郭明瑞，高衛(wèi)東

(生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(江南大學(xué)),江蘇 無(wú)錫 214122)

花式紗線以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和外觀效果成為具有廣泛用途的產(chǎn)品，占據(jù)紗線市場(chǎng)一定份額[1]，但專(zhuān)用花式紗線生產(chǎn)設(shè)備存在成本較高的問(wèn)題，使得基于環(huán)錠紡紗技術(shù)的花式細(xì)紗紡制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其中段彩竹節(jié)紗是基于改進(jìn)環(huán)錠紡紗裝置生產(chǎn)的，是具代表性的花式細(xì)紗[2-4]。目前，市場(chǎng)上普遍應(yīng)用的段彩竹節(jié)紗裝置，均為改變環(huán)錠細(xì)紗機(jī)牽伸裝置驅(qū)動(dòng)形式和2根粗紗輸入方式，在中羅拉連續(xù)輸入基紗纖維形成紗線主體，控制后羅拉間歇輸入段彩飾紗纖維，與基紗復(fù)合形成段彩竹節(jié)片段。這種方式段彩飾紗須條需要經(jīng)過(guò)后區(qū)和前區(qū)2個(gè)牽伸區(qū)，屬于雙區(qū)牽伸環(huán)錠紡裝置。雙區(qū)牽伸紡制段彩竹節(jié)紗存在彩節(jié)長(zhǎng)度和節(jié)距偏差較大的問(wèn)題[5-6]，產(chǎn)生這個(gè)問(wèn)題的根本原因是雙區(qū)牽伸紡制段彩竹節(jié)紗時(shí)，纖維集合體在后區(qū)的拉伸斷裂位置不一致，并且纖維集合體以片段形式進(jìn)入皮圈牽伸區(qū)，須條尾端纖維在牽伸過(guò)程中所受控制力較弱，導(dǎo)致彩節(jié)長(zhǎng)度和節(jié)距波動(dòng)。

為提高花式細(xì)紗產(chǎn)品的品種適應(yīng)性和產(chǎn)品種類(lèi)，近年來(lái)出現(xiàn)了基于雙區(qū)牽伸的兩通道環(huán)錠數(shù)碼紡技術(shù)，該技術(shù)將后羅拉改為具有2個(gè)獨(dú)立控制部分的橫向并置工作齒環(huán)，形成2個(gè)等效的牽伸通道[7-9]。這種機(jī)型可在線轉(zhuǎn)換基紗和飾紗的角色，紡制出雙色變換段彩紗[10-11]；但其仍屬雙區(qū)牽伸，紡制段彩竹節(jié)紗時(shí)，彩節(jié)長(zhǎng)度和節(jié)距偏差問(wèn)題未能得到解決。

本文針對(duì)現(xiàn)有雙區(qū)牽伸環(huán)錠紡段彩竹節(jié)紗存在彩節(jié)長(zhǎng)度和節(jié)距偏差較大的問(wèn)題，研發(fā)單區(qū)牽伸兩通道環(huán)錠紡新裝置，紡制結(jié)構(gòu)精確控制的段彩竹節(jié)紗新產(chǎn)品，分析彩節(jié)復(fù)合片段長(zhǎng)度和分布的影響因素及其變化規(guī)律。同時(shí)，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的紗線圖像連續(xù)采集裝置，建立了配套的圖像處理方法，對(duì)段彩竹節(jié)紗新產(chǎn)品的復(fù)合片段長(zhǎng)度及其分布進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量、表征與分析。

1 段彩竹節(jié)紗紡制

1.1 段彩竹節(jié)紗結(jié)構(gòu)

段彩竹節(jié)紗由基紗片段和段彩竹節(jié)片段組成，其對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度分別稱(chēng)為基紗長(zhǎng)度和段彩竹節(jié)長(zhǎng)度，2個(gè)段彩竹節(jié)中點(diǎn)間距為節(jié)距，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1(a)所示。段彩竹節(jié)長(zhǎng)度、倍率和節(jié)距是其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。圖1(b)為由Canon 9000D Mark II掃描儀得到的段彩竹節(jié)紗片段掃描圖像。

圖1 段彩竹節(jié)紗外觀Fig.1 Appearance of section color slub yarn.(a)Yarn diagram;(b)Yarn physical image

表征段彩竹節(jié)紗的參數(shù)包括：基紗線密度T0、基紗片段長(zhǎng)度dj、段彩竹節(jié)長(zhǎng)度dc和段彩竹節(jié)倍率β。對(duì)于基紗線密度、片段長(zhǎng)度和段彩竹節(jié)倍率不變的段彩竹節(jié)紗，基紗片段參數(shù)可用數(shù)組(dj，T0)表達(dá)，而段彩竹節(jié)片段參數(shù)可用數(shù)組(dc，βT0)表達(dá)。

1.2 雙區(qū)牽伸紡制段彩竹節(jié)紗

現(xiàn)有傳統(tǒng)雙區(qū)牽伸環(huán)錠紡裝置紡制段彩竹節(jié)紗示意圖如圖2所示?；喞w維喂入中羅拉形成紗線主體，飾紗纖維由間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的后羅拉喂入，間斷的飾紗須條與基紗須條復(fù)合形成段彩竹節(jié)。飾紗須條經(jīng)過(guò)前、后2個(gè)牽伸區(qū)，后羅拉間歇運(yùn)動(dòng)使得飾紗在后區(qū)斷裂，進(jìn)入到中羅拉與前羅拉形成的前牽伸區(qū)，經(jīng)過(guò)中羅拉輸入的飾紗須條尾端不受后續(xù)粗紗控制，牽伸效果不理想；同時(shí)由于基紗須條與飾紗須條共用前牽伸區(qū)，飾紗須條經(jīng)后區(qū)和前區(qū)2個(gè)牽伸區(qū)，其牽伸倍數(shù)無(wú)法小于基紗牽伸倍數(shù)，若要紡制高倍率的段彩竹節(jié)紗，則需通過(guò)調(diào)整基紗或飾紗的粗紗定量來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖2 傳統(tǒng)雙區(qū)牽伸紡制段彩竹節(jié)紗示意圖Fig.2 Diagram of section color slub yarn spun by traditional double-zone drafting

1.3 單區(qū)牽伸兩通道紡制段彩竹節(jié)紗

本文提出的單區(qū)牽伸兩通道環(huán)錠紡紗裝置原理如圖3所示。該裝置只有1個(gè)皮圈牽伸區(qū)，僅有前羅拉和后羅拉，其后羅拉為兩通道雙列并置型，后上膠輥也為兩通道膠輥，即后羅拉的每個(gè)工作單元由雙列同軸并置的活套羅拉環(huán)組成：其中一個(gè)活套羅拉環(huán)與后羅拉軸徑向固定，由后羅拉軸驅(qū)動(dòng)；另一個(gè)活套羅拉環(huán)側(cè)邊帶有同軸傳動(dòng)齒輪，由同步帶連接至后方傳動(dòng)軸。通過(guò)伺服系統(tǒng)、可編程控制器和觸摸屏分別驅(qū)動(dòng)后羅拉軸和傳動(dòng)軸。2列并置后羅拉分別與前羅拉形成各自的牽伸通道，實(shí)現(xiàn)基紗須條和飾紗須條獨(dú)立輸入，基紗須條與飾紗須條都只經(jīng)過(guò)一個(gè)牽伸區(qū)。通過(guò)集聚紡裝置，實(shí)現(xiàn)前羅拉輸出的基紗與飾紗橫向匯聚成紗。紡制段彩竹節(jié)紗時(shí)，基紗須條連續(xù)恒速輸入，飾紗須條間歇輸入形成段彩竹節(jié)。

圖3 單區(qū)牽伸兩通道環(huán)錠紡裝置示意圖Fig.3 Diagram of two-channel ring spinning with single-zone drafting

單牽伸區(qū)兩通道環(huán)錠紡裝置中，由于基紗與飾紗具有獨(dú)立的牽伸通道，牽伸倍數(shù)沒(méi)有相互制約，在粗紗定量確定的條件下，仍然可以通過(guò)改變基紗與飾紗的相對(duì)牽伸量實(shí)現(xiàn)紡制不同倍率的段彩竹節(jié)紗。并且這種單區(qū)牽伸兩通道環(huán)錠紡裝置可在線轉(zhuǎn)換基紗與飾紗的角色，紡制出雙色變換段彩竹節(jié)紗，拓展紗線品類(lèi)。

2 飾紗片段牽伸原理

2.1 雙區(qū)牽伸飾紗牽伸模型

傳統(tǒng)雙區(qū)牽伸紡制段彩竹節(jié)紗是將后羅拉獨(dú)立控制，通過(guò)后羅拉的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)飾紗的斷續(xù)喂入。雙區(qū)牽伸紡制段彩竹節(jié)紗時(shí)，飾紗纖維束的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如圖4所示。飾紗片段大致經(jīng)過(guò)喂入、拉斷、牽伸和輸出4個(gè)階段。如圖4所示：在時(shí)序1，后羅拉處于回轉(zhuǎn)狀態(tài)，被后羅拉握持的粗紗頭端通過(guò)中羅拉；在時(shí)序2，后羅拉回轉(zhuǎn)一定量后停止轉(zhuǎn)動(dòng)，粗紗被拉斷，粗紗片段整體進(jìn)入前牽伸區(qū)；在時(shí)序3，喂入前牽伸區(qū)的粗紗片段經(jīng)過(guò)前羅拉與中羅拉之間的牽伸，從前羅拉鉗口輸出；在時(shí)序4，牽伸后的粗紗片段完全從前羅拉鉗口輸出，在成紗上形成一段飾紗。在時(shí)序1和2紡制基紗片段，在時(shí)序3和4紡制段彩竹節(jié)片段。

圖4 傳統(tǒng)雙區(qū)牽伸段彩竹節(jié)紗飾紗牽伸過(guò)程示意圖Fig.4 Diagram of drafting process of decorative roving for spinning section color slub yarn in traditional double-zone drafting

基于粗紗拉伸斷裂原理形成飾紗片段有2個(gè)不利因素：一是飾紗粗紗需要在后牽伸區(qū)中拉斷，而將粗紗拉斷所需牽伸力要遠(yuǎn)大于將單纖維從粗紗中抽出，為了能夠在后牽伸區(qū)將粗紗拉斷，需要將后牽伸區(qū)的羅拉隔距放大到一定程度，這時(shí)后牽伸區(qū)羅拉隔距為纖維長(zhǎng)度的1.5～2倍，這種后牽伸區(qū)羅拉隔距的設(shè)置雖然滿足了牽伸力的要求，但是會(huì)使后牽伸區(qū)粗紗斷裂位置波動(dòng)增大，進(jìn)而導(dǎo)致段彩竹節(jié)片段長(zhǎng)度不穩(wěn)定；二是以粗紗片段形式喂入前牽伸區(qū)的飾紗，進(jìn)入前牽伸區(qū)需經(jīng)過(guò)較高倍數(shù)的牽伸，由于纖維束已經(jīng)斷裂，粗紗尾端纖維無(wú)后續(xù)粗紗的約束，在牽伸過(guò)程中僅依靠彈性皮圈握持，纖維變速點(diǎn)分散，牽伸狀態(tài)不夠穩(wěn)定，所形成的段彩竹節(jié)尾端纖維分布不精確，易出現(xiàn)纖維拖尾現(xiàn)象，影響段彩竹節(jié)尺寸精度。

2.2 單區(qū)牽伸兩通道飾紗牽伸模型

針對(duì)雙區(qū)牽伸紡制段彩竹節(jié)紗時(shí)，飾紗成形原理存在的不利因素，本文通過(guò)分析單區(qū)牽伸兩通道環(huán)錠紡技術(shù)紡制段彩竹節(jié)紗，闡述其飾紗成形原理的優(yōu)勢(shì)。單區(qū)牽伸兩通道環(huán)錠紡技術(shù)紡制段彩竹節(jié)紗時(shí)，飾紗成形原理不再是粗紗拉伸斷裂形式，變?yōu)榍皡^(qū)纖維須條牽出和靜止形式，飾紗須條只經(jīng)過(guò)單一牽伸區(qū)，間歇喂入。飾紗成形過(guò)程如圖5所示。飾紗片段大致經(jīng)過(guò)喂入、牽伸、分離和輸出4個(gè)階段。如圖5所示：在時(shí)序1，在紡制基紗片段時(shí)，后羅拉處于靜止?fàn)顟B(tài)，被后羅拉握持的粗紗處于停喂?fàn)顟B(tài)；在時(shí)序2，后羅拉轉(zhuǎn)動(dòng)喂入飾紗片段，粗紗須條頭端進(jìn)入前羅拉鉗口，纖維由慢速纖維轉(zhuǎn)變?yōu)榭焖倮w維，實(shí)現(xiàn)纖維須條的牽伸；在時(shí)序3，當(dāng)后羅拉停止喂入，受前羅拉握持的快速纖維與粗紗頭端須條分離；在時(shí)序4，全部快速纖維從前羅拉鉗口輸出，在成紗上形成段彩節(jié)竹。

圖5 單區(qū)牽伸段彩竹節(jié)紗飾紗牽伸過(guò)程示意圖Fig.5 Diagram of drafting process of decorative roving for spinning section color slub yarn in single-zone drafting

基于此種飾紗成形原理，在牽伸區(qū)中纖維從粗紗須條頭端按順序牽出，牽伸力較小，羅拉隔距較小，有利于減小牽伸區(qū)中纖維浮游區(qū)間，在后羅拉纖維須條停喂時(shí)，只有極少數(shù)長(zhǎng)度較短的浮游纖維受快速纖維影響而變速，對(duì)段彩竹節(jié)長(zhǎng)度和形態(tài)影響小，克服了雙區(qū)牽伸紡制段彩竹節(jié)紗中飾紗成形原理的不足。

3 實(shí)驗(yàn)部分

3.1 實(shí)驗(yàn)方案

雙區(qū)牽伸環(huán)錠紡段彩竹節(jié)紗由CCZ-X全伺服控制集聚紡細(xì)紗機(jī)紡制，單區(qū)牽伸兩通道環(huán)錠紡段彩竹節(jié)紗采用改造后的CCZ-X全伺服控制集聚紡細(xì)紗機(jī)紡制。紡紗實(shí)驗(yàn)所用原料均采用定量為4.2 g/(10 m)的黑、白兩色精梳純棉粗紗，將黑色粗紗作為基紗、白色粗紗作為飾紗，紡制出基紗線密度為29.2 tex，段彩竹節(jié)倍率為2，基紗長(zhǎng)度為1 000 mm，段彩竹節(jié)長(zhǎng)度分別為20、30、40、50、60、70和80 mm的Z捻黑/白段彩竹節(jié)紗，基紗牽伸倍數(shù)為14.38，紗線特克斯制捻系數(shù)為340，紡紗錠速為8 000 r/min。每個(gè)品種紡制5管。

3.2 段彩竹節(jié)紗結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量方法

3.2.1 紗線圖像采集裝置

由于段彩竹節(jié)紗顏色、規(guī)格種類(lèi)繁多，目前還沒(méi)有針對(duì)段彩竹節(jié)紗特征參數(shù)測(cè)量的通用儀器設(shè)備。本文采用圖像法對(duì)段彩竹節(jié)紗的部分結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量與表征。采用的紗線圖像采集裝置如圖6所示。該裝置包括MER-132-30GC型數(shù)碼相機(jī)(中國(guó)大恒(集團(tuán))有限公司)、MLM3X-MP型鏡頭(COMPUTAR公司)、光源、電腦、紗線張力盤(pán)(2個(gè))和自動(dòng)卷繞裝置。

圖6 圖像采集裝置Fig.6 Image acquisition unit

為使采集的圖像背景灰度盡量一致，位于圖像采集區(qū)的紗線距離背景30 mm，以使背景虛化。紗線卷繞裝置的2個(gè)卷繞輥采用定速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，繞紗輥置于卷繞輥上，利用摩擦作用驅(qū)動(dòng)繞紗輥勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)圖像采集過(guò)程中紗線運(yùn)行速度恒定。為便于圖像中段彩竹節(jié)和基紗片段的識(shí)別，需保證紗線徑向在圖像中具有一定行數(shù)的像素點(diǎn)，同時(shí)為避免段彩竹節(jié)中偶然性出現(xiàn)的短片段無(wú)彩段被誤判為基紗片段，單張圖像中紗線長(zhǎng)度不能太短。本文所采集單張紗線圖像對(duì)應(yīng)紗線長(zhǎng)度為14.0 mm，基紗徑向約占像素點(diǎn)行數(shù)為20～30。所對(duì)應(yīng)紗線運(yùn)行速度為3 276 mm/min，圖像采集頻率為3.9 幀/s，單張圖像曝光時(shí)間為500 μs。

3.2.2 段彩竹節(jié)紗結(jié)構(gòu)參數(shù)算法

本文根據(jù)段彩竹節(jié)紗的外觀特征，即段彩竹節(jié)中飾紗顏色與基紗顏色存在明顯區(qū)別，飾紗與基紗在圖像中具有不同的灰度值，選取像素點(diǎn)灰度值作為分類(lèi)參數(shù)。通過(guò)識(shí)別圖像中是否存在飾紗纖維來(lái)判斷圖像中紗線為段彩竹節(jié)還是基紗片段，鑒于段彩竹節(jié)中飾紗纖維數(shù)量由中間位置向兩端逐漸減少，段彩竹節(jié)兩端的圖像中飾紗纖維識(shí)別難度較高，本文選取像素點(diǎn)分類(lèi)閾值所用圖像為段彩竹節(jié)端部圖像，如圖7(a)所示。采用人工對(duì)比不同灰度閾值對(duì)紗線中飾紗和基紗的分類(lèi)效果，選定合適的灰度值作為測(cè)量閾值，本文選定灰度分割閾值為100(0～255)，將原紗圖像處理為二值化圖像，如圖7(b)所示。由于紗線結(jié)構(gòu)、毛羽和纖維光學(xué)特性的原因，閾值分割后的二值圖像中存在一些被誤判為飾紗的小面積噪點(diǎn)。為避免這些小面積噪點(diǎn)對(duì)識(shí)別結(jié)果的影響，需再對(duì)二值化圖像進(jìn)行去噪處理，去除圖像中小面積連通區(qū)域。本文選定小面積連通區(qū)域像素點(diǎn)數(shù)為50，效果如圖7(c)所示。

圖7 紗線圖像處理效果比對(duì)Fig.7 Comparison of processing effect of yarn image.(a)Original yarn drawing；(b)Binary image；(c)Binary image of removing small area noise

基于上述原理，通過(guò)判斷序列圖像屬于基紗片段或段彩竹節(jié)片段，并進(jìn)行累加記長(zhǎng)，便可得到初步的段彩竹節(jié)和基紗長(zhǎng)度及其在紗線上的分布次序。因?yàn)槎尾手窆?jié)頭、尾端圖像中可能同時(shí)包含段彩竹節(jié)和基紗片段，此時(shí)整張圖像會(huì)被歸類(lèi)為段彩竹節(jié)片段而影響測(cè)量準(zhǔn)確性，所以，針對(duì)段彩竹節(jié)頭、尾端圖像需做進(jìn)一步處理。首先，尋找與基紗相鄰的頭、尾端段彩竹節(jié)圖像；然后，從其去除小面積噪點(diǎn)區(qū)域后的二值化圖像中基紗一側(cè)對(duì)整張圖像逐列判斷，直到出現(xiàn)飾紗纖維的1列停止，則以該列將圖像細(xì)分為基紗部分和段彩竹節(jié)部分，并換算為相應(yīng)的長(zhǎng)度，分別計(jì)入基紗長(zhǎng)度和段彩竹節(jié)長(zhǎng)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)頭、尾端段彩竹節(jié)長(zhǎng)度的精準(zhǔn)測(cè)量。

本文段彩竹節(jié)紗結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)試條件：紗線運(yùn)行速度為3 276 mm/min，圖像采集頻率為3.9 幀/s，單張圖像對(duì)應(yīng)紗線長(zhǎng)度為14.0 mm，圖像曝光時(shí)間為500 μs。每個(gè)品種紗線測(cè)試長(zhǎng)度為200 m。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

4.1 2種紡紗方法的段彩竹節(jié)長(zhǎng)度對(duì)比

段彩竹節(jié)紗中段彩竹節(jié)長(zhǎng)度和分布是其最主要的指標(biāo)。受牽伸過(guò)程中纖維束內(nèi)浮游纖維的影響，在機(jī)器參數(shù)恒定的情況下，所紡紗線的段彩竹節(jié)長(zhǎng)度仍存在一定的偏差和波動(dòng)，這就使得衡量段彩竹節(jié)紗的首要指標(biāo)為段彩竹節(jié)的長(zhǎng)度精度及其波動(dòng)范圍。對(duì)比本文所采用的單區(qū)牽伸兩通道環(huán)錠紡裝置和現(xiàn)有雙區(qū)牽伸環(huán)錠紡裝置紡制段彩竹節(jié)紗，段彩竹節(jié)長(zhǎng)度測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1?？梢钥闯觯徶频亩尾手窆?jié)紗其段彩竹節(jié)長(zhǎng)度偏離機(jī)器設(shè)定值較小，同時(shí)波動(dòng)范圍也小。對(duì)于20 mm短片段的段彩竹節(jié)，單區(qū)牽伸兩通道環(huán)錠紡段彩竹節(jié)紗的長(zhǎng)度變異系數(shù)為16.3%，小于雙區(qū)牽伸的30.5%；對(duì)于80 mm中長(zhǎng)片段的段彩竹節(jié)，單區(qū)牽伸所紡紗線的段彩竹節(jié)長(zhǎng)度變異系數(shù)為6.2%，也小于雙區(qū)牽伸的10.1%。段彩竹節(jié)長(zhǎng)度偏離設(shè)定長(zhǎng)度越大，說(shuō)明相同喂入量的飾紗纖維會(huì)分散到更長(zhǎng)的區(qū)間內(nèi)，這必然導(dǎo)致段彩竹節(jié)倍率的不足，進(jìn)而使得竹節(jié)形態(tài)不夠飽滿；段彩竹節(jié)長(zhǎng)度波動(dòng)范圍大，反映出所采用的紡紗裝置對(duì)段彩竹節(jié)長(zhǎng)度的精準(zhǔn)度調(diào)控能力較弱。由2種段彩竹節(jié)紗織制的緯編針織物如圖8所示。圖中紗線的段彩竹節(jié)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度均為20 mm，段彩竹節(jié)倍率為2，用HC21K型16G單路緯編圓機(jī)織制成緯平針織物，線圈長(zhǎng)度為0.6 mm，橫密為49縱行/(5 cm)，縱密為80橫列/(5 cm)。顯然單牽伸區(qū)兩通道環(huán)錠紡裝置在紡制段彩竹節(jié)紗方面具有更高的調(diào)控精度。

表1 2種紡紗方式段彩竹節(jié)紗的段彩竹節(jié)長(zhǎng)度Tab.1 Section color slub length of two spinning ways

圖8 段彩竹節(jié)紗緯編針織物Fig.8 Weft knitted fabric of section color slub yarn.(a)Traditional double-zone drafting；(b)Two-channel ring spinning with single-zone drafting

4.2 2種紡紗方法的段彩竹節(jié)倍率對(duì)比

段彩竹節(jié)紗的段彩竹節(jié)倍率也是該紗線的重要指標(biāo)。從段彩竹節(jié)的成形原理分析可知，由于纖維在粗紗中均勻隨機(jī)分布，牽伸斷裂的頭、尾端呈楔形，這種形態(tài)的粗紗片段經(jīng)過(guò)牽伸，在細(xì)紗中仍然呈紡錘狀形態(tài)(見(jiàn)圖1(b))。通常，理論設(shè)計(jì)的段彩竹節(jié)倍率是通過(guò)控制飾紗的牽伸倍數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這種方法只能從理論上使段彩竹節(jié)的最粗段達(dá)到設(shè)計(jì)的段彩竹節(jié)倍率，并未從嚴(yán)格意義上考慮段彩竹節(jié)形態(tài)，也未考慮纖維長(zhǎng)度對(duì)飾紗喂入長(zhǎng)度的影響。

本文以段彩竹節(jié)實(shí)測(cè)平均長(zhǎng)度為基礎(chǔ)，通過(guò)測(cè)得的飾紗平均喂入長(zhǎng)度結(jié)合粗紗定量換算成飾紗喂入纖維質(zhì)量，再由飾紗喂入纖維質(zhì)量與段彩竹節(jié)平均長(zhǎng)度計(jì)算出段彩竹節(jié)平均倍率，結(jié)果見(jiàn)表2。可以看出，在設(shè)定段彩竹節(jié)倍率不變(等于2)的情況下，隨著所紡段彩竹節(jié)長(zhǎng)度的增大，實(shí)際段彩竹節(jié)倍率越接近設(shè)定倍率。這是由于所紡段彩竹節(jié)長(zhǎng)度越長(zhǎng)，其喂入片段中頭、尾端楔形片段對(duì)總體段彩竹節(jié)的影響比例越小。同時(shí)，對(duì)比 2種不同紡紗裝置所紡段彩竹節(jié)紗的平均倍率可知，單區(qū)牽伸兩通道環(huán)錠紡紗裝置所紡紗線的段彩竹節(jié)倍率更接近設(shè)定倍率，這是由于單牽伸區(qū)對(duì)飾紗牽伸過(guò)程的控制精度高，實(shí)際段彩竹節(jié)長(zhǎng)度短，喂入相同飾紗量時(shí)對(duì)應(yīng)的段彩竹節(jié)倍率大。而較大的段彩竹節(jié)倍率能使段彩竹節(jié)在后道織物上顯示出更明顯的段彩和竹節(jié)效應(yīng)。

表2 不同段彩竹節(jié)長(zhǎng)度段彩竹節(jié)紗的段彩竹節(jié)倍率Tab.2 Section color slub yarn of different slub lengths and related machine operation parameters

5 結(jié) 論

本文通過(guò)分析單區(qū)牽伸兩通道環(huán)錠紡紗裝置與傳統(tǒng)雙區(qū)牽伸環(huán)錠紡裝置紡制的2種段彩竹節(jié)紗的成紗原理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出以下主要結(jié)論：

1)基于后端握持的纖維須條起、停喂入形式的單區(qū)牽伸兩通道環(huán)錠紡裝置紡制段彩竹節(jié)紗，優(yōu)于基于粗紗拉伸斷裂形式的雙區(qū)牽伸環(huán)錠紡裝置紡制段彩竹節(jié)紗。單區(qū)牽伸兩通道環(huán)錠紡從原理上減小了飾紗喂入片段與后續(xù)粗紗的分離點(diǎn)波動(dòng)，改善了飾紗片段尾端纖維控制力弱的狀況，減小了段彩竹節(jié)長(zhǎng)度波動(dòng)幅度，提升了段彩竹節(jié)長(zhǎng)度和倍率的準(zhǔn)確性。其中20 mm短片段的段彩竹節(jié)長(zhǎng)度變異系數(shù)由30.5%降低至16.3%；80 mm中長(zhǎng)片段的段彩竹節(jié)長(zhǎng)度變異系數(shù)由10.1%降低至6.2%。

2)單區(qū)牽伸兩通道環(huán)錠紡裝置中，基紗與飾紗具有獨(dú)立的牽伸通道，飾紗牽伸倍數(shù)不受基紗牽伸倍數(shù)的約束，在粗紗定量確定的條件下，能夠靈活調(diào)整飾紗牽伸倍數(shù)，紡制不同段彩竹節(jié)倍率的紗線。

3)單區(qū)牽伸兩通道環(huán)錠紡裝置具有等價(jià)而獨(dú)立的2個(gè)牽伸通道，飾紗與基紗能夠在線互換，豐富了紗線外觀效果，拓展了紗線品類(lèi)。

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