雙分梳轉(zhuǎn)杯紡環(huán)保牛仔紗的開發(fā)

李 玲 莫鴻妃 張玉澤 王 妮 汪 軍

（東華大學(xué)，上海，201620）

傳統(tǒng)的牛仔布生產(chǎn)是采用經(jīng)紗染色、緯紗不染色，通過經(jīng)緯紗交織而形成的一種較粗厚的色織經(jīng)面斜紋面料，布面整體色澤是靛藍(lán)與白兩色的混合效果，具有藍(lán)中透白的特有風(fēng)格［1］。

將色紡紗用于經(jīng)紗也是一種趨勢，大多采用有色滌綸與白棉混紡再套染靛藍(lán)，或者直接用硫化染料染色的色紡紗作經(jīng)紗，但是布面風(fēng)格與牛仔風(fēng)格還是有差異，需要再套染其他顏色等［2］。牛仔紗的染料多數(shù)為靛藍(lán)染料，少數(shù)用硫化染料。在紡織品印染加工過程中，約10%～20% 的染料作為廢物排出［3］，而將未經(jīng)處理或處理不達(dá)標(biāo)的廢水直接排放，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重污染，在漿染生產(chǎn)和污水排放過程中還需要耗費(fèi)大量工業(yè)用水。

本研究利用雙分梳轉(zhuǎn)杯紡技術(shù)，通過控制紗線表面兩色纖維的比例，開發(fā)一種藍(lán)白纖維錯(cuò)落相間分布在紗線表面，且間距細(xì)密的新型結(jié)構(gòu)紗線，利用該紗線制成的織物直接呈現(xiàn)出藍(lán)白相間的牛仔布風(fēng)格，而無須經(jīng)過漿染一體工序或者套染工序，有利于減排。

1 雙分梳轉(zhuǎn)杯紡技術(shù)

傳統(tǒng)轉(zhuǎn)杯紡主要由一套喂給結(jié)構(gòu)、一套分梳機(jī)構(gòu)和一個(gè)轉(zhuǎn)杯組成，在紡制混紡紗時(shí)由于分梳輥針布很難同時(shí)適應(yīng)性能差異大的纖維，因此紡制混紡紗比較困難。有學(xué)者［4］將單喂給變?yōu)殡p喂給，也有德國公司［5］將分梳輥改為上下兩層包覆不同的針布，試圖提高混紡紗質(zhì)量。東華大學(xué)［6］提出了雙喂給轉(zhuǎn)杯紡紡紗器，其特征是將原先的單喂給變?yōu)殡p喂給，并配有兩個(gè)獨(dú)立的分梳輥，通過各自的輸纖通道進(jìn)入轉(zhuǎn)杯，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同纖維條分別進(jìn)行單獨(dú)喂給和分梳，如圖1 所示。

圖1 雙分梳轉(zhuǎn)杯紡示意圖

研究表明［7］：采用雙分梳轉(zhuǎn)杯紡技術(shù)所紡的紗線具有轉(zhuǎn)杯紗的特征，且紗線圓整度更好。同時(shí)這種轉(zhuǎn)杯紡紗技術(shù)還可以紡制纖維性能差異大的混紡紗和紗線結(jié)構(gòu)與顏色變化的花式紗。

2 雙分梳轉(zhuǎn)杯紡混色紗的結(jié)構(gòu)分析

本研究采用自制雙分梳轉(zhuǎn)杯紡紗試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，兩種纖維條分別通過左、右喂給羅拉喂入，經(jīng)左、右分梳輥梳理后進(jìn)入轉(zhuǎn)杯，并在轉(zhuǎn)杯內(nèi)并合加捻成紗。此外，該設(shè)備還可通過在線改變纖維條的喂入速度來紡制不同混紡比例的混紡紗。

2.1 紗線縱向表觀結(jié)構(gòu)

由于雙分梳轉(zhuǎn)杯紡的特性，其紗線縱向上不同顏色的纖維分布不均勻，呈現(xiàn)出一定規(guī)律的變化趨勢。故通過改變纖維顏色、成分以及喂入比例可紡制出不同風(fēng)格的紗線。圖2 為雙分梳轉(zhuǎn)杯紡藍(lán)白混色紗縱向照片，該紗是藍(lán)、白兩色條子分別從兩個(gè)喂入口喂入，兩種纖維的混紡比是固定的。由圖2 可見，藍(lán)白兩種纖維在紗線縱向的表面分布不均勻，外觀呈現(xiàn)出藍(lán)白相間的效果。

圖2 雙分梳轉(zhuǎn)杯紡藍(lán)白混色紗縱向照片

2.2 紗線徑向結(jié)構(gòu)分析

為進(jìn)一步分析紗線結(jié)構(gòu)，用黑白粘膠紡制50/50 的混紡紗，觀察紗線縱向不同位置的截面纖維分布。圖3 為雙分梳轉(zhuǎn)杯紡混色粘膠紗線的兩個(gè)不同位置的橫截面切片圖，其橫截面結(jié)構(gòu)近似圓形，可以觀察到在橫截面最外層的黑白粘膠纖維分布有顯著差異，這說明盡管在不同截面上黑白粘膠纖維的比例是固定的，但是其分布隨著縱向長度的位置變化而變化。

圖3 混色紗的橫截面切片圖

3 主要工藝技術(shù)措施

3.1 雙分梳轉(zhuǎn)杯紡工藝要點(diǎn)

3.1.1 原料與線密度設(shè)計(jì)

經(jīng)典的牛仔紗是純棉紗，限于實(shí)驗(yàn)室的條件，比較容易獲得藍(lán)色粘膠纖維，考慮到本研究是探討雙分梳轉(zhuǎn)杯紡紡制牛仔紗的可行性，因此采用藍(lán)色和白色粘膠棉型原料（規(guī)格1.67 dtex×38 mm）紡制40 tex 轉(zhuǎn)杯紗。

3.1.2 轉(zhuǎn)杯

40 tex 轉(zhuǎn)杯紗屬粗號(hào)紗，宜選用直徑為43 mm 轉(zhuǎn)杯，轉(zhuǎn)杯速度選用40 000 r/min。

3.1.3 分梳輥

在轉(zhuǎn)杯紡工序，分梳輥的作用是對(duì)纖維條進(jìn)行開松、梳理、除雜和轉(zhuǎn)移。纖維的分梳效果不僅與分梳輥規(guī)格有關(guān)，而且受分梳輥轉(zhuǎn)速的影響。分梳輥規(guī)格決定著齒條工作角的大小，齒條工作角越大，就不容易刺入條子深處對(duì)纖維進(jìn)行分解與梳理，也因此削弱了對(duì)纖維中所含雜質(zhì)的排除作用。同時(shí)，由于齒條工作角大，對(duì)纖維的握持作用減小，造成纖維容易脫離齒尖，導(dǎo)致紗條上的粗節(jié)、細(xì)節(jié)及雜質(zhì)增多，造成成紗條干不勻率增大而影響成紗質(zhì)量。但分梳輥齒條的工作角也不宜過小，這樣會(huì)增加對(duì)纖維原料的握持作用，影響纖維的釋放與轉(zhuǎn)移，輕則造成分梳輥繞花現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)堵塞分梳輥。通常分梳輥轉(zhuǎn)速過低，纖維的梳理效果差，成紗強(qiáng)力較小，會(huì)出現(xiàn)返花的現(xiàn)象，但分梳輥轉(zhuǎn)速過高時(shí)對(duì)纖維的損傷較大，也會(huì)造成成紗強(qiáng)力降低［8］。綜合考慮，本研究中左右分梳輥規(guī)格選用OK40，分梳輥轉(zhuǎn)速設(shè)為7 000 r/min。

3.1.4 張力牽伸

卷繞羅拉與引紗羅拉的張力牽伸要求卷裝成形良好，一般張力牽伸越大，紗線強(qiáng)力越高，但張力過大易造成斷頭［9］。 因此卷繞羅拉速度設(shè)為50.5 m/min，張力牽伸倍數(shù)設(shè)為1.01 倍。

3.1.5 其他基本紡紗參數(shù)

捻度800 捻/m，喂入粘膠條定量分別為左23.0 g/5 m（藍(lán)色），右22.6 g/5 m（白色），混紡比例（藍(lán)∶白）70∶30。

3.2 紡紗質(zhì)量

在雙分梳轉(zhuǎn)杯紡單頭試驗(yàn)機(jī)上紡制藍(lán)白粘膠混色紗線，使用紗線數(shù)字圖像采集裝置拍攝所紡紗線的外觀類似于圖2 所示的照片。經(jīng)實(shí)測，牛仔布用粘膠40 tex 轉(zhuǎn)杯紗的主要質(zhì)量指標(biāo)：單紗斷裂強(qiáng)度27.9 cN/tex，單強(qiáng)CV6.3%，斷裂伸長率13.8%，百米重量CV1.8%，條干CV13.25%。成紗質(zhì)量指標(biāo)符合后道織造要求。

3.3 織造工藝

由于紗線在織造時(shí)要受停經(jīng)片、綜絲、鋼筘等機(jī)件的反復(fù)摩擦，容易使紗線的結(jié)構(gòu)遭到破壞而斷裂［10］。漿紗是為了改善紗線的集束性，提高斷裂強(qiáng)力；一部分漿液覆蓋在紗線表面，使紗線表面變得光滑；表面的漿液烘干后形成一層富有韌性的漿膜，進(jìn)一步增加紗線的耐磨性。保證漿紗后紗線的彈性和斷裂伸長率不降低太多，具有柔韌性和可彎性，適應(yīng)織造變形作用。上漿用淀粉漿料，不加PVA 等化學(xué)漿料，因?yàn)镻VA 等化學(xué)漿料在后序整理過程中難以完全退掉，導(dǎo)致布面硬。上漿率一般為5%，誤差±1%。上漿率過大，在織造過程中容易造成打緯吃力或者緯密打不緊而損傷織機(jī)；上漿率過小，在織造過程中經(jīng)紗容易斷，織機(jī)效率低［11］。

織造時(shí)經(jīng)緯紗都使用上述紡紗試驗(yàn)紡制的粘膠藍(lán)白混色紗線，經(jīng)密380 根/10 cm，緯密114 根/10 cm，采用三上一下右斜紋組織織造，成品幅寬25 cm，經(jīng)向緊度74.4%，緯向緊度22.3%，總緊度80.1%。其牛仔織物布面效果圖如圖4 所示。

圖4 粘膠藍(lán)白混色紗牛仔織物

從圖4 可看出，該面料具有典型的牛仔布風(fēng)格，布面呈現(xiàn)無規(guī)律的藍(lán)白色段相間分布狀態(tài)，整體有藍(lán)中透白、朦朧立體的視覺效果。

4 結(jié)語

本研究所紡制的紗線呈現(xiàn)出藍(lán)白纖維錯(cuò)落相間分布且間距細(xì)密的效果，其織物面料柔軟且不失挺闊，布面呈現(xiàn)牛仔布風(fēng)格。也可通過藍(lán)白纖維比例、線密度、轉(zhuǎn)杯紡專件配置和工藝的變化，紡制出各種變化的轉(zhuǎn)杯牛仔紗。

雙分梳轉(zhuǎn)杯紡牛仔布用紗，無需對(duì)紗線進(jìn)行染色，取代了傳統(tǒng)的色經(jīng)白緯織造成布的方法。與傳統(tǒng)的漿染一體聯(lián)合生產(chǎn)的牛仔布相比，利用本研究轉(zhuǎn)杯紗紡制的牛仔布減少了生產(chǎn)過程中染整廢水的排放以及工業(yè)用水的耗費(fèi)，可降低生產(chǎn)成本并保護(hù)生態(tài)環(huán)境。該轉(zhuǎn)杯紗將是市場上具有競爭力的產(chǎn)品。