段彩紗紡紗技術淺析史晶晶楊恩龍陳偉雄薛元易洪雷（浙江嘉興學院）法等線密度段彩成紗技術，并與當前幾種段彩紗生產方法進行了對比分析。認為：新技術采用三軸四羅拉段彩紡紗裝置，實現了主紗與輔紗同步同點位控制，可適應于各種長度的纖維，改善了成紗條干，減少了疵點；段彩長度的調節可滿足各種設計要求；主輔紗混紡比能以任意比例變換，控制快捷方便，可較好地提升段彩紗品質，豐富段彩紗織物的色彩效果。
近幾年來，花式紗線及其織物比較流行。在棉紡設備上生產花式紗線是當今紡織新產品開發領域的熱點之。段彩紗是有色纖維紡紗的種特殊紡紗工藝技術，其成紗色彩不僅在紗線同一橫截面內由多種彩色纖維組合，而且在紗線縱向長度上，不同組合的有色纖維呈不規則斷續變化的分布狀態，故用段彩紗制成的織物，色澤柔和豐滿、層次感強，具有明顯的新穎性和獨特性。
1國內外段彩紗技術現狀從國內外資料及展示的設備來看，段彩紗技術主要是采用針梳并條工藝進行段彩配色。在多基金項目：浙江省重點科技創新團隊自主項目（2012R10012-4）色并條針梳機的后部喂入有色或無色的纖維條，從機身側旁四個喂入機位，用電腦程序控制器，分段控制四個步進電機傳動的配色羅拉轉速，實現分段配色，制成段彩條，再紡制成段彩紗。該工藝可以在同工序中實現多色段配色。但該工藝對纖維長度、纖維類別有一定要求，適宜于針梳牽伸加工方法，毛纖維條經后道工序牽伸后，色段長度長，產品有較大局限性；飾紗色條是在基條縱向的四個不同點位喂入，要達到各點位任意配色的頭尾銜接，工藝制訂和更改較難；該類設備價格昂貴，目前國內引進廠家不多。目前國內現有的段彩紗生產方法主要有以下三種。
1.1并條機分段喂入法并條機分段喂入法主要應用于毛紡。仿制國外的設備在并條工序采用電腦程序控制變頻或伺服電機，多點位對有色纖維條分段喂入，形成段彩毛條。這種方法適用于纖維長度較長的毛型纖維，并條機為針梳并條機，產品經后道工序加工后，段彩長度較長。
1.2細紗機三羅拉牽伸法細紗機三羅拉牽伸法見。
在細紗工序中，對細紗機的三羅拉牽伸機構加以簡單的改造，主干芯紗A從中羅拉喂入，輔紗B從后羅拉喂入，并通過電動或機械裝置控制輔紗進行間斷喂入，主干芯紗A與輔紗B在中羅拉鉗口處集合從而達到段彩效果。這種方法目前國內應用較多，其成紗結構是：在主干芯紗上包纏輔紗。這種紡紗機構目前大多用于段彩竹節紗生產。
1.3細紗機四羅拉牽伸法細紗機四羅拉牽伸法見。
在三羅拉的基礎上，增加一根后羅拉，三羅拉和四羅拉的上膠輥采用階梯膠輥，分別握持喂入的兩根粗紗，主干芯紗從四羅拉喂入，輔紗從三羅拉喂入，粗紗須條A受階梯膠輥5控制，從階梯膠輥5的直徑較小端上面通過，而粗紗須條B從階梯膠輥5的直徑較小端上面通過，受階梯膠輥5控制，程序控制器控制侍服電機，使三羅拉和四羅拉分段變速驅動，在一羅拉和二羅拉構成的主牽伸內集合，實現段彩紗效果；其段彩控制原理和紡紗效果與三羅拉牽伸法類似，所不同的是三羅拉和四羅拉的速度均可調，主紗增加了后區牽伸控制，成紗條干勻度相對較好，但其三羅拉和四羅拉對粗紗的握持點相對二羅拉的間距不一樣，尤其是二羅拉與四羅之間的隔距較大，不適宜于棉型纖維條牽伸紡紗，同時三羅拉和四羅拉對粗紗的握持點不在喂入粗紗長度的同一點，不能同步且同點位調速控制，影響成紗條干，工藝調整復雜。
四羅拉法雖可紡制條干相對均勻的段彩紗，但主輔紗的混紡比例由于受到主輔粗紗定量和后區牽伸倍數的限制，調節與控制都不夠方便。
2等線密度段彩紗紡紗技術等線密度段彩紗紡紗技術是針對目前段彩紗生產技術存在的諸多問題，研究開發出的種新型段彩紗紡紗方法。該紡紗方法是由三軸四羅拉牽伸法實現的，不僅實現紗線橫截面和長度方向均有不同色彩組合，且保持紗線條干均勻度。具體結構見，其中A為粗紗甲，B為粗紗乙。
該機構在傳統的細紗機牽伸機構上改造而成。其后羅拉設計為同軸雙羅拉結構，即在后羅拉的結構設計上，采用后羅拉軸上套裝固定安裝的固定后羅拉和活套安裝的活套后羅拉，對應每鏈位，固定后羅拉與活套后羅拉成對配置，有效寬度各占原來的二分之一，兩后羅拉工作外徑相同，對應的后膠輥也設計為安裝在同膠輥軸上可分別轉動的兩個膠輥。在后羅拉軸后面增加一根活套羅拉傳動軸并裝有齒形帶輪，通過齒形帶傳動活套后羅拉。由程序控制器控制的伺服電機分別驅動后雙羅拉轉動，其轉速可以在不同的時間段進行設定。該牽伸機構特點是主、輔紗后牽伸區間距相同；雙后羅拉安裝于同一軸，與膠輥構成的鉗口位于同一軸線，羅拉可對纖維條實現同步、同位變速控制。
紡紗時，將線密度特數分別為T甲、T乙的甲、乙兩種粗紗，經導紗桿、分條柵喂入后羅拉，由固定后羅拉和活套后羅拉分別控制，甲、乙兩種粗紗條的后牽伸區間距相同。后雙羅拉轉速設定，采用速度耦合等量喂入控制方法，使甲、乙兩組粗紗條在喂入速度分段變化的工藝要求下，保持任何時段，甲、乙兩組粗紗條喂入量之和不變地被喂入后牽伸區，經集條器集束后，以不同的牽伸比喂入中羅拉，在細紗機的前牽伸區匯合，經前羅拉的牽伸輸出，加捻成等線密度段彩紗。
正常紡紗時，在第i個工藝段內，甲、乙兩組粗紗條的喂入量分別由后羅拉同軸上的固定羅拉和活套羅拉的線速vSl和V活，控制，單位時間內后羅拉的喂入量為（T甲Vs+T乙xt，喂入的粗紗須條經集條器進入中羅拉鉗口，在膠圈牽伸區進行匯合，經前羅拉牽伸輸出，粗紗須條被加捻成段彩紗。在機構的傳動及控制上，固定羅拉和活套羅拉分別由后羅拉軸與活套羅拉傳動軸傳動，其轉速受電腦程序控制器控制，可以對后牽伸區參數以時間分段進行設定，對每一個時間段內的V固i和V活i速度進行控制。對甲、乙兩組特數相同的粗紗條，控制V固i+V活i=V固l+1+V活1+1為常數，即可保證粗紗條在中羅拉鉗口的喂入量不變；對甲乙兩組特數不相同的粗紗條，其特數分別為T甲和T乙，甲粗紗條從固定后羅拉喂入，乙粗紗條從活套羅拉喂入，只要控制V活w線速的增量為V線速的減量的T甲/T乙倍，或者V固w線速度的增量為V活i線速度的減量的T乙/T甲倍，就可保證粗紗條在中羅拉鉗口的維條喂入量不變；對每個時間段時間ti設定，即可控制段彩的長度；通過對V固/V活i設定各種不同比率組合，即可實現不同纖維、色彩的組合效果。
由以上控制原理分析可知，等線密度段彩紡紗方法與目前國內外采用的段彩紡紗方法相比，具有明顯的技術優勢，由于該機構實現了主紗與輔紗同步同點位控制，適應于各種長度的纖維，成紗條干改善、疵點減少；段彩的長度的調節可滿足各種設計要求；主輔紗混紡比能以任意比例變換，控制快捷方便。這種紡紗方法較好的提升了段彩紗品質，豐富了段彩紗織物表面的色彩效果。
3結束語并條機分段法紡制的段彩紗主要應用于毛紡、段彩長度較長；細紗機三羅拉牽伸法生產的段彩紗目前應用較多；細紗機四羅拉牽伸法生產的段彩紗條干相對均勻，但調節與控制不便。采用同軸線位速度耦合控制的三軸四羅拉段彩紡紗裝置，可以較容易實現兩種纖維條喂入量的恒定，從而實現等線密度紡紗。既可輕松實現紗線橫截面和長度方向的不同色彩組合，又可較好地保持紗線條干均勻度。該紡紗技術克服了現有段彩紗紡紗結構存在的缺陷，實現了主紗與輔紗同步同點位控制，適用于各類纖維的紡制，可用于各類羅拉牽伸紡紗機構紡制段彩紗的技術改造。該段彩成紗方法應用于色紡工藝中，能更好地滿足段彩紡紗的工藝設計要求，達到進一步提升段彩紗品質、豐富段彩紗織物色彩效果的目的。 |