馬曉梅，周麗娜，易洪雷，陳偉雄

(1．嘉興學(xué)院，浙江 嘉興 314001；2．浙江省紗線材料成形與復(fù)合加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 嘉興 314001)

?

轉(zhuǎn)杯紡花式紗線的發(fā)展與展望

馬曉梅1，周麗娜1，易洪雷2，陳偉雄2

(1．嘉興學(xué)院，浙江 嘉興 314001；2．浙江省紗線材料成形與復(fù)合加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 嘉興 314001)

文章闡述了轉(zhuǎn)杯紡竹節(jié)紗、轉(zhuǎn)杯紡花色紗、轉(zhuǎn)杯紡混色紗的加工技術(shù)，分析了國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)杯紡花式紗線的研究及發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)轉(zhuǎn)杯紡花式紗線的前景做出了展望。

轉(zhuǎn)杯紡；花式紗；花色紗

隨著紡織科技的不斷進(jìn)步以及生活水平的大幅提高，人們對(duì)紡織品提出了多元化、個(gè)性化、功能化及綠色化等多種要求，對(duì)紗線品種也提出了更高的、多樣性的要求，花式紗線應(yīng)運(yùn)而生?；ㄊ郊喚€是指使用不同色澤或性能特殊的原料，采用專用紡紗設(shè)備、裝置或特種工藝加工而得到具有特種結(jié)構(gòu)和外觀效應(yīng)的紗線，是紗線產(chǎn)品中具有裝飾作用的一類紗線。

目前，按加工方式的不同，花式紗線大致可分為以下幾類：一是采用普通紡紗系統(tǒng)加工的花式線，如鏈條線、金銀線、夾絲線等；二是采用染色方法加工的花色紗線，如混色線、印花線、彩虹線等；三是用花式捻線機(jī)加工的花式線，其中按芯線與飾線喂入速度的不同與變化，又可分為超喂型如螺旋線、小辮線、圈圈線和控制型如大肚線、結(jié)子線等；四是特殊花式線，如雪尼爾線、包芯線、拉毛線、植絨線等；五是利用新型紡紗系統(tǒng)加工的花式線，如轉(zhuǎn)杯竹節(jié)紗、噴氣渦流彩點(diǎn)紗、摩擦紡花式紗等。

轉(zhuǎn)杯紡紗具有許多優(yōu)點(diǎn)，如高速高產(chǎn)、大卷裝、工藝流程短、勞動(dòng)強(qiáng)度低、勞動(dòng)環(huán)境好、原料適應(yīng)性廣、紗線條干均勻、結(jié)雜少、耐磨性和染色性好等，目前正在向中低特?cái)?shù)紗、針織轉(zhuǎn)杯紗和花式紗方向開拓發(fā)展[1]。與傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗相比，轉(zhuǎn)杯紡具有以下不同特點(diǎn)：一是轉(zhuǎn)杯紡適應(yīng)紡制表面具有一定摩擦因數(shù)的各種纖維原料；二是轉(zhuǎn)杯紡紗可以適應(yīng)紡制長(zhǎng)度大于9 mm又小于轉(zhuǎn)杯的各類纖維；三是轉(zhuǎn)杯紡可以紡制粗細(xì)差異較大的純紡紗或混紡紗；四是轉(zhuǎn)杯紡紗強(qiáng)力雖略低于環(huán)錠紗，但具有強(qiáng)力均勻度和條干均勻度好，重量不勻率低等優(yōu)點(diǎn)；五是相同原料條件下，轉(zhuǎn)杯紡適紡紗特?cái)?shù)仍高于環(huán)錠紡紗。且轉(zhuǎn)杯紡是全封閉式，幾乎沒有飛花和粉塵產(chǎn)生，大大地改善了生產(chǎn)環(huán)境。本文主要綜述轉(zhuǎn)杯紡花式紗線的最新發(fā)展與研究情況。

1　轉(zhuǎn)杯紡竹節(jié)紗

20世紀(jì)70年代末，美國(guó)Robert M．Ingham申請(qǐng)了世界第一個(gè)利用轉(zhuǎn)杯紡紡制花式紗的專利[1]。該專利的原理是通過特殊機(jī)械機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)杯紗線的輸出速度發(fā)生周期規(guī)律性變化。通過改變纖維集合體在轉(zhuǎn)杯與輸出羅拉間行走路線的長(zhǎng)度并利用導(dǎo)紗裝置實(shí)現(xiàn)纖維集合體的交替儲(chǔ)存或釋放。當(dāng)纖維集合體的行走路程增長(zhǎng)時(shí)，引紗速度加快，從而得到更細(xì)的紗線；當(dāng)纖維集合體行走的路程縮短時(shí)，引紗速度降低，就得到較粗的紗線。通過調(diào)節(jié)紗線輸出速度變化的周期，就可以紡制出具有不同粗細(xì)變化的竹節(jié)紗。但此種紗線粗節(jié)處捻度較高，細(xì)節(jié)處捻度較低，會(huì)影響成紗質(zhì)量。

20世紀(jì)90年代后，瑞士Amsler IroZurich公司在轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)上推出了GOE裝置[1]。該裝置在轉(zhuǎn)杯紡喂給羅拉保持常規(guī)速率時(shí)可輸出細(xì)度穩(wěn)定、條干均勻的紗線；當(dāng)喂給羅拉突然加速的一個(gè)瞬間，則在轉(zhuǎn)杯紗上就可生成一個(gè)粗節(jié)。喂入羅拉的加速是由高動(dòng)態(tài)性能伺服電機(jī)通過一個(gè)行星齒輪控制紡紗機(jī)的蝸桿軸來實(shí)現(xiàn)的，須條喂入率的變化則由一個(gè)高級(jí)微處理器控制。此處理器不但使各種受控紗線的結(jié)構(gòu)和粗細(xì)變化成為可能，而且可以保證實(shí)現(xiàn)所要求的花式效應(yīng)。目前GOE裝置雖已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，但仍然存在機(jī)械滯后性問題。

1996年，J．Kwasniak和E．Peterson提出利用高壓氣流法紡制竹節(jié)紗[1]。其原理是在轉(zhuǎn)杯紡紗器的輸送通道的某個(gè)位置放置一個(gè)噴嘴，噴嘴噴出高壓氣流，以使分梳輥上纖維的轉(zhuǎn)移受到一定的阻力，當(dāng)噴嘴的氣流突然停止，或受阻纖維聚集到一定數(shù)量，則通過通道進(jìn)入轉(zhuǎn)杯的纖維量會(huì)突然增加進(jìn)而形成竹節(jié)紗。這種方法得到的竹節(jié)紗的優(yōu)點(diǎn)是竹節(jié)長(zhǎng)度較短，缺點(diǎn)是竹節(jié)長(zhǎng)度和粗細(xì)的穩(wěn)定性較差。

2004年，Schlafhorst公司在Autocoro轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)上成功開發(fā)了Fancynation花式紗系統(tǒng)[2]。Fancynation是一個(gè)模塊化結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它包括Fancy Pilot和Quick Designer等用于開發(fā)和設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)杯花式紗的基礎(chǔ)軟件。對(duì)于花式效應(yīng)的形成，花型循環(huán)是最小的花式組合，至少包括兩組數(shù)據(jù)：一組是效應(yīng)之間紗的長(zhǎng)度和直徑；一組是花式效應(yīng)的長(zhǎng)度和直徑?；ㄊ叫?yīng)之間的紗是效應(yīng)設(shè)計(jì)的基點(diǎn)，長(zhǎng)度以mm表示，而直徑常以100%表示。花型循環(huán)是無限制的，它長(zhǎng)度可能是l cm、1000 m或更長(zhǎng)，對(duì)于每個(gè)花型循環(huán)最多可重復(fù)4000次。在實(shí)際生產(chǎn)中使用Fancynation可設(shè)計(jì)生產(chǎn)多種線密度花式紗，其花型循環(huán)中包含2～5個(gè)紗線線密度，每個(gè)不同線密度的紗線片斷長(zhǎng)度在0.5 m～5 m之間。

國(guó)內(nèi)的花式紗線生產(chǎn)，目前僅限于在環(huán)錠紡紗機(jī)、花式捻線機(jī)和DREF摩擦紡紗機(jī)上進(jìn)行，在轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)上紡制花式紗還處在實(shí)驗(yàn)室階段。目前，東華大學(xué)已開發(fā)出能夠紡制轉(zhuǎn)杯竹節(jié)紗的裝置[1]。該裝置的原理是通過改變纖維喂入量來紡制竹節(jié)紗，由可編程控制器(PLC)、高性能伺服電動(dòng)機(jī)及控制器等組成，可以對(duì)竹節(jié)長(zhǎng)度、粗節(jié)倍數(shù)和竹節(jié)分布等參數(shù)進(jìn)行控制。目前該套裝置已經(jīng)在短機(jī)上試用。

2　轉(zhuǎn)杯紡花色紗

花色紗線的發(fā)展，使得紗線的外觀結(jié)構(gòu)有了新的突破，從而帶來了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的更新?lián)Q代?；ㄉ喚€是由不同顏色的纖維混合在一起，從而使紗線產(chǎn)生不同的外觀效應(yīng)，也可將不同吸色性能的纖維通過染色使紗顯出雙色或多色的效果，如轉(zhuǎn)杯色紡紗和AB紗。

轉(zhuǎn)杯色紡紗，就是先將纖維染色，然后將兩種或者兩種以上顏色的纖維經(jīng)過充分的混合后，在轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)上紡制成的具有特殊混色效果的紗線。色紡紗在同一根紗線上能夠顯出多種顏色，并且顏色豐富、手感柔和，感官飽滿。用轉(zhuǎn)杯色紡紗織成的面料具有朦朧的立體效果，顏色含蓄、自然、有層次。作為紡織業(yè)中的朝陽產(chǎn)業(yè)，目前轉(zhuǎn)杯色紡生產(chǎn)技術(shù)還處于起步階段，但是未來產(chǎn)業(yè)前景非常廣闊，發(fā)展空間也很大[3]。

AB紗是將兩根不同顏色的粗紗同時(shí)喂入轉(zhuǎn)杯紡牽伸區(qū)而紡制的不同色彩的紗線，這種紗線的外觀類似于兩根不同顏色的紗線加捻成的股線，也可以用兩種不同染色性能的粗紗同時(shí)喂入，紡成紗后通過染色顯現(xiàn)AB效果。目前AB紗包括了竹節(jié)紗、段彩紗、間斷AB紗、包芯紗、不銹鋼混紡紗和結(jié)子紗等。其中，段彩紗是近年來設(shè)計(jì)出的一種新型色紡紗，是使用經(jīng)過適當(dāng)改造的環(huán)錠細(xì)紗機(jī)或轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)生產(chǎn)的，目前還處于初試階段，它不僅在橫截面上顯現(xiàn)多種色彩，而且在縱向上也呈現(xiàn)出不規(guī)則的斷續(xù)變化[4]，因此用段彩紗紡織成的織物顏色豐富、層次強(qiáng)烈，具有個(gè)性化和前衛(wèi)的特點(diǎn)，可以廣泛地用于服裝、裝飾面料，具有廣闊的市場(chǎng)前景。段彩紗紗線在縱向方向上粗細(xì)變化的竹節(jié)效果，雖能給面料帶來特殊的風(fēng)格效果，但也會(huì)導(dǎo)致紗線的條干均勻度較差。既要保持紗線的橫截面以及長(zhǎng)度方向上均有不同的色彩變化組合，又能擁有較好的條干均勻度，是段彩紗今后的研發(fā)方向。

3　轉(zhuǎn)杯紡混色紗

近幾年，混色紗線因其具有特殊的外觀、別樣的手感、多樣的結(jié)構(gòu)和特殊質(zhì)地等特點(diǎn)，越來越受到人們的歡迎，應(yīng)用的范圍也逐漸擴(kuò)大[5～6]，混色紗市場(chǎng)正在向著全方位多元化的方向蓬勃發(fā)展。

基于RGB的混配色紡紗工藝就是為迎合當(dāng)下多元化、復(fù)合型的趨勢(shì)，為滿足人們需求而研發(fā)的新型紡紗工藝。目前段彩紗的常用生產(chǎn)方法都不適合大規(guī)模推廣。如對(duì)紗線染色的方法能使紗線在縱向呈現(xiàn)出顏色分段的效果，但分界不明顯，有較長(zhǎng)的過渡色，色段的循環(huán)比較固定，且工序多，成本昂貴；環(huán)錠三羅拉法在段彩處易產(chǎn)生竹節(jié)，且在絡(luò)筒的過程中色纖維由于翹頭，容易剝脫，產(chǎn)生棉結(jié)；四羅拉法中兩粗紗條在后區(qū)牽伸過程中變速點(diǎn)位置不同，成紗條干均勻度較差。而轉(zhuǎn)杯紡生產(chǎn)混色紗可以很好地解決生產(chǎn)段彩紗存在的一些問題，在雙粗紗耦合喂入的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新與改進(jìn)，不但可以顯著提高紡紗效率，改善紗線條干均勻度，適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)，還可以實(shí)現(xiàn)任意原料、任意顏色、任意混紡比的配比，能生產(chǎn)出無限種可能的紗線。

與段彩紗的成紗機(jī)理相似，混色紗也是通過將不同色彩的紗條喂入到轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)實(shí)現(xiàn)混色紡制，有時(shí)也稱段彩混色紗。與段彩紗不同的是混色紗不僅追求紗線在色彩上的混合，更重要的是要達(dá)到混色均勻，條干均勻的目的。轉(zhuǎn)杯紡開發(fā)的段彩紗可有效改善普通段彩紗條干不勻且色彩分段上有過渡色的問題。在環(huán)錠紗向“高精細(xì)混”產(chǎn)品開發(fā)的同時(shí)，轉(zhuǎn)杯紗“混新奇復(fù)”的特點(diǎn)日益凸顯[7]。

4　轉(zhuǎn)杯紡花式紗的展望

就目前而言，花式紗線是紗線產(chǎn)品開發(fā)的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一，國(guó)外對(duì)于轉(zhuǎn)杯花式紗的開發(fā)已經(jīng)形成了系列化的產(chǎn)品，但是在國(guó)內(nèi)由于花式紗線品種太少，其應(yīng)用還不夠廣泛。只有開發(fā)更多更好的轉(zhuǎn)杯花式紗線品種，才能占據(jù)更有利的市場(chǎng)地位。

從當(dāng)前我國(guó)花式紗線的發(fā)展情況來看，原材料的多元化、紗線外觀的差異化、紗線結(jié)構(gòu)的復(fù)合化以及紗線表面的功能化是新型花式紗線開發(fā)的主流發(fā)展方向。為了滿足消費(fèi)者追求個(gè)性、前衛(wèi)、新穎的著裝心理以及服飾文化多樣性的要求，紡織面料的發(fā)展將更加趨向于多元化，但是紡織品的織物組織變化是有限的，所以可以通過開發(fā)花式紗線、拓展紗線功能以求最大限度地豐富紡織產(chǎn)品的花樣品種。轉(zhuǎn)杯竹節(jié)紗、段彩紗、混色紗就是在這樣的情況下產(chǎn)生的，其中的混色紗、段彩紗是兩類新型的花式紗線品種，不僅有層次感與立體感，還具備豐富的色彩變化，它的特點(diǎn)就是在基礎(chǔ)紗線上面分布著長(zhǎng)度、間距、顏色間斷變化的彩色紗段，從而使紗線具有色彩分段的效果，可以廣泛用于機(jī)織、針織服裝面料。

目前雙組份等線密度的混色紗且已投入產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)，帶來了較好的經(jīng)濟(jì)效益。但在混色紗的混色效果和條干均勻度方面還需要繼續(xù)努力，為了解決這些問題，一種基于耦合喂入的轉(zhuǎn)杯紡混色成紗方法已被研發(fā)出來[8]，這種紡紗方法通過對(duì)紗線橫截面纖維轉(zhuǎn)移指數(shù)的測(cè)定，找出影響混色紗混色效果的影響因素，并通過這些因素的控制，使混色紗的混色效果達(dá)到可控。目前，嘉興學(xué)院采用數(shù)控耦合式牽伸原理生產(chǎn)的等線密度段彩紗[9]，已成功開發(fā)出多個(gè)系列的具有對(duì)稱花型的段彩針織毛衫產(chǎn)品，替代了原有的紗線及毛衫染色與印花工藝，降低了能耗與污染，縮短了工藝流程及生產(chǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

近年來，在國(guó)際紗線及面料展覽會(huì)上，花式紗線及其織物琳瑯滿目。等線密度轉(zhuǎn)杯混色段彩紗作為花式紗線的重要品種，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，幾乎可以使用所有的天然纖維和化學(xué)纖維作為原料，各種纖維既可純紡，也可混紡。根據(jù)段彩紗的可設(shè)計(jì)性和色彩的多樣性，其機(jī)織物可做大衣、西服、外衣、襯衫及裙子；其針織物可廣泛應(yīng)用于羊毛衫等針織服裝。除此之外，還可用于制作帽子、圍巾、領(lǐng)帶以及窗簾布、床上用品等產(chǎn)品，因此市場(chǎng)推廣潛力巨大。

[1]汪軍．轉(zhuǎn)杯紡紡制花式紗方法的評(píng)述[J]．東華大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，27(2)：129—132．

[2]錢樨成．支數(shù)和捻度變化的花式紗轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)[A]．第十三屆全國(guó)花式紗線及其織物技術(shù)進(jìn)步研討會(huì)論文集[C]．北京：中國(guó)紡織信息中心，2006，242—246．

[3]章友鶴．關(guān)于我國(guó)轉(zhuǎn)杯紡快速發(fā)展后產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化與持續(xù)發(fā)展的思考[A]．第十三屆全國(guó)新型紡紗學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C]．北京：中國(guó)紡織工程學(xué)會(huì)，2006，5—8．

[4]湯龍世．轉(zhuǎn)杯紡系統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)[M]．北京：中國(guó)紡織出版社，2005．

[5]Lian Jun，Xu Bojun，Xie Chunping. Technique to Produce Segment-color Yarn with Ring Frame [J]. Advanced Materials Research. 2011，332—334：72—76.[6]E.Katarzyna，Grabowska. Comparative Analysis of Fancy Yarns Produced on A Ring Twisting System [J]. Fibres and Textiles in Eastern Europe. 2010，18(1)：36—40.

[7]周念慈，黃秀寶，梁金茹，等．轉(zhuǎn)杯紡是我國(guó)紡織企業(yè)工業(yè)技術(shù)改造的方向之一[J]．棉紡織技術(shù)，2000，28(12)：6—9．

[8]易洪雷，陳偉雄，薛元．一種轉(zhuǎn)杯紡混色成紗裝置[P]．中國(guó)專利：CN201420229715X，2014—04—25．

[9]史晶晶，楊恩龍，陳偉雄，等．段彩紗紡紗技術(shù)淺析[J]．棉紡織技術(shù)，2013，41(4)：66—68．

Developments and Prospects of Rotor Spinning Fancy Yarns

MaXiaomei1,ZhouLina1,YiHonglei2,ChenWeixiong2

(1．Jiaxing University, Jiaxing 314001, China；2．Key Laboratory of Yarn Materials Forming and Composite Processing Technology of Zhejiang Province, Jiaxing 314001, China)

The processing technology of the slub yarn, fancy yarn and the melange yarn spun in rotor spinning were expounded. The present situation of researches and developments of rotor spinning fancy yarns at home and abroad were analyzed, and the prospects of rotor spinning fancy yarns were introduced.

rotor spinning; fancy yarn; melange yarn

2016-08-03

浙江省重大科技專項(xiàng)(2014C01038)；嘉興學(xué)院大學(xué)生研究訓(xùn)練(SRT)計(jì)劃項(xiàng)目(851715070)

馬曉梅(1993-)，女，安徽阜陽人，學(xué)士。

TS104.7+1

A

1009-3028(2016)05-0041-04