包芯紗品種分類及其生產技術要點探討

孫俊芳

(鄭州輕工業大學 易斯頓美術學院，河南 鄭州 451450)

近年來，彈性包芯紗在紡織領域被廣泛應用，在包芯紗生產過程中，加上竹節風格，引入各種紡紗方法，采用不同生產設備，可實現多種組合。從紡紗結構入手將有限的彈性芯絲與包覆纖維做出多種組合，包覆纖維包括毛、麻、棉、絲等各種天然纖維，或粘膠、滌綸、錦綸等各種化學纖維，制成各種包芯紗，發揮不同包芯紗的優點，可開發出各種高端服裝面料。然而，當前文獻對包芯紗的品種論述較少，分類比較簡單，不能滿足當前從業者的需求[1]。本文簡要介紹了包芯紗線的品種分類及生產技術要點，使包芯紗生產者掌握紡紗要點，供面料設計者更好地選擇包芯紗。通過設備改造和持續改進紡紗操作方法，專門制定質量控制要點，保證每種包芯紗具有穩定的彈性，芯絲被完美包覆，且無缺絲、漏絲等現象，保證了織物布面質量。

1 細紗工序氨綸絲組合

1.1 氨綸包芯紗質量控制要點

常用氨綸絲型號為伊萊絲、萊卡絲、曉星絲、PT絲、千禧絲等。氨綸絲對溫濕度非常敏感，使用前需在生產環境中平衡48 h以上再使用。為保證包覆效果，包芯紗捻系數建議控制在400以上。不同批號、不同型號氨綸產品，產品特性會有不同，不能混用。同一批紗，必須由跨度在2個月內的氨綸絲組成，以免包芯紗出現回復力差異的現象。

使用包芯紗時，需要在生產現場充分吸放濕平衡24 h以上，車間濕度不能差異太大。存放時間超過半年以上的同一包芯紗品種，使用前應做試驗與之前數據進行對比。彈力面料熱定形是關鍵的一步，其將決定面料預定的門幅、面密度、彈性回復和撕破強力等各項性能。設計彈力面料時，需要對氨綸絲失彈風險進行評估。彈力布后整理：車速越快，溫度越低，織物回彈性越大；車速越慢，溫度越高，織物回彈性越小。高彈織物加工服裝時，需要考慮氨綸絲的滑移或氨綸斷絲的情況，可采用加膠條、選擇合適的針型針號或預處理等方式提前避免。

1.2 氨綸包芯紗

在普通細紗機上加裝芯絲喂入機構和預牽伸機構[2]即可紡制包芯紗。氨綸絲筒放置在導絲羅拉上，氨綸絲筒和導絲輥同步運動，通過設計氨綸絲牽伸倍數，退繞下氨綸絲，導絲羅拉喂入前羅拉鉗口，形成氨綸包芯紗。

通過機械和電子組件的設計，伺服電動機驅動導絲輥，絲牽伸倍數電腦可調。每錠有一個獨立的感應器，時刻檢測氨綸絲，如果某個單錠氨綸絲斷頭，粗紗停止裝置就會啟動，停止繼續喂入粗紗，避免紡出空芯紗。特殊導絲輪設計避免了氨綸絲左右擺動，偏離中心，避免織布后存在布面漏絲、布面失彈起鼓、布幅不勻等問題。

芯紗可以是萊卡絲等各種氨綸絲，氨綸包芯紗織成的織物具有柔軟、貼身等特點，市場占有率很高，廣泛應用在牛仔、內衣、運動裝等。

1.3 雙氨綸包芯紗

現有的氨綸包芯裝置不能生產雙氨綸包芯紗，在細紗機現有粗紗紗架中，安裝2套氨綸包芯紗裝置，改造細紗紗架，增加框架高度，保證2套氨綸包芯紗空間,不同規格氨綸絲筒分別放置在各自導絲棍上，2股氨綸絲通過導絲羅拉喂入前羅拉鉗口,可紡制出雙氨綸包芯紗。其紡紗特點為：每種氨綸絲都有單獨的牽伸，穩定的雙伺服電動機能提供高精度控制。

包單一氨綸長絲生產高彈彈力布，高彈只能通過增加氨綸長絲旦數，制作面料穿著壓迫感和束縛力增加，彈性回復力差。雙氨綸包芯紗就是確保高彈面料具備卓越的彈性伸長，又不增加面料的縮水率和殘余回復率，同時減少穿著時對人體的壓迫感和束縛力[3]。

1.4 氨綸長絲包芯紗指標對比

包1根氨綸絲和包2根氨綸絲有所不同，氨綸絲會對加捻三角區粗紗須條有影響，對比以下2種裝置對成紗指標的影響程度。在相同粗紗、細紗工藝、同錠條件下，生產賽絡紡48.6 tex包芯紗，外包纖維細度均為45.8 tex，不同品種包芯紗試驗數據如表1所示。

表1 氨綸長絲包芯紗質量指標對比

由表1可知，在含絲量一樣的情況下，雙氨綸包芯紗的強力、條干、棉結以及條干等稍差，2種紗指標基本接近。

1.5 杜絕斷絲的措施

在同一細紗機上，各錠位中的氨綸絲筒子大小尺寸要接近并運轉順利。氨綸絲所接觸的零部件必須平滑無毛刺，不光滑及損壞的零部件應立即更換。絲餅在轉動時，發現成形不良時，取下不用。周期性用清水及抹布清洗全部羅拉及絲道上的殘留油劑及污垢。每天檢查一遍氣圈，發現氣圈不穩定應立即停錠排查原因。把關無絲紗，落紗后逐個拽紗檢查，后紡打紗插紗時逐個驗紗，包裝班挑絲工認真挑揀。

2 細紗工序長絲組合

2.1 長絲包芯紗質量控制要點

常用長絲包括錦綸長絲CM800，PTT、PET雙組分復合絲T400高彈絲、PET拉伸變性絲DTY、錦綸長絲、黑色T400高彈絲(T400Z)等長絲，還有各種空包絲,如DTY長絲+44.4 tex氨綸長絲 3.0倍空包絲等。

長絲包覆要好，不允許出現缺絲、漏絲、偏絲等現象，檢測方法是通過與外包纖維不同顏色的長絲來試紡，提高包覆效果的關鍵控制點是長絲裝置喂入機構穩定性。在相同細紗工藝條件下，芯絲張力越均勻，包芯紗強力越高，包覆效果越好。

長絲牽伸倍數：置頂式紗架長絲采用軸向被動退繞方式，上方過張力控制器，下方張力牽伸1.02～1.07倍之間；三羅拉裝置長絲采用主動退繞方式，張力牽伸1.03～1.09倍之間；內置裝置長絲經過張力碗，主要生產賽絡菲爾紗。DTY長絲采用置頂式紗架，上張力偏小控制，下張力偏大控制。長絲筒比較松軟的時候，盡量不要使用三羅拉裝置。細紗機臺與機臺存在差異，張力不是固定不變的，根據包覆效果調整張力牽伸大小。

生產注意事項：做好長絲的質量把關工作，對于黏連絲、多頭絲、成形不良絲、混批絲要及時處理。在長絲包芯紗的紡制過程中，長絲退繞張力的控制是十分關鍵的環節[4]，保證長絲退繞張力要平穩均勻，無阻力[5]，采用張力儀器檢測張力的一致性，或用手指頭輕觸長絲，能感知到絲在運行中張力突變的問題。針對長絲張力的差異，加強對橡皮紗的把關。包白長絲品種用做染色紗，每個捻結都是1個疵點，而且無法修復，管紗容量盡量大，后紡捻接偏松控制，能夠修復的疵點就不打結，保證露白疵點數量在可控范圍內。同一品種若不能在相同長絲裝置機臺上生產，需對照包覆效果，測試成紗指標是否一致，最好做織布試驗，對比布幅和縮水率的差異。

2.2 長絲裝置類型及特點

雙芯紗需要2種不同的長絲，有不同的彈性系數，分別由獨立的傳動系統控制，而長絲需要額外的裝置。若長絲張力控制不好，造成芯絲外露，或有“掛絲”造成包覆不良，產品將在染整工序中產生質量疵點[6-7]。3種長絲裝置及特點分別介紹如下。

①頂置式裝置。安裝在細紗粗紗紗架上方，所以叫做頂置式裝置，該種裝置的優勢是能夠懸掛任何形狀的長絲，適用范圍寬，缺陷是長絲被動退繞，張力控制難度大，距離地面接近4 m，工人操作難度大。長絲筒子最大直徑260 mm，芯絲順暢地穿過獨立導絲管，從長絲筒被引導傳送到張力控制器。此裝置也可以生產長絲包芯紗、雙芯紗、三芯紗等各類含長絲包芯紗。

②三羅拉裝置。安裝在細紗粗紗紗架中，總共3層羅拉，上面2層放置長絲筒，最下面一層放氨綸絲，所以叫做三羅拉裝置。導絲羅拉能夠輸送長絲和氨綸絲，實現主動退繞。該裝置能夠很好地控制張力，且裝置位置低，擋車工更容易更換絲筒，維修也更加方便。缺陷是對長絲的卷裝長度有要求，優勢是這種裝置長絲張力恒定，錠間差異小，一致性好，適合做染色用紗。

③內置裝置。用于吊頂固定芯絲，芯絲直徑大約140 mm(根據細紗機錠距而定)，紗架被安裝在細紗機原紗架的內部，一般用于無彈性和管紗狀長絲的生產，用包纏等方式生產復合紗。

3種裝置能夠根據紗線的需求，紡出不同的紗線。品種轉換方便，如將氨綸絲和長絲包覆在其中紡出雙芯紗，將氨綸絲包覆其中紡出傳統的包芯紗，將長絲包覆其中紡出長絲包芯紗。頂置式裝置長絲張力控制辦法:芯絲張力牽伸可以設定，通過溝槽羅拉帶動膠輥羅拉，實現對芯絲的張力控制。雙包芯紗要求長絲精確喂入，是因為雙包芯長絲的比例與包單根氨綸絲相比變得很高，芯絲有任何的偏離都會有明顯的露白，斷絲率也會相應增加。導絲輪應能夠有效控制長絲和氨綸絲，而且不能停止轉動，否則將會因與長絲間的摩擦而損傷絲，并導致意外牽伸。選配自動橫動裝置，將大大延長皮輥和膠圈的使用壽命。使用芯絲托架，輸送羅拉的轉速很高，斷頭后芯絲抬起，防止纏繞，開車時逐個接頭。光學感應能夠監測每一錠的長絲是否發生斷頭，如果任意長絲斷頭后，粗紗中止喂入，通過一個高強度的LED燈及時通知擋車工。由于機械故障少數的幾個錠子造成了大多數斷頭的頻發，通過顯示屏能夠及時發現落后錠子，提高生產效率。

2.3 紡紗方法

2.3.1 長絲包芯紗

采用三羅拉裝置生產，把T400類長絲筒子放置導絲羅拉，通過伺服電動機使輥筒上的長絲筒子主動退繞，通過導絲桿引入膠輥上方的導絲羅拉上，通過導絲羅拉喂入前鉗口，二者從前羅拉輸出后一起加捻卷繞到管紗上，形成長絲包芯紗。長絲包芯紗可以采用置頂式和三羅拉式裝置生產，長絲可以包括T400，錦綸長絲，DTY長絲等各類長絲。

2.3.2 空芯紗

采用置頂式裝置生產，水溶性維綸絲筒子懸掛在紗架上，芯紗通過導絲管被引導傳送到張力控制器，通過導絲羅拉喂入前鉗口，二者從前羅拉輸出后一起加捻卷繞到管紗上，形成水溶性維綸絲包芯紗?？招炯喛梢圆捎弥庙斒胶腿_拉式裝置生產，芯絲為水溶性維綸長絲或維綸短纖維紗。

2.3.3 芯紗包芯紗

采用置頂式裝置生產，短纖維紗筒子懸掛在紗架上，芯紗通過導絲管被引導傳送到張力控制器，通過導絲羅拉喂入前鉗口，二者從前羅拉輸出后一起加捻卷繞到管紗上，形成短纖維包芯紗。短纖維包芯紗可以采用置頂式和三羅拉式裝置生產，芯紗為纖維素短纖維紗，纖維可以是棉纖維、萊賽爾纖維、粘膠等，芯紗捻系數在250～450之間，捻向可以是Z捻也可以S捻，為芯紗纖維素纖維紗線與外包棉纖維復合紗，皮芯結構內外纖維間應力平衡，根據客戶用途選擇芯紗和總紗支的捻向與捻度，復合紗的強力與芯紗捻向和強力直接相關，采用不同工藝，復合紗風格不一樣。

2.3.4 賽絡菲爾紗

采用內置裝置生產，在細紗機的粗紗架吊頂上懸掛長絲筒子，長絲筒子被動引出后經過導絲桿，通過張力裝置和導絲羅拉喂入前鉗口，長絲喂入位置在粗紗須條右側4 mm處，二者從前羅拉輸出后匯聚到一點，一起加捻卷繞到管紗上，形成短纖維和長絲復合紗。賽絡菲爾紡可以采用內置裝置、三羅拉裝置和頂置式裝置生產，長絲可以包括T400、錦綸長絲、DTY長絲等各類長絲。如果將水溶性維綸長絲放在棉纖維須條的右側，由其包纏棉纖維，以長絲的強力和包纏來實現所紡無捻棉紗的強力和耐磨性，可實現在細紗機上一次性紡制無捻紗[8]。

2.3.5 包芯包纏紗

包芯包纏紗每錠都是1根粗紗和2根長絲喂入，吊錠數須增加，采用平行10列吊頂粗紗架，長絲從吊錠引出后，經過導絲桿，通過張力裝置和導絲羅拉喂入前鉗口，單根粗紗須條經喇叭口由后羅拉喂入牽伸區，一根長絲喂入位置在粗紗須條中間為包芯絲，另一根長絲在粗紗右側為包纏絲，三者從前羅拉輸出后一起加捻卷繞到管紗上，形成包芯包纏紗。包芯包纏紗可以采用內置裝置生產，長絲可以包括T400、錦綸長絲、DTY等各類長絲。

2.3.6 嵌入紡紗

嵌入紡每錠都是2根粗紗和2根長絲喂入,分別纏繞后合股成為1根復合紗，吊錠數需增加，2根長絲復倒在同一筒子上，需對粗紗吊錠進行改造。嵌入紡可以采用內置裝置生產，長絲可以包括T400、錦綸長絲、DTY等各類長絲。

2.3.7 內置式裝置生產控制要點

賽絡菲爾紡和嵌入紡等是采用內置式裝置生產，控制要點如下：芯絲為復倒絲，質量一定要好，芯絲統一、不存在單股、多股、脫圈等現象。長絲被動退繞，吊頂要靈活，長絲過張力控制器時，須在張力盤中間繞一圈，以防停車時長絲彈出張力盤。嵌入紡喇叭口間距要合理，以防纖維散失。保證絲的包覆效果統一，避免紗線色差。隨換絲時做好張力控制器、羅拉牽伸區等部位清潔工作，并及時按照周期更換鋼絲圈。

2.3.8 低彈性長絲包芯紗質量指標對比

表2中9組試驗，試驗1#、3#、4#、7#用相同粗紗工藝生產，試驗2#、5#、6#、8#、9#用相同粗紗工藝生產，在各自紡紗方式下生產的包芯紗，具體成紗指標見表2。

可知：①試驗4#和1#對比可知，長絲包芯紗與普通紗線對比強力下降2.3%，斷裂伸長率提高61.0%，條干提高7.9%。該紗比同細度普通紗線強力稍低，斷裂伸長率高，條干好，主要用于牛仔彈力面料的生產。②由試驗5#和2#對比可知，賽絡菲爾紡紗與普通紗線對比強力提高2.9%，斷裂伸長率提高328%，條干提高21.6%，毛羽提高32.6%，該紗線條干好，強力高，毛羽少，耐磨性好，主要用于戶外防護服的生產。③由試驗6#和1#對比可知，空芯紗與普通紗線對比強力下降23.5%，斷裂伸長率提高49.3%，條干提高6.0%。該紗線條干好，布面經后整理可以把芯絲溶去形成空芯紗，該紗線中空，柔軟，吸水性好，主要用毛巾類等柔軟性面料的生產。④由試驗7#和3#對比可知，芯紗包芯紗與普通紗線對比強力下降13.7%，捻度下降11.2%，條干下降20.1%，毛羽下降10.1%。該紗線捻度低，紗線柔軟，主要用于手感柔軟、豐滿面料的生產。⑤由試驗8#和2#對比可知，嵌入紡紗與普通紗線對比強力提高3.4%，斷裂伸長率提高32.4%，條干提高17.4%，毛羽提高19.6%，該紗強力高，斷裂伸長率高，條干好，毛羽少，耐磨性好。⑥由試驗9#和2#對比可知，包芯包纏紗與普通紗線對比強力下降2.3%，斷裂伸長率提高35.1%，條干下降2.9%，毛羽下降30.4%。該紗強力高，斷裂伸長率高，條干好，毛羽少，織物耐磨性好。

3 細紗工序長絲和氨綸絲結合

傳統的彈性包芯紗在生產高彈力的面料時，雖然具有高彈力，但是防變形能力差，捻接顯現率高，尺寸穩定性有限，而且適用于紡緯紗，在經紗上很難應用。將氨綸絲和長絲2種高質量的芯絲結合形成雙芯紗或三芯紗，隨著雙絲包芯紗的引入，這些問題得到了有效的解決[9]，成紗既有氨綸絲高彈的特性，又有T400長絲防變形的特性。

3.1 包空包絲紗

采用置頂式裝置生產，空包絲筒子懸掛在紗架上，芯紗通過上張力控制器，經導絲管被引導傳送到下張力控制器，通過導絲羅拉喂入前鉗口，二者從前羅拉輸出后一起加捻卷繞到管紗上，形成包空包絲紗。包空包絲紗可以采用置頂式裝置生產，芯絲為空包絲?？瞻z是將外包纖維長絲與氨綸絲同時牽伸經過一定型號噴嘴，經高壓縮的空氣規律性的噴壓形成節律性的網絡點的紗線。

3.2 雙包芯紗

選用2種不同特性的長絲為芯絲，經加捻紡制而成的紗線[10]。采用三羅拉裝置生產，把T400類長絲筒子放置導絲羅拉上，通過伺服電動機使輥筒上的長絲筒子主動退繞，通過導絲桿引入膠輥上方的導絲羅拉上，氨綸絲經預牽伸，在導絲羅拉與長絲匯合后喂入前羅拉鉗口，二者從前羅拉輸出后一起加捻卷繞到管紗上，形成雙包芯紗。其優點是：每一根長絲單獨牽伸，并一起喂入細紗牽伸系統，由包覆纖維包覆。雙包芯紗采用三羅拉式裝置生產，長絲是T400等滌綸低彈絲，與氨綸長絲形成較強功能互補，織成的織物持久不變形。

3.3 三芯紗

三芯紗采用2根氨綸絲加1根長絲紡出的包芯紗，可以生產超強彈力織物，三芯紗的生產有以下2種方式。

方式1：空包絲加氨綸絲，在細紗機的粗紗架上方懸掛空包絲筒子，芯紗被動引出后經過上張力裝置，通過導絲管被引導傳送到下張力控制器，氨綸絲經預牽伸，在導絲羅拉與長絲匯合后喂入前羅拉鉗口，二者從前羅拉輸出后一起加捻卷繞到管紗上，形成三芯紗。

方式2：2根氨綸絲加1根長絲的裝置，該裝置就是雙氨綸包芯紗裝置和頂置式裝置的組合。在細紗機的粗紗架上方懸掛長絲筒子，芯紗通過導絲管被引導傳送到下張力控制器，2根氨綸絲放置在各自導絲輥上，經預牽伸后在導絲輪與長絲匯合后喂入前羅拉鉗口，二者從前羅拉輸出后一起加捻卷繞到管紗上，形成三芯紗。其優點是：氨綸絲喂入線速度恒定、氨綸絲張力較穩定，從而穩定地實現外包纖維對雙氨綸絲的包覆，消除了因氨綸絲張力波動產生包覆方面的問題。存在的問題有：因同臺車需放置3種絲，質量隱患增加，放絲時必須按工藝單要求操作，值車工勞動強度增加，看臺面減少，日常了機換絲及換粗紗時間延長1倍以上，生產效率大幅降低。

3.4 低彈絲與氨綸長絲組合包芯紗質量指標對比

低彈絲與氨綸長絲組合包芯紗的質量指標對比見表3。由表3可知，6組試驗在成紗線密度一致的情況下，芯紗含絲量越大，去絲后紗的線密度越低，成紗強力越低，即10#>12#>11#>14#>13#>15#；對比試驗13#和14#可知，長絲類型不同，長絲強力越高(T400>DTY)，成紗強力越高。在捻度方面，包芯紗捻度差異不大，平均61捻/(10 cm)左右，較普通賽絡紡紗提高17.2%。條干水平差異不大。

表3 低彈絲與氨綸長絲組合包芯紗質量指標對比

4 捻線工序

4.1 單紗長絲復合紗

在捻線機的紗架上懸掛長絲和單紗筒子，分別進行張力控制，長絲在右邊，單紗在左邊，經過加捻卷繞到管紗上，形成復合紗。長絲可以是滌綸長絲、錦綸長絲，水溶性維綸長絲等，以上長絲形成的復合紗，紗線特點都不一樣。以24.3 tex棉紗+50D(5.56 tex)水溶性維綸長絲為例，50D(5.56 tex)水溶性維綸長絲與棉紗合股，合股捻度與單紗捻度基本一致?？棾煽椢锖螅斔苄跃S綸長絲溶解后，棉紗紗體直徑增大，纖維之間空隙加大，增加了紗線及織物的儲水空間，該紗手感柔軟、吸水性好，可以作為毛巾類織物用紗。

4.2 2根單紗包芯紗

在捻線機的紗架上懸掛長絲和單紗筒子，捻線每錠都是1根長絲和2根單紗喂入，分別進行張力控制，長絲位于2根單紗之間，經過加捻卷繞到管紗上，形成復合紗。芯絲可以是長絲也可以是氨綸絲，以包芯長絲為例，27.8 tex×2精梳棉紗+7.78 tex(1F)錦綸長絲，用此紗織布后做成服裝，利用化學試劑把服裝局部棉纖維溶掉，剩余錦綸長絲，在布面形成鏤空效果，非常美觀。

5 結束語

對包芯紗服裝面料領域購買力的趨向性研究，顯示購買緊身褲，超彈以及瘦腿褲的趨勢很高。購買者優先考慮否合身、持久保形兩方面，針對這些特定需求，對包芯紗提出了更高的要求。通過對現有氨綸絲和長絲的不同組合，包芯紗的生產方式、紗線特點和用途進行了全面分析和研究，為下一步開發新產品提供方法，對促進包芯紗新技術、新設備的發展有著十分現實而重要的意義。