波浪段彩纱的设计及实现

周济恒 刘梅城

（1.无锡市恒久电器技术有限公司，江苏无锡，214000；2.江苏工程职业技术学院，江苏南通，226007）

近年来，随着我国经济的快速发展，对纺织服装的需求越来越时尚化，而花式纱线结构新颖、色彩丰富，成为时尚纺织品设计的重要原料。通过花式纱线产品的创新设计，既可以为市场提供丰富的创新产品，引导消费潮流，又为社会与企业创造了价值，提升企业的竞争力。我们通过技术创新，在竹节纱、段彩纱等花式纱纺纱技术基础上，开发出一种新型花式纱线产品——波浪段彩纱。波浪段彩纱具有独特的纱线结构与特殊的面料风格，满足了纺织品开发中求新求异的需求，受到了用户的好评。

1 技术背景

1.1 竹节纱

竹节纱的竹节特征由节长、节距、节粗三要素组成，竹节在纱上的分布存在有规律和无规律等多种形式［1］。由于纱线中纤维长度的原因，很难纺制节长小于纤维长度的短竹节。如果节粗较大、节长较长时，在生产过程中容易造成断头，导致竹节纱的品种开发受到一定的局限。

1.2 波浪纱

波浪纱是在竹节纱的基础上，采用喂入速度动态持续变化，形成此起彼伏的连续竹节，可以实现类似竹节纱疵的超短小竹节。通过多个连绵起伏的小竹节（节长一般为1.5 mm～2.0 mm、节粗一般为基纱的1.4 倍～2.6 倍）组成一个竹节链，再把多个相同或者不同设计的竹节链组合起来，如图1 所示，形成在纱线长度方向类似水面波浪状结构的纱线，故称为波浪纱［2］。

图1 波浪纱结构示意图

在波浪纱设计中，把组成竹节链的每个小竹节称为波，把竹节链称为浪；每个竹节链由多个没有间距的连续小竹节组成，小竹节的粗度、长度以及数量可以根据面料的风格进行设计；波浪纱由多个浪（竹节链）组成，竹节链的长度、粗度与间距构成波浪纱三要素，可以根据面料的要求进行设计。

波浪纱解决了普通竹节纱在纺制竹节长度过短、过长与竹节粗度过大造成断头率较高的缺陷，通过波、浪的组合设计，在纱线结构上产生多层次的变化，在布面上形成独特的风格特征。

1.3 段彩纱

段彩纱是指在纱线长度方向上呈现多种色彩变化的纱线。段彩纱的生产方法有多种形式，本研究段彩纱指的是采用两种色彩或者组分不同的粗纱在细纱工序纺制的段彩纱。这种段彩主要有两种结构形式，一种是在主纱上间断附着另一种纱形成的段彩纱，一般称为竹节段彩纱；另一种是两种粗纱轮流喂入形成一根色彩不断变化的段彩纱，一般称为渐变段彩纱。

竹节段彩纱采用主纱从中罗拉连续喂入、辅纱从后罗拉间断喂入的方法生产；渐变段彩纱主要有两种生产方法，一种是两根粗纱从中罗拉处间断、轮流喂入，另一种是两根粗纱从后罗拉处间断、轮流喂入。近年来，基于渐变段彩纱的生产原理，结合AB 纱、竹节纱的纺纱技术，开发出多种变化结构的新型段彩纱，极大丰富了段彩纱的品种［3］。

2 波浪段彩纱的提出

2.1 市场需求

花式纱线主要是通过纱线色彩、结构的变化，在制成的面料中呈现出独特的色彩变化与风格特征，极具个性化与时尚化［4］。因此，花式纱线的生产与开发，紧随流行时尚潮流的变化，既要与市场高度契合，又要引领市场，成为纺织品市场的风向标。

随着经济全球化的发展，由于地域文化、民族文化、宗教文化的背景不同，服饰流行既有大众化的时尚潮流，也存在地域化、小众化、个性化的特色需求。因此，花式纱线必须通过不断的创新变化，适应不同市场需求，创造企业价值。

2.2 审美启发

图2 是著名的印象派画家莫奈的作品《日落》，晚霞铺映的水面，泛起的微波，细碎的斑驳，红的，紫的，蓝的，青的，清晰的，遥远的，如梦如幻，可及又不可及。这种色彩多层次的复杂变化，为花式纱线的开发提供了无穷的想象空间，触发了波浪段彩纱的设计。

图2 《日落》

2.3 波浪段彩纱的设计

基于竹节纱、段彩纱、波浪纱的生产技术，提出波浪段彩纱的设计。由于波浪纱在长度方向上一直存在粗细不同的变化，导致在针织布面上形成崎岖不平的现象，非常粗犷，类似于水面的微波。波浪段彩纱是在波浪纱的波纱设计中，间断添加长度、粗度不断变化的段彩，在针织布面上形成看上去像水面的波浪夹着细碎斑驳，有点类似于《日落》风范，如图3 所示，形成了一种既不同于传统段彩纱，也不同于传统竹节纱的波浪段彩纱面料效果。

图3 波浪段彩纱面料效果

3 波浪段彩纱的开发

3.1 设备改造

在传统细纱机上进行波浪段彩纱的开发需要进行3 个方面的改造。首先是牵伸传动系统的改造，细纱机的中、后罗拉与前罗拉脱开，采用两个独立设置的伺服电机分别传动中、后罗拉；其次是牵伸机构的改造，采用四罗拉式集聚纺，集聚纺异形管采用单个集聚槽，在中罗拉处安装双喇叭口，满足两根粗纱分别从中、后罗拉处分别喂入；第三是牵伸控制系统的改造，采用CCZ-7T 型波浪段彩花式纱装置，该装置采用两个高精度编码器全程跟踪细纱机的前罗拉，控制模块按照设定的程序驱动两台伺服电机，以分别控制细纱机的中、后罗拉运动。

3.2 纺制原理

在传统竹节纱的生产中，竹节与竹节之间是基纱段，基纱与竹节在纱线的粗度上存在差异。在纱线加捻过程中，由于竹节粗度大导致刚性较大，捻度会向刚性较小的基纱转移、集中，形成竹节部分捻度较小、结构蓬松，造成细纱断头率上升。波浪纱采用多个小竹节与小竹节相连的创新设计，这种特殊设计解决了普通竹节纱捻度过渡容易转移到基纱的问题，形成了一种风格独特的新型花式纱线。

在波浪纱基础上开发的波浪段彩纱，小竹节长度最小可达1.0 cm，一组波浪竹节最短为6 cm，也就是在长6 cm 的一组波浪竹节上有6 个1 cm 的连续小竹节，一组波浪竹节最长可大于100 m。小竹节的长度、粗度、数量可变，波浪组的长度、间距、粗度也可变；段彩的形式、分布、长度、粗度也是可变的，各种变化进行创意组合，可开发出多种耳目一新的波浪段彩纱。

3.3 操作界面设置

利用CCZ-7T 型波浪段彩花式纱装置开发生产波浪段彩纱，适用于棉型或中长纤维的纯纺或混纺。它主要是由一套装置实现对一台细纱机的控制，纱号范围一般在7.4 tex～120 tex，也能纺制市场上常规的花式纱线品种。波浪段彩纱操作界面设置步骤如下。

3.3.1 纱线类别设置

在CCZ-7T 型波浪段彩花式纱装置中，存在5种纺纱模式需要进行选择与设置，这5 种纺纱模式之间存在递进的关系。第一步是纺纱的运行模式，有正常纱、竹节纱两种模式可选；第二步是所纺纱线的类型，有单色纱、双色纱两种类型可选，段彩纱需要选择双色纱类型；第三步是在第一步选择竹节纱模式下，所纺竹节纱的规律存在有规律、无规律两种形式可选；第四步是在第三步选择无规律竹节纱模式下，竹节参数选择节长、节距是否打乱；第五步是竹节是否纺波浪形，此键需要在竹节纱模式下运行，有波浪形、正常形两种形式可选。

3.3.2 波浪段彩纱的工艺设置

波浪段彩纱是在双色纱模式下，选择竹节是波浪形的前提下才能进行纺制。在纺制波浪段彩纱的过程中，工艺设置分为波浪纱工艺和段彩工艺两个部分。

以本次纺制的C 20 tex 波浪段彩纱为例，采用黑、白两种粗纱喂入，以白色纱作波浪纱，以黑色纱作段彩。波浪纱工艺设定具体包括7 项基本内容，具体设定情况：电机到前罗拉的齿数传动比5，电机到中罗拉的齿数传动比40，电机到后罗拉的齿数传动比40，前区牵伸倍数30 倍，总牵伸倍数32 倍，前罗拉直径25 mm，波浪竹节单个长度3 cm。由于细纱机型号不同，前罗拉直径大小不同，需要根据纺纱企业细纱机前罗拉实际直径进行设置，因此前3 项工艺参数是设备生产企业设定的，一般情况下设定后不需要工艺员再进行设置。其中，最后一项是波浪纱每个竹节链中单个竹节的长度。

本次设计的C 20 tex 波浪段彩纱，在CCZ-7T型波浪段彩花式纱装置中段彩工艺参数设置如图4 所示。

图4 波浪段彩纱界面

段彩工艺的组数需要根据面料设计的要求设计，一般组数设置的越多，段彩变化越多。每一组都分为两行，第一列是节长及节距的设计，上面一行是段彩的间距，由波浪纱若干个竹节连续组成，下面一行是添加段彩的长度；第二列是中罗拉牵伸倍数，上面一行是波浪纱单个竹节的粗度，下面一行是添加段彩的粗度；第三列是后罗拉牵伸倍数，上面一行意味着段彩没有喂入，下面一行是段彩辅纱的粗度（相对于基纱的粗度）；特别注意的是，在段彩部分，基纱（主纱）是匀速喂入。由以上参数纺制的黑白色波浪段彩纱，纱线结构与面料样照分别如图5 和图6 所示，在图中可见连续的小竹节状以及间断附着的段彩，这种纱线风格与普通竹节、段彩的风格存在显著的不同。

图5 波浪段彩纱样照

图6 波浪段彩纱面料样照

3.4 纺纱注意事项

波浪段彩纱作为一种花式纱线新产品，为了提高纱线产品质量，在纺制过程中需要注意以下几点：

（1）由于采用主、辅两种粗纱同时喂入，因此粗纱定量要适宜，不宜太大，而且辅纱定量一般不超过主纱，具体定量设计需要根据波浪段彩纱风格来决定。

（2）中、后罗拉之间需要安装双喇叭口，并且可以左右移动，便于工作中调节，保证双喇叭口中一个喇叭口与后罗拉喇叭口保持一条直线，使后罗拉喂入的辅纱正常喂入中罗拉。

（3）上胶圈张力系统应按照要求，将螺钉固定紧，并保持上胶圈张力固定件在水平状态。

（4）要保持细纱集聚纺装置中网格圈表面清洁，不能有污渍或油渍，也不能堵塞和刮伤，以防影响花式纱产品质量。

4 结语

本次研发的波浪段彩纱是在竹节纱、段彩纱等纺纱技术基础上，通过控制程序的创新设计开发的一种新型花式纱线。波浪段彩纱通过小竹节的设计与组合，结合段彩纱纺纱技术，纺制的纱线具有独特的波浪结构，织制的面料风格粗犷、色彩艺术化。因此，波浪段彩纱面料与竹节纱、段彩纱面料存在较大的风格、色彩等差别。本研究认为，波浪段彩纱纺纱技术成熟，产品独具特色，可以满足纺织品设计个性化的需求，具有较大的商业价值。但是，纺制波浪段彩纱需要采用特定的控制系统，进行特定的设备改造，增加了企业的开发成本。