樓 煥，劉 茜

(上海工程技術(shù)大學(xué)紡織服裝學(xué)院，上海 201620)

隨著人們生活水平的提高，對(duì)于紡織品的要求，已不僅局限于舒適與耐用。具有獨(dú)特風(fēng)格與外觀效應(yīng)的紡織品越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞，其中，花式紗線已成為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一大熱門(mén)。段彩紗作為一類(lèi)色彩多樣化、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)的紗線，兼具花式紗和花色紗的特點(diǎn)，具有豐富獨(dú)特的風(fēng)格和類(lèi)似彩霞、色彩多變的織物效果，已被廣泛應(yīng)用于服用、裝飾用和家紡用等領(lǐng)域。段彩紗的發(fā)展空間廣闊，目前，仍有各種新型段彩紗產(chǎn)品被不斷開(kāi)發(fā)。

段彩紗具有多種生產(chǎn)技術(shù)，可根據(jù)不同需要選擇最為適宜的生產(chǎn)工藝。通過(guò)結(jié)合其他紡紗技術(shù)、不同原料與色彩、其他種類(lèi)紗線等，可以開(kāi)發(fā)不同品種的新型紗線與織物。近年來(lái)，出于對(duì)原料、色彩圖案、設(shè)備及工藝等創(chuàng)新，段彩紗的開(kāi)發(fā)已經(jīng)取得了一系列創(chuàng)新成果。

1 段彩紗的外觀特征

段彩紗是一種基于環(huán)錠紡新開(kāi)發(fā)的花式紗線，由兩種及兩種以上不同色彩的纖維組合而成，從縱向長(zhǎng)度方向上看，各纖維分布不規(guī)則斷續(xù)變化，表現(xiàn)為在不同紗段上呈現(xiàn)不同的顏色，且長(zhǎng)短不一；根據(jù)其可控性與可設(shè)計(jì)性，纖維分布也可以具有一定規(guī)律，在不同紗段上呈現(xiàn)具有規(guī)律變化的顏色。段彩紗具有強(qiáng)烈的立體感、變化明顯的層次感及柔和飽滿的色澤感，其在布面上表現(xiàn)為無(wú)序或有一定規(guī)律的水流狀和長(zhǎng)條狀色彩變化，個(gè)性化和時(shí)尚感強(qiáng)[1-2]。

2 段彩紗的生產(chǎn)技術(shù)

發(fā)展至今，段彩紗的生產(chǎn)技術(shù)主要可分為印染段彩法和混合段彩法兩大類(lèi)[3]。兩者主要區(qū)別是：印染段彩法采用段染紗線的工藝，將不同顏色的染料上染于同一紗線；而混合段彩法則是混合不同顏色的纖維來(lái)紡紗。兩相比較，兩者最大特點(diǎn)為：印染段彩法對(duì)紗線上各種顏色的分布更為靈活自由，而混合段彩法的生產(chǎn)技術(shù)對(duì)環(huán)境更為友好，貼近如今人們的環(huán)保理念。

2.1 印染段彩法

根據(jù)紗線形式的不同，印染段彩法可分為筒子紗段染法、絞紗段染法和經(jīng)軸段染法[4]。

對(duì)于筒子紗的段染，有三類(lèi)機(jī)械設(shè)備：高壓噴氣多彩染色機(jī)、針孔噴射和邊緣染色機(jī)。高壓噴氣多彩染色機(jī)主要是通過(guò)壓力噴射使不同色染料分段染于紗線上；針孔噴射設(shè)備是利用活塞將不同色染料由針頭打進(jìn)紗線內(nèi)部；邊緣染色機(jī)則是控制染料先染紗線其中一端，再通過(guò)回卷染另一端。筒子紗染色的染色均勻性較好，生產(chǎn)效率高，自動(dòng)化程度高，能節(jié)約水資源和能量，但生產(chǎn)成本較高。

對(duì)于絞紗的段染，是在染色時(shí)將絞紗平整均勻地懸掛于段染機(jī)上，染液在不斷循環(huán)流動(dòng)的過(guò)程中對(duì)紗線染色，如圖1(a)所示。該法可以用于羊絨等對(duì)工藝要求比較高的高檔紗線，但容易產(chǎn)生紗線糾纏粘結(jié)。

而對(duì)于經(jīng)軸紗線的段染，可分為輥筒染色與噴射染色兩類(lèi)。輥筒染色是利用壓花輥與光輥來(lái)達(dá)到紗線分段染色的目的，如圖1(b)所示，通過(guò)控制光棍來(lái)選擇需要上染漿盤(pán)中的何種顏色；噴射染色則是利用噴頭，如圖1(c)所示，噴嘴噴射不同顏色的染料來(lái)實(shí)現(xiàn)紗線段染。經(jīng)軸段染伸長(zhǎng)與整經(jīng)類(lèi)似，對(duì)整個(gè)經(jīng)軸的紗線染色，大多用于梭織染色。

圖1 印染段彩法的機(jī)械設(shè)備示意

2.2 混合段彩法

混合段彩法除了有并條段彩法、粗紗段彩法和細(xì)紗段彩法，還有一些新型段彩法，如空心錠包纏法、三通道轉(zhuǎn)杯紡法和賽絡(luò)集聚紡段彩法等。

2.2.1 并條段彩法

并條段彩法的關(guān)鍵點(diǎn)是在并條工序中，通過(guò)改造后的并條機(jī)，將棉條分段喂入來(lái)生產(chǎn)具有不同顏色片段分布的段彩棉條，再通過(guò)粗紗與細(xì)紗工序，實(shí)現(xiàn)成紗后“段彩”的效果，常用的有花色并條機(jī)段彩法和高架簡(jiǎn)易平插式花色并條機(jī)段彩法[5]。

花色并條機(jī)段彩法是一種利用花色并條機(jī)的方法，由獨(dú)立機(jī)構(gòu)分別精準(zhǔn)控制棉條，飾棉條間斷性喂入后與基棉條匯合，如圖2(a)所示，其對(duì)產(chǎn)品風(fēng)格的控制比較精準(zhǔn)，但生產(chǎn)效率不高，機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，機(jī)器的保養(yǎng)與維修不易，更適于生產(chǎn)高端的紗線。而高架簡(jiǎn)易平插式花色并條機(jī)段彩法在普通的高架式并條機(jī)上增加一個(gè)用以附加飾棉條的喂入裝置，還優(yōu)化了其中基棉條與飾棉條之間的搭接方式，由基棉條導(dǎo)條器和導(dǎo)條擋板控制，如圖2(b)所示，飾棉條能進(jìn)入基棉條從而使兩者牢固結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行。該法能耗低，生產(chǎn)效率高，保養(yǎng)和維修較簡(jiǎn)單，但對(duì)棉條的控制精度不如花色并條機(jī)，更適合生產(chǎn)風(fēng)格朦朧粗獷型的產(chǎn)品。

2.2.2 粗紗段彩法

該法在粗紗機(jī)的喂入和牽伸機(jī)構(gòu)上進(jìn)行改造。粗紗段彩法的喂入機(jī)構(gòu)如圖3所示，喂入機(jī)構(gòu)中增加導(dǎo)條架，采用雙層結(jié)構(gòu)，使兩種纖維條喂入，且加裝伺服電機(jī)以控制后羅拉間歇轉(zhuǎn)動(dòng)[2,6]，實(shí)現(xiàn)使主體紗和輔紗按不同速度喂入的目的，再配合使用四羅拉式的牽伸機(jī)構(gòu)，在纖維條經(jīng)過(guò)牽伸后得到段彩粗紗。此法操作簡(jiǎn)單，可對(duì)棉條的粗度與長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，適用范圍廣。

圖3 粗紗段彩法的喂入機(jī)構(gòu)

2.2.3 細(xì)紗段彩法

細(xì)紗段彩法即通過(guò)改造細(xì)紗機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)段彩，分為三羅拉式、四羅拉式和三軸四羅拉式細(xì)紗機(jī)牽伸法。其基本原理為：主體紗和輔紗分別從后兩個(gè)羅拉喂入，主體紗連續(xù)性喂入，輔紗間斷性喂入，兩者于前羅拉鉗口處匯合加捻后形成段彩[7-8]。

三羅拉式細(xì)紗機(jī)牽伸法的牽伸機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，如圖4(a)所示，該法成本低，但產(chǎn)品有局限性，且難以保持線密度恒定。四羅拉式細(xì)紗機(jī)牽伸法多增了一根后羅拉，第三羅拉的上膠輥處呈階梯式羅拉，主體紗和輔紗分別于第四羅拉和第三羅拉處分段變速喂入[1,3]，如圖4(b)所示，由此法所得的段彩紗條干均勻度相對(duì)較好，但其工藝不便調(diào)整，也不便調(diào)節(jié)主輔紗的混紡比，產(chǎn)品有局限。而三軸四羅拉式細(xì)紗機(jī)牽伸法采用后區(qū)同軸雙羅拉結(jié)構(gòu)[9]，如圖4(c)所示，羅拉同步、同位控制喂入的兩根粗紗，不斷改變牽伸倍數(shù)以調(diào)節(jié)不同片段上兩種粗紗的混紡比[1,3,9]，此法可以生產(chǎn)等線密度段彩紗，能靈活變化纖維組分比例，提高成紗質(zhì)量，滿足多種紗線要求。

圖4 細(xì)紗段彩法的牽伸機(jī)構(gòu)示意

其中，兩根粗紗在連續(xù)性喂入與間斷性喂入之間不斷循環(huán)交換喂入方式時(shí)，可形成同時(shí)具有竹節(jié)段彩紗與漸變段彩紗外觀特征的段彩紗，該類(lèi)紗被稱為“新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗”[10]，如圖5所示。用該法可以豐富段彩紗的風(fēng)格，成紗立體感更強(qiáng)，且有更多色彩變化。

圖5 新型復(fù)合結(jié)構(gòu)段彩紗

2.2.4 其他新型段彩法

a) 空心錠包纏段彩法：該法在空心錠包覆機(jī)上應(yīng)用。以不同顏色的紗線作為芯紗及外包纏紗，如圖6所示，芯紗通過(guò)引紗輥穿過(guò)空心錠管中心并從中引出，與絡(luò)在鋁錠管上的外包纏紗一起匯合加捻，經(jīng)過(guò)引紗和卷繞裝置，形成有段彩效果的筒子紗。其原理主要是：包纏加捻時(shí)，兩種紗線發(fā)生位置變化，造成了視覺(jué)上的紗線片段變色。該法易于調(diào)整，生產(chǎn)效率高，復(fù)合紗條干均勻度好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且可以實(shí)現(xiàn)芯紗與外包纏紗原料的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，產(chǎn)品適應(yīng)性廣，原料選擇廣[11-12]。

圖6 空心錠包纏段彩法的機(jī)械設(shè)備示意

b)三通道轉(zhuǎn)杯紡段彩法：該法是一種應(yīng)用于三通道轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的方法。該法通過(guò)改造常規(guī)轉(zhuǎn)杯紡的喂入部分及控制系統(tǒng)，使三原色——紅、黃、藍(lán)的纖維分別通過(guò)三個(gè)被伺服電機(jī)獨(dú)立控制速度的給棉羅拉，經(jīng)過(guò)梳理、并合與加捻后，卷繞為筒子紗[13-16]。此法可通過(guò)改變?nèi)慕M分比例來(lái)生成多種不同色彩，使成紗顏色更多樣，且調(diào)節(jié)靈活、生產(chǎn)效率高。

c)賽絡(luò)集聚紡段彩法：該法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需增設(shè)控制段彩生產(chǎn)的伺服電機(jī)，只需在賽絡(luò)集聚紡的細(xì)紗機(jī)上簡(jiǎn)單改造專(zhuān)件器材[17]，將后膠輥設(shè)計(jì)為如圖7所示左右對(duì)應(yīng)交錯(cuò)的內(nèi)切多邊形結(jié)構(gòu)，使其左右兩端與后羅拉交錯(cuò)接觸握持，當(dāng)兩種不同色粗紗分別經(jīng)過(guò)左右兩端時(shí)，一側(cè)粗紗被中羅拉和后羅拉牽伸，另一側(cè)粗紗則以中羅拉的速度進(jìn)入前區(qū)牽伸，如圖8所示，兩種顏色的粗紗在匯合時(shí)的含量比例不斷交替變化，從而使成紗顏色不斷變化。此法操作簡(jiǎn)單、便于管理且成紗質(zhì)量良好，有利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

圖7 改造的后膠輥

圖8 賽絡(luò)集聚紡段彩法的生產(chǎn)原理圖

3 段彩紗的種類(lèi)與應(yīng)用

段彩類(lèi)的花式紗線風(fēng)格不限，在機(jī)織物、針織物、手工編織等領(lǐng)域上均有廣泛應(yīng)用。利用其片段不規(guī)律呈色的特點(diǎn)、活潑自然的風(fēng)格與強(qiáng)烈的藝術(shù)感，可以開(kāi)發(fā)色彩與圖案豐富多變的紡織品，使織物外觀更具視覺(jué)沖擊力，為服裝服飾設(shè)計(jì)、家紡設(shè)計(jì)和車(chē)用紡織品設(shè)計(jì)等拓寬更大的想象空間。

3.1 結(jié)合其他紡紗技術(shù)

通過(guò)采用多種紡紗技術(shù)，將不同紡紗技術(shù)形成的紗線特征相結(jié)合，從而開(kāi)發(fā)具有新型復(fù)合結(jié)構(gòu)的紗線，是目前段彩紗產(chǎn)品新開(kāi)發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。彩點(diǎn)紗與段彩紗相結(jié)合，可形成一種新型紗線——彩點(diǎn)段彩紗。成紗既有“彩點(diǎn)”的特征，布面上呈星點(diǎn)分布，又有“段彩”的效果，帶來(lái)五彩繽紛的視覺(jué)享受，極大地豐富了產(chǎn)品外觀[18]，如圖9(a)所示(圖源：紹興琉茵紡織品有限公司)。將賽絡(luò)紡技術(shù)與段彩紗技術(shù)相嫁接，形成的賽絡(luò)紡段彩紗不僅強(qiáng)度提高，而且毛羽也減少，成紗質(zhì)量高[19-20]。而將段彩紗與竹節(jié)紡紗技術(shù)結(jié)合運(yùn)用，可形成具有兩者外觀效果的段彩竹節(jié)紗，其色彩不連續(xù)交替出現(xiàn)，有明顯的粗細(xì)變化，竹節(jié)部分即為段彩部分，層次感、立體感更強(qiáng)，不僅提高了成紗質(zhì)量，懸垂性好、透氣性佳，而且形成的織物布面上表現(xiàn)出無(wú)規(guī)律的竹節(jié)波紋[21-22]，布面耐磨柔順，如圖9(b)所示。將竹節(jié)紗、段彩紗和賽絡(luò)紡三種紡紗技術(shù)相結(jié)合，劉梅城等[23]開(kāi)發(fā)了半竹節(jié)AB紗，成紗結(jié)構(gòu)豐富，具有更為豐富的色彩風(fēng)格變化。此外，將段彩紗與包芯紗合并，又會(huì)產(chǎn)生不同的風(fēng)格效應(yīng)，劉梅城[24]通過(guò)對(duì)原料與紗線結(jié)構(gòu)的分析，紡制了半精紡段彩氨綸包芯紗，可以充分發(fā)揮纖維之間的優(yōu)異特性，新穎獨(dú)特。

(a)彩點(diǎn)段彩紗織物

3.2 組合不同原料

適于生產(chǎn)段彩紗的原料十分廣泛，有棉、毛、絲、麻和化纖等[26]，目前許多新型段彩紗是從組合多品種纖維原料來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，從而提高成紗的品質(zhì)，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

周濟(jì)恒[26]通過(guò)合理選配段彩色彩與段彩工藝，開(kāi)發(fā)了絲光羊毛段彩紗針織紗，如圖10所示，為傳統(tǒng)針織羊毛衫帶來(lái)新的色彩選擇，滿足時(shí)下消費(fèi)者對(duì)個(gè)性化的追求。周建恒[27]通過(guò)合理搭配羊毛的組分，優(yōu)化各工藝后，開(kāi)發(fā)了精紡防縮的羊毛段彩紗，豐富了羊毛段彩紗的種類(lèi)，制成的面料穿著柔軟親膚、手感舒適，且容易護(hù)理。利用半精紡工藝，劉梅城等[28]將段彩紗、竹節(jié)紗與緊密紡紗技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)了具有獨(dú)特風(fēng)格、強(qiáng)烈層次感及豐富色彩變化的粘膠/錦綸/羊毛半精紡竹節(jié)段彩紗，成紗互補(bǔ)了3種纖維的優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)于多種面料的需求，擴(kuò)大了紡織品的應(yīng)用領(lǐng)域。利用這多種紡紗技術(shù)，劉梅城[29]還加入了精梳棉纖維，開(kāi)發(fā)了一種粘膠/錦綸/精梳棉/羊毛半精紡竹節(jié)段彩紗，其原料成分更為復(fù)雜，由該紗成形的針織面料具有別樣的風(fēng)格效果。

圖10 絲光毛段彩紗織物

另一項(xiàng)研發(fā)中，劉梅城等[30]選擇精梳棉、錦綸和滌綸作為纖維原料，開(kāi)發(fā)了另一種新型復(fù)合結(jié)構(gòu)花式紗，紗線不但結(jié)構(gòu)獨(dú)特、對(duì)色彩的可控性好，而且綜合了3種纖維的優(yōu)越性能，條干好、毛羽少、強(qiáng)度高且耐磨，可以適應(yīng)對(duì)紗線和面料的多種需求。此外，岳新霞等[2]將滌棉混紡，研究了優(yōu)化生產(chǎn)滌棉混紡段彩紗的工藝，有效減少了針織成布后布面上的白星疵點(diǎn)，成紗結(jié)合了滌綸和棉的優(yōu)點(diǎn)，柔軟透氣、耐磨性好，形成的面料易洗快干。張紫陽(yáng)等[31]紡制了滌黏細(xì)段彩紗，織物輕薄透氣、顏色變化豐富，為夏季襯衫高檔面料提供了更多選擇。朱建林等[32]將抗起球腈綸、錦綸和波斯綸混以不同比例紡制段彩紗，段彩紗的抗起球性和彈性良好，且層次變化豐富。

段彩紗在彈力性能上也有許多研究。胡美蓉等[33]采用賽絡(luò)菲爾紡技術(shù)，選用具有段彩花色的低彈滌綸長(zhǎng)絲和棉/粘膠短纖，通過(guò)短纖包覆長(zhǎng)絲復(fù)合紡紗，其成紗不僅有特殊風(fēng)格的段彩效果，而且賦有彈性，條干均勻度好，在耐磨、抗皺、強(qiáng)力上均有提高和改善。趙博等[34]則是通過(guò)嫁接彩點(diǎn)、竹節(jié)加工技術(shù)，在生產(chǎn)段彩紗時(shí)加裝了氨綸絲喂入裝置，結(jié)合有色滌綸、萊麻、圣麻及棉纖維的特性，形成了混紡段彩彈力彩點(diǎn)竹節(jié)紗，成紗不但結(jié)合了這4種纖維的優(yōu)良性能，而且賦有段彩、彈力、竹節(jié)、彩點(diǎn)的效果。程小明等[35]利用彈性短纖與精梳棉進(jìn)行創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)了微彈柔和、清新自然、肌理感強(qiáng)的段彩段彈紗，其織物效果如圖11所示，該紗線應(yīng)用領(lǐng)域廣，風(fēng)格新穎獨(dú)特，極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

圖11 段彩段彈機(jī)織襯衣面料實(shí)物效果

3.3 紗線色彩搭配及其織物圖案設(shè)計(jì)

段彩紗具有兩種及以上的色彩，其色彩搭配對(duì)段彩紗風(fēng)格起著關(guān)鍵作用。周濟(jì)恒[26]總結(jié)了色彩混合方式，介紹了色相、飽和度與亮度變化等所呈現(xiàn)的效果變化和各色彩的寓意，通過(guò)掌握色彩搭配原則進(jìn)行合理混色，紡制出預(yù)期色彩效果的段彩紗。通過(guò)三通道轉(zhuǎn)杯紡技術(shù)，潘博等[13]在把握色彩變化梯度與片段持續(xù)時(shí)間上，采用以一個(gè)色彩大循環(huán)嵌套3個(gè)小循環(huán)的方式，紡制出另一種獨(dú)特風(fēng)格的段彩紗織物，如圖12(a)所示。

通過(guò)對(duì)段彩紗色彩變化規(guī)律的把控，可以形成具有獨(dú)特風(fēng)格的紗線與織物。郭明瑞等[36]使用雙通道環(huán)錠紡紗裝置紡制出雙色變換段彩紗，通過(guò)結(jié)合段彩紗周期與織物幅寬，使“雙色片段”與紗線“共混段”的效果疊加，形成獨(dú)特的具有橫向鋸齒狀交錯(cuò)的圖案，如圖12(b)所示。史晶晶等[37]運(yùn)用等線密度段彩紡紗法紡制段彩紗，在用其織制織物時(shí)嵌入素色紗，產(chǎn)生了不同的織物風(fēng)格，如圖12(c)所示。李夢(mèng)真等[38]利用段彩紗色段最小循環(huán)長(zhǎng)度，機(jī)織采用不同投緯方式，于紗線循環(huán)長(zhǎng)度略大于織物幅寬的情況下，通過(guò)雙色段彩紗分別織造不斷緯與斷緯的織物，如圖12(d)所示，形成兩種風(fēng)格迥異的圖案效果。在往復(fù)連續(xù)投緯即不斷緯織造時(shí)，織物呈交叉式菱形狀分布；而在一次打緯后斷開(kāi)緯紗再次從同一方向喂入緯紗即間斷投緯時(shí)，織物呈斜向鋸齒狀分布。潘博等[13]通過(guò)把握段彩紗色彩長(zhǎng)度的循環(huán)規(guī)律，結(jié)合組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在平行四邊形的基礎(chǔ)圖案上，靈活變換出箭頭形、Z字形、雙色Z字形及Z字嵌于墨藍(lán)色邊框形4種風(fēng)格的織物圖案，如圖12(e)所示。

圖12 幾種獨(dú)特風(fēng)格的段彩紗織物

此外，曹竹燕等[39]探討了用段彩紗織造時(shí)影響織物成形風(fēng)格的多個(gè)因素，發(fā)現(xiàn)段彩紗的色段顏色、色段長(zhǎng)度和單位長(zhǎng)度內(nèi)色段密度，以及機(jī)織時(shí)緯紗起織顏色和引緯方式均對(duì)織物圖案起著關(guān)鍵作用。通過(guò)對(duì)段彩紗在織物上段彩成形圖案的整體構(gòu)思，可以預(yù)設(shè)圖案風(fēng)格。榮慧等[40]對(duì)目前市場(chǎng)所流行的新型三色集聚紡段彩紗的風(fēng)格進(jìn)行了總結(jié)，紗線毛羽少、品質(zhì)高，根據(jù)段彩長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)，分為呈臥蠶狀的超短風(fēng)格、類(lèi)似交織的中長(zhǎng)風(fēng)格與長(zhǎng)色條狀的超長(zhǎng)風(fēng)格。3種段彩紗在色調(diào)運(yùn)用、色彩搭配以及紡紗制備、織物成形上均有不同，形成各異的風(fēng)格效果，滿足面料對(duì)紗線的不同需求。

3.4 結(jié)合功能性紗線

將段彩紗的特性與功能性的實(shí)現(xiàn)結(jié)合，可設(shè)計(jì)功能性段彩紗，提高產(chǎn)品附加值。陳波等[41]采用段彩工藝，選用羊毛和具有吸濕快干功能的異型滌綸進(jìn)行混紡，所得的段彩紗不僅顏色豐富，而且吸濕快干性能優(yōu)越，制成的織物除了手感柔軟，還能吸濕導(dǎo)濕、透氣散熱，十分適合用以開(kāi)發(fā)運(yùn)動(dòng)休閑服飾。結(jié)合功能性紗線夜光紗的使用，李夢(mèng)娟等[42]開(kāi)發(fā)了夜光段彩竹節(jié)紗，增加紗線夜光的功能，且夜光呈點(diǎn)狀分布，新穎獨(dú)特，具有趣味性，可用來(lái)開(kāi)發(fā)夢(mèng)幻感系列的窗簾與墻布。而張毅[43]將段彩工藝用于健康環(huán)保的竹炭纖維，紗線既色彩豐富，又有抗菌防霉的功能，符合時(shí)代綠色、環(huán)保、健康的發(fā)展趨勢(shì)。趙博[44]將椰炭滌綸、有色滌綸、草珊瑚、棉、氨綸纖維混紡，結(jié)合緊密賽絡(luò)紡技術(shù)與段彩工藝，開(kāi)發(fā)了多組分纖維緊密賽絡(luò)段彩彈力包芯紗，不僅色彩飽滿、色澤強(qiáng)烈、層次明顯，還結(jié)合了椰炭滌綸除濕去味、抗紫外線的功能，豐富了時(shí)尚新穎的高檔面料的種類(lèi)。劉梅城等[45]融合段彩紗、賽絡(luò)紗和集聚紗3種紡紗技術(shù)，將銅改性聚酯纖維和錦綸纖維混紡，得到兼具各紗線特征且有良好抗菌功能的復(fù)合結(jié)構(gòu)多彩紗，該紗線機(jī)織后織物效果如圖13所示，其呈獨(dú)特小方格狀，布面色彩明麗、紋路清晰。在目前抗菌抑菌紡織品市場(chǎng)前景廣闊，而銅離子抗菌纖維因僅有單調(diào)金屬銅顏色而開(kāi)發(fā)受限的情形下，此研究為抗菌紡織產(chǎn)品的進(jìn)一步研發(fā)拓寬了新思路。

圖13 賽絡(luò)集聚段彩紗織物

3.5 數(shù)字化控制與仿真技術(shù)

近年來(lái)，為提高紡紗過(guò)程中的操作靈活性，以便更好調(diào)控各部分纖維比例和紗線細(xì)度，實(shí)際應(yīng)用中多使用三通道數(shù)碼紡紗紡制段彩紗，利用伺服驅(qū)動(dòng)與PCL的協(xié)調(diào)控制，通過(guò)軟、硬件的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)紡紗生產(chǎn)柔性化。另外，通過(guò)構(gòu)建仿真模型，在試紡試織前預(yù)知成形效果，便于花型圖案設(shè)計(jì)與更改，以減少試驗(yàn)浪費(fèi)，提高生產(chǎn)效率。

薛元等[46]給出了各時(shí)段三通道牽伸比的計(jì)算公式，總結(jié)了段彩紗的分布規(guī)律，通過(guò)在線調(diào)控纖維混紡比，紡制了線密度恒定的七彩段彩紗，如 圖14 所示，多種色彩在縱向分段分布，視覺(jué)效果豐富。顧燕等[47]闡述了三通道環(huán)錠數(shù)碼紡紗的數(shù)控混色紡紗機(jī)理，并利用Photoshop軟件構(gòu)建了段彩紗的仿真模型，模擬出混色矩陣圖，為分段色彩選配提供參考。韓志遠(yuǎn)等[48]設(shè)計(jì)了一種用于段彩紗紡紗過(guò)程中粗紗混配色的工藝準(zhǔn)備系統(tǒng)，其通過(guò)計(jì)算機(jī)的配色算法來(lái)替代實(shí)際生產(chǎn)中所需的配色試驗(yàn)，構(gòu)建了參數(shù)計(jì)算模塊以求解各工藝參數(shù)，并利用SQL Sever軟件和通信模塊分別實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存管理和輸出控制，在滿足紗線設(shè)計(jì)的要求上，極大地縮減了段彩紗生產(chǎn)時(shí)工藝準(zhǔn)備的人力、物力與時(shí)間。而基于Stearns-Noechel模型全光譜匹配顏色算法，郭宇飛等[49]開(kāi)發(fā)了一種模擬段彩紗主輔紗混色效果的仿真技術(shù)，并通過(guò)Peirce線圈幾何模型推演，實(shí)現(xiàn)了對(duì)段彩紗針織物的仿真模擬，對(duì)小批量、多品種的生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。張晗等[50]則通過(guò)對(duì)Peirce線圈模型的改進(jìn)，提出了針對(duì)段彩紗緯平針織物的仿真方法，其仿真效果更接近于實(shí)際線圈結(jié)構(gòu)，適應(yīng)性更強(qiáng)。

圖14 七彩段彩紗

在數(shù)碼段彩紗織物的圖案設(shè)計(jì)上，研究人員已經(jīng)有了不少應(yīng)用，為紡織品在色彩與花型設(shè)計(jì)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)打開(kāi)了廣闊的空間。趙洋洋等[51]通過(guò)三通道環(huán)錠數(shù)碼紡紗技術(shù)紡制了段彩紗，以此織制成的針織物顏色絢爛，其可以通過(guò)調(diào)整段彩紗的色段長(zhǎng)度與織物幅寬等因素，設(shè)計(jì)為分散點(diǎn)狀及多種條紋狀等圖案；經(jīng)對(duì)色段顏色和長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)，成功織造了外觀新穎的毛衫，為針織物的花型設(shè)計(jì)提供了新想法。管幼平等[52]總結(jié)了數(shù)控化紡紗的系統(tǒng)流程及紡紗過(guò)程中的調(diào)控機(jī)理，構(gòu)建了一套數(shù)控混色紗色譜，并通過(guò)分段變化線密度和纖維混紡比，在三通道環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上紡制了不同粗細(xì)節(jié)長(zhǎng)度、不同粗細(xì)節(jié)混紡比與不同粗節(jié)倍率的段彩竹節(jié)紗，得到具有不同風(fēng)格和形態(tài)的段彩竹節(jié)紗織物，如圖15上排圖所示，織物具有豐富多彩層次化變換的外觀效果，可廣泛應(yīng)用于服裝與家紡等領(lǐng)域。徐志武等[53]在三通道環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上采用交替超喂的方式設(shè)計(jì)了多種不同花型的段彩竹節(jié)紗，也通過(guò)改變粗細(xì)節(jié)長(zhǎng)度、粗細(xì)節(jié)混紡比和粗節(jié)倍率等工藝參數(shù)，得到風(fēng)格各異的紗線，織造后得到外觀多樣的長(zhǎng)/短片段的雙色/三色段彩竹節(jié)紗，如圖15下排圖所示，豐富了段彩織物種類(lèi)，為紡織品設(shè)計(jì)帶來(lái)更多選擇。

圖15 一系列段彩竹節(jié)紗織物

4 結(jié)論與展望

綜上所述，段彩紗的生產(chǎn)技術(shù)眾多，主要有不同色漿料段染紗線和不同色纖維相混再紡紗兩大類(lèi)。隨著智能化社會(huì)的到來(lái)，在未來(lái)，段彩紗的生產(chǎn)將融入更多種機(jī)械數(shù)字化控制，不斷滲透數(shù)碼、仿真等計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)，構(gòu)建從多通道紡紗系統(tǒng)、纖維顏色識(shí)別與管控、仿真軟件成形模擬到織物花型圖案設(shè)計(jì)等一系列智能生產(chǎn)系統(tǒng)，不僅可以更加精準(zhǔn)分控羅拉速度，進(jìn)一步優(yōu)化對(duì)段彩分布的控制精度，達(dá)到改善成紗性能、提高成紗品質(zhì)的目的，而且段彩紗紗線與織物的生產(chǎn)也將更為靈活與便捷、低能耗與高效率。

段彩紗的風(fēng)格豐富多變，色彩多元化，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，隨著現(xiàn)在人們對(duì)段彩紗個(gè)性化、時(shí)尚化、多樣化、功能化的需求越來(lái)越高，今后段彩紗將進(jìn)一步拓寬成紗種類(lèi)，緊跟時(shí)代發(fā)展潮流，除了在原料與色彩搭配上不斷創(chuàng)新、結(jié)合多種紡紗技術(shù)與多種品種的紗線使段彩線更具復(fù)合化，也將趨向于對(duì)多功能化紗線的開(kāi)發(fā)，使其除了在服裝、服飾、家紡等領(lǐng)域中有美觀趣味的應(yīng)用，也增添功能性的應(yīng)用，開(kāi)發(fā)功能性紡織產(chǎn)品，賦予其更高附加值。