粗纱段彩纱的开发

韩学政 苏士田 陈启升 王延永

(1.枣庄学院,山东枣庄，277160；2.山东联润色纺科技有限公司，山东枣庄，277400)

纺织产业转型升级的核心是提升产品品质，主动适应高端市场需求并做出特色。段彩纱作为一种新型的花式纱线，其特点是在纱体长度方向上间隔分布着色彩间断变化的彩段，从而使纱线富有层次感、立体感，还具有丰富的色彩变化。通常段彩纱的生产方法可分为两大类，一类是基于细纱工序的技术方法，另一类是基于并条工序的技术方法[1]。传统生产段彩纱主要是在细纱工序实现，采用2组～3组有色粗纱，阶段性交替喂入纺制而成。而我们通过对粗纱机喂入机构和牵伸机构创新改造，使主辅须条分别可控喂入，实现了粗纱段彩，形成粗纱段彩新技术。段彩粗纱经过细纱机加工时，结合赛络集聚纺、竹节纱、细纱段彩纱等新型纺纱方式，开发出了新型段彩纱，进一步丰富了色纺纱的颜色组合，使纱线风格更加绚丽多彩[2]。

1 原料性能及选用

在传统纺织生产环节中，染色过程不仅会产生能源消耗，而且还会产生大量废水和有毒物质，严重污染环境，对人身健康产生危害。为适应环保、低碳经济发展的新要求，化纤纺织行业在引进吸收的基础上，使原液着色技术进一步成熟，开发出一系列原液着色纤维。原液着色纤维本身在生产过程中给纤维赋予了各种颜色，在后续纺纱和织造过程中实现了无染加工，省去了染色工序，避免了大量印染废水的产生，减少了二氧化碳排放量，具有显著的环境友好特征。原液着色纤维又可称为“绿色纤维”。

原液着色纤维具有色牢度高、着色均匀、色彩鲜艳度高等特点。原液着色纤维相关配套产业如颜料、色母粒、加工装备等已实现国产化，具备产业快速发展的基础，随着环境资源约束日益严格，原液着色纤维具有广阔的发展空间。 我们研发生产的莫代尔/粘胶/腈纶/精梳棉 80/10/5/5 18.5 tex段彩针织纱所用原料性能如下。

纤维种类 莫代尔 粘胶 腈纶

细度/dtex 1.5 1.3 1.3

长度/mm 39 38 38

伸长率/% 18.78 22.57 45.02

断裂强度

/cN·dtex-13.56 3.06 3.2

2 工艺流程

莫代尔/粘胶/腈纶/精梳棉 80/10/5/5 18.5 tex段彩针织纱的工艺流程如下。

3 纺纱工艺技术措施

纺制粗纱段彩纱，首先要进行颜色的搭配设计；重点在于粗纱机设备的创新设计改造必须满足纺制段彩粗纱主、辅条同时喂入、间断喂入的工艺要求；关键要解决生产过程中存在的拖尾、拥条、静电、跑偏等现象。另外，清棉、梳棉、并条工序除保证质量外，要重点控制重量不匀率，保证色彩均匀。

3.1 色彩搭配

色彩艺术创作在纱线产品中的体现也需要色纺创新技术的支撑[3]。色彩艺术创作的空间是无限的，这给色纺技术带来挑战的同时，也意味着色纺技术创新和新产品开发的可拓展空间是无限的。不同色彩搭配在一起，效果不一样。多种颜色混在一起，效果不会很明显，色彩不会很鲜艳；两种浅色搭配在一起，产生的对比效果差；如果将深、浅两种颜色配在一起，效果就十分明显，浅色更浅，深色更深。和谐的色彩搭配方法有近似色、同色系、对比色、互补色、多色混合等。每个色彩都有自己的寓意，和谐的色彩搭配让人觉得舒适、愉快，体现出一种秩序感、平衡感，还可以充分表达个性风格。

色纺产品中的各种纤维颜色本身并没有变化，可以理解为它们并没有真正混合，而是并置在一起，在视觉中产生了色彩空间混合。多色纤维交错并置的效果类似油画，观赏距离远近变化会产生梦幻效果，近看色彩丰富，远观色调统一，这就是色纺产品风格独特之处。段彩纱是有色纤维纺纱的一种特殊纺纱技术，其成纱色彩不仅在纱线同一横截面内由多种彩色纤维组合[4]，而且在纱线纵向长度上，不同组合的有色纤维呈不规则断续变化的分布状态，故用段彩纱制成的织物色泽柔和丰满、层次感强，具有明显的新颖性和独特性[5]。以莫代尔/粘胶/腈纶/精梳棉 80/10/5/5 18.5 tex段彩针织纱为例，在生产时采用同色系色彩搭配方法生产段彩粗纱，主条采用浅红色，辅条采用湖蓝色。再将段彩粗纱作为主纱，与黄色粗纱辅纱在细纱工序纺制成段彩纱，由色纺纱线织成的布面效果清新、淡雅、和谐。粗纱的段彩部分和细纱的段彩部分重合，组合形成一种新的色彩，在开发产品进行色彩搭配时需要统筹兼顾，综合考虑。

3.2 采取的技术措施

3.2.1 清梳工序

清棉工序根据化学纤维与棉纤维特性，采用“短流程，多分梳，少打击，轻定量，低速度，薄喂入”的工艺原则，减少生条棉结和短绒是梳棉工序的关键。对此，我们采用高密棉型针布，其针布矮、浅、薄、密，有利于充分梳理、顺利转移；采用紧隔距有利于纤维分离度、伸直度、平行度的提高，减少纤维相互搓捻扭结。

梳棉工序应遵循“多梳少落”原则，针对落棉问题对设备进行改造，将前清洁器拆掉换成罩板，有效降低落棉，以减少成本。通过对梳棉工序的生条定量、出条速度、锡林速度、盖板速度、刺辊速度以及锡林与盖板隔距进行对比优化，既要保证纤维分梳充分，又要确保纤维不会过度损伤。

3.2.2 并条工序

并条工序以改善纤维伸直度为主，采用三道并条，合理设置熟条定量以适应粗纱牵伸，防止牵伸倍数过大对纤维造成损伤；合理选用集束器和喇叭口，增加熟条纤维抱合力。熟条主要工艺参数见表1。

表1熟条主要工艺参数

原料定量/g·(5 m)-1并合数/根总牵伸/倍后区牵伸/倍出条速度/m·min-1罗拉隔距/mm莫代尔粘胶腈纶混纺主条莫代尔粘胶腈纶混纺辅条精梳棉粘胶混纺辅纱 1813206566.77.76.01.351.351.5835035035010×2010×2010×20

3.2.3 粗纱工序

段彩纱是以纱表面有色部分呈多变的规律分段而命名，是一种具有独特风格的色纺纱，目前市场上常见的一般是段彩细纱。我们经过充分技术研究，改造现有粗纱设备，且通过反复试验，解决了许多技术关键问题，最终形成了一套较成熟的段彩粗纱工艺。

粗纱段彩纱的纺制，粗纱是关键。纺制段和段之间是不同颜色或不同纤维组成的段彩粗纱，需同时喂入两根不同颜色或不同成分的纤维条，且两根纤维条的喂入速度不同，经过牵伸形成段彩粗纱。改造后的喂入机构见图1。

图1 改造后的喂入机构

首先进行设备改造。改造喂入机构，增加导条架，满足双条喂入，同时为避免纤维条滑移导致主辅条相互黏连，在原有导条辊基础上增加两根导条架，并对羊角架进行改造(见图1)。改造传动机构，安装伺服电机和编码器，驱动后罗拉间歇转动，实现主条和辅条以不同速度喂入。纺制粗纱时，两根不同的纤维条，一根称为主条，另一根称为辅条。主条从第三罗拉喂入，在中后罗拉连续运转的作用下实现连续喂入，辅条从后罗拉喂入，后罗拉由伺服电机驱动实现间断喂入。主辅条在牵伸过程中经过喇叭口、集束器从前罗拉输出，在锭翼、锭子共同作用下加捻成段彩粗纱。

其次优选牵伸机构及配件。采用四罗拉双胶圈型牵伸机构，可保证条子平稳喂入罗拉进行牵伸，在后罗拉、第三罗拉入口处分别安装喇叭口，第一罗拉、第二罗拉之间设集束器，可使主条、辅条更好地集聚，有利于提高粗纱质量。改造初期采用粗纱机上配备的上开口式喇叭口生产时，易出现主条跑偏现象。为此，研制安装新型全封闭式喇叭口后，杜绝了跑偏现象。生产过程中，喇叭口、钳口隔距宜偏大掌握，否则易出现“拥条”情况，导致“缺彩”现象的发生。

最后优化工艺参数。为解决工艺难题，保证段彩粗纱生产、质量稳定，优选工艺参数，具体如下。段彩主要风格参数：节长(30±0.2)mm，节距(70±0.2)mm，节粗1.8倍～1.9倍。

品种 主纱用粗纱 辅纱用粗纱

定量

/g·(10 m)-15 5

总牵伸/倍 7.5 8

后区牵伸/倍 1.2 1.2

捻系数 80 127

锭速/r·min-1600 900

罗拉隔距/mm 10×24×30 10×26×38

相对于细纱段彩来说，粗纱捻度低很多，在粗纱段彩加工过程中，捻度需适当偏大控制，以增大辅条的抱合力，为后序细纱正常生产奠定基础。粗纱捻度大小对成纱风格也有影响，粗纱捻度偏大，织物表面色彩对比明显，粗纱捻度偏小，织物表面色彩相对柔和。

粗纱段彩相比较细纱段彩而言，拖尾现象比较严重，如图2所示。辅条定量设计应偏小掌握，一般在13 g/5 m～15 g/5 m；同时缩小后部隔距，后部罗拉握持距由38 mm调整为30 mm，这样辅条在间歇喂入过程中有利于控制纤维条间断喂入，避免拖尾现象。

图2 粗纱段彩拖尾现象

粗纱段彩风格设计要同时考虑风格与粗纱牵伸是否匹配，段彩节长过短，辅条断开之后牵伸不受控制，易出现牵伸不良情况，辅纱部分牵伸疵点如图3所示。一方面段彩节长设计不能过短；另一方面结合调整中部隔距及调整粗纱定量改变牵伸值加以解决。

图3 辅纱部分牵伸疵点

3.2.4 细纱工序

开发的色纺段彩粗纱，在细纱上结合赛络纺、赛络集聚纺、赛络菲尔纺、段彩纱、竹节纱等技术，可以开发出颜色丰富、立体感强的花式纱。以 莫代尔/粘胶/腈纶/精梳棉 80/10/5/5 18.5 tex针织段彩纱为例，钳口适当放大，结合长、短片段段彩风格，实现段彩风格的扩大化。细纱主要工艺参数：总牵伸30倍，罗拉隔距20 mm×35 mm，集聚负压1 800 Pa，锭速11 000 r/min，钳口隔距4 mm，钢丝圈型号R+F 4/0。

3.2.5 络筒工序

络筒清纱工艺根据段彩风格分布设计，防止误切。在上机前先取一管纱做关闭通道曲线试验，得到段彩分布图后，根据实际分布设计段彩络筒电清工艺，并结合正常上机电清切下的疵点修正清纱工艺。同时，相对于平纱而言，车速适当偏低掌握，1 000 m/min。主要工艺参数：N 5倍，DS×LS 3.3倍×3.2 cm，DL×LL 1.5倍×20 cm，-D 20%，-L 32 cm。

3.3 成纱质量

以原液着色纤维为原料，采用粗纱段彩色纺纺纱技术，再结合细纱赛络纺、赛络集聚纺、段彩纱、竹节纱等技术纺制的段彩纱，将给面料设计人员更多的设计空间，丰富了纺织品的内涵。经国家生态纺织品质量监督检验中心检验，成纱质量指标：条干CV17.27%，棉结16个/km，细节4个/km，粗节16个/km，断裂强度16.8 cN/tex。纱线外观质量和内在指标达到标准要求，能够满足后工序生产的需要。

4 结语

(1)通过增加粗纱机导条架，改造羊角架，形成新的粗纱机喂入机构，满足了两根熟条同时喂入；安装编码器和伺服电机，控制后罗拉间歇转动，形成新的粗纱传动机构，满足了辅条通过后罗拉间断喂入；通过优选喇叭口，调整优化工艺参数等措施，解决了段彩粗纱生产过程出现的拥条、拖尾、静电、跑偏等技术难题。

(2)段彩纱是有色纤维纺纱的一种特殊纺纱工艺技术，其成纱色彩不仅在纱线同一横截面内由多种彩色纤维组合，而且在纱线纵向长度上，不同组合的有色纤维呈不规则断续变化的分布状态，故用段彩纱制成的织物，色泽柔和丰满、层次感强，具有明显的新颖性和独特性。结合细纱段彩、赛络集聚纺、竹节纱、细纱段彩纱等新型纺纱方式，由粗纱段彩技术开发出的新型段彩色纺纱，进一步丰富了色纺纱的颜色组合，风格更加绚丽多彩。项目产品已形成批量生产能力，经山东省科学院情报研究所鉴定，认为该产品具有新颖性。