三色漸變羽毛紗的開發

曹欣蕾,任學勤,張麗華

(西安工程大學,陜西 西安710048)

目前由于大多數漸變色紗線都是通過染色來實現的,只能做到紗線橫截面有單一色彩的纖維;故不僅色彩相對單調染色過渡不自然,且織物手感生硬,品質無法滿足消費者述求[1-2]。利用彩色針梳機可以直接生產出漸變色條子或粗紗,但目前國內彩色針梳機采用的是PLC控制系統,段數較少,輸出的條子橫截面各顏色比例和過渡段長度不可任意調整,使過渡不夠均勻,最終混色條子的條干均勻度較差。為此,本文通過對現有彩色針梳機進行技術改造,生產了一款顏色多變、橫截面各色纖維比例可調,搭接良好、過渡均勻,漸變段長度可調,出條重量一致的羽毛紗。

1 羽毛紗和四色針梳機

1.1 羽毛紗

羽毛紗是在鉤編機上生產的一類花式紗線,由經紗(芯紗)和緯紗(飾紗)組成;羽毛的長短及密度不同,紗線的整體風格及性能也不同。將漸變色細紗作為羽毛紗的飾紗,外觀新穎有規律,極具裝飾效果且不脫毛不脫圈;所制成的織物光澤柔和,布面豐滿,保暖性強;使用不同的原料可以制作不同性能的服裝,具有很好的市場前景[3-4]。

1.2 四色針梳機

本課題所用設備為HFX-B7四色針梳機,主要有兩大用途:一是用于多組分或多色彩毛條的混合,利用其多組牽伸和喂入機構,調整各組原料或各顏色料的喂入比例,通過并條生產出多組分、不同比例的混色條子。二是用于生產段彩紗和漸變紗,不同組喂入機構在特定時間段分別喂入不同顏色的毛條,各組顏色作交替變化與比例變化,可以紡制出色彩呈規律性變化的彩色毛條。既可以是段彩的效果,也可以是漸變的效果。利用四色針梳機生產混色條子的優點是省去了毛條段染的步驟,加工成本低,且相鄰兩個顏色段之間漸變過渡明顯,染色難以做到。同時四色針梳機也具有普通毛紡針梳機的功能,即將毛條內的纖維理直使之平行排列,從而改善毛條的均勻度,使不同種類或不同品質的原料混和均勻達到規定的混和比,同時通過針梳也可以提高條子的整體強力[5-6]。對四色針梳機在結構上進行改進,即在基條托板上加裝了傳送皮帶,在沒有基條喂入的情況下各組飾紗條也可在皮帶的傳送下順利運行到輸出羅拉處。這打破了原來必須有基紗條存在的現象,使得最終的混色條顏色更純,出條重量容易控制,為更多種類混色條子的開發奠定了基礎。

該機結構簡圖如圖1所示[7-8],由喂入部分、牽伸部分和出條成形部分組成。喂入部分包括4對喂入羅拉,4對羅拉獨立運行,分別控制4種不同組分或不同顏色條子的喂入,喂入羅拉的速度根據工藝可以進行調整。與4對喂入羅拉配套的是4對牽伸羅拉,從喂入羅拉喂入的條子首先要經過各自對應的牽伸羅拉,4對牽伸羅拉首先完成了4根條子的牽伸或者拉斷,同時也充當4根牽伸后條子的喂入,這四對牽伸羅拉在運行過程中保持同一個速度。從牽伸羅拉出來的各組條子經過針板梳理后,再由總的輸出羅拉輸出,形成具有漸變效果的混色條。

1.3 混色原理

對四色針梳機由于各對牽伸機構之間距離差的存在,使得條子順利搭接存在一定難度;在實際生產中要考慮條子的并合、搭接及出條重量三個因素。

(1)條子的準確并合。當生產橫截面多組分混色條子時,需要不同顏色的條子準確并合到一起。從不同位置喂入的條子并合動作發生在距離輸出羅拉近的牽伸機構處。因此在進行工藝設計時,需要考慮兩組喂入機構之間的距離差,將其轉換為時間差,然后讓距離輸出羅拉較遠的喂入機構提前相應時間開始喂入。值得注意的是,當多根條子進行不同組合并合時,不同喂入機構會有多次開始喂入與結束喂入的時間,該處需要與各自的提前時間結合考慮,才能保證各根條子的準確并合。

(2)條子的順利搭接。當生產段彩效果的混色條子時,不同的顏色段之間需要搭接良好。從不同位置喂入的條子其搭接動作也發生在距離輸出羅拉更近的牽伸機構處。與并合不同的是,搭接要實現前條尾端與后條頭端的接觸與并合,因此除考慮兩組喂入機構之間的距離差外,還需考慮每種顏色(組分)條子的喂入長度,將兩者相結合才能實現條子的順利搭接。

(3)出條重量的一致。為了保證后道紡紗工序的順利進行,混色條子的出條重量應滿足一定要求,克重不能過低,最好與并條之前的條子克重相接近,且最終混色條的出條重量不勻率應控制在一定范圍內,通常支數毛條的重量不勻率應不大于3%。出條重量主要與機器各部位的牽伸有關,四色針梳機上包括各組牽伸機構的牽伸及最終輸出羅拉與針板之間的牽伸兩部分。因此需要調節各對喂入羅拉及輸出羅拉的速度,以達到所需的牽伸倍數。

圖1 四色針梳機(并條機)結構簡圖

2 三色漸變羽毛紗的紡制

2.1 粗條

2.1.1原料

原料選擇規格一致的彩色毛型化纖條子滌綸和腈綸,并按照滌綸65/腈綸35的比例混紡,纖維主體長度為65 mm,克重均為3 g/m,顏色分別為白色、綠色、棕色和黃色。

2.1.2 漸變效果設計

如圖2所示,設計了一款由白綠黃(白色占40%,綠色占30%,黃色占30%)三種顏色逐漸過渡到白黃棕(黃色占40%,白色占30%,棕色占30%)三種顏色的漸變色條子;中間的兩個過渡段包含了這四種顏色,各自按照相應的遞增或遞減規律完成漸變過程。此款混色條子的顏色段和過渡段均含多種色彩,但又層次明朗、紋理清晰、過渡自然,顯得別有風韻。

圖2 三色過渡均勻漸變條子設計效果圖

2.1.3 工藝設計

三色過渡均勻漸變條子對應的生產工藝如表1所示,其混色條子實物如圖3所示。

表1 三色過渡均勻漸變混色條子設計工藝

從圖3可看出,條子基本按照所設計的工藝實現了漸變,由白綠黃色段逐漸過渡到白黃棕色段;中間的過渡段包含白綠黃棕四種顏色且較長,各顏色段較短。從外觀效果看,混色條整體符合漸變規律,且無明顯薄弱環節,可直接進入粗紗工序。

圖3 三色漸變均勻過渡混色條子實物圖

2.2 粗紗

混色條子要做成漸變羽毛紗,首先要紡成粗紗,使用A454EH型粗紗機進行粗紗紡制。

2.2.1 工藝設計

粗紗工序主要設定牽伸倍數、捻度和張力三個參數。牽伸是為了進一步改善纖維的平行伸直度,并適應細紗機的牽伸能力[9]。通常粗紗工序應設5～12倍牽伸,粗紗定量在0.2～0.6 g/m為宜;但考慮到所用條子本身克重較輕強度不夠,部分片段存在不勻,故設計2.5倍牽伸,最終粗紗定量大約為1 g/m。

加捻可增強纖維抱合力提高紗線強力,改善條干不勻,減少斷頭;但捻度太大又會造成牽伸不開,不利于細紗工序的進行。結合生產經驗綜合考慮,捻度設為30捻/m。

粗紗紡紗張力會直接影響到條干均勻度和斷頭率,張力過大易產生意外牽伸致使條干惡化,甚至斷頭;張力太小則會出現卷繞松弛、脫圈、退繞困難等,因此要控制紡紗過程中張力的均勻性[10-12]。即根據實際紡紗時紗線的實測松緊程度來適時調整紡紗張力。

2.2.2 效果分析

由圖4可看出,所生產出來的粗紗已經具有了顏色漸變的效果,其中圖4(a)展示了三色漸變粗紗的實物圖,圖4(b)展示了粗紗的細節部位。可發現單色漸變混色粗紗條干均勻度良好,但雙色漸變混色粗紗和三色漸變混色粗紗的少許部位存在一些粗段。這一方面是由于條子本身略有不勻,另一方面可能是條子強力不夠,牽伸倍數小致使個別位置沒有牽伸開。經測試各管粗紗定量均在1 g/m左右。另外,粗紗表面毛羽較多可能是所采用的原料纖維毛羽本身就較多,也可能是紡紗環境濕度不夠,或紡紗過程中各機件摩擦的結果。條干上的不足與粗紗表面性能均不影響顏色效果的體現。

圖4 三色漸變條子所紡粗紗實物圖

2.3 羽毛紗

經紗選擇強力較好的錦綸長絲,緯紗用三色漸變粗紗紡成的細紗(在FB504細紗機上紡制),在維達機械VG980鉤編機上進行紡制。通過改變鉤編機上兩枚經紗針之間的間隔針槽數及割刀位置,可以改變羽毛的長短,圖5即為開發的短毛漸變羽毛紗。

圖5 三色過渡均勻漸變羽毛紗實物圖

從圖5可看出,從白綠黃混色段過渡到白棕黃混色段,羽毛紗中的漸變效果體現得更為明顯,羽毛蓬松又具立體感,加上色澤變化效果更為新穎獨特。用HD021電子單紗強力儀分別對各款紗線的線密度和強力進行測試,測試結果如表2所示。

表2 三色過渡均勻漸變羽毛紗測試數據

2.4 三色漸變羽毛紗織物

將所紡的三色漸變羽毛紗在手搖橫機上織成簡單的緯平針織物,最終織造的面料效果如圖6所示。從圖6中可看出多種顏色混合重疊的橫條紋效果,顏色交替變化,漸變段和各顏色段的分區明顯,面料外觀效果好,顏色豐富,層次感好,整體風格更加獨特。用于做毛衣外套、圍巾等面料時,裝飾效果好,可滿足消費者追求個性、形成自我風格的消費心理。

圖6 三色漸變羽毛紗織物

3 結語

成功開發出三色漸變條子是紡制三色漸變羽毛紗和織制其織物的關鍵,其混色要均勻且漸變過度自然。使用所紡的多色漸變混色條子也可用來開發各類花式紗線,進而開發出風格各異的漸變與段彩效果兼具的針織面料。單根紗線橫截面同時包含比例不一的多種顏色成分,針織面料的各部分均為混色效果,整體上具有漸變效果,這都是染色工藝實現不了的,也是利用改進的細紗機紡制段彩紗無法比擬的。該類產品顏色豐富多彩,規律性強,仿制難,可滿足現代消費者追求個性化需求;同時產品風格符合市場流行趨勢,應具有較大的發展空間。