潘 博 楊瑞華

［生態(tài)紡織教育部重點實驗室（江南大學），江蘇無錫，214122］

“科技，時尚，綠色”已然成為紡織行業(yè)的新符號，色紡紗便是其中一類代表性產品。色紡紗采用“先染色，后紡紗”的新工藝，縮短了后道加工企業(yè)的生產流程、降低了生產成本，大大減少紡織用水，符合可持續(xù)發(fā)展的理念［1?3］。使用色紡紗織造的織物具有手感柔和、色彩豐滿、立體感強，附加值高等優(yōu)點。色紡紗的發(fā)展，為織物圖案設計提供了更大的想象空間。目前用色紡紗織造的織物在國內外十分流行，國內消費群體正在逐漸壯大［4］。段彩紗是色紡紗的一種，以紗表面有色部分呈多變規(guī)律的分段而命名，視覺上有較高的層次感［5?6］?？椢锏耐庥^風格和服用性能與段彩紗色彩分布和織物組織結構之間有著重要的聯(lián)系［7?8］。市場上現(xiàn)有段彩紗織物的圖案還處在比較單一的階段，段彩紗織物圖案的設計與開發(fā)成為研究的重要方向。

目前國內外生產段彩紗有兩種主要方式：一類是基于并條工序的生產方式［9］，即在并條階段分段喂入有色纖維條，生產有段彩效果的須條，這種方法多用于毛紡行業(yè)，段彩長度較長；另一類是基于細紗工序的生產方式［10］，即在細紗階段喂入有色粗紗，生產段彩紗，這種生產方式通常采用改造過的環(huán)錠細紗機，紡制的段彩紗顏色混合效果為分股效果，不能實現(xiàn)單根纖維之間的混和，所生產織物的色彩均勻性較差。本研究提出采用三通道轉杯紡技術生產段彩紗的方法，將段彩紗不同片段長度的自循環(huán)形式與織物組織結構相結合，為段彩紗織物圖案一體化開發(fā)提供更多創(chuàng)新思路。

1 段彩紗生產方法

三通道轉杯紡是一種紡制色紡紗的新型紡紗方法，與傳統(tǒng)環(huán)錠紡相比，三通道轉杯紡技術具有紡紗流程短、生產效率高，用工省的優(yōu)點［11］。紅、黃、藍是色彩三原色，可以通過不同比例的組合生成千萬種色彩。將紅、黃、藍3 根纖維須條經過三通道轉杯紡紗機的3 個獨立的給棉羅拉，異步/同步喂入后由分梳輥梳理，經輸棉通道進入高速旋轉強負壓轉杯內并合、加捻，通過卷繞羅拉卷繞成筒子紗［12］。每個給棉羅拉都有獨立的伺服電動機驅動，可單獨控制每個給棉羅拉的喂給速度。通過改變喂入粗紗的喂入量，可以改變混紡纖維的混紡比，從而紡制各色段彩紗，具有靈活方便、產品多樣的特點。

2 紅、黃、藍段彩紗針織產品

使用三通道轉杯紡技術，以紅、黃、藍3 種顏色的粗紗為原料紡制段彩紗。通過改變色彩變換長度及循環(huán)結構，結合HC21K 型編織小圓機所織造產品的產品特征，首先設計并織造最簡單的平行四邊形圖案，在此基礎上，織造箭頭形狀圖案、Z 字形圖案、雙色Z 字形連續(xù)圖案以及Z 字形嵌入墨藍色邊框圖案的針織產品。

2.1 平行四邊形

段彩紗色彩片段長度與三通道轉杯紡紗機的引紗速度和引紗時間有關。首先使用三通道轉杯紡紗機紡制純色紗，設置引紗速度為24 m/min。然后使用HC21K 型編織小圓機織造一塊純色布片。在純色布片上做好標記，測得純色布片一行線圈長度約為75 cm，即織造每橫列線圈所用段彩紗色彩片段長度應為75 cm。根據(jù)所用段彩紗色彩片段長度和三通道轉杯紡紗機的引紗速度可以計算得出織造每橫列線圈所用段彩紗的引紗時間為1.875 s。由于所用三通道轉杯紡紗機的時間設置只能精確到0.1 s，故設置一個循環(huán)時間為1.8 s。

紡紗速度參數(shù)：紅色粗紗與黃色粗紗按2∶8比例喂入時設置喂入速度分別為0.458 m/min、1.803 m/min；紅色粗紗與黃色粗紗按8∶2 比例喂入時設置喂入速度分別為1.803 m/min、0.458 m/min，平行四邊形圖案紡紗參數(shù)見表1。以平行四邊形圖案的生產工藝為例，通過時間和比例的控制，可以織造出所需色彩段位的段彩紗織物。平行四邊形圖案設計意匠圖和實物圖如圖1 所示。

表1 平行四邊形圖案紡紗參數(shù)

圖1 平行四邊形圖案

2.2 箭頭形

根據(jù)織造平行四邊形圖案的經驗可以得出：當設置引紗速度為24 m/min，以1.8 s 為每橫列循環(huán)時間設置紡紗參數(shù)時，由于每一循環(huán)織造紗線長度小于織造每一橫列所需紗線長度，圖案由下往上會出現(xiàn)向右偏移而形成平行四邊形；當設置引紗速度為22.5 m/min，以2 s 為每橫列循環(huán)時間設置紡紗參數(shù)時，由于每一循環(huán)織造紗線長度大于織造每一橫列所需紗線長度，圖案由下往上會出現(xiàn)向左偏移而形成平行四邊形。將兩個圖案偏移方向結合，可以設計出帶有類似箭頭形的織物圖案。

箭頭形圖案設計意匠圖和實物圖如圖2 所示。圖案基本形狀能夠實現(xiàn)，但過渡長度的存在使其輪廓界限不明顯，圖案邊緣呈現(xiàn)漸變狀態(tài)。由于機器程序設置的限制以及針織物存在緯斜性，圖案最終效果與預期結果存在一定差距。

圖2 箭頭形圖案

2.3 Z 字形

根據(jù)織造箭頭形圖案的經驗，在右向箭頭形圖案的基礎上添加一個右斜平行四邊形圖案，將出現(xiàn)類似于Z 字形的圖案。由于緯斜以及機器程序設置方面的誤差，參考箭頭形圖案的差異，在箭頭形圖案工藝參數(shù)的基礎上，織造時多加入一條斜邊。Z 字形圖案設計意匠圖和實物圖如圖3所示。

圖3 Z 字形圖案

2.4 雙色Z 字形

為了使段彩紗織物圖案顏色更豐富、形式更復雜多變，紡制段彩紗時引入紅、黃、藍3 種顏色的粗紗，在Z 字形圖案的基礎上，設計出紅色Z 字形和倒置藍色Z 字形連續(xù)交替出現(xiàn)的雙色Z 字形圖案。雙色Z 字形圖案設計如圖4（a）所示。

2.5 Z 字形嵌入墨藍色邊框

在選用紅、黃、藍3 種顏色的粗紗紡制段彩紗的情況下，設計將Z 字形圖案與其他簡單圖案結合的Z 字形嵌入墨藍色邊框圖案。如在Z 字形圖案上下設置一條墨藍色（紅∶黃∶藍=2∶2∶6）橫線，可以得到Z 字形嵌入墨藍色邊框圖案。Z 字形嵌入墨藍色邊框圖案設計如圖5 所示。

圖5 嵌入墨藍色邊框圖案

3 黃藍段彩紗針織產品

使用三通道轉杯紡技術，以黃、藍兩種顏色的粗紗為原料紡制段彩紗。通過控制色彩變化梯度以及片段持續(xù)時間，在色彩循環(huán)上以一個大循環(huán)嵌套三個小循環(huán)，紡制黃色、藍色纖維沿長度方向漸變分布的段彩紗。黃、藍色循環(huán)段彩紗如圖6所示。

圖6 黃、藍色循環(huán)段彩紗

使用上述黃、藍色循環(huán)段彩紗，根據(jù)紗線的色彩循環(huán)規(guī)律以及HC21K 型編織小圓機織造一圈所需紗線長度，設計并織造出更加復雜、變化多樣的條狀圖案，呈現(xiàn)猶如麥浪的自然景觀。使用HC21K 型編織小圓機，織造縱密為70 行/5 cm，橫密為43 列/5 cm 的緯平針織物，嵌套循環(huán)段彩面料實物圖如圖7（a）所示。

圖7 嵌套循環(huán)段彩面料

這種面料應用在服裝領域，具有色彩漸進、風格獨特的優(yōu)點，具有較高的附加值，消費人群涵蓋女士、老人、兒童，有廣闊的開發(fā)市場。這種面料還可以應用于家紡領域，具有較強的藝術氣息，嵌套循環(huán)段彩面料的應用效果模擬如圖7（b）所示。

4 紅、藍段彩紗機織產品

轉杯紡段彩紗產品因其色彩分段控制的特點，多局限應用于針織物織造中。在機織物中，因片段色彩變化無法定位，容易產生圖案混亂不清的問題。通過設計紗線大循環(huán)與小循環(huán)嵌套使用，可以紡制大片段規(guī)律性強，小片段色彩隨機變化的段彩紗，滿足織造機織物的條件。

使用三通道轉杯紡技術，以紅、藍兩種顏色的粗紗為原料紡制段彩紗。通過實時改變紗線混紡比生產長周期、色彩循環(huán)變化的段彩紗，紡制紅、藍色段彩紗如圖8 所示。

圖8 紅、藍色段彩紗

使用Y208W 型半自動小樣機，表經、表緯為黃色紗，里經、里緯為漸變混色紗，織造經密為240 根/10 cm，緯密為 180 根/10 cm 的平紋表里換層織物。嵌套循環(huán)段彩面料的設計如圖9 所示。

圖9 嵌套循環(huán)段彩面料

這種機織面料可應用于家紡領域，如窗簾、床上用品、桌布、杯墊等。若對該面料進行一定的抗污整理，可用于開發(fā)沙發(fā)座椅面料、靠墊抱枕等。若對該面料添加夜光的表面涂層，可用于開發(fā)具有夢幻感的墻布、窗簾等，有廣闊的發(fā)展空間。

5 三原色與黑白色段彩紗機織產品

使用三通道轉杯紡技術，以黑、白兩種顏色的粗紗為原料紡制黑、白漸變段彩紗，以黃、白兩種顏色的粗紗為原料紡制黃、白漸變段彩紗。使用Y208W 型半自動小樣機，表經、表緯為藍色紗、黑色紗、紅色紗，里經、里緯為黑色紗、白色紗、漸變段彩紗，織造經密為230 根/10 cm、緯密為190 根/10 cm 的平紋表里換層織物。段彩面料的設計如圖10 所示。

圖10 段彩面料

6 總結

三通道轉杯紡技術通過3 個單獨控制的給棉羅拉和伺服控制系統(tǒng)，在細紗階段實現(xiàn)纖維的混和，可紡制一定范圍內混紡比例的段彩紗，成紗具有色彩柔和飽滿及朦朧立體的效果。本研究通過設計、織造4 類風格的織物圖案，展示了三通道轉杯紡段彩紗面料的色彩多樣性。轉杯紡段彩紗為小批量、多品種和個性定制織物圖案增添了商機，同時也為減少工業(yè)污水排放量，提供了一種更加環(huán)境友好的生產途徑。段彩紗織物無需染色，便可得到各種織物圖案，適用人群廣泛，適合服裝、家紡等多個領域。