多通道轉杯花色紗成紗規律

楊瑞華， 徐亞亞， 鞏浩晴， 薛元， 高衛東

(江南大學 生態紡織教育部重點實驗室，江蘇 無錫 214122)

當今服飾的色彩和圖案大多是通過提花織造或染整印花等方法實現的，前者存在裝備要求高、車速低的問題；后者會造成資源損耗和環境污染。而色紡織物后整理無需染色，環境友好，能夠減少工業污水排放量，同時可以實現織物染色所不能達到的朦朧立體效果和質感，滿足現代人個性化的追求，有較好的發展前景[1-3]。多通道轉杯花色紗利用多通道轉杯紡的多組分異速喂入，具有在線控制喂入纖維量的特點，在實現一根細紗在線密度不變的情況下，縱向控制紗線的顏色。當紗線由一個色彩比例片段向下一片段過渡時，給棉羅拉速度在伺服電機控制下發生變化，不同組分原料的喂入量也瞬間改變，但此刻上一色彩比例的纖維還未成紗，仍滯留在分梳輥、纖維輸送通道及轉杯內，此時兩個不同色彩比例的纖維原料就會在高速回轉的分梳輥和轉杯內相遇從而進行混合。雖然混合時間很短，但由于轉杯紡生產速度較高，該部分纖維凝聚成紗時仍會出現一段色彩介于前后的紗線，即過渡段。過渡段會影響織物圖案設計的精準性，因此為了將織物的色彩、圖案與花色紗的設計過程有效結合[4]，有必要對成紗過程中的過渡段長度及其規律做進一步研究。

1 多通道轉杯花色紗

多通道轉杯花色紗是利用多通道轉杯紡紗技術，分別控制3個給棉羅拉的速度，實現棉條喂入量的在線變化，進而控制紗線混紡比，即控制紗線的顏色。生產多通道轉杯花色紗是通過改變紗線的混紡比，形成顏色的漸變循環，使一根紗線在線密度不變的情況下沿縱向呈現出多種顏色；通過改變時間設置，控制每個色彩的片段長度，縱向控制紗線的變化[5-7]。生產多通道轉杯花色織物時，通過控制花色紗顏色及片段長度，使其與織物組織結構及圖案相結合。

2 實驗內容及方案

2.1 實驗內容

實驗主要利用多通道數碼紡紗機，異速喂入紅、黃兩種顏色的粗紗，在保持線密度不變的情況下，在線改變兩種色彩之間的比例關系及色彩變換的頻率，從而紡制線密度不變、顏色沿縱向按一定周期規律變化的漸變花色紗。通過對粗紗定量、捻度、顏色比例、片段長度等工藝參數的測量及選擇，計算出相應的給棉羅拉線速度、引紗速度等機器設定參數[8-9]。通過改變色彩變化梯度及色彩變化時間紡制出不同工藝參數的漸變花色紗，測量每種花色紗的過渡長度，分析色彩變化梯度及片段時間對紗線過渡長度的影響。

2.2 原料與儀器

2.2.1原料 紅色、黃色純羊毛粗紗(5 g/dm)，均由浙江蘭寶毛紡集團有限公司提供。

2.2.2儀器 HC-C電子天平，慈溪華徐衡器實業有限公司制造；多通道轉杯紡紗機，自制；No.8463鋼尺，得力集團有限公司制造；YG381A搖黑板機，常州第二紡織機械廠制造；CanoScan 9000F MarkⅡ Canon掃描儀，佳能(中國)有限公司制造；HC21K染色試驗編織機，無錫市宏成紡織機械電子有限公司制造。

2.3 實驗方案

2.3.1色彩變化梯度設計 為了探究色彩變化梯度對紗線過渡長度的影響，設計10%遞增至50%共5種色彩變化梯度，具體色彩比例梯度變化情況見表1。

2.3.2色彩片段時間設計 為了研究片段時間對紗線過渡長度的影響，在每種色彩變化梯度下，設置7種片段時間，分別為4,3,2,1,0.5,0.2,0.1 s。

根據對色彩變化梯度及色彩片段時間的設計，實驗共需紡制35組不同色彩變化規律的紗線，以研究花色紗過渡長度的變化規律。

表1花色紗混紡比例變化梯度設計方案

Tab.1Gradientdesignschemeforblendingratioofmulticoloryarn

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3 實驗結果討論及分析

3.1 紗線色彩表現效果

為了更直觀表現當色彩變化梯度及片段時間發生變化時紗線色彩的變化，將紡制的每種紗線采用繞黑板法，以4.35根/cm的密度在黑板上均勻纏繞，并通過Canon掃描儀進行圖片掃描，掃描結果如圖1所示。

根據以上紗線繞黑板的色彩呈現特征可知，在相同色彩變化梯度下，色彩片段長度較大時，色彩差異明顯，可清晰分辨出兩種顏色之間的過渡色彩，隨著色彩片段長度的減小，色彩之間的差異隨之減小。

3.2 針織小樣色彩效果

為探究漸變花色紗用于針織物產品的色彩表現形式，將紡出的花色紗線在編織機上進行織造，織出的小樣通過Canon掃描儀進行掃描，掃描結果如圖2所示。

由圖2可以看出，同一色彩變化梯度下，隨著色彩片段長度的減小，織物條紋寬度逐漸減小，但在20%梯度下0.1 s片段時間及30%梯度下0.2 s片段時間時，織物出現反常的寬條紋，且與片段時間較大時的條紋圖案不同，為斜條紋。這是因為當色彩片段時間較短時，紗線色彩變化較快，使得織物每一線圈橫列所用紗線段上就會出現一個色彩變化循環。當織物每行線圈所用紗線長度與漸變紗一個色彩循環的長度相近時，漸變紗就會在織物表面形成斜向寬條紋，且由于漸變長度存在，該條紋圖案呈現含蓄朦朧狀態。

圖1 梯度色彩紗線Fig.1 Color gradient yarn

3.3 過渡長度測量結果

將紡制的多通道轉杯花色紗線放置在白色底板上，觀察不同色彩比例片段顏色，對比色彩特征，找出兩個色彩比例紗線之間過渡的顏色，測量該色彩過渡段的長度，每種片段測量5次，并計算其平均值，測量結果如圖3所示。在進行過渡長度測量時，色彩變化梯度分別為30%，40%，50%，片段時間為0.1 s的色紗，由于變化時間較短，無明顯可見過渡段，無法測量。

根據以上測試結果可知，在相同紗線線密度且紗線色彩變化梯度不變的情況下，花色紗的過渡長度隨片段時間的減小而減小；在相同紗線線密度下，當紗線色彩片段時間不變時，大體上紗線的過渡長度隨色彩變化梯度增大而減小。這可能是由于片段時間越短，完成過渡所用的時間就越短，則色彩過渡段越小；色彩變化梯度越大，一個色彩變化循環所用時間越短，色彩變化越快，過渡所用時間越短。

圖2 梯度色彩紗線針織小樣Fig.2 Knitted fabric samples made from color gradient yarns

圖3 漸變紗平均過渡長度測量值Fig.3 Measurement value of average transition length from multicolor yarn

4 結語

文中利用多通道轉杯紡紗機的多通道異速喂入紡制多通道轉杯花色紗，研究色彩變化梯度及片段時間對花色紗過渡長度的影響，找出多通道轉杯花色紗過渡長度的變化規律。當漸變紗用于針織物時，由于相同紗線織造出的相同組織結構針織物的線圈大小一定，通過計算織物線圈大小與漸變紗色彩過渡長度之間的關系，即得出最小的色彩變化組織，可根據其規律設計出需要的織物色彩圖案；漸變紗用于機織物時，也可通過計算織物不同組織結構下經緯紗覆蓋面積與漸變紗色彩長度之間的關系，得出織物色彩變化的規律。綜上，該結論可以為多通道轉杯漸變紗線應用于色織物的圖案設計提供理論依據。