李季晗,梁鑫花,張 嬋,張 怡,趙玉春,楊瑞華

1 三通道轉(zhuǎn)杯紡

轉(zhuǎn)杯紡紡紗原理為生條或熟條經(jīng)喇叭口,通過喂給羅拉和喂給板的握持輸送至高速回轉(zhuǎn)的分梳輥;表面包有鋸齒的高速回轉(zhuǎn)分梳輥將喂給板和喂給羅拉之間握持的條子分解成單纖維;纖維離開分梳輥后,喂入到纖維輸送通道內(nèi);纖維在某一點(diǎn)依靠離心力和轉(zhuǎn)杯內(nèi)負(fù)壓氣流吸力的作用脫離分梳輥表面,并通過纖維輸送通道被送到轉(zhuǎn)杯內(nèi)壁斜面;纖維在高速回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)杯離心力作用下,從轉(zhuǎn)杯內(nèi)壁斜面滑向凝聚槽內(nèi),并凝聚成纖維環(huán);當(dāng)引紗紗尾經(jīng)假捻盤引入凝聚槽時(shí),受到了假捻盤外轉(zhuǎn)杯回轉(zhuǎn)的加捻作用,并且加捻作用繼續(xù)延伸到轉(zhuǎn)杯內(nèi)的紗條上;紗尾圍繞自身軸線轉(zhuǎn)動并不斷將轉(zhuǎn)杯凝聚槽內(nèi)積聚的纖維捻入;轉(zhuǎn)杯內(nèi)形成的紗線通過假捻盤和引紗管由引紗羅拉不斷引出,并交叉卷繞成筒子。普通轉(zhuǎn)杯紡紡出的實(shí)際應(yīng)用紗支較低,為16.7～333.3 tex,且生產(chǎn)16.7 tex紗的原料必須是超細(xì)纖維。

三通道轉(zhuǎn)杯紡異步牽伸成紗工藝是通過三組分異步喂入,通過分梳輥的梳理、混合和牽伸,在轉(zhuǎn)杯中由離心力作用下再次混合并凝聚成須條,經(jīng)加捻后成紗,由引紗羅拉導(dǎo)出形成紗線的工藝。這種成紗機(jī)構(gòu)可隨機(jī)調(diào)控轉(zhuǎn)杯紡成紗的線密度及混紡比,可生產(chǎn)4種特種紗線：恒線密度混紡比變化、恒混紡比線密度變化、線密度混紡比均變化、線密度混紡比均不變化的紗線。在此基礎(chǔ)上改變喂入須條的顏色可生產(chǎn)段彩紗、多色彩色紡紗、彩色竹節(jié)紗、變色紗等。

三通道轉(zhuǎn)杯紡結(jié)合了數(shù)碼紡的柔性化生產(chǎn)和轉(zhuǎn)杯紡的快速成紗及良好的混合性。喂入的須條經(jīng)由喇叭口喂入組合式給棉羅拉,在集聚羅拉的集束作用下進(jìn)入到分梳區(qū),分梳輥表面包裹鋸齒形針布,棉條通過分梳輥表面的針齒分梳,實(shí)現(xiàn)多組分單纖維的均勻混合,并按照設(shè)定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn);下梳輥配有吸口,使棉條中的雜質(zhì)進(jìn)一步清除,在這個(gè)過程中,有色纖維在棉條顯示單一纖維均勻混合和拉伸。經(jīng)過分梳輥分梳作用后的彩色纖維在分梳輥離心力和補(bǔ)入氣流的影響下,沿著輸棉管道進(jìn)入轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的轉(zhuǎn)杯內(nèi),在轉(zhuǎn)杯的高速作用下沿著隔離盤向轉(zhuǎn)杯內(nèi)壁滑動,在離心力的作用下滑動至凝聚槽,疊合呈環(huán)狀須條。在由母紗引出過程中,隨著紡紗杯的高速旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)氣流發(fā)生加捻過程。加捻好的紗線隨著引紗管引出,經(jīng)過引紗羅拉,繞過槽筒,借助卷繞成型機(jī)構(gòu)卷繞成筒子紗。

色紡紗線一般是用2種及2種以上的不同色澤或不同性能的纖維紡制成紗,由于各種纖維收縮性或上色性的差異,在紗線織成布后的整理加工中,會使布面呈現(xiàn)多色彩、手感柔和、表面感豐滿的風(fēng)格,由混色紗織成的織物擁有當(dāng)下流行的奇特朦朧的立體花紋效果和觸摸質(zhì)感。

通常來說,目前我們所用染色布的加工工藝流程都是采用直接將白坯布進(jìn)行染色印花或者將筒子紗直接染色的方法。但這種方法與色紡紗相比污染嚴(yán)重,所以我們選擇使用色紡紗線進(jìn)行試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)部分

2.1 原料和設(shè)備

原料：3 g/10 m藍(lán)白兩色羊絨粗紗。

設(shè)備：HPX-03-3B數(shù)碼紗線機(jī)、HC2K系列染色試驗(yàn)編織機(jī)、YG020型電子單紗強(qiáng)力機(jī)、YG135G條干均勻度測試分析儀、YG172A紗線毛羽儀、Y172型纖維切片器、生物顯微鏡、VHX-5000超景深顯微鏡。

2.2 試驗(yàn)步驟

試驗(yàn)使用三通道轉(zhuǎn)杯紡異步牽伸機(jī)構(gòu),在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)分梳輥速度、轉(zhuǎn)杯速度、引紗速度、轉(zhuǎn)杯內(nèi)負(fù)壓、捻度、紗線特?cái)?shù)等工藝參數(shù),紡制不同工藝參數(shù)下的紗線。首先將藍(lán)白對應(yīng)紗號的管紗置于紗架上,將紗條的一端放進(jìn)喂給喇叭口;打開轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)對應(yīng)紗線的參數(shù)表,在觸摸屏上分段設(shè)置參數(shù);設(shè)置完畢后,取一根紗線進(jìn)行引紗操作,將細(xì)紗線的一端放入引紗管,然后啟動機(jī)器,當(dāng)引紗羅拉開始轉(zhuǎn)動后,且紗線的一端有一定的吸力后,迅速輕輕地將紗線勻速拉出;最后將引出的紗線置于槽筒上,并將紗線嵌入導(dǎo)紗鉤,防止紗線互相纏繞或滑落。由于白色羊絨粗紗喂入量由小變大,白色羊絨在細(xì)紗中含量由少變多,藍(lán)色羊絨粗紗喂入量由大變小,藍(lán)色羊絨在細(xì)紗中含量由多變少,最終紡成的細(xì)紗呈現(xiàn)藍(lán)白雙色漸變。

測試紡制好的紗線的強(qiáng)力不勻、條干不勻、毛羽等性能,整理分析測試結(jié)果,優(yōu)化紡紗工藝參數(shù)。在上述最優(yōu)工藝條件下,利用多通道轉(zhuǎn)杯紡異步牽伸機(jī)構(gòu),用紅、黃、藍(lán)3種顏色的棉條試紡紗線,進(jìn)而獲得不同顏色組分的轉(zhuǎn)杯混紡色紗。合理設(shè)計(jì)棉條的牽伸倍數(shù),紡制不同比例顏色組成的紗線,直接在顯微鏡下觀察紗線顏色變化。最后對組分與顏色值進(jìn)行分析,調(diào)整組成紗線成分比例,獲得目標(biāo)色。

對于最終紡得的藍(lán)白漸變紗,用纖維切片器制作薄而均勻的切片在生物顯微鏡下觀察紗線截面形態(tài),在超景深顯微鏡下觀察纖維縱向形態(tài)及顏色是否達(dá)到預(yù)期效果。將藍(lán)白漸變紗線在HC2K系列染色試驗(yàn)編織機(jī)進(jìn)行試紡,得到樣品布。

由試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果分析,最優(yōu)方案如表1、表2所示。最優(yōu)方案工藝參數(shù)設(shè)置為轉(zhuǎn)杯速度18 000 r/min,分梳輥速度5 000 r/min,引紗速度20 m/min,卷繞速度20.5 m/min。同時(shí)以不同速度喂入2種顏色的羊絨粗紗,隨著引紗速度的改變,粗紗喂入量也隨之改變,引紗速度越快,喂入量越多。白色羊絨粗紗的引紗速度由0.3 m/min以每3 s增加0.3 m/min的規(guī)律遞增至2.7 m/min,然后以每3 s減小0.3 m/min的規(guī)律遞減至0.3 m/min;同時(shí),藍(lán)色羊絨粗紗的引紗速度由2.7 m/min以每3 s減小0.3 m/min的規(guī)律遞減至0.3 m/min,然后以每3 s增加0.3 m/min的規(guī)律遞增至2.7 m/min。

表1 雙色漸變紗線工藝參數(shù)表 單位：r·min-1

表2 漸變花式紗線喂入速度參數(shù)表

3 結(jié)果和分析

圖1、圖2為根據(jù)最優(yōu)方案紡出的漸變藍(lán)白色紗線。紗線的藍(lán)白顏色過渡柔和均勻,呈現(xiàn)包纏結(jié)構(gòu),并且毛羽較少。通過顯微鏡的觀察可以知道藍(lán)白漸變紗線的截面形態(tài)、纖維縱向形態(tài)及顏色也符合預(yù)期效果。圖3、圖4為紗線截面圖。

由藍(lán)白漸變紗線試紡得到樣品如圖5所示。試驗(yàn)制得的紗線具有一定的可紡性。樣品布有2個(gè)循環(huán),手感柔軟厚實(shí),顏色鮮艷,具有彈性,但不挺括,沒有身骨,可以從圖5中清晰看到由藍(lán)變白再由白變藍(lán)的漸變過程。

圖1 漸變藍(lán)白色紗線(藍(lán)色∶白色=7∶3)

圖2 漸變藍(lán)白色紗線(藍(lán)色∶白色=3∶2)

圖3 藍(lán)白漸變紗線截面圖(藍(lán)色∶白色=7∶3)

圖4 藍(lán)白漸變紗線截面圖(藍(lán)色∶白色=3∶2)

圖5 坯布

織物主要以藍(lán)色為主,由于紡紗過程是分段以不同速度喂入,布面嵌有隱隱約約的白色隱條,顏色飽滿均勻,光澤好,造型新穎。樣品布身輕薄、平滑細(xì)潔、手感柔韌,布面光潔,整體立體感強(qiáng)。

4 結(jié)語

運(yùn)用三通道轉(zhuǎn)杯紡紗工藝先使用HPX-03-3B數(shù)碼紗線機(jī)將藍(lán)白兩色羊絨粗紗紡成細(xì)紗,不斷調(diào)整參數(shù)得到了最優(yōu)方案。用試驗(yàn)制得的細(xì)紗紡成的樣布手感柔軟,具有一定的服用性能。

通過試驗(yàn)可以知道色紡紗在應(yīng)用到織物中時(shí)可以最大限度地控制色差,這樣可以提高產(chǎn)品的附加值,使色紡紗線有較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。色紡紗用的纖維原料均通過染色或原液著色專業(yè)技術(shù),能達(dá)到染色工藝的效果,明顯減少工藝流程和降低成本,具有巨大的市場潛力和較高的附加值,而且可以提高產(chǎn)品品種多樣化。使用色紡紗線,可以實(shí)現(xiàn)多種纖維組合,解決了不同纖維交織或混紡坯布染色不能過關(guān)的難題。色紡紗是清潔生產(chǎn),利用原液著色,改變了傳統(tǒng)工藝,實(shí)現(xiàn)了無排放染色,從源頭上解決了染色污染,實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)紡織工業(yè)的環(huán)保創(chuàng)新,符合國家倡導(dǎo)的紡織工業(yè)綠色、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。