嵌入式复合纱的纺制及多功能复合织物的制备

段金明，金 陈，秦一倩，张宇航，崔 红

(盐城工学院 纺织服装学院，江苏 盐城 224000)

1 引言

嵌入式复合纺纱技术是我国唯一拥有自主知识产权的新型纺纱技术，不仅可应用于棉麻毛丝纺纱领域，实现超细号纱线的纺制，而且可使传统纺纱难以利用的原料可纺，具有资源优化及充分利用、缩短加工流程、降低能源消耗及原料消耗等方面的优点[1，2]。在技术上实现了优质纤维“超细号纺纱”、低等级纤维原料及下脚料(落毛、落棉)纺细号纱，突破了原有环锭纺纱技术对纤维长度、细度等要求，将一些原来不能在纺纱领域使用的纤维原料(如羽绒纤维)实现了纺纱应用，利用此技术采用多种原料可纺制出具有不同特色与功能的复合结构的纱线，为不同原料优化组合与花色品种多元化纺纱提供了新途径[3]。

嵌入式复合纺纺纱时，两根长丝在外侧，两根粗纱在长丝内侧。在纺纱过程中，两根粗纱对称地从内侧喂入，进行正常牵伸形成须条，而两根长丝则通过导丝装置对称地从前罗拉直接喂入，两短纤维须条分别与两根长丝先进行汇集，作预加捻，然后汇集于一点，进一步加捻成纱[4]。嵌入式复合纺将纱线生产过程中所需要的强度(如卷绕张力)与短纤维捻入纱线的过程分开，纱线的强度主要由合纤长丝承担，而加捻只是为了实现短纤维在纱线中的内外转移，将短纤维在纱线中以嵌入的形式固定，与传统环锭纺中纤维内外转移的形式有本质的区别。

嵌入式复合纺纱与其他纺纱方法相比，在成纱质量方面有很大的优势。毛涤嵌入式复合纱相比环锭纱，断裂强度、断裂伸长率高，条干CV值低，表面光洁，毛羽少[5]。相同线密度的嵌入式复合纱与Sirofil纱相比，嵌入式复合纱的断裂强度和断裂伸长率高于Sirofil复合纱，条干和毛羽水平也优于Sirofll复合纱[6]。在选用5.56 tex涤纶长丝和毛粗纱为原料，成纱细度和捻度不变的情况下，在细纱小样机上分别采用普通环锭纺、赛络纺、赛络菲尔纺和嵌入式复合纺4种纺纱方式，结果表明纺纱方式的原理不同带来的外在的成纱结构特点影响了纱线的内在性能，4种纺纱方式中嵌入式复合纺成纱的强伸性能、毛羽指数和条干水平最优[7]。

影响嵌入式复合纺纱成纱质量的因素很多。主要包括纱条喂入间距[8，9]、纱条输出间距[10]、捻系数[11]、长丝预加张力[12]等。由于喂入原料的多样性可以实现多组分多功能纺织品的开发，可加工的短纤维包括亚麻、棉、莫代尔、天丝纤维[13]等，长丝包括涤纶长丝[14]、锦纶长丝[15]等。本文应用嵌入式复合纺纱原理，采用丙纶长丝结合多组分混纺粗纱纺制具有单向导湿功能、抗菌保健功能以及柔软舒适功能的嵌入式复合纱线，并在此基础上开发具有复合功能的纺织品，对功能性纺织品的开发具有非常重要的参考价值。

2 实验部分

2.1 实验原料及成纱工艺参数

2.1.1原料

丙纶A：黑色 75D/72F，线密度：8.3 tex；丙纶B：蓝色 100D/96F，线密度：11.1 tex；粗纱C：咖啡炭涤纶纤维/白竹炭涤纶纤维/蚕蛹蛋白纤维/棉纤维 30/30/20/20，线密度：330 tex；粗纱D：薄荷纤维/罗布麻粘胶/桑皮纤维/棉 30/30/20/20，线密度：390 tex。

2.1.2细纱工艺参数

嵌入式复合纱在DSSP-02A数字式小样细纱机进行纺制，细纱机纺纱工艺参数见表1。

表1 细纱工艺参数

2.2 成纱质量测试

2.2.1纱线毛羽指数测试

实验仪器选用YG172A纱线毛羽测试仪，根据FZ/T 01086-2000《纺织品 纱线毛羽测定方法 投影计数法》进行测试，测试片段长度10 m，测试速度35 m/min。

2.2.2纱线拉伸性能测试

实验仪器选用YG(B)021DL电子单纱强力仪，根据GB 3916-2013《纺织品 卷装纱 单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定(CRE法)》进行测试，等速拉伸测试法，夹持隔距500 mm，拉伸速度500 mm/min。

2.2.3纱线捻度测试

实验仪器选用Y(B)331A型纱线捻度仪，根据GB/T 2543.2-2001《纺织品 纱线捻度的测定 第2部分：退捻加捻法》进行测试，预加张力8.5 cN、夹持长度250 mm、转速1000 rpm。

3 纱线性能测试结果与分析

嵌入式复合纱为40 tex，其相关性能测试结果见表2。

表2 纱线性能测试数值

由表2可知，嵌入式复合纱断裂强度高，断裂强度CV%小，断裂伸长率较大，断裂伸长率CV%较小，成纱质量较好。

4 多组分复合功能织物的制备

4.1 织物设计构思

为了体现多组分纤维原料的功能性，本设计将传统的单根纬纱喂入变成一根传统纬纱和一根多组分复合功能性纱线同时喂入，这样经纬纱交织会更紧密，织物会更厚实。

4.2 多组分复合纱线功能性

嵌入式复合纱线采用咖啡炭涤纶/白竹炭涤纶/蚕蛹蛋白/棉纤维混纺粗纱以及薄荷纤维/罗布麻粘胶/桑皮纤维/棉混纺粗纱和丙纶长丝复合，咖啡炭涤纶和白竹炭涤纶都具有释放负离子和发射远红外作用，蚕蛹蛋白具有良好的吸湿透气性能和与棉纤维一样的亲肤柔软，再加上薄荷纤维和罗布麻粘胶都具有抗菌抑菌作用，桑皮纤维既有棉的特征，又具有麻纤维优点。

4.3 织物设计

4.3.1织物规格设计

织物规格设计见表3。

4.3.2织物上机图

织物上机图如图1所示。

表3 织物规格设计表

图1 织物上机图

4.3.3织造设计

织造设备：SL820 半自动织样机；筘号：120#，每筘穿入根数2；工艺流程：整经→穿综→穿筘→织造。

4.3.4织物实物图

织物实物图和效果图分别如图2、图3所示。

图2 织物实物图

图3 织物效果图

4.3.5织物基本性能测试

织物基本性能数据见表4。

表4 织物基本性能数据

为了突出嵌入式复合纱线的适用性和功能性，从构思上采用一根传统纬纱与一根新型纱线同时进行打纬，以使得织物具有一定的功能性。在织物组织设计上，选取平纹变化组织，使得织物结构更紧密。在SL820半自动织样机上通过整经、穿综、穿筘、织造，使得织物设计得到实现。织物表面因新型纱线的存在，显现出特殊的朦胧风格效应，具有民族风格。所设计织物可用于开发装饰用和服用纺织品，如椅子坐垫、女装短裙面料、家纺桌布、沙发布面料、茶布面料等。

5 结语

本文采用多组分纤维混纺粗纱与丙纶长丝进行嵌入式复合纺纱开发具有多功能的复合纱线，并进行了织物设计开发出相关纺织品。所开发的纱线成纱质量优良，织物具有独特的风格，且具有多种功能如抑菌抗菌、舒适保健、单向导湿等。该产品不仅可用于开发服用面料如马甲、外衣及裙子等，还可以用于装饰用面料的开发，如沙发罩、沙发靠垫、枕头套、汽车靠垫、桌布、餐具垫布等，具有较高附加值。本产品的开发对于多功能纺织品的开发具有很好的实践参考价值。