双分梳转杯纺花色牛仔纱设计及产品开发

石中玉,江 慧,张玉泽,汪 军

(东华大学,上海 201620)

0 引言

传统牛仔面料由具有特定颜色的经纬纱交织制成,再经过织物后整理呈现出独特的牛仔风格。其所用纱线风格单一,且工艺中的染色过程对水资源造成浪费[1]。

莫鸿妃[2]等在双分梳转杯纺纱机上进行了竹节纱花型设计及竹节织物风格分析,为转杯纺技术在花式竹节纱颜色和结构设计的应用提供了新思路。刘晨芳[3]等人在双分梳转杯纺试验机上开发的亚麻/棉混纺牛仔纱,其织物有一定抗菌性能,但纱线颜色单调、织物视觉风格单一。为解决这些问题,笔者从牛仔纱线花色设计出发,通过改变不同颜色纤维的组分比例,在双分梳转杯纺单头试验机上纺制双节花色变化牛仔纱,并选取麻灰风格的牛仔纱进行工艺优化和织造,其织物具有明显灰黑牛仔风格。

1 试验方案与纱线性能测试

1.1 试验方案

在双分梳转杯纺单头试验机上纺制双节花色牛仔纱,需综合考虑各工艺纺纱参数的影响。为实现牛仔纱灰黑风格,选用颜色差异大且原料性能参数相近的黑白粘胶纤维。二者指标对比见表1。

表1 2种粘胶纤维指标对比

分梳辊规格会影响成纱质量。粘胶纤维长度短、易损伤,其性能与棉纤维接近,故选用针齿工作角较小的OK40型分梳辊,且左右分梳辊的转速应保持一致,以保证原料与分梳辊类型及转速的对应性[4]。本例试纺的基本工艺参数见表2。

表2 纺纱工艺参数

为了在单根纱线上实现原料组分及颜色变化,设计改变原料的喂入比例。设黑色粘胶、白色粘胶的喂入比例分别为A和B,用序号表示纤维组分变化的切换顺序,具体设计方案见表3。

表3 牛仔纱花色设计方案

1.2 试验结果

按照上述设定的工艺参数及相关试验得到花色牛仔纱的实物见图1;从左至右分别为方案C1～C5纺制的纱线。

图1 花色牛仔纱

观察纱线颜色发现,随着2种纤维混纺比例逐渐接近,单根花色牛仔纱上双节的颜色差异逐渐变小。方案C1和C2制得的纱线颜色风格接近黑白双节花色;方案C4和C5制得的纱线颜色差异不显著,但仍存在花色渐变;方案C3制得的纱线颜色、花色更接近两者混色的牛仔灰黑色。故选择方案C3进行纺纱工艺优化并织造牛仔面料。

2 工艺设计

2.1 水平选择

试验方案C3的灰黑渐变花色接近灰黑牛仔织物颜色,为了得到各项性能较优的灰黑花色牛仔纱,进行纺纱优化试验。参考相关文献[5-6]对分梳辊转速、转杯转速及成纱捻度3因素进行正交试验设计。在其他工艺参数不变条件下,试验水平编码见表4。

表4 试验水平编码

2.2 正交试验方案

根据正交试验水平编码表,设计正交试验方案,具体见表5。

表5 正交试验方案

2.3 试验结果及分析

将纺制的9组纱线放置于温度为20 ℃、相对湿度为65%的恒温、恒湿环境中平衡24 h,然后进行纱线断裂强度、断裂伸长率、条干均匀度、毛羽等指标测试。在上述指标中,断裂强度和断裂伸长率越高,纺纱质量越好;条干不匀率和3 mm以上毛羽指数越低,纺纱质量越好。在正交试验方案下测得的成纱质量指标见表6,极差分析结果见表7。其中,分梳辊转速、转杯转速及成纱捻度分别用a,b和c表示。

表6 成纱质量指标

表7 极差分析

根据表7可知,影响花色牛仔纱性能的4项指标中,捻度c占2组,分梳辊转速a和转杯转速b各占1组,即牛仔纱的捻度设计对纱线质量影响较大。最佳工艺组合中a因素的3水平占了3项指标,b因素的1水平占了3项指标,c因素的3水平也占了3项指标。经综合分析比较,最佳工艺组合为a3b1c3,即编号为7的试验方案,其分梳辊转速为7.5kr/min,转杯转速为50kr/min,纱线捻度为65捻/(10 cm);该方案花色牛仔纱单纱断裂强度为19.274 cN/tex,断裂伸长率为14.678%,条干CV值为12.52%,符合成纱检验标准要求(单纱断裂强度不小于9.0 cN/tex,断裂伸长率不小于5.0%,条干CV值不大于19%)。

2.4 织造工艺参数设计

为进一步研究花色牛仔纱的布面风格,将工艺优化后试验方案C3制得的灰黑花色牛仔纱作为经纱,采用浅色单色转杯牛仔纱为纬纱(黑白粘胶纤维各为50%固定组分的麻灰牛仔纱,外观颜色为灰色)进行织造。具体工艺参数见表8。

表8 织造工艺参数

使用试验室小样织机织造,所得织物面料厚重,呈现出牛仔面料的灰黑风格。图2为灰黑花色牛仔纱织物实物。

图2 灰黑花色牛仔纱织物

3 结语

3.1基于双分梳转杯纺技术,改变原料的组分变化及交替比例纺制花色牛仔纱,并将工艺优化后制得的灰黑花色牛仔纱用于织造牛仔织物,所获织物颜色独特、具有明显的灰黑牛仔风格;且其成纱模式能够直接进行色彩设计,花色切换不停机。该花色纱纺纱模式方便高效,生产过程不染色,减少了染整废水的排放,为转杯纺花色纱的生产及产品开发提供了思路。

3.2根据牛仔布的颜色风格设计有色纤维的组分交替及色彩分布,从而设计出具有颜色风格变化的花色牛仔纱。若增加不同有色原料组分的变化比例及变化次数,即可实现一个纱线颜色上的多节改变,从而纺制出多节渐变花色牛仔纱,用其织造牛仔织物,风格更为多变,可实现布面颜色渐变的牛仔风格。