雪尼爾紗形態結構時序化調控機理及其紡制

摘 要： 針對傳統雪尼爾紡紗對紗線的形態、結構及色彩調控的局限性，構建了一個六軸聯控的多自由度雪尼爾紡紗系統，增設了飾紗輸出羅拉，實現對雪尼爾紡紗機飾紗回轉頭、飾紗喂入裝置、芯紗輸出裝置、隔距片升降裝置、錠子、鋼領板升降裝置等成紗部件獨立驅動，并提出了雪尼爾紗結構參數的影響因素及調控機理；通過對線密度恒定或變化、飾紗長度恒定或變化、飾紗排列密度恒定或變化、捻度恒定或變化的雪尼爾紗進行時序化模型構建，設計了5大類具有不同結構參數時序化分布的雪尼爾紗；基于形態結構時序變化的雪尼爾紗模型，紡制了3種具有特殊外觀形態和結構的雪尼爾紗。紡紗實驗結果表明：基于六軸聯控的雪尼爾紡紗系統運行良好，可實現柔性紡紗。研究結果可擴展雪尼爾紗產品的應用領域，提升雪尼爾紗服飾產品的核心競爭力。

關鍵詞： 雪尼爾紗；紡紗系統；結構參數；時序化調控機理；工藝設計

中圖分類號： TS195.644""" 文獻標志碼： A""" 文章編號： 1009-265X（2025）01-0021-09

雪尼爾紗線是用兩根相互加捻的芯線夾持垂直喂入的飾紗并使其以螺旋狀分布在紗線長度方向，形成類似毛毛蟲外觀形態的紗線。雪尼爾紗線絨毛蓬松，手感柔軟，制成的織物具有較強的立體感和保暖性^［1-2］。雪尼爾紗線具有廣泛的應用范圍，包括外衣面料、室內裝飾和汽車內飾等，多用于生產高附加值的特種針織和梭織面料^［3］。但基于傳統的采用單電機驅動的紡紗模式，對雪尼爾紗的形態、結構及色彩的調控具有較大的局限性^［4］。如何突破傳統技術的局限性，紡制出形態、結構及色彩時序變化的花式雪尼爾紗，同時實現雪尼爾紗的柔性化設計和多元化生產，是擴展雪尼爾紗產品的應用領域、提升雪尼爾紗服飾產品核心競爭力的關鍵。

1 雪尼爾紗及其分類

一般用雪尼爾紗的線密度、飾紗長度（雪尼爾紗直徑）、飾紗排列密度、捻度、顏色分布等參數對雪尼爾紗的形態、結構及色彩進行表征^［5］。根據雪尼爾紗形態結構的特點可進行不同的分類。

雪尼爾紗線的分類，按線密度可分為線密度恒定的雪尼爾紗與線密度變化的雪尼爾紗；按雪尼爾飾紗長度，可分為飾紗長度（直徑）恒定的雪尼爾紗與飾紗長度（直徑）變化的雪尼爾紗；按雪尼爾紗飾紗排列密度，可分為飾紗排列密度恒定的雪尼爾紗與飾紗排列密度變化的雪尼爾紗；按雪尼爾紗捻度，可分為捻度恒定的雪尼爾紗與捻度變化的雪尼爾紗；按雪尼爾紗形態，可分為竹節型雪尼爾紗、大肚型雪尼爾紗、菊花型雪尼爾紗、泡泡型雪尼爾紗、球型雪尼爾紗；按雪尼爾紗飾紗色彩，可分為單色雪尼爾紗、段彩雪尼爾紗、漸變雪尼爾紗、彩點雪尼爾紗、夾花雪尼爾紗；按照雪尼爾紗支數，可分類為細支雪尼爾紗、中支雪尼爾紗、粗支雪尼爾紗等^［6］。

2 數控雪尼爾紡紗機組成及調控機理

2.1 數控雪尼爾紡紗機組成及其工作原理

本文構建的數控雪尼爾紡紗平臺是由紡紗機械系統、伺服驅動系統和控制系統組成^［7-8］，如圖1所示。紡紗機械系統包含雪尼爾紗的加捻和卷繞裝置、飾紗回轉頭、飾紗喂入羅拉、芯紗輸出羅拉、隔距片升降裝置等；伺服驅動系統又包含伺服驅動器、變頻器、伺服電機等；控制系統包含了上位機觸摸屏、下位機可編程控制器（PLC）和控制程序軟件等裝置。數控雪尼爾紡紗平臺與傳統的雪尼爾紡紗不同，它的回轉頭轉速、飾紗喂入速度、芯紗輸出速度、隔距片的升降、錠子轉速、鋼領板的升降由各自對應的伺服電機獨立驅動，由PLC協同控制，實現多品種、多參數雪尼爾紗的柔性化紡紗。

與原有的五軸聯控雪尼爾紡紗系統相比，本文提出的六軸聯控雪尼爾紡紗系統將原來的一對羅拉同步控制飾紗與芯紗的輸出進行改進，增設了飾紗輸出羅拉與芯紗輸出羅拉，并通過飾紗羅拉控制飾紗的輸出，通過芯紗羅拉控制芯紗的輸出，提高了機構控制的自由度。同時，由于可以獨立控制飾紗與芯紗的輸出，通過芯紗輸出與加捻配合調控雪尼爾紗的捻度，通過調控飾紗輸出速度的快慢調控雪尼爾紗飾紗排列密度，通過調控飾紗輸出與停頓的不同輸出狀態調控形成泡泡雪尼爾紗、菊花雪尼爾紗、大肚雪尼爾紗等形態。此外，原有的雪尼爾紡紗系統不能協同調控雪尼爾紗形態結構參數，紡制的雪尼爾紗形態結構參數調控范圍較小，形態結構的種類較為單一，而六軸聯控雪尼爾紡紗系統解決了這一問題，可協同調控雪尼爾紗的多種形態結構參數，使紡制的雪尼爾紗形態結構參數調控的范圍更大，形態結構的種類更加豐富。雪尼爾紡紗機是由飾紗的纏繞與割斷系統、飾紗喂入系統、芯紗喂入系統、芯紗加捻系統、雪尼爾紗卷繞系統等5部分組成。如圖2所示，飾紗的纏繞與割斷系統由飾紗回轉頭、隔距片、刀片組成；飾紗喂入系統由飾紗喂入羅拉、喂入皮輥組成；芯紗喂入系統由芯紗輸出羅拉、輸出皮輥組成；芯紗加捻系統和雪尼爾紗卷繞系統由錠子、鋼領板升降裝置組成。雪尼爾紡紗機工作時，通過飾紗回轉頭以一定的角速度纏繞在隔距片上，隨著飾紗喂入皮輥的回轉，將纏繞在隔距片上的飾紗一方面被切斷，另一方面使飾紗與芯紗以相互垂直的狀態推向上下芯紗的捻合點，經加捻形成毛毛蟲狀雪尼爾紗線^［9-10］。其中，飾紗長度（雪尼爾紗的直徑）由隔距片頸部寬度等決定；飾紗的排列密度由回轉頭角速度、芯紗輸出速度、飾紗喂入速度等決定；雪尼爾紗的線密度由飾紗長度、飾紗排列密度等決定；雪尼爾紗的捻度由錠子轉速、芯紗輸出速度等決定^［11-13］。

2.2 雪尼爾紗形態結構調控機理

雪尼爾紗形態結構參數包括雪尼爾紗的線密度、飾紗排列密度、直徑、捻度、螺旋距等^［14］。當改變其飾紗排列規律、飾紗長度、捻度等參數時，就會導致雪尼爾紗形態結構的變化^［15］。目前，市場流行的幾種雪尼爾紗主要有竹節型、大肚型、菊花型、珠珠型、泡泡型、球型等幾種形態結構的雪尼爾紗，通?？赏ㄟ^獨立控制芯紗喂入與飾紗喂入的規律實現。例如，在保持芯紗喂入速度恒定的情況下，通過改變飾紗喂入的速度，使喂入速度產生變快、變慢或停頓的變化，從而使雪尼爾紗產生竹節、大肚、菊花、珠珠、泡泡、球型等特殊形態。

設雪尼爾紗總線密度為ρy，芯紗線密度為ρy1，捻度為TW；單根飾紗線密度為ρs，雪尼爾紗飾紗同時輸入根數為α，飾紗羅拉表面單位長度輸出飾紗密度為λs，飾紗排列密度為λ；雪尼爾紗直徑為d，隔距片寬度為δ，隔距片厚度為ε，飾紗長度為ζ；飾紗回轉頭轉速為ωr，飾紗輸出速度為Vr，飾紗停喂時間為tr，芯紗輸出速度為Vx，錠子回轉速度為nd。設雪尼爾紗捻縮修正系數為φ，飾紗長度的修正系數為μ，飾紗排列密度的修正系數為η^［16］。

2.2.1 飾紗排列密度的調控機理

2.2.1.1 芯紗恒速喂入、飾紗變速喂入

當芯紗恒速喂入、飾紗恒速喂入，則飾紗排列密度保持恒定，一般用來生產線密度恒定的雪尼爾紗；當增大飾紗喂入速度，則飾紗排列密度會增大，一般用來生產竹節型雪尼爾紗；當減小飾紗喂入速度，則飾紗排列密度會減小，一般用來生產細節型雪尼爾紗。

在ωr×t×α=10×∑ n i=1 Vri×ti×λsi（t=∑ n i=1 ti）的前提下，假定紡紗過程中回轉頭轉速ωr與芯紗輸出速度Vx為常量，隨著飾紗喂入速度（Vr+ΔVr）、飾紗停喂時間（tr+Δtr）的變化導致飾紗根數密度（λs+Δλs）的變化，從而導致飾紗排列密度（λ+Δλ）的變化。

已知飾紗排列密度λ= Vr×λs Vx ，可得式（1）—（2）：

λs+Δλs= ωr×（tr+Δtr）×α 10×（Vr+ΔVr）×t" （1）

λ+Δλ= （Vr+ΔVr）×（λs+Δλs） Vx" （2）

可定義雪尼爾紗飾紗排列密度的變化量，得式（3）：

Δλ= （Vr+ΔVr）×（λs+Δλs）-Vr×λs Vx" （3）

設飾紗羅拉與芯紗羅拉表面線速度速度比為K=Vr/Vx。 當K變化時，雪尼爾紗的飾紗排列密度會發生變化，其形態結構也隨之變化。如式（4），當飾紗喂入速度間歇變化時，可得到飾紗排列密度連續變化的雪尼爾紗（疏密突變型-菊花雪尼爾紗）。

Ki=

C1（i=2τ-1）

C2（i=2τ）"""" C1，C2為常數

當n為偶數，τ=1，2，…，n/2

當n為奇數，τ=1，2，…，（n+1）/2""" （4）

2.2.1.2 芯紗恒速喂入、飾紗斷續喂入

當芯紗恒速喂入、飾紗斷續喂入，則飾紗排列密度間斷變化，當飾紗喂入速度為0時，則飾紗排列密度為0，一般用來生產線泡泡型雪尼爾紗。如式（5），當飾紗喂入速度忽停忽轉時，即可得到飾紗排列密度不連續變化的雪尼爾紗（泡泡狀突變型-泡泡雪尼爾紗）。

Ki=

0（i=2τ-1）

C（i=2τ）"""" C為常數

當n為偶數，τ=1，2，…，n/2

當n為奇數，τ=1，2，…，（n+1）/2""" （5）

2.2.1.3 芯紗變速喂入、飾紗恒速喂入

當芯紗變速喂入、飾紗恒速喂入，則飾紗排列密度連續變化。當芯紗輸出速度忽快忽慢時，一般用來生產線大肚型雪尼爾紗；當芯紗斷續喂入時，一般用來生產菊花型雪尼爾紗。

假定紡紗過程中回轉頭轉速ωr與飾紗喂入速度Vr為常量，隨著芯紗輸出速度（Vx+ΔVx）的變化導致飾紗排列密度（λ+Δλ）的變化。

已知飾紗排列密度λ= ωr×α Vx ，可得雪尼爾紗飾紗排列密度的變化量Δλ如式（6）：

Δλ= ωr×α Vx+ΔVx - ωr×α Vx" （6）

2.2.2 雪尼爾紗飾紗長度的調控機理

影響雪尼爾紗飾紗長度變化的因素主要為隔距片寬度。在紡紗過程中，隔距片寬度（δ+Δδ）的變化導致飾紗長度（ζ+Δζ）的變化，可得式（7）：

Δζ=Δδ+ε （7）

通過伺服電機驅動調整隔距片高低位置，提高隔距片位置會減小隔距片寬度，導致飾紗長度變短；降低隔距片位置會增大隔距片寬度，導致飾紗長度變長，因此通過調整隔距片位置的高低來調整雪尼爾飾紗長度的變化，進一步調整雪尼爾紗直徑的變化，并通過調控隔距片升降的運動規律來調控雪尼爾飾紗長度（直徑）的變化規律。

例如在紡紗過程中，將標準位置上的隔距片緩慢降低到指定位置再將其對稱性地緩慢提升至標準位置，可生產對稱型大肚雪尼爾紗；也可將標準位置上的隔距片緩慢降低到指定位置再將其突然提升至標準位置，或將標準位置上的隔距片快速降低到指定位置再將其緩慢提升至標準位置，可生產非對稱型大肚雪尼爾紗。

2.2.3 雪尼爾紗捻度的調控機理

影響雪尼爾紗捻度變化的因素主要為芯紗輸出速度。

假定在紡紗過程中錠子速度nd為常量，只改變芯紗輸出速度（Vx+ΔVx），此時雪尼爾紗的捻度（TW+ΔTW）會發生改變，可定義雪尼爾紗捻度的變化量ΔTW如式（8）：

ΔTW= nd Vx+ΔVx - nd Vx" （8）

由式（8）可知，隨著芯紗輸出速度的增加，雪尼爾紗捻度會降低。

3 雪尼爾紗形態結構的時序化設計

3.1 雪尼爾紗形態結構參數的時序化表征

隨著紡紗技術的進步，出現了具有新型形態結構的雪尼爾紗，通過保持芯紗喂入速度恒定，只改變飾紗喂入的速度，使其產生變快、變慢或停頓的變化，從而生產竹節、大肚、菊花、珠珠、泡泡、球型等特殊形態的雪尼爾紗。

紡紗過程的時間序列ti構建如式（9）：

t0=0

τi=ti-ti-1

ti=τ1+τ2+…+τn=∑ni=1τi≤T

（i=1，2，…，n-1，n） （9）

雪尼爾紗的段長序列構建如式（10）：

S0=0

li=Si-Si-1

Si=l1+l2+…+ln=∑ni=1li≤L" （i=1，2，…，n-1，n） （10）

雪尼爾紗飾紗排列密度時序分布函數構建如式（11）：

λ（t）=λi （ti-1≤t≤ti，i=1，2，…，n-1，n） （11）

雪尼爾紗線密度時序分布函數構建如式（12）：

ρy（t）=ρyi （ti-1≤t≤ti，i=1，2，…，n-1，n） （12）

雪尼爾紗直徑分時序分布函數構建如式（13）：

d（t）=di （ti-1≤t≤ti，i=1，2，…，n-1，n） （13）

雪尼爾紗螺旋距時序分布函數構建如式（14）：

L（t）=Li （ti-1≤t≤ti，i=1，2，…，n-1，n） （14）

雪尼爾紗捻度時序分布函數構建如式（15）：

TW（t）=TWi （ti-1≤t≤ti，i=1，2，…，n-1，n） （15）

雪尼爾紗線是細而長的纖維集合體，其結構參數包括：線密度、直徑、飾紗排列密度、捻度、螺旋距等，他們決定了雪尼爾紗線的形貌（粗細變化）、風格、力學性能（捻度）等性質。紗線的數字化模型是以其時序化結構參數為載體的數字化模型，表達紗線宏觀形貌特征的參數稱為紗線的結構參數。具體包括：雪尼爾紗線密度ρy（t）、直徑d（t）、飾紗排列密度λ（t）、捻度TW（t），螺旋距L（t），段長S（t）。可表達為：

Y（t） =［ρy（ti），d（ti），λ（ti），TW（ti），L（ti），S（ti），ti］ （ti-1≤t≤ti，i=1，2，…，n-1，n） （16）

或者用矩陣表示如式（17）：

Y（t） =

ρy（t1） d（t1） λ（t1） TW（t1） L（t1） S（t1） t1

ρy（t2） d（t2） λ（t2） TW（t2） L（t2） S（t2） t2

ρy（ti） d（ti） λ（ti） TW（ti） L（ti） S（ti） ti

ρy（tn－1） d（tn－1） λ（tn－1） TW（tn－1） L（tn－1） S（tn－1） tn－1

ρy（tn） d（tn） λ（tn） TW（tn） L（tn） S（tn） tn

ti-1≤t≤ti，

i=1，2，…，n-1，n"""" （17）

3.2 結構參數時序變化的雪尼爾紗設計

結構參數時序變化可以分為：結構參數恒定、飾紗排列密度時序變化、捻度時序變化、捻度及飾紗排列密度時序變化、直徑時序變化以及線密度時序變化。

3.2.1 結構參數恒定的雪尼爾紗設計

飾紗排列密度恒定λ（t）=λ0、捻度恒定TW（t）=TW0、線密度恒定ρy（t）=ρy0、直徑恒定d（t）=d0的雪尼爾紗，其結構參數的分布規律如式（18）所知，外觀形態結構如圖3所示。

Y（t） =［ρy0，d0，λ0，TW0，ti］（ti-1≤t≤ti，i=1，2，…，n-1，n） （18）

3.2.2 飾紗排列密度時序變化的雪尼爾紗設計

當雪尼爾紗飾紗排列密度分布規律時序變化、其它結構參數恒定時，可將雪尼爾紗結構參數的時序變化規律表達為式（19）。當n=3時，其外觀結構如圖4所示。

λ（t）=" λ1" 0≤tlt;t1

λ2" t1≤tlt;t2

…

λi" ti-1≤tlt;ti

…

λn-1 tn-2≤tlt;tn-1

λn" tn-1≤tlt;tn" （i=1，2，…，n-1，n） （19）

圖4 飾紗排列密度時序變化的雪尼爾紗

Fig.4 Chenille yarn with time-varying density of pile yarn arrangement

當其它結構參數恒定，飾紗排列密度一段恒定、一段為0時，可將雪尼爾紗結構參數的時序變化規律表達為式（20），則可形成外觀結構如圖5所示泡泡雪尼爾紗。

λ（ti）=

λi（i=2τ-1）

0（i=2τ） """ 當n為偶數，τ=1，2，…，n/2

當n為奇數，τ=1，2，…，（n+1）/2""" （20）

圖5 泡泡雪尼爾紗

Fig.5 Bubble chenille

3.2.3 捻度時序變化的雪尼爾紗設計

當 雪尼爾紗捻度分布規律時序變化、其它結構參數恒定時，可將雪尼爾紗結構參數的時序變化規律表達為式（21）。當n=3時，外觀結構如圖6所示。

TW（t）=" TW1" 0≤tlt;t1

TW2" t1≤tlt;t2

…

TWi" ti-1≤tlt;ti

…

TW（n-1） tn-2≤tlt;tn-1

TWn" tn-1≤tlt;tn" （i=1，2，…，n-1，n）" （21）

3.2.4 捻度及排列密度時序變化的雪尼爾紗設計

當雪尼爾紗捻度及飾紗排列密度分布規律時序變化、其它結構參數恒定時，可將雪尼爾紗結構參數的時序變化規律表達為式（22）。當n=3時，其外觀結構如圖7所示。

［λ（t），TW（t）］=

（λ1，TW1）" 0≤tlt;t1

（λ2，TW2） t1≤tlt;t2

…

（λi，TWi） ti-1≤tlt;ti

…

（λn-1，TW（n-1）） tn-2≤tlt;tn-1

（λn，TWn）" tn-1≤tlt;tn" （i=1，2，…，n-1，n）" （22）

3.2.5 飾紗長度時序變化的雪尼爾紗設計

當雪尼爾紗飾紗長度分布規律時序連續變化、其它結構參數恒定時，可將雪尼爾紗結構參數的時序變化規律表達為式（23）。當n=3時，其外觀結構如圖8所示。

ζ（t）=" ζ1" 0≤tlt;t1

ζ2" t1≤tlt;t2

…

ζi" ti-1≤tlt;ti

…

ζn-1 tn-2≤tlt;tn-1

ζn" tn-1≤tlt;tn" （i=1，2，…，n-1，n） （23）

當其它結構參數恒定，雪尼爾紗飾紗長度先增加后減小，可將雪尼爾紗結構參數的時序變化規律表達為（24）。當飾紗長度逐漸增加至指定長度后又緩慢減小至原來長度，可得到外觀結構如圖9所示的對稱型大肚雪尼爾紗。

ζ（ti）=

ζ2-ζ1 ti-ti-1 （x-ti-1）+d1 bmod（i，3）=2

ζ1-ζ2 ti-ti-1 （x-ti-1）+d2 bmod（i，3）=0

ζ1"""" """" bmod（i，3）=1" （ti-1≤x≤ti）" （24）

當飾紗長度快速增加至指定長度后又緩慢減小至原來長度或逐漸增加至指定長度后又快速減小至原來長度，可得到外觀結構如圖10所示的非對稱型大肚雪尼爾紗。

3.2.6 線密度時序變化的雪尼爾紗設計

當雪尼爾紗線密度分布規律時序變化、其它結構參數恒定時，可將雪尼爾紗結構參數的時序變化規律表達為式（25）。當n=4時，其外觀結構如圖11所示。

ρy（ti）=

φρy1+η×ρs×λ×ζ i=4j-3

φρy1+η×ρs×λi×ζi=4j-2

φρy1+η×ρs×λ×ζii=4j-1

φρy1+η×ρs×λi×ζii=4j" "" j=1，2，…，n-1，n

i=1，2，…，4n-1，4n

ti-1≤t≤ti"""" （25）

4 特殊結構雪尼爾紗的紡制

本文重點討論泡泡雪尼爾紗、菊花雪尼爾紗、大肚雪尼爾紗的形態結構調控技術。

4.1 泡泡雪尼爾紗的紡制

泡泡雪尼爾紗是通過飾紗羅拉以較慢且固定的頻率進行停頓、喂入這兩種狀態的切換，將飾紗非連續地堆積在芯紗上，在芯紗的加捻力作用下，非連續堆積的飾紗扭結成球形的纖維團，像一個一個泡泡分散排列在芯紗上。泡泡雪尼爾紗的形態結構特征指標主要為無飾紗段長度、泡泡的長度、直徑以及飾紗排列密度。當紡制球球雪尼爾紗時，可通過變化停喂飾紗時間與喂入飾紗時間的不同匹配，調控雪尼爾飾紗排列密度以及無飾紗段長度。

當飾紗輸出速度不等于芯紗輸出速度時，設定雪尼爾紡紗機回轉頭轉速為150 r/min，錠子轉速為6000 r/min，隔距片寬度為6 mm，芯紗輸出速度為8 m/min，飾紗輸出時間為15 ms，捻度為750 捻/m。已知不同時間段內雪尼爾紗的線密度分別為73、1324 tex，可得到飾紗輸出速度和飾紗停喂時間分布規律，從而計算出不同時間段飾紗排列密度，得到在有飾紗段飾紗排列密度為500 根/cm、無飾紗段長度7.8 cm的泡泡雪尼爾紗，如圖12所示。

4.2 菊花雪尼爾紗的紡制

菊花雪尼爾紗是通過芯紗羅拉以較高的交變頻率進行停頓、喂入這兩種狀態的切換，將飾紗以很小的分離間隙、非連續不規則地排列在芯紗上，在芯紗的加捻力作用下，飾紗扭結成珠珠形的小纖維團，"" 像一朵一朵菊花依次排列在芯紗上，紡制菊花雪尼爾紗。菊花雪尼爾紗的形態結構特征指標主要為菊花及飾紗稀疏段的長度、直徑、飾紗排列密度、捻度。當紡制菊花雪尼爾紗時，可通過變化芯紗羅拉的停轉與運行，調控雪尼爾紗飾紗稀疏紗段的長度及菊花的大小。

設定雪尼爾紡紗機回轉頭轉速為6300 r/min，錠子轉速為3780 r/min， 隔距片寬度為2 mm，同時輸入飾紗根數為2根。已知不同時間段內雪尼爾紗的捻度分別為130、2160 捻/m，雪尼爾紗線密度分別為84、1209 tex，則可得到雪尼爾紡紗機芯紗輸出速度分布規律，從而計算出不同時間段雪尼爾紗飾紗纖維排列根數密度。通過表1中所示參數可紡制出捻度及飾紗纖維排列根數密度時序變化的菊花雪尼爾紗，得到雪尼爾紗如圖13所示。

4.3 大肚雪尼爾紗的紡制

大肚雪尼爾紗是以較慢的芯紗羅拉喂入速度形成大肚雪尼爾紗的粗節，以較慢芯紗羅拉喂入速度形成大肚雪尼爾紗的細節，通過控制兩種喂入狀態""" 的切換周期來調控大肚雪尼爾紗粗細節長度，紡制大肚雪尼爾 紗。大肚雪尼爾紗的形態結構特征指標主要為大肚及基紗段長度、 直徑、飾紗排列密度和捻度。當紡制大肚雪尼爾紗時，可通過芯紗輸出速度的連續變化，調控雪尼爾紗基紗段的長度及大肚的大小。

設定雪尼爾紡紗機回轉頭轉速為16200 r/min，錠子轉速為6300 r/min，隔距片寬度為2 mm，同時輸入飾紗根數為2 根。已知不同時間段內雪尼爾紗的捻度分別為420、2571 捻/m；雪尼爾紗線密度分別為182、1114 tex，則可得到雪尼爾紡紗機芯紗輸出速度分布規律，從而計算出不同時間段雪尼爾紗飾紗排列密度。通過表2中所示參數可紡制出捻度及飾紗排列密度時序變化的大肚雪尼爾紗，得到雪尼爾紗如圖14所示。

5 結論

本文構建了數控雪尼爾紡紗平臺，實現對雪尼爾紗加工工藝參數的單獨調控；增設了飾紗喂入羅拉，實現獨立控制飾紗的輸出與芯紗的輸出；在此基礎上設計了5種不同的結構參數時序變化的雪尼爾紗，利用多種調控手段進行多維度調控，紡制了泡泡雪尼爾紗、菊花雪尼爾紗、大肚雪尼爾紗3種不同時序變化規律的雪尼爾紗線，為后續對結構參數時序變化的雪尼爾紗的生產提供了理論參考。經實驗和分析得到的主要結論如下：

a）基于六軸聯控的雪尼爾紡紗系統運行良好，可實現柔性紡紗；構建的多自由度雪尼爾紡紗機能實現對雪尼爾紗線的線密度、直徑、飾紗排列規律、捻度等結構參數進行有效調控。

b）基于預先設計的雪尼爾紗結構參數，推算了紡制3種雪尼爾紗的工藝參數，紡制的3種形態結構的雪尼爾紗與設計的雪尼爾紗結構參數特征吻合。

然而在實際紡紗過程中，斷續改變芯紗輸出速度，會使雪尼爾紗不同紗段捻度存在差異，使高捻度區的捻度向低捻度區轉移，捻度的變化難以控制，且由于每一捻回夾持飾紗根數的差異，其捻回角也存在差異。因此，如何按照雪尼爾紗線密度變化規律在線調控其捻度，紡制捻應力平衡、不易掉毛的高品質雪尼爾紗，是未來需要研究的問題。

參考文獻：

［1］ EVEN E K， TOKAT S， ZDEMIR . Prediction of chenille yarn and fabric abrasion resistance using radial basis function neural network models［J］. Neural Com-puting and Applications， 2007， 16： 139-145.

［2］ KAPLAN S， STNTAG S， YCEL S B， et al. Improving end use potential of denim fabric in cold climates by chenille yarn［J］. The Journal of the Textile Institute， 2021， 112（1）： 102-108.

［3］ ZERVENT NAL B， KARTAL B， YILN S. The effect of water repellency finishing on selected performance properties of upholstery fabrics produced from chenille yarns［J］. The Journal of the Textile Institute， 2020， 111（9）： 1260-1268.

［4］ 徐天偉，柴璐娜，唐奇，等.含生物可降解聚酯纖維雪尼爾紗的染色性能［J］.現代紡織技術， 2022， 30（5）： 188-196.

XU Tianwei， CHAI Luna， TANG Qi， et al. Research on the dyeing performance of chenille yarn containing biode-gradable polyester fiber［J］. Advanced Textile Technology， 2022， 30（5）： 188-196.

［5］ 任學勤，邱燕茹，蔡彩虹.花式紗線的開發現狀和發展趨勢［J］.紡織導報，2019（6）：18.

REN Xueqin， QIU Yanru， CAI Caihong. Current situation and development trend of fancy yarns［J］. China Textile Leader， 2019（6）： 18.

［6］ 印梅芬，金子敏.雪尼爾紗線/高收縮滌綸裝飾織物的開發［J］.絲綢，2005，42（10）：12-13.

YIN Meifen， JIN Zimin. Development of decorating fabric by chenille yarn and high shrink polyester mixture［J］. Journal of Silk， 2005， 42（10）： 12-13.

［7］ ZHU W， XUE Y， XU Z， et al. Symmetrical circulation gradient color system construction and gradient color yarn spun by a three-channel numerical control spinning system［J］. Textile Research Journal， 2022， 92（11/12）： 2046-2060.

［8］ SUN X， CUI P， XUE Y. Construction and analysis of a three-channel numerical control ring-spinning system for segment colored yarn［J］. Textile Research Journal， 2021， 91（23-24）： 2937-2949.

［9］ FOUDA A， TE ˇ INOV P， KHALIL A， et al. Thermo-physiological properties of polyester chenille single Jersey knitted fabrics［J］. Alexandria Engineering Journal， 2022， 61（9）： 7029-7036.

［10］ 葛文娟.雪尼爾紗線牛仔面料的開發［J］.山東紡織科技，2022，63（6）：13-15.

GE Wenjuan. Development of chenille yarn denim fabric［J］. Shandong Textile Science amp; Technology， 2022， 63（6）： 13-15.

［11］ 譚寶蓮，張道德. 幾種花式紗線的開發與生產［J］. 棉紡織技術，2015，43（10）：41-44.

TAN Baolian， ZHANG Daode. Development and produc-tion of several kinds of fancy yarn［J］. Cotton Textile Technology， 2015， 43（10）： 41-44.

［12］ ILHAN I， BABAARSLAN O. A theoretical approach to pile yarn-shedding mechanism of chenille yarn［J］. Journal of the Textile Institute， 2007， 98（1）： 23-30.

［13］ EVEN E K， ZDEMIR . Evaluation of chenille yarn abrasion behavior with abrasion tests and image analysis［J］. Textile Research Journal， 2006， 76（4）： 315-321.

［14］" LHAN" ， YARAR A Y. Predicting twist contraction in chenille yarn using mathematical and statistical approaches［J］. The Journal of the Textile Institute，2016， 107（9）： 1185-1192.

［15］ EVEN E， ZDEMIR . A study of the basic parameters describing the structure of chenille yarns［J］. Fibres and Textiles in Eastern Europe， 2006， 14（2）： 24-28.

［16］ 林維，薛元，金淑蘭，等.雪尼爾紗形態結構的調控機理及其紡制工藝設計［J］.現代紡織技術， 2023， 31（3）： 36-44.

LIN Wei， XUE Yuan， JIN Shulan， et al. Morphological structure regulation mechanism of the chenille yarn and its spinning process design［J］. Advanced Textile Tech-nology， 2023， 31（3）： 36-44.

Time-sequential regulation mechanism for the morphology and structure of chenille yarns and their spinning production

ZHANG" Danni1，" XUE" Yuan1，" JIN" Shulan2，" LIU" Qunhao2，" LUO" Jun2

（1.College of Textile Science and Engineering， Jiangnan University， Wuxi 214122， China;

2.Jinhua Jieling Housewares Co.， Ltd.， Jinhua 321037， China）

Abstract：

In the traditional single-motor-driven spinning mode， the appearance， structure and color of chenille yarns have great limitations. Through the six-axis linkage control of the multi-degree-of-freedom chenille spinning system， the limitations of traditional craftsmanship can be overcome， allowing for time-sequential regulation of single or multiple structural parameters of chenille yarns. Thus， special chenille yarns with temporally changing morphologies and structures can be spun， and the goal of expanding the application field of chenille yarn products can be achieved， so that the core competitiveness of chenille yarn clothing products can be enhanced.

Based on the six-axis linkage control chenille spinning system， upgrades and modifications were made to the original chenille spinning mechanical system， drive system， and control system， and independent pile yarn output rollers were added， so that the pile yarn and the core yarn could be outputted according to different laws. Simultaneously， through the independent drive of six motors， various components of the chenille spinning machine， such as the rotating head， pile yarn feeding device， core yarn output device， spacer lifting device， spindle and ring frame lifting device could be independently driven. This enables effective adjustment of structural parameters such as linear density， diameter， pile yarn arrangement density and twist of the chenille yarn， ultimately realizing precise control over the molding form and structural changes of chenille yarns in a time-sequential manner.

In addition， based on the chenille yarn spinning platform， the classification of chenille yarns was proposed， and the digital regulation mechanism of structural parameters such as chenille yarns '"" linear density， diameter， pile arrangement， and twist was analyzed. Based on the digital regulation mechanism of chenille yarns， a digital characterization method of chenille yarns with the temporal variation of morphological structural parameters was proposed， and five primary types of chenille yarns were designed， each exhibiting distinct temporal variations in the morphological and structural parameters. Then， based on the pre-designed chenille yarn structure parameters and the five major types of chenille yarns with different time-sequential distribution laws of morphological and structural parameters， chenille yarns with special morphology and structure， including bubble chenille yarns， chrysanthemum chenille yarns， and big-belly chenille yarns， were designed and spun. The results show that the chenille spinning system based on six-axis linkage control operates well and can realize flexible spinning， which helps to promote the development of chenille fancy yarns with diversified styles， forms and colors， and to broaden its application fields.

In summary， the six-axis joint-control multi-degree-of-freedom chenille spinning system， which enables the spinning of chenille yarns with unique morphologies， structures， and color distribution patterns， is applied to the development of woven fabrics， knitted fabrics， tufted fabrics， etc.， greatly enriching chenille apparel fabrics and home furnishing products， and bringing a new visual and tactile style， along with a fresh wearing experience， to chenille textiles.

Keywords：

chenille yarn; spinning system; structure parameters; time-sequential control mechanism; technological" design

基金項目： 金華市級技術創新項目（金經信投資［2021］47號）

作者簡介： 張丹妮（1999—），女，浙江嘉興人，碩士研究生，主要從事數字化紡紗方面的研究

通信作者：" 薛元，E-mail：fzxueyuan@qq.com