何衛(wèi)民 馬淑靜 高明初 桂亞夫

（1.浙江華孚色紡有限公司，浙江紹興，312300；2.浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江寧波，315211）

近年來(lái)，隨著人們對(duì)時(shí)尚化、個(gè)性化服裝需求的不斷增加，棉紡花式紗線成為紡織行業(yè)中的一個(gè)重要分支，廣泛受到人們的關(guān)注，尤其是近年來(lái)開發(fā)生產(chǎn)的段彩紗，滿足了現(xiàn)代人們個(gè)性化、差異化、時(shí)尚化的要求，備受大眾喜愛。

然而，市場(chǎng)上的段彩紗線是采用一根主色粗紗和一根飾色粗紗，在添加段彩紗裝置的三羅拉環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，前羅拉、中羅拉、錠子由細(xì)紗機(jī)主電機(jī)傳動(dòng)，主色粗紗從中羅拉連續(xù)恒速喂入；后羅拉為獨(dú)立變頻驅(qū)動(dòng)的間斷運(yùn)動(dòng)方式，飾色粗紗斷續(xù)喂入牽伸區(qū)，并與主色粗紗牽伸形成的須條匯合，經(jīng)錠子的加捻卷繞形成段彩紗線［1］。生產(chǎn)出的段彩紗產(chǎn)品色彩具有規(guī)律性或隨機(jī)性間斷變化，沿紗線軸向，紗線直徑不斷發(fā)生變化，存在條干差、強(qiáng)力低、毛羽多等問題。另外，細(xì)紗段彩裝置的改造需要添加伺服電機(jī)、變頻器、傳統(tǒng)輪系等專件器材，成本高，在數(shù)萬(wàn)元以上。

為此，我們?cè)谫惤j(luò)集聚紡細(xì)紗機(jī)基礎(chǔ)上，通過專件器材改造、工藝創(chuàng)新，探索出一種生產(chǎn)平紗段彩紗的簡(jiǎn)易方法。此方法改造成本低、生產(chǎn)管理方便。生產(chǎn)出的段彩紗色彩豐富、絢麗多彩，而且紗線條干均勻、強(qiáng)力高、毛羽少，使段彩紗產(chǎn)品活潑時(shí)尚而不失精致。

1 平紗段彩紗的技術(shù)創(chuàng)意

傳統(tǒng)段彩紗的生產(chǎn)，一般是在傳統(tǒng)三羅拉環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上添加段彩紗裝置改造而成，即添加伺服電機(jī)及配套的傳動(dòng)裝置，使細(xì)紗機(jī)的后羅拉根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求，在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)變速轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在后羅拉與中羅拉之間添加雙孔喇叭口。細(xì)紗機(jī)中羅拉、前羅拉、錠子仍采用主電機(jī)傳動(dòng)。生產(chǎn)時(shí)，主色粗紗從中羅拉喇叭口的左孔喂入，飾色粗紗從后羅拉喇叭口喂入，經(jīng)后羅拉喂入中羅拉喇叭口的右孔。主色粗紗經(jīng)中羅拉，恒速喂入前牽伸區(qū)，飾紗粗紗在伺服電機(jī)的控制下，經(jīng)后羅拉，變速喂入前牽伸區(qū)，在前牽伸區(qū)的牽伸及錠子的加捻共同作用下紡制出紗線。由于飾色粗紗變速喂入，及主紗粗紗、飾色粗紗的顏色不同，使得紗線顏色呈段彩風(fēng)格。紗線的截面直徑也不斷發(fā)生變化，呈竹節(jié)紗結(jié)構(gòu)。

本研究所生產(chǎn)的平紗段彩紗技術(shù)創(chuàng)意巧妙、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。在傳統(tǒng)的賽絡(luò)集聚紡細(xì)紗機(jī)上生產(chǎn)，不需要添加伺服電機(jī)等段彩裝置，只需要進(jìn)行簡(jiǎn)易的專件器材改造，結(jié)合細(xì)紗紡紗工藝的創(chuàng)新運(yùn)用，即可生產(chǎn)出具有平紗結(jié)構(gòu)的段彩紗。如圖1和圖2 所示，對(duì)后膠輥等進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)加工成左右交錯(cuò)對(duì)應(yīng)的內(nèi)切多邊形的結(jié)構(gòu)，并使弧段與直線交錯(cuò)相連，使得同一膠輥隨著后羅拉的轉(zhuǎn)動(dòng)，其左右兩側(cè)交錯(cuò)與后羅拉接觸握持。在生產(chǎn)過程中，不同顏色的粗紗A、粗紗B 分別從后喇叭中的左孔、右孔喂入，隨后羅拉的轉(zhuǎn)動(dòng)，后膠輥?zhàn)髠?cè)與后羅拉接觸握持，粗紗A 被中羅拉、后羅拉牽伸。與此同時(shí)，后膠輥的右側(cè)與后羅拉不接觸不握持，粗紗B 以中羅拉的速度快速喂入前牽伸區(qū)［2］。后膠輥?zhàn)笥覂蓚?cè)與后羅拉交替握持，粗紗A、粗紗B的喂入速度交替發(fā)生變化，粗紗A、粗紗B 在紗線中的成分含量交替發(fā)生變化，由于兩種粗紗的顏色不同，使紡制出的紗線顏色不斷發(fā)生變化，即為段彩紗。

圖1 平紗段彩紗生產(chǎn)原理圖

假定粗紗 A、粗紗 B 的定量分別為TA、TB，且兩粗紗的定量相同，即TA=TB，中羅拉的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為V中，后羅拉的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為V后，則TA×V中＋TB×V后=TA×V后＋TB×V中=常數(shù)。因此，隨著后羅拉的轉(zhuǎn)動(dòng)，雖然粗紗A、粗紗B 的喂入速度交替發(fā)生變化，但喂入總定量始終為固定常數(shù)，紡制出的段彩紗為線密度均勻一致的平紗結(jié)構(gòu)。

圖2 改造的后膠輥實(shí)物圖

2 技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

根據(jù)平紗段彩紗的技術(shù)創(chuàng)意，在開發(fā)生產(chǎn)過程中需要注意以下技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。

2.1 后膠輥的加工形狀

細(xì)紗后膠輥的加工需要左右兩側(cè)交替相互對(duì)應(yīng)，從而使喂入同一錠不同顏色的粗紗A、粗紗B一快一慢交替變化喂入中羅拉、前羅拉組成的牽伸區(qū)，以實(shí)現(xiàn)紗線顏色的變化，且紗線的線密度不發(fā)生變化。后膠輥設(shè)計(jì)改造的形狀結(jié)構(gòu)直接影響紗線布面的風(fēng)格外觀。

根據(jù)技術(shù)創(chuàng)意，可以把后膠輥改造成內(nèi)切四邊形、六邊形、八邊形等形狀。后膠輥加工過程中，做到左右完全交錯(cuò)對(duì)應(yīng)，確保兩粗紗的喂入速度交替發(fā)生變化，喂入中羅拉的總量保持不變。經(jīng)過試驗(yàn)對(duì)比，后膠輥設(shè)計(jì)加工成內(nèi)切六邊形效果最好。

2.2 細(xì)紗后區(qū)牽伸與集聚紡集聚槽配置

其他條件一定的情況下，后區(qū)牽伸倍數(shù)越大，A、B 兩粗紗的喂入速度之比就越大，紗線的顏色交替循環(huán)變化越明顯。

在傳統(tǒng)的細(xì)紗紡紗工藝中，細(xì)紗后區(qū)牽伸一般采用1.15 倍～1.35 倍，以獲得較好的條干均勻度。為提高段彩效果，把細(xì)紗后區(qū)牽伸提高至2.00 倍、3.00 倍、4.00 倍，甚至更高。在生產(chǎn)過程中，假定采用3.00 倍的后區(qū)牽伸，隨著后羅拉的轉(zhuǎn)動(dòng)，后膠輥?zhàn)髠?cè)圓弧部分與后羅拉接觸握持，粗紗A 經(jīng)中后羅拉3.00 倍牽伸。而與此同時(shí)，此膠輥的右側(cè)與后羅拉不接觸握持，粗紗B 不被中后羅拉握持牽伸，不存在后區(qū)牽伸，且以中羅拉的速度快速喂入前牽伸區(qū)。此時(shí)，粗紗A、粗紗B 的喂入量之比為1∶3。同理，隨著后羅拉的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)后膠輥的右側(cè)圓弧部分與后羅拉接觸時(shí)，粗紗A、粗紗B 的喂入量之比為3∶1。

根據(jù)此技術(shù)原理，在A、B 兩粗紗定量相同等條件一定的情況下，所采用后區(qū)牽伸越大，隨著后羅拉的轉(zhuǎn)動(dòng)，粗紗A、粗紗B 的喂入量之比變化越大，紗線的段彩效果越明顯。在生產(chǎn)時(shí)，我們可以根據(jù)面料風(fēng)格的需求，選取不同大小的后區(qū)牽伸，以達(dá)到實(shí)際的預(yù)期效果。

當(dāng)后區(qū)牽伸倍數(shù)達(dá)到一定程度時(shí)，粗紗A、粗紗B 在前牽伸區(qū)形成的兩束纖維須條大小差異較大，周期變化較大，且兩束纖維須條間距較大，在紡紗三角區(qū)易發(fā)生斷頭。經(jīng)過試驗(yàn)，在中后羅拉之間增加中檔喇叭口，可以減小兩束纖維的間距。同時(shí)，采用傳統(tǒng)的負(fù)壓?jiǎn)慰准鄄郛愋喂埽墒箖煞N粗紗牽伸后形成的兩束纖維須條在加捻之前聚合在一起，減少細(xì)紗斷頭，提高生產(chǎn)效率。

2.3 細(xì)紗后喇叭口兩孔間隔

該平紗段彩紗生產(chǎn)技術(shù)采用兩種不同顏色的粗紗A、粗紗B，兩種粗紗在后膠輥的左右兩側(cè)喂入，使之交錯(cuò)以不同速度喂入中羅拉。因此，A、B兩粗紗喂入時(shí)，兩者之間必須有一定間隔，確保兩種粗紗分別在膠輥的一側(cè)，避免相互干擾，或某一側(cè)粗紗跑出后區(qū)牽伸區(qū)。

2.4 細(xì)紗橫動(dòng)裝置的調(diào)整

為了延長(zhǎng)膠輥膠圈的使用周期，降低其消耗量，細(xì)紗機(jī)后設(shè)計(jì)安裝了橫動(dòng)裝置，以使粗紗在牽伸區(qū)周期性往復(fù)左右移動(dòng)，橫動(dòng)動(dòng)程一般為8 mm［3］。平紗段彩紗的生產(chǎn)需關(guān)閉細(xì)紗機(jī)橫動(dòng)裝置，以確保兩種粗紗分別在膠輥的一側(cè)，避免相互干擾，或某一側(cè)粗紗跑出后區(qū)牽伸區(qū)。

2.5 色彩的應(yīng)用

該平紗段彩紗技術(shù)是在賽絡(luò)集聚紡的基礎(chǔ)上開發(fā)而成。其采用的A、B 兩粗紗，顏色必須有一定的差異，色相要形成強(qiáng)對(duì)比，即色相環(huán)上間隔大于 120°。若A、B 兩粗紗顏色接近，在色相環(huán)上間隔小于60°，紗線顏色段彩效果不明顯，達(dá)不到預(yù)期效果［4］。

3 設(shè)備改造

根據(jù)平紗段彩紗的技術(shù)創(chuàng)意，我們對(duì)賽絡(luò)集聚紡細(xì)紗機(jī)進(jìn)行改造，以滿足生產(chǎn)技術(shù)條件，需改造的紡紗器材主要包括以下幾個(gè)方面。

3.1 細(xì)紗后喇叭口的改造

傳統(tǒng)賽絡(luò)紡喇叭口的孔距為2.0 mm～4.0 mm，若采取傳統(tǒng)喇叭口，兩粗紗的間隔太近，易進(jìn)入另一側(cè)膠輥牽伸區(qū)造成紗線疵點(diǎn)或斷頭，不利生產(chǎn)控制。為此，我們對(duì)細(xì)紗后喇叭口進(jìn)行了創(chuàng)新改造，使雙喇叭口的孔距加大至6.0 mm，使A、B 兩粗紗有效分開。

常規(guī)細(xì)紗喇叭口孔距固定，無(wú)法調(diào)節(jié)。為了生產(chǎn)方便，采用中心距可調(diào)式細(xì)紗喇叭口。此喇叭口由左右兩片組成，孔距可以根據(jù)工藝要求從2.0 mm～16.0 mm 任意調(diào)整，滿足了產(chǎn)品生產(chǎn)的需求。

3.2 細(xì)紗后膠輥的改造

我們采用A802AG 型膠輥磨床對(duì)細(xì)紗后膠輥進(jìn)行特制加工。加工時(shí)，我們把傳統(tǒng)的圓柱型膠輥沿軸向左右平分為兩部分，每部分改造成圓弧面、平面相互交替連接的形狀，每一側(cè)共3 個(gè)圓弧面與3 個(gè)平面，每個(gè)面對(duì)應(yīng)的中心角為60°；且左半部分的平面與右半部分的圓弧面交錯(cuò)對(duì)應(yīng)，左半部分的圓弧面與右半部分的平面交錯(cuò)對(duì)應(yīng)（如圖2 所示）。

3.3 細(xì)紗機(jī)后區(qū)牽伸齒輪設(shè)計(jì)改造

在傳統(tǒng)賽絡(luò)紡生產(chǎn)工藝中，細(xì)紗后區(qū)牽伸一般采取1.15 倍～1.35 倍，在此牽伸倍數(shù)下，成紗條干等指標(biāo)較好。而平紗段彩紗技術(shù)必須對(duì)細(xì)紗后區(qū)牽伸進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用，后區(qū)牽伸倍數(shù)越大，粗紗A、粗紗B 的喂入量比值變化越大，段彩效果越明顯。

在后區(qū)牽伸齒輪的加工過程中，由于后區(qū)牽伸齒輪過大時(shí)會(huì)超過兩軸的軸徑中心距，導(dǎo)致無(wú)法上機(jī)安裝使用。為此，我們采取增大后區(qū)牽伸齒輪的同時(shí)，減小中羅拉頭齒輪的方式，以達(dá)到所需求的細(xì)紗后區(qū)牽伸倍數(shù)。常規(guī)細(xì)紗機(jī)的后區(qū)牽伸倍數(shù)，設(shè)備供應(yīng)商僅提供1.05 倍～1.70 倍的配套工藝齒輪。為此，我們根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)的需要，增加了后區(qū)牽伸2.00 倍～4.00 倍的配套工藝齒輪，以滿足產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)的需求。

3.4 關(guān)閉細(xì)紗機(jī)橫動(dòng)裝置

為了避免粗紗A、粗紗B 相互干擾或跑出牽伸區(qū)，關(guān)閉后區(qū)細(xì)紗喇叭口的橫動(dòng)裝置。同時(shí)，為確保成紗質(zhì)量，適當(dāng)縮短膠輥的回磨周期。

3.5 添加細(xì)紗中喇叭口

為減小A、B 兩粗紗牽伸之后的兩束纖維須條間距，在后羅拉和中羅拉中間添加中喇叭口，以縮小兩粗紗喂入中羅拉時(shí)的間距。所添加喇叭口采用雙孔結(jié)構(gòu)，孔距采用3 mm 左右為宜。若孔距太大，不能有效減小兩纖維須條的間距，達(dá)不到預(yù)期效果；若孔距太小，兩種粗紗從后羅拉喂入中喇叭口時(shí)的折角過大，影響牽伸效果，易形成紗疵。

3.6 更換集聚紡異形管

傳統(tǒng)的賽絡(luò)集聚紡細(xì)紗機(jī)異形管為雙孔集聚槽結(jié)構(gòu)，紡紗時(shí)兩束纖維須條在加捻三角區(qū)捻合成紗線。平紗段彩紗由于兩束纖維須條大小差異較大，且呈周期性變化，易在加捻三角區(qū)斷頭。根據(jù)設(shè)計(jì)需求，更換為單孔集聚槽異形管，使?fàn)可旌蟮膬墒w維須條在加捻之前聚合在一起，減少細(xì)紗斷頭，提高生產(chǎn)效率。

4 平紗段彩紗技術(shù)的驗(yàn)證開發(fā)

做好前期的設(shè)備改造之后，我們對(duì)平紗段彩技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證開發(fā)，品種為100%棉麻灰色平紗段彩紗18.4 tex 針織紗。

前紡工序采用本白原棉和染為紅色后的色棉，分別經(jīng)混棉、清棉、梳棉、并條、粗紗工序，得到粗紗A、粗紗B，粗紗定量均為3.5 g/10 m。A粗紗捻系數(shù)為110，B 粗紗捻系數(shù)115。由于平紗段彩紗在紡紗過程中存在無(wú)后區(qū)牽伸的單區(qū)牽伸，粗紗捻系數(shù)偏小控制，可避免牽伸不開出“硬頭”的現(xiàn)象。

制得粗紗A、粗紗B 后，在改造過的賽絡(luò)集聚紡細(xì)紗機(jī)上生產(chǎn)。細(xì)紗主要工藝參數(shù)設(shè)計(jì)：前區(qū)牽 伸 26.00 倍 ，后 區(qū) 牽 伸 3.00 倍 ，羅 拉 隔距 18 mm×30 mm，細(xì)紗捻系數(shù)330，鋼絲圈型號(hào)6903 5/0 ，錠速 14 000 r/min，捻向 Z 捻，鉗口隔距3.0 mm。在此工藝參數(shù)下，細(xì)紗前羅拉轉(zhuǎn)速為223 r/min，中羅拉轉(zhuǎn)速7.96 r/min，后羅拉轉(zhuǎn)速2.65 r/min。

在紡紗過程中，粗紗A、粗紗B 隨著后羅拉、后膠輥的轉(zhuǎn)動(dòng)，交錯(cuò)以不同的速度喂入中羅拉，且喂入的粗紗A、粗紗B 的總量保持不變。由于粗紗A、粗紗B 喂入速度的交錯(cuò)變化，紗線中粗紗A、粗紗B 的含量，時(shí)而粗紗A 含量75%，粗紗B的含量25%；時(shí)而粗紗B 含量75%，粗紗A 的含量25%。兩粗紗在紗線中的含量交替發(fā)生變化，且變化過程過度緩和，紗線條干均勻。對(duì)制得的紗線進(jìn)行指標(biāo)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示，所制得的平紗段彩紗斷裂強(qiáng)力高，條干水平也優(yōu)于傳統(tǒng)的段彩紗。紗線的顏色呈現(xiàn)深淺變化的紅色，沿紗線的軸向方向發(fā)生周期性深淺變化，每2.04 m 一個(gè)變化周期。圖3 為細(xì)紗生產(chǎn)牽伸區(qū)示意圖。

圖3 細(xì)紗生產(chǎn)牽伸區(qū)

我們采用制得的18.4 tex 平紗段彩紗在大圓機(jī)針織機(jī)上織制針織平紋面料，面料不僅呈現(xiàn)出段彩風(fēng)格，而且紋路清晰、抗起毛起球性能好。當(dāng)采用18.4 tex×2 平紗段彩股線在自動(dòng)橫機(jī)上織制平紋毛衫面料時(shí)，面料呈現(xiàn)條狀紅色段彩風(fēng)格，布面細(xì)膩光潔。

5 結(jié)論

與傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)方法相比，本研究開發(fā)的平紗段彩紗生產(chǎn)技術(shù)方法創(chuàng)意巧妙、構(gòu)思簡(jiǎn)單、設(shè)備改造成本低，不需增加伺服電機(jī)及配套的控制傳動(dòng)裝置，僅需在傳統(tǒng)的賽絡(luò)集聚紡細(xì)紗機(jī)上，在中羅拉、后羅拉間增加雙孔喇叭口，對(duì)后膠輥、后喇叭口專件進(jìn)行簡(jiǎn)易改造。同時(shí)，結(jié)合紡紗工藝的創(chuàng)新應(yīng)用，采用3.00 倍左右的細(xì)紗后區(qū)牽伸，使不同顏色的A、B 兩粗紗交替以不同的速度喂入中羅拉與前羅拉組成的前牽伸區(qū)，再經(jīng)錠子的加捻卷繞，制得平紗段彩紗線。此生產(chǎn)技術(shù)方法操作簡(jiǎn)單，管理方便，易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。生產(chǎn)出的平紗段彩紗產(chǎn)品，不僅具有新穎的段彩外觀風(fēng)格，而且紗線條干均勻、強(qiáng)力高、毛羽少、布面光潔，克服了傳統(tǒng)段彩紗的缺陷，具有廣闊的市場(chǎng)空間。