轉杯紡花式紗線的發展與展望

馬曉梅，周麗娜，易洪雷，陳偉雄

(1．嘉興學院，浙江 嘉興 314001；2．浙江省紗線材料成形與復合加工技術研究重點實驗室，浙江 嘉興 314001)

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轉杯紡花式紗線的發展與展望

馬曉梅1，周麗娜1，易洪雷2，陳偉雄2

(1．嘉興學院，浙江 嘉興 314001；2．浙江省紗線材料成形與復合加工技術研究重點實驗室，浙江 嘉興 314001)

文章闡述了轉杯紡竹節紗、轉杯紡花色紗、轉杯紡混色紗的加工技術，分析了國內外轉杯紡花式紗線的研究及發展現狀，并對轉杯紡花式紗線的前景做出了展望。

轉杯紡；花式紗；花色紗

隨著紡織科技的不斷進步以及生活水平的大幅提高，人們對紡織品提出了多元化、個性化、功能化及綠色化等多種要求，對紗線品種也提出了更高的、多樣性的要求，花式紗線應運而生。花式紗線是指使用不同色澤或性能特殊的原料，采用專用紡紗設備、裝置或特種工藝加工而得到具有特種結構和外觀效應的紗線，是紗線產品中具有裝飾作用的一類紗線。

目前，按加工方式的不同，花式紗線大致可分為以下幾類：一是采用普通紡紗系統加工的花式線，如鏈條線、金銀線、夾絲線等；二是采用染色方法加工的花色紗線，如混色線、印花線、彩虹線等；三是用花式捻線機加工的花式線，其中按芯線與飾線喂入速度的不同與變化，又可分為超喂型如螺旋線、小辮線、圈圈線和控制型如大肚線、結子線等；四是特殊花式線，如雪尼爾線、包芯線、拉毛線、植絨線等；五是利用新型紡紗系統加工的花式線，如轉杯竹節紗、噴氣渦流彩點紗、摩擦紡花式紗等。

轉杯紡紗具有許多優點，如高速高產、大卷裝、工藝流程短、勞動強度低、勞動環境好、原料適應性廣、紗線條干均勻、結雜少、耐磨性和染色性好等，目前正在向中低特數紗、針織轉杯紗和花式紗方向開拓發展[1]。與傳統環錠紡紗相比，轉杯紡具有以下不同特點：一是轉杯紡適應紡制表面具有一定摩擦因數的各種纖維原料；二是轉杯紡紗可以適應紡制長度大于9 mm又小于轉杯的各類纖維；三是轉杯紡可以紡制粗細差異較大的純紡紗或混紡紗；四是轉杯紡紗強力雖略低于環錠紗，但具有強力均勻度和條干均勻度好，重量不勻率低等優點；五是相同原料條件下，轉杯紡適紡紗特數仍高于環錠紡紗。且轉杯紡是全封閉式，幾乎沒有飛花和粉塵產生，大大地改善了生產環境。本文主要綜述轉杯紡花式紗線的最新發展與研究情況。

1　轉杯紡竹節紗

20世紀70年代末，美國Robert M．Ingham申請了世界第一個利用轉杯紡紡制花式紗的專利[1]。該專利的原理是通過特殊機械機構使轉杯紗線的輸出速度發生周期規律性變化。通過改變纖維集合體在轉杯與輸出羅拉間行走路線的長度并利用導紗裝置實現纖維集合體的交替儲存或釋放。當纖維集合體的行走路程增長時，引紗速度加快，從而得到更細的紗線；當纖維集合體行走的路程縮短時，引紗速度降低，就得到較粗的紗線。通過調節紗線輸出速度變化的周期，就可以紡制出具有不同粗細變化的竹節紗。但此種紗線粗節處捻度較高，細節處捻度較低，會影響成紗質量。

20世紀90年代后，瑞士Amsler IroZurich公司在轉杯紡紗機上推出了GOE裝置[1]。該裝置在轉杯紡喂給羅拉保持常規速率時可輸出細度穩定、條干均勻的紗線；當喂給羅拉突然加速的一個瞬間，則在轉杯紗上就可生成一個粗節。喂入羅拉的加速是由高動態性能伺服電機通過一個行星齒輪控制紡紗機的蝸桿軸來實現的，須條喂入率的變化則由一個高級微處理器控制。此處理器不但使各種受控紗線的結構和粗細變化成為可能，而且可以保證實現所要求的花式效應。目前GOE裝置雖已經產業化，但仍然存在機械滯后性問題。

1996年，J．Kwasniak和E．Peterson提出利用高壓氣流法紡制竹節紗[1]。其原理是在轉杯紡紗器的輸送通道的某個位置放置一個噴嘴，噴嘴噴出高壓氣流，以使分梳輥上纖維的轉移受到一定的阻力，當噴嘴的氣流突然停止，或受阻纖維聚集到一定數量，則通過通道進入轉杯的纖維量會突然增加進而形成竹節紗。這種方法得到的竹節紗的優點是竹節長度較短，缺點是竹節長度和粗細的穩定性較差。

2004年，Schlafhorst公司在Autocoro轉杯紡紗機上成功開發了Fancynation花式紗系統[2]。Fancynation是一個模塊化結構系統，它包括Fancy Pilot和Quick Designer等用于開發和設計轉杯花式紗的基礎軟件。對于花式效應的形成，花型循環是最小的花式組合，至少包括兩組數據：一組是效應之間紗的長度和直徑；一組是花式效應的長度和直徑。花式效應之間的紗是效應設計的基點，長度以mm表示，而直徑常以100%表示。花型循環是無限制的，它長度可能是l cm、1000 m或更長，對于每個花型循環最多可重復4000次。在實際生產中使用Fancynation可設計生產多種線密度花式紗，其花型循環中包含2～5個紗線線密度，每個不同線密度的紗線片斷長度在0.5 m～5 m之間。

國內的花式紗線生產，目前僅限于在環錠紡紗機、花式捻線機和DREF摩擦紡紗機上進行，在轉杯紡紗機上紡制花式紗還處在實驗室階段。目前，東華大學已開發出能夠紡制轉杯竹節紗的裝置[1]。該裝置的原理是通過改變纖維喂入量來紡制竹節紗，由可編程控制器(PLC)、高性能伺服電動機及控制器等組成，可以對竹節長度、粗節倍數和竹節分布等參數進行控制。目前該套裝置已經在短機上試用。

2　轉杯紡花色紗

花色紗線的發展，使得紗線的外觀結構有了新的突破，從而帶來了產品結構的更新換代。花色紗線是由不同顏色的纖維混合在一起，從而使紗線產生不同的外觀效應，也可將不同吸色性能的纖維通過染色使紗顯出雙色或多色的效果，如轉杯色紡紗和AB紗。

轉杯色紡紗，就是先將纖維染色，然后將兩種或者兩種以上顏色的纖維經過充分的混合后，在轉杯紡紗機上紡制成的具有特殊混色效果的紗線。色紡紗在同一根紗線上能夠顯出多種顏色，并且顏色豐富、手感柔和，感官飽滿。用轉杯色紡紗織成的面料具有朦朧的立體效果，顏色含蓄、自然、有層次。作為紡織業中的朝陽產業，目前轉杯色紡生產技術還處于起步階段，但是未來產業前景非常廣闊，發展空間也很大[3]。

AB紗是將兩根不同顏色的粗紗同時喂入轉杯紡牽伸區而紡制的不同色彩的紗線，這種紗線的外觀類似于兩根不同顏色的紗線加捻成的股線，也可以用兩種不同染色性能的粗紗同時喂入，紡成紗后通過染色顯現AB效果。目前AB紗包括了竹節紗、段彩紗、間斷AB紗、包芯紗、不銹鋼混紡紗和結子紗等。其中，段彩紗是近年來設計出的一種新型色紡紗，是使用經過適當改造的環錠細紗機或轉杯紡紗機生產的，目前還處于初試階段，它不僅在橫截面上顯現多種色彩，而且在縱向上也呈現出不規則的斷續變化[4]，因此用段彩紗紡織成的織物顏色豐富、層次強烈，具有個性化和前衛的特點，可以廣泛地用于服裝、裝飾面料，具有廣闊的市場前景。段彩紗紗線在縱向方向上粗細變化的竹節效果，雖能給面料帶來特殊的風格效果，但也會導致紗線的條干均勻度較差。既要保持紗線的橫截面以及長度方向上均有不同的色彩變化組合，又能擁有較好的條干均勻度，是段彩紗今后的研發方向。

3　轉杯紡混色紗

近幾年，混色紗線因其具有特殊的外觀、別樣的手感、多樣的結構和特殊質地等特點，越來越受到人們的歡迎，應用的范圍也逐漸擴大[5～6]，混色紗市場正在向著全方位多元化的方向蓬勃發展。

基于RGB的混配色紡紗工藝就是為迎合當下多元化、復合型的趨勢，為滿足人們需求而研發的新型紡紗工藝。目前段彩紗的常用生產方法都不適合大規模推廣。如對紗線染色的方法能使紗線在縱向呈現出顏色分段的效果，但分界不明顯，有較長的過渡色，色段的循環比較固定，且工序多，成本昂貴；環錠三羅拉法在段彩處易產生竹節，且在絡筒的過程中色纖維由于翹頭，容易剝脫，產生棉結；四羅拉法中兩粗紗條在后區牽伸過程中變速點位置不同，成紗條干均勻度較差。而轉杯紡生產混色紗可以很好地解決生產段彩紗存在的一些問題，在雙粗紗耦合喂入的基礎上加以創新與改進，不但可以顯著提高紡紗效率，改善紗線條干均勻度，適應大規模生產，還可以實現任意原料、任意顏色、任意混紡比的配比，能生產出無限種可能的紗線。

與段彩紗的成紗機理相似，混色紗也是通過將不同色彩的紗條喂入到轉杯紡紗機實現混色紡制，有時也稱段彩混色紗。與段彩紗不同的是混色紗不僅追求紗線在色彩上的混合，更重要的是要達到混色均勻，條干均勻的目的。轉杯紡開發的段彩紗可有效改善普通段彩紗條干不勻且色彩分段上有過渡色的問題。在環錠紗向“高精細混”產品開發的同時，轉杯紗“混新奇復”的特點日益凸顯[7]。

4　轉杯紡花式紗的展望

就目前而言，花式紗線是紗線產品開發的熱點領域之一，國外對于轉杯花式紗的開發已經形成了系列化的產品，但是在國內由于花式紗線品種太少，其應用還不夠廣泛。只有開發更多更好的轉杯花式紗線品種，才能占據更有利的市場地位。

從當前我國花式紗線的發展情況來看，原材料的多元化、紗線外觀的差異化、紗線結構的復合化以及紗線表面的功能化是新型花式紗線開發的主流發展方向。為了滿足消費者追求個性、前衛、新穎的著裝心理以及服飾文化多樣性的要求，紡織面料的發展將更加趨向于多元化，但是紡織品的織物組織變化是有限的，所以可以通過開發花式紗線、拓展紗線功能以求最大限度地豐富紡織產品的花樣品種。轉杯竹節紗、段彩紗、混色紗就是在這樣的情況下產生的，其中的混色紗、段彩紗是兩類新型的花式紗線品種，不僅有層次感與立體感，還具備豐富的色彩變化，它的特點就是在基礎紗線上面分布著長度、間距、顏色間斷變化的彩色紗段，從而使紗線具有色彩分段的效果，可以廣泛用于機織、針織服裝面料。

目前雙組份等線密度的混色紗且已投入產業生產，帶來了較好的經濟效益。但在混色紗的混色效果和條干均勻度方面還需要繼續努力，為了解決這些問題，一種基于耦合喂入的轉杯紡混色成紗方法已被研發出來[8]，這種紡紗方法通過對紗線橫截面纖維轉移指數的測定，找出影響混色紗混色效果的影響因素，并通過這些因素的控制，使混色紗的混色效果達到可控。目前，嘉興學院采用數控耦合式牽伸原理生產的等線密度段彩紗[9]，已成功開發出多個系列的具有對稱花型的段彩針織毛衫產品，替代了原有的紗線及毛衫染色與印花工藝，降低了能耗與污染，縮短了工藝流程及生產時間，提高了生產效率。

近年來，在國際紗線及面料展覽會上，花式紗線及其織物琳瑯滿目。等線密度轉杯混色段彩紗作為花式紗線的重要品種，由于其結構的特殊性，幾乎可以使用所有的天然纖維和化學纖維作為原料，各種纖維既可純紡，也可混紡。根據段彩紗的可設計性和色彩的多樣性，其機織物可做大衣、西服、外衣、襯衫及裙子；其針織物可廣泛應用于羊毛衫等針織服裝。除此之外，還可用于制作帽子、圍巾、領帶以及窗簾布、床上用品等產品，因此市場推廣潛力巨大。

[1]汪軍．轉杯紡紡制花式紗方法的評述[J]．東華大學學報，2001，27(2)：129—132．

[2]錢樨成．支數和捻度變化的花式紗轉杯紡紗機[A]．第十三屆全國花式紗線及其織物技術進步研討會論文集[C]．北京：中國紡織信息中心，2006，242—246．

[3]章友鶴．關于我國轉杯紡快速發展后產業結構的變化與持續發展的思考[A]．第十三屆全國新型紡紗學術會議論文集[C]．北京：中國紡織工程學會，2006，5—8．

[4]湯龍世．轉杯紡系統生產技術[M]．北京：中國紡織出版社，2005．

[5]Lian Jun，Xu Bojun，Xie Chunping. Technique to Produce Segment-color Yarn with Ring Frame [J]. Advanced Materials Research. 2011，332—334：72—76.[6]E.Katarzyna，Grabowska. Comparative Analysis of Fancy Yarns Produced on A Ring Twisting System [J]. Fibres and Textiles in Eastern Europe. 2010，18(1)：36—40.

[7]周念慈，黃秀寶，梁金茹，等．轉杯紡是我國紡織企業工業技術改造的方向之一[J]．棉紡織技術，2000，28(12)：6—9．

[8]易洪雷，陳偉雄，薛元．一種轉杯紡混色成紗裝置[P]．中國專利：CN201420229715X，2014—04—25．

[9]史晶晶，楊恩龍，陳偉雄，等．段彩紗紡紗技術淺析[J]．棉紡織技術，2013，41(4)：66—68．

Developments and Prospects of Rotor Spinning Fancy Yarns

MaXiaomei1,ZhouLina1,YiHonglei2,ChenWeixiong2

(1．Jiaxing University, Jiaxing 314001, China；2．Key Laboratory of Yarn Materials Forming and Composite Processing Technology of Zhejiang Province, Jiaxing 314001, China)

The processing technology of the slub yarn, fancy yarn and the melange yarn spun in rotor spinning were expounded. The present situation of researches and developments of rotor spinning fancy yarns at home and abroad were analyzed, and the prospects of rotor spinning fancy yarns were introduced.

rotor spinning; fancy yarn; melange yarn

2016-08-03

浙江省重大科技專項(2014C01038)；嘉興學院大學生研究訓練(SRT)計劃項目(851715070)

馬曉梅(1993-)，女，安徽阜陽人，學士。

TS104.7+1

A

1009-3028(2016)05-0041-04