基于賽絡(luò)新型花式紗的紡制及性能分析

阮麗　孫榮基　劉基宏　李永貴

摘要：花式紗線因其特殊的外觀結(jié)構(gòu)和豐富的色彩變化，已成為國內(nèi)外研究的熱點。為豐富花式紗線品種，文章基于賽絡(luò)紡紗方法，采用表面刻有凹槽的后羅拉上膠輥紡制新型賽絡(luò)花式紗線，并闡述新型賽絡(luò)花式紗的紡紗機理。在保證紡紗工藝參數(shù)及原料相同的情況下，通過TH598J環(huán)錠細(xì)紗機上進行試驗，分別紡制賽絡(luò)新型花式紗和普通賽絡(luò)紗，觀察紗線的縱向結(jié)構(gòu)，并對其線密度、強伸性能、條干、毛羽指標(biāo)進行測試和對比分析。試驗結(jié)果表明：紗線的縱向外觀呈現(xiàn)花色變化;與普通賽絡(luò)紗相比，新型賽絡(luò)花式紗的斷裂強度、斷裂伸長率、條干均勻度和毛羽相差不大。

關(guān)鍵詞：膠輥;凹槽;賽絡(luò)紡;花式紗線;后區(qū)牽伸;AB紗

中圖分類號：TS104.7

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：10017003（2021）04002004

Abstract：Thefancyyarnhasbecomearesearchhotspotathomeandabroadbecauseofitsspecialappearanceandrichcolorchanges.Inordertoenrichthevarietyoffancyyarns，basedonSirospinning，thispaperusedrubber-coveredbackrollerwithgroovesonitssurfacetospinnewSirofancyyarnsandexplainedthespinningmechanismofnewSirofancyyarns.Withthespinningparametersandmaterialsbeingthesame，atestwascarriedoutonaTH598Jringthrostle，andnewSirofancyyarnsandordinarySiroyarnswerespunseparately.Thelongitudinalstructureoftheyarnswereobservedandanalyzed，andtheirlineardensity，tensileproperty，evennessandhairinessindexweretestedandcompared.Thetestresultsshowedthatthelongitudinalappearanceoftheyarnsshowedfloralchanges.TherewaslittledifferencebetweenordinarySiroyarnsandthenewSirofancyyarnsinbreakingstrength，elongationatbreak，evennessandhairiness.

Keywords：rubber-coveredroller;groove;Sirospinning;fancyyarn;backdraft;AByarn

作者簡介：阮麗（1990），女，碩士研究生，研究方向為紡紗新技術(shù)。通信作者：李永貴，教授，lygwxjd@sina.com。

花式紗線是采用特殊工藝或特殊設(shè)備紡制的具有特殊外觀和結(jié)構(gòu)的紗線，或者采用特殊的染色方法制成的具有特殊效應(yīng)的色澤或色澤變化的紗線，花式紗線具有結(jié)構(gòu)新穎、外觀獨特、色彩豐富的特點，已成為國內(nèi)外紡織市場上一個獨特的紗線分支[1]。目前采用在環(huán)錠細(xì)紗機上通過改造與創(chuàng)新生產(chǎn)多種花式紗線，具有改造簡單、費用低的優(yōu)點[2]。如：在細(xì)紗機上安裝雙喇叭口，兩根粗紗平行喂入牽伸區(qū)，并合加捻形成類似股線風(fēng)格的細(xì)紗賽絡(luò)紗[3];將賽絡(luò)菲爾紡與嵌入式紡紗原理相結(jié)合，采用兩根有色長絲與一根棉粗紗紡制賽絡(luò)菲爾紡三色花式紗[4];在環(huán)錠細(xì)紗機上加裝竹節(jié)紗裝置，實現(xiàn)牽伸變化，紡制有粗細(xì)節(jié)變化的竹節(jié)紗[5];在細(xì)紗機上采用多臺伺服電機控制，主粗紗從中羅拉連續(xù)喂入，飾粗紗從后羅拉間斷喂入，從而形成有“段彩結(jié)構(gòu)”的段彩紗[6-7];基于賽絡(luò)紡和賽絡(luò)菲爾紡在環(huán)錠細(xì)紗機上增加一個喂紗裝置，粗紗條經(jīng)牽伸形成紗線主體，飾紗被牽切成斷續(xù)狀，在浮游區(qū)集棉器作用下與主條斷斷續(xù)續(xù)復(fù)合，最終形成有“云斑狀花紋”的云紋紗[2，8]。

這些生產(chǎn)花式紗線的方法基本采用在環(huán)錠細(xì)紗機上加裝喂入裝置，通過控制羅拉速度變牽伸紡制花式紗線，然而，對細(xì)紗機上牽伸膠輥進行改造紡制花式紗線卻少有學(xué)者研究。桂亞夫[9]論述了采用異形膠輥在環(huán)錠細(xì)紗機上開發(fā)花式紗線產(chǎn)品的可能性。目前常采用在中膠輥開槽實現(xiàn)滑溜牽伸[10]，此方法是在中膠輥表面一周刻上一個環(huán)形凹槽，多用于半精紡原料中纖維長度差異較大的混紡紗中。本文基于賽絡(luò)紡技術(shù)，在環(huán)錠細(xì)紗機上，采用表面具有一定角度的凹槽的后羅拉上膠輥紡紗，開發(fā)出具有特殊花色效果的花式紗，具有改造簡單、花色新穎的特點。

1 成紗機理

本文紡制的新型紗線基于賽絡(luò)紡技術(shù)，在細(xì)紗機的后羅拉上膠輥的表面刻有至少一個用于嵌入粗紗的凹槽，凹槽可根據(jù)需要設(shè)定一定的數(shù)量、圓心角度和位置，如圖1和圖2所示。圖1中，膠輥表面刻有兩個凹槽，所刻凹槽的圓心角度為90°，兩個凹槽的首端相對圓心角度為90°。圖2為膠輥的側(cè)面截面，可以看出凹槽槽底在膠輥上呈現(xiàn)一個圓弧形的曲面，中間深度最深，深度向兩邊逐漸遞減。

兩根粗紗條經(jīng)雙喇叭口平行喂入后羅拉，在后羅拉轉(zhuǎn)動過程中，當(dāng)凹槽轉(zhuǎn)動到底部與后羅拉接觸時，粗紗落進凹槽中，粗紗須條所受后羅拉握持力減小，此時粗紗須條沒有進行正常的后區(qū)牽伸，牽伸效率減小，后區(qū)牽伸倍數(shù)降為1，從前羅拉鉗口輸出的兩根須條總牽伸倍數(shù)不一樣，然后并合加捻成紗;當(dāng)凹槽離開后羅拉時，粗紗受到握持力，獲得正常的后區(qū)牽伸，從前羅拉鉗口輸出的兩根須條總牽伸倍數(shù)一樣，然后并合加捻成紗。這樣，粗紗喂入后羅拉受到間斷性的后羅拉握持，從而獲得間斷性后區(qū)牽伸，紗線縱向呈現(xiàn)規(guī)律性粗細(xì)變化，形成一種新型賽絡(luò)花式紗線。所制得的花式紗線具有賽絡(luò)紡AB紗的結(jié)構(gòu)，又可根據(jù)凹槽的角度、數(shù)量和位置調(diào)整紗線的粗細(xì)，定量控制粗節(jié)的大小及位置，可使AB兩種顏色中只針對一種顏色變化粗節(jié)的大小和位置，或者也可兩個顏色交替產(chǎn)生粗節(jié)。圖3為幾種不同結(jié)構(gòu)的紗線，其中凹槽的圓心角度均為90°。從上至下依次為粗紗A線程上有一個凹槽時形成的紗線結(jié)構(gòu);粗紗A線程上有兩個凹槽時形成的紗線結(jié)構(gòu)，且兩個凹槽的首端相對角度為90°;粗紗A和粗紗B各有一個凹槽時形成的紗線結(jié)構(gòu)，且兩個凹槽的首端相對角度為180°;粗紗A和粗紗B各有一個凹槽時形成的紗線結(jié)構(gòu)，且兩個凹槽的首端相對角度為90°。為簡化工藝，本文先分析具有一個凹槽的情況下紗線的外觀和物理性能。

2 試 驗

2.1 膠輥的制備

本文所用的后羅拉上膠輥的直徑為30mm，單錠長為25mm，膠輥表面刻有一個90°的凹槽，凹槽的側(cè)面形狀呈圓弧形。根據(jù)實踐，設(shè)定凹槽寬度為6mm，凹槽的最大深度為2.5mm，從兩邊到中間深度逐漸加深，如圖1所示。在后羅拉上膠輥轉(zhuǎn)動過程中，粗紗A正好能夠落入凹槽中。

2.2 原料及紡紗工藝參數(shù)

粗紗原料：考慮到成紗的花色效果，選擇兩種定量相同的粗紗，粗紗A選擇白色滌綸棉型粗紗4.1g/10m，粗紗B選擇紅色滌綸棉型粗紗4.1g/10m。細(xì)紗關(guān)鍵工藝參數(shù)：錠子轉(zhuǎn)速7000～8000r/min，隔距塊3.0mm，機械牽伸為29倍，后區(qū)牽伸倍數(shù)分別為1.2、1.4、1.6、1.8、2.0，紗線捻系數(shù)為250，粗紗間距8mm，鋼絲圈型號為U1ULudr1。設(shè)計產(chǎn)品線密度為30tex的滌綸賽絡(luò)新型花式紗和30tex的滌綸賽絡(luò)紗。

2.3 測試儀器與環(huán)境

測試儀器：YG381型搖黑板機（常州德普紡織科技有限公司），EpsonGT-20000掃描儀（愛普生（中國）有限公司），YG086型縷紗測長機（寧波紡織儀器廠），ME204/02電子天平（梅特勒-托利多（上海）有限公司），XL-2型紗線強伸度儀（上海新纖儀器有限公司），YG172A型紗線毛羽測試儀（陜西長嶺紡織機電科技有限公司），YG133B/Pro-H條干均勻度測試儀（蘇州長風(fēng)紡織機電科技有限公司）。

試驗條件：溫度（20±3）℃，相對濕度（65±3）%。

3 結(jié)果與分析

3.1 紗線縱向結(jié)構(gòu)分析

對后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.4的普通賽絡(luò)紗和新型花式紗樣品用搖黑板機搖成黑板，然后在EpsonGT-20000掃描儀上進行黑板的正反兩面掃描，掃描的分辨率均為1200dpi，對紗線的縱向外觀進行觀察，結(jié)果如圖4所示。其中圖4（a）是普通賽絡(luò)紗的成紗縱向外觀，圖4（b）是粗紗A未落進凹槽時成紗所呈現(xiàn)的縱向外觀，圖4（c）是粗紗A落進凹槽時成紗所呈現(xiàn)的縱向外觀。結(jié)果顯示，普通賽絡(luò)紗縱向呈現(xiàn)白色和紅色顏色占比相同的AB紗結(jié)構(gòu)，新型花式紗在無凹槽的情況下與普通賽絡(luò)紗呈現(xiàn)的花色效果相同，但在粗紗A落進凹槽的情況下，新型賽絡(luò)花式紗縱向外觀白色占比增大，最終紗線縱向外觀形成有規(guī)律的白色粗節(jié)變化，即紅色花色不變，白色花色處于增減變化中，這主要是由于凹槽的作用。當(dāng)粗紗A在后羅拉上膠輥轉(zhuǎn)動過程中落進凹槽后，粗紗A不受后羅拉握持，后區(qū)牽伸效率減小，由中羅拉牽引參與前區(qū)牽伸，相對正常牽伸來說，從前羅拉鉗口輸出的須條A線密度變大，產(chǎn)生粗節(jié)，由此成紗外觀會呈現(xiàn)粗紗A花色的粗細(xì)變化。圖4還可以看出新型花式紗的花色效果變化明顯，即圖4（b）呈現(xiàn)白色和紅色比重接近1︰1，而圖4（c）呈現(xiàn)出白色比重大于紅色比重。

同時，對比不同后區(qū)牽伸倍數(shù)的新型花式紗線外觀，發(fā)現(xiàn)隨著后區(qū)牽伸倍數(shù)的增加，色彩變化變大，凹槽那段的紗線白色比重逐漸增大，花色變化越來越明顯。

3.2 成紗質(zhì)量的分析

3.2.1 線密度和強伸性

使用YG086型縷紗測長機和電子天平測試兩組紗線的線密度，相同的后區(qū)牽伸倍數(shù)，新型花式紗的質(zhì)量要比普通賽絡(luò)紗偏重。這主要是因為粗紗A受到間斷性后區(qū)牽伸，當(dāng)膠輥表面的凹槽轉(zhuǎn)到底部時，粗紗須條不受后羅拉握持，后區(qū)牽伸倍數(shù)降為1，從而受凹槽影響的那段須條的總牽伸倍數(shù)比正常的總牽伸倍數(shù)要小一些，從前羅拉鉗口輸出的須條A的質(zhì)量增大，故成紗線密度偏大。

使用YG020型單紗強力儀測試普通賽絡(luò)紗和新型花式紗的拉伸性能，設(shè)定拉伸速度500mm/min，試樣的夾距500mm，預(yù)加張力0.5cN/tex，每管紗測試20次取其平均值，測試數(shù)據(jù)見表1。

由表1可知，新型花式紗的斷裂強度和伸長率與普通賽絡(luò)紗相差不大。一方面，后區(qū)牽伸的主要作用是提高纖維的緊密度，為前區(qū)牽伸提供良好的須條。后區(qū)牽伸倍數(shù)小，牽伸力較大，喂入前區(qū)的紗條緊密度增大。當(dāng)粗紗須條A落入凹槽時，粗紗須條所受后羅拉握持力逐漸減小，牽伸力變大，紗條緊密度增大，從前羅拉輸出的須條A的橫截面上分布的纖維根數(shù)增多，紗線的斷裂強度和伸長率增大。另一方面，當(dāng)粗紗A落入凹槽時，粗紗須條所受后羅拉握持力逐漸減小，纖維的運動不受控制，纖維伸直度減小，須條結(jié)構(gòu)松散，從而紗線的斷裂強度和伸長率減小。這樣，在兩個相反的作用下，成紗強度和伸長率變化不大，且不同的后區(qū)牽伸倍數(shù)，兩方面作用的影響是不同的。新型花式紗的單紗強力CV值要大于普通賽絡(luò)紗，這是由于從前羅拉鉗口輸出的須條A的線密度是變化的，則成紗有粗節(jié)變化，成紗不勻率增加，強力不勻增加。

3.2.2 條干均勻度

采用YG133B/Pro-H條干均勻度測試儀測試紗線的條干均勻度，測試速度400m/min，測試時間1min，測試數(shù)據(jù)見表2。

從表2可以看出，同樣的后區(qū)牽伸倍數(shù)，新型花式紗的條干均勻度劣于普通賽絡(luò)紗，這主要是因為粗紗須條A受到間斷性后區(qū)牽伸，從前羅拉鉗口輸出的須條A的總牽伸倍數(shù)在變化，成紗線密度呈現(xiàn)增減變化，成紗條干變異系數(shù)較大。隨著后區(qū)牽伸倍數(shù)的增加，新型花式紗與普通賽絡(luò)紗的條干變異系數(shù)的差值增大，較大的后區(qū)牽伸倍數(shù)對新型花式紗的條干影響較大。

3.2.3 毛 羽

采用YG172A型紗線毛羽測試儀測試新型花式紗和普通賽絡(luò)紗的毛羽，測試速度30m/min，每次測試10m，每管紗測試10次取其平均值，測試數(shù)據(jù)見表3。

由表3可知，新型花式紗的毛羽根數(shù)與普通賽絡(luò)紗相差不大。從毛羽[11]的成因來看，由于兩組紗線的紡紗工藝參數(shù)都相同，故只考慮凹槽對毛羽的影響。當(dāng)粗紗須條A落進凹槽中，須條不受后羅拉握持，纖維松散，且由于所刻凹槽的表面對須條產(chǎn)生摩擦，纖維進一步松散，成紗毛羽增多。故在制作膠輥表面的凹槽時，盡量利用銼刀使得槽底表面光滑，經(jīng)過多次的測試和反復(fù)打磨，將成紗毛羽降到較低標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié) 論

本文基于賽絡(luò)紡紗技術(shù)，采用在后羅拉上膠輥的表面刻一個90°的凹槽，使得一根粗紗能夠在后羅拉轉(zhuǎn)動過程中落入凹槽，粗紗須條受到間斷性的后區(qū)牽伸，成功紡制出具有外觀結(jié)構(gòu)變化的新型賽絡(luò)花式紗。新型賽絡(luò)花式紗的外觀呈現(xiàn)一種顏色色塊的大小變化，這是所刻一個凹槽造成的，后續(xù)可設(shè)定不同數(shù)量、不同圓心角度和不同位置的凹槽生產(chǎn)不同顏色變化的花式紗線。同時，通過測試新型花式紗與普通賽絡(luò)紗的性能，可以得出新型花式紗的斷裂強度、斷裂伸長率、條干均勻度和毛羽與普通賽絡(luò)紗相比區(qū)別不大，說明新型花式紗線的物理性能良好，有較高的生產(chǎn)價值。

參考文獻：

[1]肖豐.新型紡紗與花式紗線[M].北京：中國紡織出版社，2008：134-138.

XIAOFeng.NewSpinningandFancyYarn[M].Beijing：ChinaTextile&ApparelPress，2008：134-138.

[2]孫江挺，章友鶴，趙連英，等.色紡企業(yè)轉(zhuǎn)型升級途徑的探討[J].棉紡織技術(shù)，2020，48（2）：30-36.

SUNJiangting，ZHANGYouhe，ZHAOLianying，etal.Discussiononcoloredspinningenterpriseupgradingapproach[J].CottonTextileTechnology，2020，48（2）：30-36.

[3]程四新.幾種新型花式紗的研發(fā)[J].紡織導(dǎo)報，2016（1）：70-72.

CHENGSixin.TheR&Dofsomekindsoffancyyarn[J].ChinaTextileLeader，2016（1）：70-72.

[4]曹夢龍，徐伯俊，陳偉偉，等.賽絡(luò)菲爾紡三色花式紗紡紗工藝優(yōu)化[J].棉紡織技術(shù)，2017，45（1）：21-25.

CAOMenglong，XUBojun，CHENWeiwei，etal.Spinningtechnologyoptimizationofsirofilspinningthree-colourfancyyarn[J].CottonTextileTechnology，2017，45（1）：21-25.

[5]吳愛兒，程四新，王利清.采用環(huán)錠紡紗新技術(shù)開發(fā)新穎色紡紗[J].現(xiàn)代紡織技術(shù)，2014，22（2）：22-24.

WUAier，CHENGSixin，WANGLiqing.Developmentofnewcoloredspun-dyedyarnwithnewtechnologyofringspinning[J].AdvancedTextileTechnology，2014，22（2）：22-24.

[6]桂亞夫.色紡生產(chǎn)工藝流程與新型花式紗線開發(fā)[J].棉紡織技術(shù)，2017，45（5）：1-4.

GUIYafu.Colorspunproductionprocessingandnewfancyyarndevelopment[J].CottonTextileTechnology，2017，45（5）：1-4.

[7]詹霞，張毅.段彩紗紡紗風(fēng)格的探討[J].紡織導(dǎo)報，2016（2）：43-45.

ZHANXia，ZHANGYi.Onspinningdifferentstylesofsegmentcoloredyarn[J].ChinaTextileLeader，2016（2）：43-45.

[8]高娜，李強，徐伯俊，等.云紋花色紗的紡制及性能分析[J].絲綢，2017，54（5）：24-28.

GAONa，LIQiang，XUBojun，etal.Moirefancyyarnspinninganditsperformanceanalysis[J].JournalofSilk，2017，54（5）：24-28.

[9]桂亞夫.紡特色紗用牽伸器材及其技術(shù)探討[J].紡織器材，2013，40（6）：40-41.

GUIYafu.Discussionondraftingequipmentandtechnologyforspinningspecialyarn[J].TextileAccessories，2013，40（6）：40-41.

[10]王瑞潔，李龍，秦彩霞.采用滑溜牽伸的低比例山羊絨混紡紡紗實踐[J].紡織學(xué)報，2018，39（6）：24-28.

WANGRuijie，LILong，QINCaixia.Spinningoflow-ratiocashmereblendsunderslippingdraft[J].JournalofTextileResearch，2018，39（6）：24-28.

[11]楊紅英，朱蘇康.紗線毛羽[J].紡織學(xué)報，2000，21（6）：11-14.

YANGHongying，ZHUSukang.Yarnhairiness[J].JournalofTextileResearch，2000，21（6）：11-14.