嵌入式纺纱在吸湿快干功能牛仔面料上的应用

谢松才,李广军 ,亓焕军 ,刘 涛 , 陈 军

(1．山东岱银纺织集团股份有限公司，山东 泰安 271000 ；2. 武汉纺织大学，湖北 武汉 430073)

传统牛仔面料的染色以靛蓝为主，这种氧化还原染料的着色特性，决定了牛仔面料主要以天然棉纤维或其它纤维素纤维为原料，而众多新型的、功能性的化学纤维，受染色性能制约，很少被应用。天然棉纤维吸湿透气性好、亲肤性佳，长期以来受到人们喜爱，可是其光泽、抗绉性、放湿性并不理想，吸湿而不快干，特别在夏季人们出汗较多时，其舒适性就大打折扣[1]。

另外，为了改善纯棉织物抗绉性和光泽暗淡问题，在牛仔面料生产过程中，人们又研究出树脂整理和丝光整理等后整理技术，这些后整理工艺在克服纯棉牛仔面料一些缺陷的同时，也带来了吸湿性、透气性下降和更多环境污染问题。

为了能让喜爱牛仔的人们在炎热的夏季穿着更舒适、光泽更亮丽、易洗快干好打理，我们在牛仔面料生产工艺中，引入了最新的嵌入式纺纱技术，通过原料与成纱结构的创新，使面料性能改善达到了较好的效果。

1 嵌入纺纱技术原理

嵌入式纺纱技术是为了能够解决毛纺领域的类似羊绒等高级原料不能纺细号纱的问题，其原理如图1所示，将赛络菲尔纺与赛络纺两种纺纱新工艺巧妙结合，形成一种新的纱线结构方法。

图1 嵌入纺纱技术原理图

原理图是细纱牵伸机构前罗拉钳口处几种组合原料的位置和加捻示意，其中a、a’是短纤维粗纱牵伸后的须条，b、b’是直接喂入前罗拉钳口的两根水溶性长丝，它们先分别两两经赛络菲尔纺复合后，再进行赛络纺复合加捻，这种成纱结构，两根长丝可以将短纤维牢牢地束缚在纱体中，避免形成皮芯结构，成纱强力主要由两根长丝提供，以满足后道加工需要，织成织物后再将长丝溶掉，使织物更轻薄、更柔软[2]。利用这一技术，可以纺更细的纱线。

2 吸湿快干功能性牛仔面料的设计理念

嵌入式纺纱技术利用了两根水溶性长丝，可细化一些难纺纤维的纱号，提高可纺性和可织造性，但生产成本也提高很多，制约了其在棉纺系统中的应用。受此纺纱技术原理的启发，我们将两根水溶性长丝换成异形截面快速导湿涤纶长丝，短纤采用纯棉，将纯棉纤维吸湿性好但放湿慢的特点与快速导湿涤纶长丝结合，可赋予织物吸湿快干功能。嵌入纺纱从原理上分析，长丝与短纤是包覆结构，但两种纤维比例会影响包覆效果，产生长丝露芯现象，考虑到牛仔面料采用靛蓝染色，化纤长丝不能着色的特点，为避免在牛仔布面上呈现白点，在长丝的选用上，我们选用了原液着色的异形截面涤纶长丝。

3 嵌入式纺纱技术在棉纺系统中的应用

3.1 原料和纱线规格的选择

我们采用无捻黑色吸湿排汗长丝，其规格为2.22 tex/24F。常规的轻薄型牛仔面料的纱号规格为24.3 tex，为了对比各方面的指标和布面风格，纺纱品种定为QCJ/T70/30 24.3 tex (2.22 tex×2)，QCJ/T70/30 24.3 tex (2.22 tex×2)竹节纱。

3.2 设备改造

嵌入纺纱技术在棉纺细纱机上应用，需要对设备进行一系列改造，一是细纱纱架要增加一倍的粗纱容量，及必要的导纱杆、双孔喇叭口。改造形式可以借鉴棉纺赛络纺改造的方法。二是要增加长丝喂入装置。三是要增加双槽导丝轮，对喂入两根长丝的位置进行定位。设备改造的原则是在满足工艺要求的同时，一定要考虑挡车工操作时的方便程度，特别是换纱、换丝、接头、质量检查。

3.3 工艺参数的优化

嵌入式纺纱技术在应用过程中有不同于传统纺纱工艺的几项关键点：首先是四根须条的相对位置，会影响包覆效果和成纱毛羽，这个可以通过工艺试验得到优化确定。在上机时，一定要做到所有锭子一致，避免锭间的差异。第二是长丝的喂入张力，要求在纺纱过程中保持稳定，同时锭间差异要小[3]。我们总共进行了72组试验，综合实验数据与分析，最终得出了该品种的最佳工艺参数：纺制QCJ/T70/30 24.3 tex (2.22 tex×2)时的最优工艺参数如下：长丝间距为8 mm，粗纱间距为4.5 mm，捻系数为400，长丝张力为35 cN。

3.4 操作方法的改进

试产初期我们采用了捻头开车，运转中绕头接头后用剪刀剪断吸入笛管中长丝的方法，但效果并不理想，且造成接头处双丝过长，后纺需要增加纱尾的处理长度，造成了不必要的浪费。经过不断地总结经验，同时借鉴现有氨纶包芯纱的操作经验，我们采用了挂头接头挑断长丝的方法进行该品种的接头。经过试行，该操作方法简单可靠，并很快被挡车工掌握和认可。

3.5 质量把关

嵌入式纺纱在生产过程中，一根长丝或一根粗纱断头，并不影响纺纱，这要求挡车工在巡回时一定要注意观察，及时发现有问题的锭子，以免造成质量问题[4]。

相同号数嵌入式纺纱与几种棉纺新工艺成纱质量指标对比情况见表1。

表1 各种纺纱形式成纱质量指标对比情况表

通过表1数据分析，嵌入式纺纱成纱条干与紧密纺相当，毛羽指数要优于其它所有纺纱形式，成纱断裂强度比传统纺纱高20%以上，断裂伸长率比传统纺纱提高50%。

4 嵌入式纱线的织造

嵌入式牛仔面料的生产工艺流程如下：

筒子纱→整经→浆染联合→穿筘→织造→坯布验修→单面烧毛→退浆→泡沫整理→ 预缩→分等→成卷。

面料的设计规格如下：

Q[CJ/T70/30 24.3 tex(2.22 tex×2) + QCJ/T70/30 24.3 tex(2.22 tex×2)竹节]/Q CJ/T70/30 24.3 tex(2.22 tex×2) 417/252。3/1右斜纹。

通过对嵌入式纱线成纱指标的分析，其毛羽、强力、断裂伸长率等影响织造效率的关键指标都优于其它所有纺纱形式，因此在织造过程中要根据成纱质量的特点，对织造工艺进行优化，以降低生产成本。

4.1 准备工序

浆纱是织造准备的关键，传统纺纱在浆纱时要同时兼顾浆料渗透增强和毛羽被覆，还要求浆纱后保持纱线一定的伸长率，因此，在较细号数的牛仔面料生产过程中，为了保证浆纱质量、提高织造效率，一般都要在浆料配方中加入一定量的PVA。鉴于嵌入式牛仔纱线的强力高、毛羽少、伸长大，浆纱的目的主要是在纱线外层形成一层完整的浆膜，提高其耐磨性。因此，不需要压浆辊施加太大压力，也不需要在浆料中添加PVA，更有利于环保和后道工序退浆。

4.2 织造工序

由于成纱质量指标好，织造过程比较顺利，在相同速度条件下，织造效率能达到95%以上，且布面质量优于传统面料。

4.3 面料后整理

牛仔面料的后整理一般要经过烧毛、退浆、丝光、预缩、分等、成卷等。由于嵌入式纱线毛羽少，烧毛时只需单面烧毛即可，嵌入式牛仔面料不需要丝光，就有纯棉面料丝光的效果，既节约了成本，又减少了环境污染。

5 牛仔面料的各项测试指标分析

成品面料主要物理指标检测结果见表2。

为了验证面料的吸湿快干功能，根据国家质监总局发布的纺织品有关吸湿快干性能的评价标准，即GB/T 21655．1008《纺织品吸湿速干性的评价第1部分：单项组合试验法》，分别对普通纯棉牛仔面料和嵌入式吸湿快干牛仔面料进行测试，测试结果见表3。

通过表3指标分析，普通纯棉牛仔面料的滴水扩散时间和蒸发速率都达不到吸湿快干面料的标准，而嵌入式牛仔面料各项指标均高于国家标准，其中蒸发速率比国家标准高出一倍，可见其速干性功能突出。

同时，嵌入式纺纱特殊的长丝包缠结构使异形截面涤纶长丝在纱线中若隐若现，面料水洗后有丝光般的效果，面料中的棉纤维使面料保持柔软舒适，并且保留了牛仔的靛蓝洗白的风格，长丝与短纤的复合提高了面料的悬垂性和抗褶皱性能，使面料有一种飘逸感，是夏季牛仔服装的理想选择。

表2 成品实测物理指标

表3 吸湿性 速干性功能测试对比表

6 结语

嵌入式纺纱技术的应用改变了传统的多组分混纺的生产方法，充分发挥化纤长丝与天然短纤维的各自优势，形成新的面料风格；牛仔面料的生产不需要PVA上浆和丝光，降低了成本，有利于环保，实现了面料的吸湿快干功能，是一种很有前途的纺纱新技术。

参考文献：

[1] 徐卫林,夏治刚.高效短流程嵌入式复合纺纱技术原理解析[J].纺织学报, 2010，(6):29—36.

[2] 方磊.浅析嵌入式纺纱技术[J].上海纺织科技,2011，(8):25—26.

[3] 王雪梅,杨茂.涤纶长丝织物吸湿排汗整理工艺的研究[J].染整技术,2010，(10):1—5.

[4] 李亚娟，丁雪梅，辛洁，等.吸湿快干型服装穿着热湿舒适性主客观评价一致性研究[J].山东纺织科技，2006，47(6)：48—51.