多组分功能性夹花纱的开发

刘梅城 洪 杰 鲍静雯 武荣荣 穆 征

（江苏工程职业技术学院，江苏南通，226001）

新型功能性纤维的不断推出，很好地满足了人们对功能性纺织品的需求。聚酰亚胺纤维作为一种高性能纤维，还具有非常好的隔热保暖功能，在纺织服装领域受到关注［1］；铜改性聚酯纤维不但具有良好的抗菌、抑菌功能，还具有导电、防辐射等性能，应用较为广泛［2-3］。但是，这两种功能性纤维都具有特定的色彩，给下游的产品开发带来了局限，并影响其应用。

本研究采用两根主纱夹持饰纱形成一种结构独特的纱线，这种纱线由于颜色不均匀而产生独特的夹花效果，故称为夹花纱。由于夹花纱的外观与色彩存在可设计性，纱线风格极富变化，具有装饰性、个性化，可满足纺织品时尚与个性的消费心理。基于夹花纱纺纱技术研发的一种多组分功能性夹花纱，主要利用聚酰亚胺、铜改性聚酯两种功能性纤维特定色彩进行夹花纱产品的开发［4-5］，既具有色彩丰富的时尚性，又具有吸湿、透气、保暖、抗菌等功能，为功能性纤维纺织产品的开发提供了更多设计空间。

1 纤维原料选择

所用聚酰亚胺纤维由江苏奥神新材料股份有限公司采用干法制备，纤维规格1.67 dtex×38 mm，断裂强度 4.42 cN/dtex，断裂伸长率13.1%，颜色呈金黄色。

山羊绒纤维由内蒙古鄂尔多斯投资控股集团有限公司提供，山羊绒纤维细度15 μm～16 μm，纤维长度32 mm～34 mm，断裂强力为3.4 cN，纤维颜色呈褐色。

铜改性聚酯纤维是将抗菌铜材料经处理后，熔入纺丝熔体纺丝加工而成的一种功能纤维，由湖州珠力纳米材料科技开发有限公司提供，纤维规格1.67 dtex×38 mm，回潮率0.8%，断裂强度不小于4.0 cN/dtex，颜色呈原生铜色。

芦荟改性粘胶纤维由湖州珠力纳米材料科技开发有限公司提供，纤维规格为1.67 dtex×38 mm，颜色呈黄色。

粘胶纤维由宜宾丝丽雅集团有限公司提供，纤维规格为1.56 dtex×38 mm，颜色为嫩黄色。

染色涤纶由午和（江苏）差别化纤维有限公司提供，纤维规格为1.56 dtex×38 mm，颜色为蓝色。

2 夹花纱设计与制作

2.1 夹花纱结构设计

采用辅纱与主纱结构设计的段彩纱，由于段彩辅纱间断附着在主纱上，存在辅纱不能充分捻入主纱导致结合牢度不足的现象，特别是段彩纱的长度较短、主纱与辅纱纤维性能差异较大时，问题更为严重。虽然采取集聚纺技术基本解决了段彩部分丢失的问题，也适当提高了主纱与辅纱的结合牢度，但是无法根本解决因为辅纱附着不牢导致起毛起球的问题，特别是难以满足机织用经纱的品质要求，也无法满足高档针织面料的要求［6-7］。

针对这种段彩纱存在的质量问题，在段彩纱纺纱原理的基础上，结合赛络纺纱技术，我们提出了夹花纱的设计。在段彩竹节纱纺纱技术的基础上，采用两根主纱保持一定间距从中罗拉胶圈处喂入，一根辅纱从后罗拉处间断喂入至两根主纱之间的中罗拉胶圈处，两根主纱和间断喂入的辅纱分别经过牵伸后在前罗拉处并合形成一根须条 ，经 过 加 捻 形 成 夹 花 纱［8-9］。 其 纺 纱 原 理见图1。

图1 夹花纱纺纱原理

夹花纱的纱线结构：两根主纱之间夹持一根间断喂入的辅纱，随着主纱一起进行加捻成纱；由于辅纱与主纱的色彩成分不同，在加捻过程中被主纱捻合在纱线中，辅纱的色彩隐隐约约，形成夹花效应；如果两根主纱色彩相同为赛络纺夹花纱，两根主纱色彩不同为夹花AB 纱；夹花处虽然是粗节，但是被两根主纱夹持加捻，相互之间结合紧密，粗度也不显著，纱体光滑平顺［10-11］。

本次采用聚酰亚胺纤维/山羊绒、铜改性聚酯纤维/芦荟改性粘胶纤维两组纤维组合为主纱，以染色涤纶/染色粘胶纤维组合为辅纱，成功开发出线密度为36.5 tex 功能性夹花纱，纱线外观结构见图2。

图2 多组分功能性夹花纱的外观结构

2.2 夹花纱色彩设计

本研究多组分功能性夹花纱产品设计采用了6 种不同色彩的纤维，设计了3 种纤维组合进行混纺，形成3 种不同色彩的粗纱，再通过夹花纱纺纱技术与工艺设计，生产出色彩独特的一种多组分功能性夹花纱。即采用金黄色的聚酰亚胺纤维与褐色的山羊绒纤维混和呈现黄褐色，采用铜绿色的铜改性聚酯纤维与黄色的芦荟改性粘胶纤维混和呈现铜青色；以这两种颜色纱线为主纱，采用赛络集聚纺工艺纺制AB 纱，由于两种色彩的互补形成草黄色的主体纱线；采用蓝色涤纶与嫩黄色粘胶混纺粗纱呈现青绿色作为间断附着的辅纱，纺制出草黄色间断出现草绿色的夹花纱。由这种夹花纱制成的面料呈现出黄中泛青、间或隐隐青绿的独特风格，见图3。

图3 多组分功能性夹花纱面料

2.3 夹花纱性能设计

采用聚酰亚胺纤维和铜改性聚酯纤维这两种功能性纤维，分别与山羊绒纤维、芦荟改性粘胶纤维进行混纺，既可以保持功能性纤维的保暖、抗菌等特定性能，又具有良好的穿着舒适、亲肤、吸湿、透气等性能；采用两种主纱的赛络集聚纺AB 纱，既避免了由于功能性纤维混和比例低、过于分散而影响功能效果，又可以保持各自不同的功能，形成一种具有多功能、色彩变化丰富的纱线。采用涤纶与粘胶混纺粗纱作为辅纱段，既可保持与主纱类似的穿着舒适性，又因为被两根主纱夹持后捻入纱线主体，避免了辅纱与主纱附着不牢导致的起毛起球现象，面料抗起毛起球性能测试可达4.75 级，提高了织物的品质。

2.4 夹花纱制作

根据夹花纱的设计，其生产工艺流程较为复杂，先采用6 种纤维两两组合分别混纺制成A、B、C 共3 种粗纱，即聚酰亚胺/山羊绒 80/20 混纺粗纱为A 纱，铜改性聚酯/芦荟改性粘胶50/50 混纺粗纱为B 纱，蓝色涤纶/嫩黄色粘胶 65/35 混纺粗纱为C 纱。在JCF-DGN-C 型全自动多功能数控小样细纱机上采用A 纱、B 纱从中罗拉喂入，C 纱从后罗拉间断喂入，纺制成多组分功能性夹花纱。

3 各工序主要技术措施及纱线质量

3.1 纤维预处理

采用纤维开松机对聚酰亚胺短纤进行开松，然后喷洒抗静电剂，用塑料薄膜覆盖2 h；对山羊绒纤维进行人工手扯开松，先喷洒和毛油，再喷洒少量水，用塑料薄膜覆盖20 h 左右；再把两种经过预处理的纤维进行人工混和，待投料使用。

对铜改性聚酯、芦荟改性粘胶、染色涤纶、染色粘胶4 种纤维分别进行人工手扯开松后，再按两种纤维组合分别进行人工混和，待投料使用。

3.2 清梳联工序

本次研发中，采用DSOp-02 型小样开松机、DSFe-01 型自动喂棉机和DSCa-11A 型数字式小样梳棉机组成的小型清梳联纺纱系统。由于A纱中聚酰亚胺与山羊绒两种纤维在粗细、刚性等方面存在较大差异，纤维间抱合性差，导致梳棉棉网落网、飞花较为严重，所以生条定量设计较轻、锡林速度较慢，具体为生条定量14.1 g/5 m，锡林速度380 r/min，出条速度18 m/min。B 纱中有铜改性聚酯纤维，而该纤维具有导电性，在纺纱时需要对电气器件加以密封保护，避免表面飞花进入导致短路损坏。B 纱的主要工艺参数：生条定量14.5 g/5 m，锡林速度400 r/min，出条速度23 m/min。C 纱的纤维可纺性较好，主要工艺参数：生条定量14.6 g/5 m，锡林速度420 r/min，出条速度25 m/min。

3.3 并粗工序

并粗工序采用DSDr-01 型数字式小样并条机、DSRo-01 型数字式小样粗纱机。根据纱线性能与色彩设计的要求，3 种纱线的粗纱定量设计均为5.0 g/10 m。由于在细纱机上生产时，A 纱与B 纱为主纱，仅采用一个牵伸区，为避免牵伸力过大导致牵伸不开，捻度设计不易过大；而C 纱是间断喂入，为了控制拖尾长度，捻度设计也要偏小控制。针对A 纱中聚酰亚胺纤维与山羊绒纤维的特点，并条速度控制在20 m/min，粗纱设计捻度25.4 捻/m；B 纱与C 纱的并条速度较快，设计为30 m/min，粗纱捻度偏小设计，分别为25.1捻/m和24.6 捻/m。

3.4 细纱工序

细纱工序采用JCF-DGN-C 型全自动多功能数控细纱小样机，两根主纱从后区中罗拉后喂入前区，不经过后区牵伸，而辅纱从后罗拉喂入后区，但后区牵伸可根据夹花纱辅纱风格设计而定，本研究所开发的产品均不经过后区牵伸。主要工艺参数：总牵伸33 倍，前区牵伸33 倍，钢领型号PG1-4254，钢丝圈型号 6802 6#，捻度 580 捻/m，罗拉隔距20 mm×32 mm，钳口隔距3.5 mm，锭速7 000 r/min，夹花节长40 mm～50 mm，夹花节距100 mm～200 mm。

3.5 纺纱质量

由于本次研发的夹花纱产品没有相应的国家与行业标准。因此，针对夹花纱的质量评价主要包括两个方面。一方面是纱线的物理指标评价，主要包括重量偏差、百米重量CV值、强伸性能、纱线毛羽、纱线捻度CV值等质量指标，这些指标严重影响纱线的后续加工；另一方面是纱线的外观风格评价，主要包括纱线的色彩与夹花效果，通过纱线样照对比、面料打样对比等方法进行分析与控制，而纱线的外观效果直接影响面料的风格特征。

经实测，本次开发的多组分功能性夹花纱主要物理指标：重量偏差-1.1%，百米重量CV值2.8%，单纱断裂强度20.2 cN/tex，单纱强力CV值 10.3%，捻 度CV值 4.5%，3 mm 毛 羽 数19.3 根/m。以上质量指标均达到了后道织造的要求，纱线的风格也得到了用户的认可。

4 结语

夹花纱可利用现有赛络集聚纺与竹节纱等成熟的纺纱技术，进行适当的技术改造即可满足生产需求，而且夹花纱结构独特，可设计性强，产品质量稳定。因此，夹花纱是一种新型纺纱技术，可以快速形成规模化生产，具有较大的市场空间。本研究采用聚酰亚胺纤维、山羊绒纤维、铜改性聚酯纤维、芦荟改性粘胶纤维、涤纶、粘胶纤维共6种有色纤维，通过纱线结构设计、纤维性能组合、色彩设计进行功能性花式纱线产品的开发。合理利用聚酰亚胺纤维、铜改性聚酯纤维两种功能性纤维固有的色彩特征进行二次开发，既克服了固有色彩的局限性，又充分保持了功能性纤维的特有性能，通过夹花纱设计开发出一种新型功能性纱线，实现了纱线的独特结构、色彩的丰富时尚，满足了纺织产品功能性需求与时尚性消费的有机结合。