利用HN5D型空心錠花式捻線機開發花式紗線

肖豐+李營建+王秋霞

摘要：文章概述了花式捻線機的加捻成紗原理，對影響花式效應的超喂比、牽伸倍數、捻度、張力等工藝參數進行分析探討。選擇了芯紗、飾紗和固紗原料，設計了紡紗工藝，開發紡制了波紋線、圈圈線、結子線和竹節線，為企業生產花式線提供參考。

關鍵詞：花式捻線機；開發；花式紗線；工藝參數；分析

中圖分類號：TS104 文獻標志碼：B

On Developing Fancy Yarn with Model HN5D Hollow-spindle Fancy Twisting Machine

Abstract： This paper analyzes the process parameters that affect fancy yarn appearance， such as overfeed ratio， draft ratio， twist， tension， etc. By choosing raw materials for the core yarn， decorative yarn and fixed yarn， and by designing the spinning process， boucle yarn， loop yarn， knot yarn and slub yarn are developed， which provide reference to the practical production of fancy yarn.

Key words： fancy twisting machine； develop； fancy yarn； process parameters； analysis

花式紗線是指采用特殊工藝、設備紡制的具有特殊外觀、結構和色澤效應的紗線。作為紗線的獨特分支，因其結構新穎、色彩繽紛、立體感強、手感柔軟等特點，受到面料和時裝設計師的青睞。廣泛用于時裝面料、家紡面料和服飾帽子、圍巾等，制品時尚美觀，深受消費者喜愛。

花式線需在花式捻線機上紡制。環錠花式捻線機紡制花式線需經過 2 ～ 3 道工序，流程長、卷裝小、效率低。而空心錠花式捻線機可將牽伸、成花、加固、絡筒一步完成，大大簡化生產過程，提高生產效率，所以目前被廣泛采用。為了增加花色品種、提高市場競爭力，本文利用HN5D型空心錠花式捻線機開發紡制了圈圈線、波紋線、結子線和竹節線，并對其結構、原理和工藝進行了分析，以供借鑒。

1 原料及其性能

花式線由芯紗、飾紗和固紗構成，各紗作用不同，應根據需要合理選擇原料。芯紗位于中心，是花式線骨干，要求強力較高。為減少斷頭、成形良好，選擇了兩根滌綸長絲（150 D）。固紗用以固定花型，位于外層，為不影響花式效應，選擇了較細（75 D）的滌綸長絲。飾紗以不同的花式形態包纏在芯紗外，構成裝飾作用，產品的外觀、手感和服用性能主要由它決定。飾紗要求條干均勻、手感柔軟、富有彈性、色澤艷麗，選擇了腈綸（毛型和棉型），其中結子線和圈圈線選擇了毛型腈綸。紡制竹節線時，經試驗發現，如采用毛型纖維，因長度長，竹節長度會過長，外觀形態不理想，所以更換為棉型腈綸。毛型腈綸：長度110 mm，細度3.3 dtex，粗紗線密度2 620 tex；棉型腈綸：長度38 mm，細度1.65 dtex，粗紗線密度560 tex。

2 HN5D型花式捻線機工藝參數分析

2.1 超喂比

紡制花式線時，飾紗一般需要超喂，飾紗與芯紗喂入速度之比稱為超喂比。因芯紗由芯紗羅拉送出，飾紗由牽伸前羅拉送出，故超喂比=V前羅拉/V芯紗羅拉。超喂比影響花式線的外觀形態和成紗線密度，超喂比大，則喂入的飾紗多，成紗線密度大。

超喂分恒速超喂和控制型超喂。恒速超喂其超喂比恒定不變，花式線的花型大小分布均勻，如圈圈線、波紋線等；而控制型超喂其超喂比是變化的，此時花式線的花型是多變而非均勻分布的，如結子線、圈圈波紋復合線等。

2.2 捻度

捻度大小影響花式效應、強力、伸長和花型的穩定程度。HN5D型花式捻線機的加捻元件有空心錠和環錠，兩者加捻方向相反，環錠起退捻作用，退捻系數f=環錠轉速/空心錠轉速。

實際生產時，根據需要選擇加捻方式。如紡粗特花式線，無需退捻，采用筒子卷繞，此時固紗包纏捻度如式（1）：

如花式線要求手感柔軟，則需要進一步接受環錠加捻，此時固紗包纏捻度如式（2）：

2.3 牽伸倍數

HN5D型花式捻線機羅拉直徑大、隔距大，適紡毛型纖維。3 對羅拉形成前、后兩個牽伸區，生產時應合理地進行牽伸分配，以減少附加不勻、提高條干均勻度。該機牽伸后羅拉分為 3 組單獨傳動，可以喂入 3 根不同顏色的粗紗，共用中羅拉和前羅拉進行牽伸。牽伸倍數可恒定不變或是不斷變化，如紡制竹節線時，牽伸倍數是變化的，竹節段的牽伸倍數較平線段小。牽伸越小，則竹節越粗。

2.4 張力

芯紗張力牽伸 =V輸出羅拉/V芯紗羅拉。張力不同，成紗風格各不相同。適當增大張力，成花良好，但張力過大，易造成斷頭。當采用雙芯紗時，兩根芯紗須從前膠輥溝槽中通過，不受前鉗口控制；飾紗從兩芯紗之間非溝槽處通過，受前鉗口控制。兩芯紗張力要均衡一致，否則成紗結構不良。

2.5 段長、段數

為配合花型設計，還需確定段長、段數。花式捻線機采用定長多段速控方式，段數越多，表示花式線變化越多越復雜，該機段數最多達99段。

段長為Ⅰ段和Ⅱ段的長度之和。如紡不等間距結子線（圖 1），平線段a為Ⅰ段，結子b為Ⅱ段，平線段a和結子b的長度之和即為當前段長。改變段長，結子大小間距發生變化。當結子大小不變時，段數越多，則結子間距變化越多。

紡三色（A色、B色、C色）漸變圈圈線，顏色的變化規律：A→AB→B→BC→C→CA。則A→AB，一段純色（Ⅰ段）和一段漸變色（Ⅱ段）構成一小循環，其長度即為當前段長。三色漸變圈圈線一個大循環由 3 個小循環構成，即段數為 3。依此類推，紡雙色漸變花式線，其段數為 2，單色圈圈線段數為 1。

3 根后羅拉各喂入 1 種顏色的粗紗，控制 3 根后羅拉的運動，即可實現漸變。具體如下：紡制A段時，后一羅拉回轉，后二、后三羅拉靜止不動。紡制AB漸變段時，后一羅拉逐漸減速，后二羅拉逐漸加速，則從前羅拉輸出的飾紗，便會從一種顏色逐漸過渡到另一種顏色。依此類推，可生產出B段、BC段、C段和CA段。

3 花式紗線的開發

3.1 圈圈線、波紋線

3.1.1 結構特點

圈圈線也稱環圈線，外觀呈現有舒展的圈圈，手感柔軟，豐滿蓬松。圈圈線有大圈圈線和小圈圈線之分，如圈圈更小，則飾紗呈現彎曲、扁平狀，稱為波形線。漸變圈圈線外觀既有圈圈又有顏色變化的色澤效應，裝飾效能更強，產品更受歡迎。

3.1.2 紡制工藝

（1）超喂比：考慮到開發的圈圈線為粗絨毛線，用于制作編織毛衫、圍巾，紗支較粗，圈圈的大小要適中，經試驗選擇超喂比為 2。紡制波紋線時，超喂比為1.1。

（2）捻度：為使產品手感更加柔軟，選擇了空心錠和環錠相結合的加捻方式，以退去固紗部分捻度。中空捻度500捻/m，環錠捻度100捻/m，最終包纏捻度400捻/m。

（3）牽伸倍數：根據選擇的芯紗、固紗、粗紗的線密度和成紗用途，設計總牽伸倍數為10倍。因后區為簡單羅拉牽伸，主要為前區做準備，不宜施加較大的牽伸，選擇1.25倍。前區為膠圈牽伸，摩擦力界布置合理，可承擔較大的牽伸，牽伸倍數為 8 倍。

（4）張力：經試驗，選擇1.04倍的張力牽伸較合適，此時芯紗適當張緊，有助于飾紗盤繞其上，形成藤捻，退捻時翻出圈圈。

（5）段長、段數：因是三色漸變，故段數為 3。段長設計為1 000 mm，其中純色段（Ⅰ段）100 mm，漸變段（Ⅱ段）900 mm，顏色變化緩慢，過渡自然。

3.2 結子線

3.2.1 結構特點和紡制原理

結子線是指沿著紗線的長度方向分布有飾紗緊密纏繞的結節（疙瘩）。結子的色彩、大小、間距和分布規律均影響產品的外觀效應。為突出裝飾效果，結子顏色應與芯紗、固紗的顏色有較大的對比度，且顏色要鮮艷。故選擇了橘紅色粗紗做飾紗。

HN5N型花式捻線機生產的是纖維型結子線（結子是纖維纏繞而成），紡紗時由控制系統控制芯紗羅拉瞬時停轉，牽伸前羅拉輸出的飾紗，便會堆積纏繞在芯紗上形成結子。結子大小與羅拉停轉時間、超喂比、捻度、段長、段數有關。

3.2.2 紡制工藝

（1）段長、段數：芯紗羅拉停轉時間長，則送出的飾紗長度長，結子粗大，手感柔軟。停轉時間的長短通過段長設計體現。如段長一定，增大Ⅱ段長度，則結子大、間距小；反之，結子小、間距大。設計段長為200 mm，其中平線段（間距）100 mm，結子段內飾紗長度100 mm。因紡制的是等間距結子線，故段數為 1。

（2）超喂比：增大超喂比，會使更多輸出的飾紗來不及緊密地纏繞在芯紗上，而是較蓬松地進行纏繞，結子蓬大。如飾紗牽伸倍數小，為減小結子體積，避免給人以突兀感覺，飾紗也可以不超喂。試驗發現，因喂入粗紗較粗，超喂比為1.1時，成結表面毛糙、不光滑，故選擇超喂比為 1。

（3）捻度：影響結子的大小和緊密程度。捻度增大，結子纏繞緊密、體積小，成紗手感硬挺。因只選擇了空心錠筒子卷繞，無環錠退捻，為保證結子外形飽滿，成紗手感柔軟，捻度不宜過大，選擇了250捻/m。

（4）牽伸倍數：依據結子線的線密度進行設計，選擇總牽伸 8 倍，后區牽伸1.25倍。

（5）紡紗速度：紡制結子線，芯紗羅拉速度不斷變化，不易紡紗，故速度不宜過快，否則斷頭增多。經試驗，選擇紡紗速度為10 m/min。

3.3 竹節線

3.3.1 結構特點和紡制原理

竹節線也稱大肚線，沿著紗線的長度方向出現節粗、節細形狀，形似竹子的結節。粗節的粗度、長度、間距和顏色影響其外觀效應。竹節織物表面有明顯的凹凸立體感，層次豐富，顆粒飽滿，風格獨特。

HN5N型花式捻線機采用中后羅拉增速法生產竹節線。紡制平線段時，中后羅拉常速回轉，保持粗紗固定的牽伸倍數；如果中后羅拉突然加速，牽伸倍數減小，便可形成粗節，產生竹節效應。

3.3.2 紡制工藝

（1）牽伸倍數：竹節的粗度取決于中后羅拉增速的幅度，幅度大，則竹節粗。增速幅度由牽伸倍數的大小體現。設計的竹節段牽伸倍數1.9倍，平線段牽伸倍數8.7倍。

（2）捻度：影響竹節的緊密程度，經試驗選擇了280捻/m，成紗手感柔軟，外形良好。

（3）段長、段數：竹節長度取決于中后羅拉超喂時間，時間長，則竹節長；改變超喂間隔時間，竹節間距隨之變化。因段長為平線段（Ⅰ段）和竹節段（Ⅱ段）長度之和，如選定竹節長度30 mm。改變段長，即可調整間距。紡制時選擇段數為 5，5 段的段長分別為150、100、240、200和280 mm，因此對應竹節間距120、70、210、170和250 mm。

其他參數：紡紗速度15 m/min，超喂比1.03，張力牽伸1.02倍。

4 結論

HN5D型花式捻線機通過設計超喂比、捻度，變化牽伸倍數，控制芯紗羅拉、牽伸后羅拉的運動等方法，可紡制漸變圈圈線、波紋線、結子線和大肚線。也可以生產復合型花式線，將不同花型出現在一根紗上，如波紋圈圈線、圈圈結子線等。該機加工花式線具有花型多、翻改品種容易、速度高、流程短等優勢。因花式紗線結構復雜，較紡制普通紗線困難，所以紡紗時，應熟知各種花式線的加工原理，分析花式捻線機的各個工藝參數，結合機器的性能，設計相關工藝參數，方可獲得良好的花式效應和成紗質量。

參考文獻（略）