一种新型复合结构段彩纱的研发

刘梅城 王成苗 朱圆月 冷 港

(江苏工程职业技术学院，江苏南通,226007)

色纺纱是一种通过纤维颜色进行表达的一类特色纱线产品，主要是利用有色纤维进行纺纱。色纺纱线风格独特，色彩丰富并有层次，形成的面料颜色自然，具有较强的朦胧感，深受消费者青睐。花式纱线是一种具有创意的纱线，主要是在纺纱和制线过程中，采用特殊设备或特殊工艺进行加工而得到的具有独特结构、外观、手感和质地的纱线。花式纱线主要有3种：通过纱线色彩变化形成花色纱线、通过纱线结构变化形成的花式纱线、通过纤维性能与色彩变化及纱线结构变化形成的综合花式纱线[1]181。

本次研发的这种新型复合结构段彩纱是在色纺纱基础上, 通过对单一色彩和结构的纱线进行改变, 对常规的棉纺设备进行适当的改造即可满足生产要求。作为花式纱线的一种，这种新型段彩纱是采用两种颜色粗纱纺制出具有特殊结构与外观效应的纱，具有别致的外观风格与较强的立体感。本文主要就新型复合结构段彩纱的研发与产品设计进行探讨，旨在开发具有市场需求的特色纱线。

1 纱线结构研究

1.1 两种段彩纱的比较

段彩纱是在色纺纱的基础上发展起来的一种花式纱，是一种风格独特的色纺花式纱，与色纺纱相比，色彩变化更为丰富、结构更为复杂。按纱线色彩形成方式的不同，段彩纱可分为印染法、混和法，印染法生产的段彩纱又称为段染纱，而混和法是通过纺纱实现段彩。混和法根据混和工序的不同，可分为在混棉处混和、在并条处混和和在细纱处混和3种，也可以多个工序进行复合。通过不同方法生产的段彩纱，形成的纱线在结构与风格上存在很大差别。本文主要研究在细纱处混和生产的段彩纱[2]。

在细纱处混和生产的段彩纱不同于一般色纺纱，通过产品设计不但在径向上实现了多种色彩纤维按一定的规律变化，而且在轴向上也实现了多种色彩纤维按一定规律分段变化。通过不同的工艺参数设计，可以实现段彩纱产品的千变万化，为纱线产品的开发提供了广阔的空间[1]182。在细纱处混和生产段彩纱必须对常规的细纱机进行技术改造，细纱机改造的技术方案不同，生产的段彩纱结构与风格也不同。目前，对细纱机进行段彩纱改造的方法主要有两种，可生产竹节段彩纱和渐变段彩纱。

竹节段彩纱的结构特征是以一根纱为主干纱，间断附着另一根纱，由于两根纱线的颜色不同形成段彩，段彩处是粗节，类似于竹节纱结构。这种段彩纱的生产方法是以一根粗纱为主纱，连续喂入经过牵伸、加捻成纱，另一根粗纱作为辅纱，间断喂入经过牵伸后与主纱并合形成一根须条，经过加捻成纱。这种段彩纱在颜色特征上，主要通过辅纱间断附着形成段彩，而这种段彩在纱线径向上是泾渭分明的两元结构，类似于AB色纺。

渐变段彩纱的结构特征是两种颜色纱线间断轮流形成一根纱线，一段是一种颜色的纱线，一段是另一种颜色的纱线，两种颜色纱线交错间隔，是一种真正意义上的段彩纱。这种纱线的生产方法是两根颜色不同的粗纱轮流间断喂入，两根粗纱经过牵伸后在前罗拉处汇合，前后相连形成一根段彩纱[3]。这种段彩纱在结构上可分为3段：A段、AB过渡段、B段，因此纱线颜色实际上也存在3种颜色，即A色、AB色、B色，所以称为渐变段彩纱。

1.2 新型复合结构段彩纱的提出

竹节段彩纱与渐变段彩纱在纱线结构与风格上存在很大差别，形成的面料也具有完全不同的色彩特征。通过对竹节段彩纱与渐变段彩纱纺纱原理的研究比较，竹节段彩纱存在主、辅纱的关系，而渐变段彩纱是两种粗纱轮流喂入，把两种段彩纱的纺纱方法结合在一起，就可以形成一种具有这两种段彩纱结构的新型复合结构段彩纱线[4]。

这种新型复合结构段彩纱是我校自主研发的一种新型花式纱线，具有完全的知识产权，是在竹节段彩纱与渐变段彩纱的基础上，融合两种段彩纱生产技术。其纺纱原理是：当一根粗纱连续喂入时，另一根粗纱间断喂入，经过一段时间后两根粗纱的喂入方式进行对换，如此循环往复，就可以生产出一种具有复合结构的新型段彩纱。

由于新型复合结构段彩纱具有了两种段彩纱的特征，在纱线的色彩上具有更多的变化，纱线的立体感更强，在面料的风格上赋予更多的变化，丰富了段彩纱的品种，促进了段彩纱纺纱技术的进步与发展。本次纺纱试验通过采用两种颜色纤维分别纺制粗纱，采用新型复合结构段彩纱纺纱技术，成功开发出独具特色的新型复合结构段彩纱。这种新型复合结构段彩纱在外观结构、色彩特征、面料风格上都表现出多种新的变化，为纺织新产品开发提供了更多选择。

2 原料选择

2.1 粘胶纤维

粘胶纤维选择唐山三友集团化纤有限公司生产的棉型粘胶短纤维，本白半消光，优级品，纤维规格为1.33 dtex×38 mm。粘胶纤维经过染色、烘干、加油、调湿后，打包待用。

2.2 涤纶纤维

涤纶纤维采用环保型有色涤纶纤维，纤维规格为1.33 dtex×38 mm，由于采用原液着色纤维，可减少染色废水对环境的污染，对于环境保护有着积极的作用。纤维的主要技术指标：线密度1.31 dtex，长度37.85 mm，断裂强度4.49 cN/dtex，断裂伸长率25.45%，卷曲数12.5个/25 mm，超长纤维率0.65%，倍长纤维含量2.7 mg/100 g。

3 纱线设计

本次试纺采用了粘胶与涤纶两种纤维，天蓝色粘胶与天蓝色涤纶纤维按70/30比例，纺制成天蓝色粗纱；浅黄色粘胶与浅黄色涤纶纤维按照70/30纺制成浅黄色粗纱。为了便于区分，把天蓝色粗纱标记为A纱，浅黄色粗纱标记为B纱。

本次设计的新型复合结构段彩纱规格为R/T 70/30 18.5 tex，段彩工艺设计参数：主纱A长度分别为150 mm、200 mm、180 mm、300 mm；B纱长度分别为250 mm、200 mm、300 mm、180 mm；辅纱A纱长度分别为50 mm、40 mm、50 mm、40 mm，粗度为60%；辅纱B纱长度分别为35 mm、50 mm、40 mm、50 mm，粗度为60%。

图1 纱线的外观结构

4 工艺流程

5 技术措施

5.1 清棉工序

为了保证混色均匀，混和尽量充分，不出现大的色块，染色后的粘胶纤维与有色涤纶纤维称重后经过初步混和，然后在抓棉机圆盘投料。由于粘胶纤维与涤纶纤维规格均为1.33 dtex,纤维比较细，因此清棉工序掌握的工艺原则为“精细抓棉，混和充分，以梳代打，少伤纤维，减少返花”。为了防止因为过度打击而产生色结，减少对纤维的损伤，同时提高混色的均匀性，所以降低抓棉小车每次升降动程与打手转速，提高抓棉机的运转效率，FA106型豪猪开棉机的梳针打手速度不宜太高，放大梳针与尘棒之间的隔距，缩小尘棒间的隔距以减少纤维的落棉量。

开清棉工序的主要工艺参数：抓棉机打手伸出肋条 2.5 mm，抓棉小车下降动程 2.5 mm/圈；FA106型开棉机梳针打手速度540 r/min，打手与尘棒间隔距13 mm×15 mm×17 mm，尘棒间隔距12 mm×7 mm×5 mm，成卷罗拉速度14 r/min。开清棉工序主要质量指标：棉卷设计定量385 g/m，A纱棉卷重量不匀率1.2%，B纱棉卷重量不匀率1.1%。

5.2 梳棉工序

梳棉工序采用的主要工艺原则为“梳理适度，少伤纤维，加快转移，减少棉结”。首先加大刺辊与给棉板间的隔距，降低刺辊转速，以减少刺辊对纤维的损伤；其次合理选择盖板与锡林间的五点隔距以加强对纤维的梳理，适当加快盖板速度以增加色结的排除；第三是合理选择道夫速度，以提高锡林转移率对纤维的混和效果。同时做好针布的选型配套工作，加强针布检查，保证针布的“五锋一准”，加强梳理，减少棉结。

梳棉工序主要工艺配置：刺辊针布型号AT5610×05611，刺辊速度710 r/min，锡林针布型号AC2520×01650，锡林速度360 r/min,道夫针布型号AD4030×02090，道夫速度34 r/min，盖板针布型号MCB32，盖板线速度154 mm/min。梳棉工序主要质量指标：A纱生条定量22.5 g/5 m，重量不匀率4.3%，条干CV6.5%，色结6粒/g；B纱生条定量22.3 g/5 m，重量不匀率4.6%，条干CV6.0%，色结为4粒/g。

5.3 并条工序

并条工序采用两道并合，为了提高混色均匀，头并与二并的并合数均为8根并合。在并条工艺选择上，采用“顺牵伸”工艺，有利于改善熟条的纤维伸直度，减少弯钩纤维。由于是涤纶与粘胶纤维混纺，为了提高胶辊的抗绕性，采用硬度邵尔A85度、表面经过抗静电处理的胶辊，同时要经常对纺纱通道进行清洗，避免通道堵塞、挂花影响生产与质量。

并条工序主要工艺参数：头并罗拉隔距12 mm×14 mm×20 mm，后区牵伸1.83倍，输出速度 290 m/min；二并罗拉隔距12 mm×12 mm×18 mm，后区牵伸1.25倍，输出速度290 m/min。并条工序主要质量指标：A纱熟条定量20.5 g/5 m，重量不匀率0.6%，条干CV2.6%；B纱熟条定量20.7 g/5 m，重量不匀率0.7%，条干CV2.3%。

5.4 粗纱工序

粗纱工艺设计要点是注意选择合适的粗纱捻系数与锭速，适当加大罗拉加压，控制好纺纱张力，提高粗纱质量水平。粗纱工序的主要工艺参数：罗拉隔距14 mm×26 mm×36 mm，钳口隔距5.5 mm，锭速1 000 r/min，捻系数53，后区牵伸1.29倍。

粗纱工序主要质量指标：A纱定量5.2 g/10 m，重量不匀率1.1%，条干CV4.5%；B纱定量5.1 g/10 m，重量不匀率0.9%，条干CV4.3%。

5.5 细纱工序

细纱机需要进行3个方面的改造：一是粗纱架改造，增加粗纱容量满足复合段彩纱的要求；二是牵伸系统与控制系统改造，采用JC-SF型渐变段彩竹节多功能纺纱装置进行改造，该纺纱装置采用PLC控制系统与伺服电机，可以进行全数字化控制；三是集聚纺改造，采用气流集聚式四罗拉与网格圈集聚纺装置，集聚纺改造的目的是保证两根输出纱线能够集聚形成一根纱，避免被断头吸风笛管吸走[5]。

细纱工序主要工艺设计：罗拉隔距19 mm×25 mm，钳口隔距3.0 mm，选用PG1-4254型镀铬钢领和纳米蓝宝石G1/0型钢丝圈，使用寿命长，胶辊选择硬度邵尔A72 度的中硬度、抗绕性能好的胶辊，锭速14 100 r/min，捻系数358。细纱工序主要质量指标：重量CV2.3%，单纱断裂强度19.2 cN/tex，单强CV11.6%。

5.6 络筒工序

络筒工序在SAVIO ORION型自动络筒机上生产，配置乌斯特公司QUANTUM2型电子清纱器。由于纱线结构复杂，依据用户对产品质量的要求，需要合理设置电子清纱器工艺参数，清除纱线中存在的异常纱疵，提高纱线产品质量。络筒工序主要工艺参数：络筒速度1 100 m/min，N+250%，S+260%×6.0 mm，L+60%×60 mm，T-50%×50 mm。

5.7 注意事项

在新型复合结构段彩纱的试纺过程中，为了保证纱线质量稳定，生产管理方面需要注意以下问题：首先在原料选配过程中，对所有原料逐包检验，把存在色差的原料纤维先隔离，再分类使用，尽可能避免产生色差，对回卷、回条一定要分开存放，经过检查后可按一定比例均匀使用，同时要把好原料称重和人工混棉质量关，保证混和比例准确、混和均匀。做好各色品种半制品的区域性隔离工作，防止飞花混入及半制品混用。其次加强对两种粗纱定量控制，减少设计偏差，保证成纱号数准确，降低成纱重量不匀率。第三是加强对细纱牵伸区检查，防止中、后罗拉的胶圈发生歪斜、张力不一致出现走偏现象，注意粗纱跑偏问题，提高产品质量，减少意外纱疵。

6 结语

综上所述，本文所研发的这种新型复合结构段彩纱是在色纺纱基础上, 从纱线结构的研究入手，通过对单一色彩和结构的纱线进行改变, 对常规的细纱设备进行适当的改造即可满足生产。在试纺过程中，通过纤维原料与颜色的选择、产品规格的设计、制定合理的纺纱工艺流程，采用两种颜色原料分别生产粗纱，优化各工序工艺参数，严格控制各工序质量，加强生产操作管理，为R/T 70/30 18.5 tex新型复合结构段彩纱的成功开发提供了保证。该新型复合结构段彩纱生产技术可以适应多种纤维的生产要求，进行机织、针织用纱等纱线开发，为纺织面料的升级换代带来了新的机遇。