包覆纺的发展现状及未来趋势研究

王宏，邢明杰

（青岛大学，山东 青岛 266071）

引言

随着社会的进步和科技的发展，人们的消费观念越来越新颖和追求时尚环保绿色的脚步紧紧跟着时代的步伐，单一原料纺纱技术已无法满足人类生产生活并且追求时尚绿色环保的需要，因此，复合纺纱技术应运而生。复合纺纱技术与传统纺纱技术存在很大的不同，它弥补了传统纺纱技术的不足，补充了传统纺纱技术单一材料纺制纱线所没有的性能，它是多种原料混合纺制成纱线的工艺与技术，具有新颖且独特的结构，不同于传统的单一材料纺制成纱线的纺纱技术，在性能上也与单一材料性能有很大的差距。复合纱的成纱结构较单一纱成纱结构丰满而富有质感，复合纱的性能将单一纱性能优势互补，其织造的产品比单一纱的风格表现得更有特色。包覆纺纱是复合纺纱技术中很亮眼的一个，近年来，随着包覆纺纱技术的发展和应用，人们对包覆纺纱的研究愈加深入。包覆纺纱强力较大，不易撕扯破坏，甚至较大的强力都不会损伤它的结构；在洗涤中不易受损，包覆纺纱浸水不易收缩，在洗涤中衣服不会缩水变形；包覆纺纱不易磨损及受到摩擦的破坏，在洗涤中不易因搅拌的作用而使衣物受损；手感和外观上较平滑规整，柔性好，能够改善传统纺纱纺制织物的穿着质感和耐洗涤性，延长了传统纺织品的使用寿命。我们需要用长远的眼光和宽阔的视角去研究包覆纺的适纺性和应用领域及它的市场和产品性能在未来所带给人类的价值。

1 包覆纺的发展现状研究

杜邦公司最早在20 世纪50 年代运用喷气纺纱的纺纱原理生产包覆纺，其纺纱原理与喷气纺纱非常相似，都是涡流通过假捻的作用进而对牵伸的芯层纤维加捻，加捻后的芯纤维束经过喷嘴后发生退捻，芯纤维束周围的自由纤维被加捻包覆在芯纤维束周围，之后形成了包覆纱。由杜邦公司在20 世纪80 年代发明的机械包覆法，采用机械包覆法纺制成的产品以“南代尔”出售。之后有研究者运用杜邦纺纱原理的方法采取包覆有针布的引进罗拉，造成较高紧度的包覆，性能达不到消费者的要求，因此，在这之后有不少的学者投入到包覆纺纱技术的研究中，推进了包覆纺纱技术的发展与创新，并且针对当前包覆纺纱技术的研究，提出了未来包覆纺纱技术研究的趋势与发展应用。

以李保荣等人为代表的学者，通过不同形式的包覆纺纱技术研究，介绍了短纤包短纤、长丝包长丝、长丝包短纤等包覆纺纱技术及现状，分析了新型纺纱工艺技术与设备的不断发展极大地推进了纺织产业的总体进步并由新工艺、新材料纺制的包覆纱，具有特殊功能的包覆纱织物会有很大的发展空间[1]。虞树荣对丝氨纶的包覆进行研究，并且研究进展顺利并且纺制了丝氨纶包覆纱，之后对丝氨纶包覆纱进行热加工处理，并且对于热处理后的丝氨纶包覆纱的弹性产生新的观点，提出新的问题，想要进行新的研究[2]。以范杰等人为代表的学者对于化纤的性能产生新的研究，综合概括了涤纶化纤的性能特点，并取优质性能特征，纺制出涤纶/氨纶包覆纱[3]，之后根据包覆性能受到哪些因素进行分析，对比分析得出了不同牵伸倍数的纱线指标，因此，以李保荣、虞树荣、范杰等为代表的学者都打破了传统纺纱的研究方法，投入到新型包覆纺纱的研究中，不仅研究了不同形式的包覆纺纱，而且研究了不同原料的包覆纺纱，并且引进了化纤原料，对于新型包覆纺纱的功能性发展空间得出了新的研究结果，从而将新型包覆纺纱的原料研究推向新型绿色的纤维为准。

以崔宁等人为代表的学者，积极参与到发现开采绿色纤维的行动中，之后根据无机纤维玄武岩研究纺制丙纶/玄武岩包覆纱进而织造针织物[4]。以孙雅慧等人为代表的学者先是将桑蚕丝和羊绒进行混合纺纱之后再与以氨纶为芯外包锦纶长丝的包覆纱进行结合开发针织物[5]。因此，以崔宁和孙雅慧为代表的学者对于包覆纺纱的研究主要是包覆纺原料的选择上，既采用天然纤维原料，也使用天然纤维与化学纤维混纺的原料。

以陈人豪、范杰等人为代表的学者对于化纤的性能特征展开新的研究，选择研究纺制出的氨纶/锦纶包覆纱，进而选择将加捻的程度、预牵伸程度的倍数、氨纶的纤度、锦纶的纤度为可变的量，之后控制变化的量，对比分析纱线实际加捻程度的影响，获得了包覆最佳工艺捻度[6]。李迎辉研究了粘胶竹节包缠纱的工艺措施，通过选择粘胶纤维为芯纱，含量在25%～35%的涤纶长丝为外包纤维，长丝紧靠粘胶纤维须条右边的1/3 处，长丝张力控制在1.02 倍～1.03 倍之间，捻系数在350 左右时，粘胶纤维/涤纶长丝42.2 tex 竹节包缠纱的成纱质量指标、包缠效果和产量均较好，并且得到细纱工艺改进和设备改造可以实现粘胶竹节包缠纱的顺利纺制[7]。刘华通过开发的新型纳米纤维包缠纺纱装置，进而开发的聚丙烯腈纳米纤维包缠纯棉15.8 tex 纱和聚丙烯腈纳米纤维包缠棉/莱赛尔/黄麻45/35/20 32.4 tex 纱具有纳米纤维表面效应，性能指标较好，进而验证了此装置可以对不同品种的纱线进行纳米纤维的包缠，然后实现纳米纤维的表面效应，并且此装置生产简单、可控，加工的纳米纤维包缠纱中纳米纤维分布均匀度良好[8]，因此，以陈人豪、范杰、李迎辉和刘华等人为代表的学者都先后对于不同原料的包覆纺纱的纺纱参数进行研究，通过选择可变的纺纱参数量，控制纺纱参数变量，从而得到最佳的纺纱工艺，得到较好的性能特点，但是缺乏包覆纺纱功能性方面的性能研究与探讨。

以邓世豪为代表的学者利用氨纶为纱芯，锦纶为外包纱开发强力与弹性高的，满足要求的绷带织物用包覆纱，根据纺纱工艺对包覆性能的影响规律，及织造工艺与绷带织物性能的关系，然后选择最佳生产工艺，得到最好的性能特征[9]。逄邵伟也先后研究了包覆纺的特点与纺纱方法和集聚赛络菲尔纺的特点与纺纱方法并且将两种包覆纺纱和集聚赛络菲尔纺新型纺纱办法结合纺制了兔毛纱，并利用扫描电镜观察对比分析了包覆纺兔毛纱和集聚赛络菲尔纺兔毛的成纱结构和纱线性能特点，阐明了三种纱线的表面和内部结构特点，表征了纱线的强伸性能特征和防掉毛的性能特征[10]，因此，以邓世豪、逄邵伟为代表的学者都先后研究了新型包覆纺纱的纺纱工艺，通过对纺纱工艺的改进与创新选择，进而得到包覆纺纱织物最佳的性能特征，通过最佳的性能特点来弥补现代包覆纺纱织物性能缺憾，从而解决织物面料现存的问题。

陶继昊先后采用了环锭纺、包覆纺和集聚赛络菲儿纺3 种纺纱方式纺制兔毛纱来分析哪种纺纱方式可提高兔毛纤维的可纺性和产品耐用性，得出结论集聚赛络菲儿纺和包覆纺纱兔毛纱的结构紧密，纱线和织物性能明显好于环锭纺兔毛纱，改善兔毛纱的掉毛问题[11]。

严海涛制备纳米纤维包覆纱线外包包缠纱，以纳米纤维包覆纱为纱芯，外面再包覆一层纱线或长丝再形成包覆纱，将纳米纤维用于传统纺纱织造的工艺，从而改善纳米纤维的可织性，并将包缠效果分过包缠、包缠良好和露芯[12]，因此，以陶继昊和严海涛为代表的学者通过对包覆纺纱的新型纺纱方法的研究用于改善纤维的性能进而改善产品的耐用性能从而延长纺织品的使用寿命。

迄今为止，对于包覆纺纱用于改善纺织产品性能的研究还是不够的，使用新原料、新工艺、纺制新型的包覆纺纱线，使纱线具有新的性能特点，从而纺制面料具有新的耐用性能符合绿色、环保的理念尚且还是一片空白，因此，我们在未来研究中急需开发一种使用新原料、新工艺、纺制出的具有新的性能特点的包覆纺纱线。

2 包覆纺的适纺性和应用领域研究

包覆纺纱在外观上给人一种丰满的视觉体验，包覆纺纱织造的产品面料纹路清晰，手感较好，细腻平滑，给人一种丝织的光滑均匀质感，很容易通过各种机织、针织针孔和各种纺纱装置和导纱眼。包覆纺纱通过纺纱工艺可将较粗的纤维加工成较细的纱线，甚至可将各种废料、已开松的较粗短纤维纺纱织造成产品。包覆纺纱纺制的纱线不仅在强力和条干方面优于传统纺纱而且能够改善传统纺纱工艺的成纱性能，最终织造成的产品不仅手感较好、给人以视觉柔软丰满的感觉，且强度较高，耐用性较好。

包覆纺可适纺制多个短纤维与中长丝原料，根据包覆纺织造的产品风格选用原料，原料的选择需要注意短纤维与长丝的适当结合，不仅要考虑色泽、染色、收缩率、还要考虑包覆纱的强力和线密度及成纱的包覆圈数，例如，采用氨纶黏胶包覆纺可织造高档休闲运动服装，根据包覆纺起球较少，耐磨性及柔软性较好，可用于改善织物的手感和耐磨性，使用包覆纺可开发强力和线密度较高的纱线，用于改善织物产品的使用周期，延长织物产品的使用寿命，并且织造的面料手感好。各种机织物、针织物、经编针织物、起绒织物毛毯等装饰织物、纺织废料的回用都可通过包覆纺织造加工产品。

(1)机织物：在机织物中包覆纺纱可加工成单纱用作经纱，类似股线，毛羽较少，可不上浆，使得包覆纺纱制得面料手感柔软，布面丰满，并且远远超过其它纱线的覆盖能力，单位用纱量比任一纱线都要少，能大幅度节约成本并且绿色环保。

(2)针织物：包覆纱纺制得针织物手感柔软，织物不变形外观光滑平整，极好的发挥包覆纺纱强力高性能好的特点，提高针织机生产的效率。

(3)装饰织物：因包覆纺纱即视感好，给人一种丰满闪光的视觉体验，这些性能能使装饰织物的立体感增强，使用不同线密度和不同长度的短纤维和特殊光泽的长丝组合，使得装饰织物更具特色，更加新型美观大方，符合人们对视觉美感的追求。

(4)纺织废料的纤维回用：纺织废料经过撕扯、梳理、纺纱等工序可纺制包覆纱，用于装饰织物的织造，也可将废纤维与新纤维混合，用于改善织造织物的质量。

3 包覆纺的未来趋势研究

首先短纤维包覆受到纺纱困难等因素的影响，所以对短纤维包覆纱的研究相对滞后，我们可增加对短纤维包覆纱进行研究，进而达到改善织物产品性能的目的。其次我们一直以来着重于对长丝/长丝包覆纱技术和短纤维/长丝包覆纱技术的研究，但是在产品性能上的研究较少。包覆纺纱即包缠纺纱由外包层是单层或双层的长丝或短纤维须条螺旋包覆缠绕在芯纱上，即芯纱为没有捻度的平整的长丝或短纤维须条，进而短纤维紧紧抱合在一起，所以，包覆纱的强力和成纱条干CV 值较好，毛羽少，起毛气球性小，细度较细[13]，因此包覆纱可具有耐洗涤性，并且可以创新包覆纺纱工艺纺制织造具有耐洗涤的织物。但是，业界学者对于包覆纺织物可具有耐洗涤性能的研究较少，在如何表征织物的耐洗涤性，如何开发出耐洗涤性纱线，怎样通过新型包覆纺纱织造的工艺纺制出一款耐洗涤面料的研究上还是一片空白。因此，我们可以根据织物耐洗涤性能的表征为起毛起球性、强力、耐磨性、色牢度等，选择不同的长丝与短纤维原料适当组合，采用新型包覆纺纱技术，从原料和包覆纺工艺的创新上使得纺制的纱线具有耐洗涤性进而织造耐洗涤织物。对于包覆纺怎样创新用于纺制耐洗涤的纱线的研究，在这之前尚没有人涉及，我们需要去研究补充，以给企业在生产研发中提供参考借鉴。

4 结语

随着经济的快速发展和社会的进步，人们的消费观念逐渐转向于绿色环保，对于产品的追求也着重于功能的实现，从而促使纺织品向功能化、绿色环保的方向上发展。新型纺纱工艺技术与设备的创新为开发绿色环保的纺织面料提出了新的办法，新型纺纱技术也为纺织产业打开了一扇大门，更为重要的是由新原料、新工艺纺制的包覆纱，是纺织行业研究中的重中之重，织造的特殊功能包覆纱织物遍布于人类生活的点点滴滴，未来将新型的包覆纱用于纺制耐洗涤面料将不仅满足于市场的需求，而且还可以做到绿色环保，延长纺织品的使用寿命。