基于賽絡新型花式紗的紡制及性能分析

阮麗　孫榮基　劉基宏　李永貴

摘要：花式紗線因其特殊的外觀結構和豐富的色彩變化，已成為國內外研究的熱點。為豐富花式紗線品種，文章基于賽絡紡紗方法，采用表面刻有凹槽的后羅拉上膠輥紡制新型賽絡花式紗線，并闡述新型賽絡花式紗的紡紗機理。在保證紡紗工藝參數及原料相同的情況下，通過TH598J環錠細紗機上進行試驗，分別紡制賽絡新型花式紗和普通賽絡紗，觀察紗線的縱向結構，并對其線密度、強伸性能、條干、毛羽指標進行測試和對比分析。試驗結果表明：紗線的縱向外觀呈現花色變化;與普通賽絡紗相比，新型賽絡花式紗的斷裂強度、斷裂伸長率、條干均勻度和毛羽相差不大。

關鍵詞：膠輥;凹槽;賽絡紡;花式紗線;后區牽伸;AB紗

中圖分類號：TS104.7

文獻標志碼：A

文章編號：10017003（2021）04002004

Abstract：Thefancyyarnhasbecomearesearchhotspotathomeandabroadbecauseofitsspecialappearanceandrichcolorchanges.Inordertoenrichthevarietyoffancyyarns，basedonSirospinning，thispaperusedrubber-coveredbackrollerwithgroovesonitssurfacetospinnewSirofancyyarnsandexplainedthespinningmechanismofnewSirofancyyarns.Withthespinningparametersandmaterialsbeingthesame，atestwascarriedoutonaTH598Jringthrostle，andnewSirofancyyarnsandordinarySiroyarnswerespunseparately.Thelongitudinalstructureoftheyarnswereobservedandanalyzed，andtheirlineardensity，tensileproperty，evennessandhairinessindexweretestedandcompared.Thetestresultsshowedthatthelongitudinalappearanceoftheyarnsshowedfloralchanges.TherewaslittledifferencebetweenordinarySiroyarnsandthenewSirofancyyarnsinbreakingstrength，elongationatbreak，evennessandhairiness.

Keywords：rubber-coveredroller;groove;Sirospinning;fancyyarn;backdraft;AByarn

作者簡介：阮麗（1990），女，碩士研究生，研究方向為紡紗新技術。通信作者：李永貴，教授，lygwxjd@sina.com。

花式紗線是采用特殊工藝或特殊設備紡制的具有特殊外觀和結構的紗線，或者采用特殊的染色方法制成的具有特殊效應的色澤或色澤變化的紗線，花式紗線具有結構新穎、外觀獨特、色彩豐富的特點，已成為國內外紡織市場上一個獨特的紗線分支[1]。目前采用在環錠細紗機上通過改造與創新生產多種花式紗線，具有改造簡單、費用低的優點[2]。如：在細紗機上安裝雙喇叭口，兩根粗紗平行喂入牽伸區，并合加捻形成類似股線風格的細紗賽絡紗[3];將賽絡菲爾紡與嵌入式紡紗原理相結合，采用兩根有色長絲與一根棉粗紗紡制賽絡菲爾紡三色花式紗[4];在環錠細紗機上加裝竹節紗裝置，實現牽伸變化，紡制有粗細節變化的竹節紗[5];在細紗機上采用多臺伺服電機控制，主粗紗從中羅拉連續喂入，飾粗紗從后羅拉間斷喂入，從而形成有“段彩結構”的段彩紗[6-7];基于賽絡紡和賽絡菲爾紡在環錠細紗機上增加一個喂紗裝置，粗紗條經牽伸形成紗線主體，飾紗被牽切成斷續狀，在浮游區集棉器作用下與主條斷斷續續復合，最終形成有“云斑狀花紋”的云紋紗[2，8]。

這些生產花式紗線的方法基本采用在環錠細紗機上加裝喂入裝置，通過控制羅拉速度變牽伸紡制花式紗線，然而，對細紗機上牽伸膠輥進行改造紡制花式紗線卻少有學者研究。桂亞夫[9]論述了采用異形膠輥在環錠細紗機上開發花式紗線產品的可能性。目前常采用在中膠輥開槽實現滑溜牽伸[10]，此方法是在中膠輥表面一周刻上一個環形凹槽，多用于半精紡原料中纖維長度差異較大的混紡紗中。本文基于賽絡紡技術，在環錠細紗機上，采用表面具有一定角度的凹槽的后羅拉上膠輥紡紗，開發出具有特殊花色效果的花式紗，具有改造簡單、花色新穎的特點。

1 成紗機理

本文紡制的新型紗線基于賽絡紡技術，在細紗機的后羅拉上膠輥的表面刻有至少一個用于嵌入粗紗的凹槽，凹槽可根據需要設定一定的數量、圓心角度和位置，如圖1和圖2所示。圖1中，膠輥表面刻有兩個凹槽，所刻凹槽的圓心角度為90°，兩個凹槽的首端相對圓心角度為90°。圖2為膠輥的側面截面，可以看出凹槽槽底在膠輥上呈現一個圓弧形的曲面，中間深度最深，深度向兩邊逐漸遞減。

兩根粗紗條經雙喇叭口平行喂入后羅拉，在后羅拉轉動過程中，當凹槽轉動到底部與后羅拉接觸時，粗紗落進凹槽中，粗紗須條所受后羅拉握持力減小，此時粗紗須條沒有進行正常的后區牽伸，牽伸效率減小，后區牽伸倍數降為1，從前羅拉鉗口輸出的兩根須條總牽伸倍數不一樣，然后并合加捻成紗;當凹槽離開后羅拉時，粗紗受到握持力，獲得正常的后區牽伸，從前羅拉鉗口輸出的兩根須條總牽伸倍數一樣，然后并合加捻成紗。這樣，粗紗喂入后羅拉受到間斷性的后羅拉握持，從而獲得間斷性后區牽伸，紗線縱向呈現規律性粗細變化，形成一種新型賽絡花式紗線。所制得的花式紗線具有賽絡紡AB紗的結構，又可根據凹槽的角度、數量和位置調整紗線的粗細，定量控制粗節的大小及位置，可使AB兩種顏色中只針對一種顏色變化粗節的大小和位置，或者也可兩個顏色交替產生粗節。圖3為幾種不同結構的紗線，其中凹槽的圓心角度均為90°。從上至下依次為粗紗A線程上有一個凹槽時形成的紗線結構;粗紗A線程上有兩個凹槽時形成的紗線結構，且兩個凹槽的首端相對角度為90°;粗紗A和粗紗B各有一個凹槽時形成的紗線結構，且兩個凹槽的首端相對角度為180°;粗紗A和粗紗B各有一個凹槽時形成的紗線結構，且兩個凹槽的首端相對角度為90°。為簡化工藝，本文先分析具有一個凹槽的情況下紗線的外觀和物理性能。

2 試 驗

2.1 膠輥的制備

本文所用的后羅拉上膠輥的直徑為30mm，單錠長為25mm，膠輥表面刻有一個90°的凹槽，凹槽的側面形狀呈圓弧形。根據實踐，設定凹槽寬度為6mm，凹槽的最大深度為2.5mm，從兩邊到中間深度逐漸加深，如圖1所示。在后羅拉上膠輥轉動過程中，粗紗A正好能夠落入凹槽中。

2.2 原料及紡紗工藝參數

粗紗原料：考慮到成紗的花色效果，選擇兩種定量相同的粗紗，粗紗A選擇白色滌綸棉型粗紗4.1g/10m，粗紗B選擇紅色滌綸棉型粗紗4.1g/10m。細紗關鍵工藝參數：錠子轉速7000～8000r/min，隔距塊3.0mm，機械牽伸為29倍，后區牽伸倍數分別為1.2、1.4、1.6、1.8、2.0，紗線捻系數為250，粗紗間距8mm，鋼絲圈型號為U1ULudr1。設計產品線密度為30tex的滌綸賽絡新型花式紗和30tex的滌綸賽絡紗。

2.3 測試儀器與環境

測試儀器：YG381型搖黑板機（常州德普紡織科技有限公司），EpsonGT-20000掃描儀（愛普生（中國）有限公司），YG086型縷紗測長機（寧波紡織儀器廠），ME204/02電子天平（梅特勒-托利多（上海）有限公司），XL-2型紗線強伸度儀（上海新纖儀器有限公司），YG172A型紗線毛羽測試儀（陜西長嶺紡織機電科技有限公司），YG133B/Pro-H條干均勻度測試儀（蘇州長風紡織機電科技有限公司）。

試驗條件：溫度（20±3）℃，相對濕度（65±3）%。

3 結果與分析

3.1 紗線縱向結構分析

對后區牽伸倍數為1.4的普通賽絡紗和新型花式紗樣品用搖黑板機搖成黑板，然后在EpsonGT-20000掃描儀上進行黑板的正反兩面掃描，掃描的分辨率均為1200dpi，對紗線的縱向外觀進行觀察，結果如圖4所示。其中圖4（a）是普通賽絡紗的成紗縱向外觀，圖4（b）是粗紗A未落進凹槽時成紗所呈現的縱向外觀，圖4（c）是粗紗A落進凹槽時成紗所呈現的縱向外觀。結果顯示，普通賽絡紗縱向呈現白色和紅色顏色占比相同的AB紗結構，新型花式紗在無凹槽的情況下與普通賽絡紗呈現的花色效果相同，但在粗紗A落進凹槽的情況下，新型賽絡花式紗縱向外觀白色占比增大，最終紗線縱向外觀形成有規律的白色粗節變化，即紅色花色不變，白色花色處于增減變化中，這主要是由于凹槽的作用。當粗紗A在后羅拉上膠輥轉動過程中落進凹槽后，粗紗A不受后羅拉握持，后區牽伸效率減小，由中羅拉牽引參與前區牽伸，相對正常牽伸來說，從前羅拉鉗口輸出的須條A線密度變大，產生粗節，由此成紗外觀會呈現粗紗A花色的粗細變化。圖4還可以看出新型花式紗的花色效果變化明顯，即圖4（b）呈現白色和紅色比重接近1︰1，而圖4（c）呈現出白色比重大于紅色比重。

同時，對比不同后區牽伸倍數的新型花式紗線外觀，發現隨著后區牽伸倍數的增加，色彩變化變大，凹槽那段的紗線白色比重逐漸增大，花色變化越來越明顯。

3.2 成紗質量的分析

3.2.1 線密度和強伸性

使用YG086型縷紗測長機和電子天平測試兩組紗線的線密度，相同的后區牽伸倍數，新型花式紗的質量要比普通賽絡紗偏重。這主要是因為粗紗A受到間斷性后區牽伸，當膠輥表面的凹槽轉到底部時，粗紗須條不受后羅拉握持，后區牽伸倍數降為1，從而受凹槽影響的那段須條的總牽伸倍數比正常的總牽伸倍數要小一些，從前羅拉鉗口輸出的須條A的質量增大，故成紗線密度偏大。

使用YG020型單紗強力儀測試普通賽絡紗和新型花式紗的拉伸性能，設定拉伸速度500mm/min，試樣的夾距500mm，預加張力0.5cN/tex，每管紗測試20次取其平均值，測試數據見表1。

由表1可知，新型花式紗的斷裂強度和伸長率與普通賽絡紗相差不大。一方面，后區牽伸的主要作用是提高纖維的緊密度，為前區牽伸提供良好的須條。后區牽伸倍數小，牽伸力較大，喂入前區的紗條緊密度增大。當粗紗須條A落入凹槽時，粗紗須條所受后羅拉握持力逐漸減小，牽伸力變大，紗條緊密度增大，從前羅拉輸出的須條A的橫截面上分布的纖維根數增多，紗線的斷裂強度和伸長率增大。另一方面，當粗紗A落入凹槽時，粗紗須條所受后羅拉握持力逐漸減小，纖維的運動不受控制，纖維伸直度減小，須條結構松散，從而紗線的斷裂強度和伸長率減小。這樣，在兩個相反的作用下，成紗強度和伸長率變化不大，且不同的后區牽伸倍數，兩方面作用的影響是不同的。新型花式紗的單紗強力CV值要大于普通賽絡紗，這是由于從前羅拉鉗口輸出的須條A的線密度是變化的，則成紗有粗節變化，成紗不勻率增加，強力不勻增加。

3.2.2 條干均勻度

采用YG133B/Pro-H條干均勻度測試儀測試紗線的條干均勻度，測試速度400m/min，測試時間1min，測試數據見表2。

從表2可以看出，同樣的后區牽伸倍數，新型花式紗的條干均勻度劣于普通賽絡紗，這主要是因為粗紗須條A受到間斷性后區牽伸，從前羅拉鉗口輸出的須條A的總牽伸倍數在變化，成紗線密度呈現增減變化，成紗條干變異系數較大。隨著后區牽伸倍數的增加，新型花式紗與普通賽絡紗的條干變異系數的差值增大，較大的后區牽伸倍數對新型花式紗的條干影響較大。

3.2.3 毛 羽

采用YG172A型紗線毛羽測試儀測試新型花式紗和普通賽絡紗的毛羽，測試速度30m/min，每次測試10m，每管紗測試10次取其平均值，測試數據見表3。

由表3可知，新型花式紗的毛羽根數與普通賽絡紗相差不大。從毛羽[11]的成因來看，由于兩組紗線的紡紗工藝參數都相同，故只考慮凹槽對毛羽的影響。當粗紗須條A落進凹槽中，須條不受后羅拉握持，纖維松散，且由于所刻凹槽的表面對須條產生摩擦，纖維進一步松散，成紗毛羽增多。故在制作膠輥表面的凹槽時，盡量利用銼刀使得槽底表面光滑，經過多次的測試和反復打磨，將成紗毛羽降到較低標準。

4 結 論

本文基于賽絡紡紗技術，采用在后羅拉上膠輥的表面刻一個90°的凹槽，使得一根粗紗能夠在后羅拉轉動過程中落入凹槽，粗紗須條受到間斷性的后區牽伸，成功紡制出具有外觀結構變化的新型賽絡花式紗。新型賽絡花式紗的外觀呈現一種顏色色塊的大小變化，這是所刻一個凹槽造成的，后續可設定不同數量、不同圓心角度和不同位置的凹槽生產不同顏色變化的花式紗線。同時，通過測試新型花式紗與普通賽絡紗的性能，可以得出新型花式紗的斷裂強度、斷裂伸長率、條干均勻度和毛羽與普通賽絡紗相比區別不大，說明新型花式紗線的物理性能良好，有較高的生產價值。

參考文獻：

[1]肖豐.新型紡紗與花式紗線[M].北京：中國紡織出版社，2008：134-138.

XIAOFeng.NewSpinningandFancyYarn[M].Beijing：ChinaTextile&ApparelPress，2008：134-138.

[2]孫江挺，章友鶴，趙連英，等.色紡企業轉型升級途徑的探討[J].棉紡織技術，2020，48（2）：30-36.

SUNJiangting，ZHANGYouhe，ZHAOLianying，etal.Discussiononcoloredspinningenterpriseupgradingapproach[J].CottonTextileTechnology，2020，48（2）：30-36.

[3]程四新.幾種新型花式紗的研發[J].紡織導報，2016（1）：70-72.

CHENGSixin.TheR&Dofsomekindsoffancyyarn[J].ChinaTextileLeader，2016（1）：70-72.

[4]曹夢龍，徐伯俊，陳偉偉，等.賽絡菲爾紡三色花式紗紡紗工藝優化[J].棉紡織技術，2017，45（1）：21-25.

CAOMenglong，XUBojun，CHENWeiwei，etal.Spinningtechnologyoptimizationofsirofilspinningthree-colourfancyyarn[J].CottonTextileTechnology，2017，45（1）：21-25.

[5]吳愛兒，程四新，王利清.采用環錠紡紗新技術開發新穎色紡紗[J].現代紡織技術，2014，22（2）：22-24.

WUAier，CHENGSixin，WANGLiqing.Developmentofnewcoloredspun-dyedyarnwithnewtechnologyofringspinning[J].AdvancedTextileTechnology，2014，22（2）：22-24.

[6]桂亞夫.色紡生產工藝流程與新型花式紗線開發[J].棉紡織技術，2017，45（5）：1-4.

GUIYafu.Colorspunproductionprocessingandnewfancyyarndevelopment[J].CottonTextileTechnology，2017，45（5）：1-4.

[7]詹霞，張毅.段彩紗紡紗風格的探討[J].紡織導報，2016（2）：43-45.

ZHANXia，ZHANGYi.Onspinningdifferentstylesofsegmentcoloredyarn[J].ChinaTextileLeader，2016（2）：43-45.

[8]高娜，李強，徐伯俊，等.云紋花色紗的紡制及性能分析[J].絲綢，2017，54（5）：24-28.

GAONa，LIQiang，XUBojun，etal.Moirefancyyarnspinninganditsperformanceanalysis[J].JournalofSilk，2017，54（5）：24-28.

[9]桂亞夫.紡特色紗用牽伸器材及其技術探討[J].紡織器材，2013，40（6）：40-41.

GUIYafu.Discussionondraftingequipmentandtechnologyforspinningspecialyarn[J].TextileAccessories，2013，40（6）：40-41.

[10]王瑞潔，李龍，秦彩霞.采用滑溜牽伸的低比例山羊絨混紡紡紗實踐[J].紡織學報，2018，39（6）：24-28.

WANGRuijie，LILong，QINCaixia.Spinningoflow-ratiocashmereblendsunderslippingdraft[J].JournalofTextileResearch，2018，39（6）：24-28.

[11]楊紅英，朱蘇康.紗線毛羽[J].紡織學報，2000，21（6）：11-14.

YANGHongying，ZHUSukang.Yarnhairiness[J].JournalofTextileResearch，2000，21（6）：11-14.