利用HN5D型空心锭花式捻线机开发花式纱线

肖丰+李营建+王秋霞

摘要：文章概述了花式捻线机的加捻成纱原理，对影响花式效应的超喂比、牵伸倍数、捻度、张力等工艺参数进行分析探讨。选择了芯纱、饰纱和固纱原料，设计了纺纱工艺，开发纺制了波纹线、圈圈线、结子线和竹节线，为企业生产花式线提供参考。

关键词：花式捻线机；开发；花式纱线；工艺参数；分析

中图分类号：TS104 文献标志码：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

花式纱线是指采用特殊工艺、设备纺制的具有特殊外观、结构和色泽效应的纱线。作为纱线的独特分支，因其结构新颖、色彩缤纷、立体感强、手感柔软等特点，受到面料和时装设计师的青睐。广泛用于时装面料、家纺面料和服饰帽子、围巾等，制品时尚美观，深受消费者喜爱。

花式线需在花式捻线机上纺制。环锭花式捻线机纺制花式线需经过 2 ～ 3 道工序，流程长、卷装小、效率低。而空心锭花式捻线机可将牵伸、成花、加固、络筒一步完成，大大简化生产过程，提高生产效率，所以目前被广泛采用。为了增加花色品种、提高市场竞争力，本文利用HN5D型空心锭花式捻线机开发纺制了圈圈线、波纹线、结子线和竹节线，并对其结构、原理和工艺进行了分析，以供借鉴。

1 原料及其性能

花式线由芯纱、饰纱和固纱构成，各纱作用不同，应根据需要合理选择原料。芯纱位于中心，是花式线骨干，要求强力较高。为减少断头、成形良好，选择了两根涤纶长丝（150 D）。固纱用以固定花型，位于外层，为不影响花式效应，选择了较细（75 D）的涤纶长丝。饰纱以不同的花式形态包缠在芯纱外，构成装饰作用，产品的外观、手感和服用性能主要由它决定。饰纱要求条干均匀、手感柔软、富有弹性、色泽艳丽，选择了腈纶（毛型和棉型），其中结子线和圈圈线选择了毛型腈纶。纺制竹节线时，经试验发现，如采用毛型纤维，因长度长，竹节长度会过长，外观形态不理想，所以更换为棉型腈纶。毛型腈纶：长度110 mm，细度3.3 dtex，粗纱线密度2 620 tex；棉型腈纶：长度38 mm，细度1.65 dtex，粗纱线密度560 tex。

2 HN5D型花式捻线机工艺参数分析

2.1 超喂比

纺制花式线时，饰纱一般需要超喂，饰纱与芯纱喂入速度之比称为超喂比。因芯纱由芯纱罗拉送出，饰纱由牵伸前罗拉送出，故超喂比=V前罗拉/V芯纱罗拉。超喂比影响花式线的外观形态和成纱线密度，超喂比大，则喂入的饰纱多，成纱线密度大。

超喂分恒速超喂和控制型超喂。恒速超喂其超喂比恒定不变，花式线的花型大小分布均匀，如圈圈线、波纹线等；而控制型超喂其超喂比是变化的，此时花式线的花型是多变而非均匀分布的，如结子线、圈圈波纹复合线等。

2.2 捻度

捻度大小影响花式效应、强力、伸长和花型的稳定程度。HN5D型花式捻线机的加捻元件有空心锭和环锭，两者加捻方向相反，环锭起退捻作用，退捻系数f=环锭转速/空心锭转速。

实际生产时，根据需要选择加捻方式。如纺粗特花式线，无需退捻，采用筒子卷绕，此时固纱包缠捻度如式（1）：

如花式线要求手感柔软，则需要进一步接受环锭加捻，此时固纱包缠捻度如式（2）：

2.3 牵伸倍数

HN5D型花式捻线机罗拉直径大、隔距大，适纺毛型纤维。3 对罗拉形成前、后两个牵伸区，生产时应合理地进行牵伸分配，以减少附加不匀、提高条干均匀度。该机牵伸后罗拉分为 3 组单独传动，可以喂入 3 根不同颜色的粗纱，共用中罗拉和前罗拉进行牵伸。牵伸倍数可恒定不变或是不断变化，如纺制竹节线时，牵伸倍数是變化的，竹节段的牵伸倍数较平线段小。牵伸越小，则竹节越粗。

2.4 张力

芯纱张力牵伸 =V输出罗拉/V芯纱罗拉。张力不同，成纱风格各不相同。适当增大张力，成花良好，但张力过大，易造成断头。当采用双芯纱时，两根芯纱须从前胶辊沟槽中通过，不受前钳口控制；饰纱从两芯纱之间非沟槽处通过，受前钳口控制。两芯纱张力要均衡一致，否则成纱结构不良。

2.5 段长、段数

为配合花型设计，还需确定段长、段数。花式捻线机采用定长多段速控方式，段数越多，表示花式线变化越多越复杂，该机段数最多达99段。

段长为Ⅰ段和Ⅱ段的长度之和。如纺不等间距结子线（图 1），平线段a为Ⅰ段，结子b为Ⅱ段，平线段a和结子b的长度之和即为当前段长。改变段长，结子大小间距发生变化。当结子大小不变时，段数越多，则结子间距变化越多。

纺三色（A色、B色、C色）渐变圈圈线，颜色的变化规律：A→AB→B→BC→C→CA。则A→AB，一段纯色（Ⅰ段）和一段渐变色（Ⅱ段）构成一小循环，其长度即为当前段长。三色渐变圈圈线一个大循环由 3 个小循环构成，即段数为 3。依此类推，纺双色渐变花式线，其段数为 2，单色圈圈线段数为 1。

3 根后罗拉各喂入 1 种颜色的粗纱，控制 3 根后罗拉的运动，即可实现渐变。具体如下：纺制A段时，后一罗拉回转，后二、后三罗拉静止不动。纺制AB渐变段时，后一罗拉逐渐减速，后二罗拉逐渐加速，则从前罗拉输出的饰纱，便会从一种颜色逐渐过渡到另一种颜色。依此类推，可生产出B段、BC段、C段和CA段。

3 花式纱线的开发

3.1 圈圈线、波纹线

3.1.1 结构特点

圈圈线也称环圈线，外观呈现有舒展的圈圈，手感柔软，丰满蓬松。圈圈线有大圈圈线和小圈圈线之分，如圈圈更小，则饰纱呈现弯曲、扁平状，称为波形线。渐变圈圈线外观既有圈圈又有颜色变化的色泽效应，装饰效能更强，产品更受欢迎。

3.1.2 纺制工艺

（1）超喂比：考虑到开发的圈圈线为粗绒毛線，用于制作编织毛衫、围巾，纱支较粗，圈圈的大小要适中，经试验选择超喂比为 2。纺制波纹线时，超喂比为1.1。

（2）捻度：为使产品手感更加柔软，选择了空心锭和环锭相结合的加捻方式，以退去固纱部分捻度。中空捻度500捻/m，环锭捻度100捻/m，最终包缠捻度400捻/m。

（3）牵伸倍数：根据选择的芯纱、固纱、粗纱的线密度和成纱用途，设计总牵伸倍数为10倍。因后区为简单罗拉牵伸，主要为前区做准备，不宜施加较大的牵伸，选择1.25倍。前区为胶圈牵伸，摩擦力界布置合理，可承担较大的牵伸，牵伸倍数为 8 倍。

（4）张力：经试验，选择1.04倍的张力牵伸较合适，此时芯纱适当张紧，有助于饰纱盘绕其上，形成藤捻，退捻时翻出圈圈。

（5）段长、段数：因是三色渐变，故段数为 3。段长设计为1 000 mm，其中纯色段（Ⅰ段）100 mm，渐变段（Ⅱ段）900 mm，颜色变化缓慢，过渡自然。

3.2 结子线

3.2.1 结构特点和纺制原理

结子线是指沿着纱线的长度方向分布有饰纱紧密缠绕的结节（疙瘩）。结子的色彩、大小、间距和分布规律均影响产品的外观效应。为突出装饰效果，结子颜色应与芯纱、固纱的颜色有较大的对比度，且颜色要鲜艳。故选择了橘红色粗纱做饰纱。

HN5N型花式捻线机生产的是纤维型结子线（结子是纤维缠绕而成），纺纱时由控制系统控制芯纱罗拉瞬时停转，牵伸前罗拉输出的饰纱，便会堆积缠绕在芯纱上形成结子。结子大小与罗拉停转时间、超喂比、捻度、段长、段数有关。

3.2.2 纺制工艺

（1）段长、段数：芯纱罗拉停转时间长，则送出的饰纱长度长，结子粗大，手感柔软。停转时间的长短通过段长设计体现。如段长一定，增大Ⅱ段长度，则结子大、间距小；反之，结子小、间距大。设计段长为200 mm，其中平线段（间距）100 mm，结子段内饰纱长度100 mm。因纺制的是等间距结子线，故段数为 1。

（2）超喂比：增大超喂比，会使更多输出的饰纱来不及紧密地缠绕在芯纱上，而是较蓬松地进行缠绕，结子蓬大。如饰纱牵伸倍数小，为减小结子体积，避免给人以突兀感觉，饰纱也可以不超喂。试验发现，因喂入粗纱较粗，超喂比为1.1时，成结表面毛糙、不光滑，故选择超喂比为 1。

（3）捻度：影响结子的大小和紧密程度。捻度增大，结子缠绕紧密、体积小，成纱手感硬挺。因只选择了空心锭筒子卷绕，无环锭退捻，为保证结子外形饱满，成纱手感柔软，捻度不宜过大，选择了250捻/m。

（4）牵伸倍数：依据结子线的线密度进行设计，选择总牵伸 8 倍，后区牵伸1.25倍。

（5）纺纱速度：纺制结子线，芯纱罗拉速度不断变化，不易纺纱，故速度不宜过快，否则断头增多。经试验，选择纺纱速度为10 m/min。

3.3 竹节线

3.3.1 结构特点和纺制原理

竹节线也称大肚线，沿着纱线的长度方向出现节粗、节细形状，形似竹子的结节。粗节的粗度、长度、间距和颜色影响其外观效应。竹节织物表面有明显的凹凸立体感，层次丰富，颗粒饱满，风格独特。

HN5N型花式捻线机采用中后罗拉增速法生产竹节线。纺制平线段时，中后罗拉常速回转，保持粗纱固定的牵伸倍数；如果中后罗拉突然加速，牵伸倍数减小，便可形成粗节，产生竹节效应。

3.3.2 纺制工艺

（1）牵伸倍数：竹节的粗度取决于中后罗拉增速的幅度，幅度大，则竹节粗。增速幅度由牵伸倍数的大小体现。设计的竹节段牵伸倍数1.9倍，平线段牵伸倍数8.7倍。

（2）捻度：影响竹节的紧密程度，经试验选择了280捻/m，成纱手感柔软，外形良好。

（3）段长、段数：竹节长度取决于中后罗拉超喂时间，时间长，则竹节长；改变超喂间隔时间，竹节间距随之变化。因段长为平线段（Ⅰ段）和竹节段（Ⅱ段）长度之和，如选定竹节长度30 mm。改变段长，即可调整间距。纺制时选择段数为 5，5 段的段长分别为150、100、240、200和280 mm，因此对应竹节间距120、70、210、170和250 mm。

其他参数：纺纱速度15 m/min，超喂比1.03，张力牵伸1.02倍。

4 结论

HN5D型花式捻线机通过设计超喂比、捻度，变化牵伸倍数，控制芯纱罗拉、牵伸后罗拉的运动等方法，可纺制渐变圈圈线、波纹线、结子线和大肚线。也可以生产复合型花式线，将不同花型出现在一根纱上，如波纹圈圈线、圈圈结子线等。该机加工花式线具有花型多、翻改品种容易、速度高、流程短等优势。因花式纱线结构复杂，较纺制普通纱线困难，所以纺纱时，应熟知各种花式线的加工原理，分析花式捻线机的各个工艺参数，结合机器的性能，设计相关工艺参数，方可获得良好的花式效应和成纱质量。

参考文献（略）