Vq、Vz、Vhi(i=1,2,3)(m/min)，其中，Vh1、Vh2、Vh3(m/min)分別為3個(gè)后羅拉的表面線速度，錠子轉(zhuǎn)速為nd(r/min)，紡紗時(shí)間為t(s)。3根喂入粗紗顏色值分別為(R1,G1,B1)、(R2,G2,B2)、(R3,G3,B3)。成紗線密度ρs(tex)見式(2)，各通道混紡比λi見式(3)，成紗捻度Tw(捻/m)見式(4)，各通道牽伸比Ezi見式(5)，基紗段和竹節(jié)段的分段長度l(分段長度是指紡出的每一段紗線長度，包括基紗長度和竹節(jié)紗長度)見式(6)，成紗顏色值見式(7)。段彩竹節(jié)紗的調(diào)控機(jī)制遵循式(1)～(6)。

(2)

(3)

(4)

(5)

l=Vq×t

(6)

(7)

式中：ρi為第i個(gè)通道喂入粗紗的線密度，tex；ρs為段彩竹節(jié)紗的線密度，包括基紗線密度和竹節(jié)紗線密度，tex；nd為錠子轉(zhuǎn)速，r/min；Rs、Gs、Bs分別指段彩竹節(jié)紗對應(yīng)的RGB色彩，包括基紗色彩和竹節(jié)紗色彩。

通過上述公式，可對段彩竹節(jié)紗基紗段和竹節(jié)段的分段長度、顏色值、線密度等紗線結(jié)構(gòu)參數(shù)實(shí)現(xiàn)精確控制。

2 段彩竹節(jié)紗的花型及其工藝設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)方法

對于三通道紡紗來說，在段彩竹節(jié)紗設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)方法的選擇對于紗線成型起到重要的作用。根據(jù)反復(fù)的紡紗上機(jī)試驗(yàn)，現(xiàn)總結(jié)了以下4種適合生產(chǎn)段彩竹節(jié)紗的方法：①通道2連續(xù)喂入粗紗，通道1和通道3同步斷續(xù)喂入粗紗；②通道1和通道3連續(xù)喂入粗紗，通道2斷續(xù)喂入粗紗；③通道2連續(xù)喂入粗紗，通道1和通道3異步斷續(xù)喂入粗紗；④通道2連續(xù)喂入粗紗，通道1或通道3斷續(xù)喂入粗紗。

2.2 花型設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)多種顏色的混配，形成設(shè)計(jì)過程中所需的二次色或三次色的竹節(jié)紗花型。在花型設(shè)計(jì)過程中，段彩竹節(jié)紗的前紡工序選用原料為純棉染色粗紗，其具體的設(shè)計(jì)方法可參照2.1。

1#段彩竹節(jié)紗示意圖見圖2，其由3根粗紗喂入后形成，其中，藍(lán)紗為基紗段，黃紗和紅紗為輔助紗，用于形成色彩多樣的竹節(jié)段。

圖2 1#段彩竹節(jié)紗示意圖

2#段彩竹節(jié)紗示意圖見圖3，其由3根粗紗喂入后形成，其中，藍(lán)紗為基紗段，黃紗和白紗為輔助紗，用于形成色彩多樣的竹節(jié)段。

圖3 2#段彩竹節(jié)紗示意圖

3#段彩竹節(jié)紗示意圖見圖4，其由3根粗紗喂入后形成，其中，藍(lán)紗為基紗段，白紗為輔助紗，用于形成色彩多樣的竹節(jié)段。

圖4 3#段彩竹節(jié)紗示意圖

4#段彩竹節(jié)紗示意圖如圖5所示，其由3根粗紗喂入后形成的，其中，紅紗為基紗段，黃紗為輔助紗，用于形成色彩多樣的竹節(jié)段。

圖5 4#段彩竹節(jié)紗示意圖

5#段彩竹節(jié)紗示意圖如圖6所示，其由3根粗紗喂入后形成的，其中，黃紗為基紗段，紅紗和藍(lán)紗為輔助紗，用于形成色彩多樣的竹節(jié)段。

圖6 5#段彩竹節(jié)紗示意圖

6#段彩竹節(jié)紗示意圖如圖7所示，其由2根粗紗喂入后形成的，其中，黃紗為基紗段，紅紗為輔助紗，用于形成色彩多樣的竹節(jié)段。

圖7 6#段彩竹節(jié)紗示意圖

1#～6#段彩竹節(jié)紗設(shè)計(jì)參數(shù)見表1?？芍?#～3#的周期長度較短，屬于短片段的竹節(jié)紗；4#～6#的周期長度較長，屬于長片段的竹節(jié)紗。

表1 段彩竹節(jié)紗的設(shè)計(jì)參數(shù)

2.3 段彩竹節(jié)紗的工藝設(shè)計(jì)

在上述段彩竹節(jié)紗花型設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，其紡紗工藝參數(shù)可由式(2)～(7)計(jì)算得出。其中，混紡比指色紡粗紗在竹節(jié)紗線中所占質(zhì)量百分比；紡紗時(shí)間可由分段長度換算得到；各通道的總牽伸倍數(shù)可由基紗段或竹節(jié)段的線密度和混紡比共同計(jì)算得到。

1#～6#段彩竹節(jié)紗的紡制均在JWF1551三通道數(shù)控環(huán)錠細(xì)紗機(jī)(經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司)上進(jìn)行，其中，1#～6#段彩竹節(jié)紗紡紗工藝參數(shù)如表2～7所示。

表2 1#段彩竹節(jié)紗工藝參數(shù)

表3 2#段彩竹節(jié)紗工藝參數(shù)

表4 3#段彩竹節(jié)紗工藝參數(shù)

表5 4#段彩竹節(jié)紗工藝參數(shù)

表6 5#段彩竹節(jié)紗工藝參數(shù)

表7 6#段彩竹節(jié)紗工藝參數(shù)

3 段彩竹節(jié)紗的紡制及其織物展示

根據(jù)上述工藝參數(shù)可在三通道環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上紡制6個(gè)品種段彩竹節(jié)紗樣品。為了能更好地表現(xiàn)其層次感，將其分別織成相應(yīng)的織物。為此，采用HC21K型緯編針織機(jī)(無錫市宏成紡織機(jī)械電子有限公司)對6個(gè)品種的段彩竹節(jié)紗進(jìn)行上機(jī)織造。1#、2#、3#、4#、5#、6#段彩竹節(jié)紗的織物如圖8所示，可以看出，織物布面分別呈現(xiàn)鱗片狀和條紋狀的效果。

圖8 段彩竹節(jié)紗織物

4 結(jié)束語

本文采用三通道環(huán)錠細(xì)紗機(jī)對設(shè)計(jì)好的6個(gè)品種的段彩竹節(jié)紗進(jìn)行上機(jī)試驗(yàn)，紡制出相應(yīng)的段彩竹節(jié)紗紗線并織成了相應(yīng)的織物。通過該方法制備的織物具有明顯的層次感和強(qiáng)烈的視覺沖擊效果。段彩竹節(jié)紗的花型設(shè)計(jì)和紡紗工藝參數(shù)設(shè)計(jì)流程簡短和方便，三通道環(huán)錠細(xì)紗機(jī)由多臺伺服電動(dòng)機(jī)控制，可由觸摸屏輸入并切換工藝參數(shù)，省去了更換齒輪的繁瑣流程，節(jié)省了大量時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。此外，三通道環(huán)錠細(xì)紗機(jī)還可以通過改變基紗段的長度和顏色，來改變竹節(jié)段長度、顏色和粗細(xì)，生產(chǎn)出風(fēng)格多樣的段彩竹節(jié)紗。通過三通道環(huán)錠細(xì)紗機(jī)紡制的段彩竹節(jié)紗紗線品種豐富，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。