嵌入式復合紗的紡制及多功能復合織物的制備

段金明，金 陳，秦一倩，張宇航，崔 紅

(鹽城工學院 紡織服裝學院，江蘇 鹽城 224000)

1 引言

嵌入式復合紡紗技術是我國唯一擁有自主知識產權的新型紡紗技術，不僅可應用于棉麻毛絲紡紗領域，實現超細號紗線的紡制，而且可使傳統紡紗難以利用的原料可紡，具有資源優化及充分利用、縮短加工流程、降低能源消耗及原料消耗等方面的優點[1，2]。在技術上實現了優質纖維“超細號紡紗”、低等級纖維原料及下腳料(落毛、落棉)紡細號紗，突破了原有環錠紡紗技術對纖維長度、細度等要求，將一些原來不能在紡紗領域使用的纖維原料(如羽絨纖維)實現了紡紗應用，利用此技術采用多種原料可紡制出具有不同特色與功能的復合結構的紗線，為不同原料優化組合與花色品種多元化紡紗提供了新途徑[3]。

嵌入式復合紡紡紗時，兩根長絲在外側，兩根粗紗在長絲內側。在紡紗過程中，兩根粗紗對稱地從內側喂入，進行正常牽伸形成須條，而兩根長絲則通過導絲裝置對稱地從前羅拉直接喂入，兩短纖維須條分別與兩根長絲先進行匯集，作預加捻，然后匯集于一點，進一步加捻成紗[4]。嵌入式復合紡將紗線生產過程中所需要的強度(如卷繞張力)與短纖維捻入紗線的過程分開，紗線的強度主要由合纖長絲承擔，而加捻只是為了實現短纖維在紗線中的內外轉移，將短纖維在紗線中以嵌入的形式固定，與傳統環錠紡中纖維內外轉移的形式有本質的區別。

嵌入式復合紡紗與其他紡紗方法相比，在成紗質量方面有很大的優勢。毛滌嵌入式復合紗相比環錠紗，斷裂強度、斷裂伸長率高，條干CV值低，表面光潔，毛羽少[5]。相同線密度的嵌入式復合紗與Sirofil紗相比，嵌入式復合紗的斷裂強度和斷裂伸長率高于Sirofil復合紗，條干和毛羽水平也優于Sirofll復合紗[6]。在選用5.56 tex滌綸長絲和毛粗紗為原料，成紗細度和捻度不變的情況下，在細紗小樣機上分別采用普通環錠紡、賽絡紡、賽絡菲爾紡和嵌入式復合紡4種紡紗方式，結果表明紡紗方式的原理不同帶來的外在的成紗結構特點影響了紗線的內在性能，4種紡紗方式中嵌入式復合紡成紗的強伸性能、毛羽指數和條干水平最優[7]。

影響嵌入式復合紡紗成紗質量的因素很多。主要包括紗條喂入間距[8，9]、紗條輸出間距[10]、捻系數[11]、長絲預加張力[12]等。由于喂入原料的多樣性可以實現多組分多功能紡織品的開發，可加工的短纖維包括亞麻、棉、莫代爾、天絲纖維[13]等，長絲包括滌綸長絲[14]、錦綸長絲[15]等。本文應用嵌入式復合紡紗原理，采用丙綸長絲結合多組分混紡粗紗紡制具有單向導濕功能、抗菌保健功能以及柔軟舒適功能的嵌入式復合紗線，并在此基礎上開發具有復合功能的紡織品，對功能性紡織品的開發具有非常重要的參考價值。

2 實驗部分

2.1 實驗原料及成紗工藝參數

2.1.1原料

丙綸A：黑色 75D/72F，線密度：8.3 tex；丙綸B：藍色 100D/96F，線密度：11.1 tex；粗紗C：咖啡炭滌綸纖維/白竹炭滌綸纖維/蠶蛹蛋白纖維/棉纖維 30/30/20/20，線密度：330 tex；粗紗D：薄荷纖維/羅布麻粘膠/桑皮纖維/棉 30/30/20/20，線密度：390 tex。

2.1.2細紗工藝參數

嵌入式復合紗在DSSP-02A數字式小樣細紗機進行紡制，細紗機紡紗工藝參數見表1。

表1 細紗工藝參數

2.2 成紗質量測試

2.2.1紗線毛羽指數測試

實驗儀器選用YG172A紗線毛羽測試儀，根據FZ/T 01086-2000《紡織品 紗線毛羽測定方法 投影計數法》進行測試，測試片段長度10 m，測試速度35 m/min。

2.2.2紗線拉伸性能測試

實驗儀器選用YG(B)021DL電子單紗強力儀，根據GB 3916-2013《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定(CRE法)》進行測試，等速拉伸測試法，夾持隔距500 mm，拉伸速度500 mm/min。

2.2.3紗線捻度測試

實驗儀器選用Y(B)331A型紗線捻度儀，根據GB/T 2543.2-2001《紡織品 紗線捻度的測定 第2部分：退捻加捻法》進行測試，預加張力8.5 cN、夾持長度250 mm、轉速1000 rpm。

3 紗線性能測試結果與分析

嵌入式復合紗為40 tex，其相關性能測試結果見表2。

表2 紗線性能測試數值

由表2可知，嵌入式復合紗斷裂強度高，斷裂強度CV%小，斷裂伸長率較大，斷裂伸長率CV%較小，成紗質量較好。

4 多組分復合功能織物的制備

4.1 織物設計構思

為了體現多組分纖維原料的功能性，本設計將傳統的單根緯紗喂入變成一根傳統緯紗和一根多組分復合功能性紗線同時喂入，這樣經緯紗交織會更緊密，織物會更厚實。

4.2 多組分復合紗線功能性

嵌入式復合紗線采用咖啡炭滌綸/白竹炭滌綸/蠶蛹蛋白/棉纖維混紡粗紗以及薄荷纖維/羅布麻粘膠/桑皮纖維/棉混紡粗紗和丙綸長絲復合，咖啡炭滌綸和白竹炭滌綸都具有釋放負離子和發射遠紅外作用，蠶蛹蛋白具有良好的吸濕透氣性能和與棉纖維一樣的親膚柔軟，再加上薄荷纖維和羅布麻粘膠都具有抗菌抑菌作用，桑皮纖維既有棉的特征，又具有麻纖維優點。

4.3 織物設計

4.3.1織物規格設計

織物規格設計見表3。

4.3.2織物上機圖

織物上機圖如圖1所示。

表3 織物規格設計表

圖1 織物上機圖

4.3.3織造設計

織造設備：SL820 半自動織樣機；筘號：120#，每筘穿入根數2；工藝流程：整經→穿綜→穿筘→織造。

4.3.4織物實物圖

織物實物圖和效果圖分別如圖2、圖3所示。

圖2 織物實物圖

圖3 織物效果圖

4.3.5織物基本性能測試

織物基本性能數據見表4。

表4 織物基本性能數據

為了突出嵌入式復合紗線的適用性和功能性，從構思上采用一根傳統緯紗與一根新型紗線同時進行打緯，以使得織物具有一定的功能性。在織物組織設計上，選取平紋變化組織，使得織物結構更緊密。在SL820半自動織樣機上通過整經、穿綜、穿筘、織造，使得織物設計得到實現。織物表面因新型紗線的存在，顯現出特殊的朦朧風格效應，具有民族風格。所設計織物可用于開發裝飾用和服用紡織品，如椅子坐墊、女裝短裙面料、家紡桌布、沙發布面料、茶布面料等。

5 結語

本文采用多組分纖維混紡粗紗與丙綸長絲進行嵌入式復合紡紗開發具有多功能的復合紗線，并進行了織物設計開發出相關紡織品。所開發的紗線成紗質量優良，織物具有獨特的風格，且具有多種功能如抑菌抗菌、舒適保健、單向導濕等。該產品不僅可用于開發服用面料如馬甲、外衣及裙子等，還可以用于裝飾用面料的開發，如沙發罩、沙發靠墊、枕頭套、汽車靠墊、桌布、餐具墊布等，具有較高附加值。本產品的開發對于多功能紡織品的開發具有很好的實踐參考價值。