雙分梳轉杯紡花色牛仔紗設計及產品開發

石中玉,江 慧,張玉澤,汪 軍

(東華大學,上海 201620)

0 引言

傳統牛仔面料由具有特定顏色的經緯紗交織制成,再經過織物后整理呈現出獨特的牛仔風格。其所用紗線風格單一,且工藝中的染色過程對水資源造成浪費[1]。

莫鴻妃[2]等在雙分梳轉杯紡紗機上進行了竹節紗花型設計及竹節織物風格分析,為轉杯紡技術在花式竹節紗顏色和結構設計的應用提供了新思路。劉晨芳[3]等人在雙分梳轉杯紡試驗機上開發的亞麻/棉混紡牛仔紗,其織物有一定抗菌性能,但紗線顏色單調、織物視覺風格單一。為解決這些問題,筆者從牛仔紗線花色設計出發,通過改變不同顏色纖維的組分比例,在雙分梳轉杯紡單頭試驗機上紡制雙節花色變化牛仔紗,并選取麻灰風格的牛仔紗進行工藝優化和織造,其織物具有明顯灰黑牛仔風格。

1 試驗方案與紗線性能測試

1.1 試驗方案

在雙分梳轉杯紡單頭試驗機上紡制雙節花色牛仔紗,需綜合考慮各工藝紡紗參數的影響。為實現牛仔紗灰黑風格,選用顏色差異大且原料性能參數相近的黑白粘膠纖維。二者指標對比見表1。

表1 2種粘膠纖維指標對比

分梳輥規格會影響成紗質量。粘膠纖維長度短、易損傷,其性能與棉纖維接近,故選用針齒工作角較小的OK40型分梳輥,且左右分梳輥的轉速應保持一致,以保證原料與分梳輥類型及轉速的對應性[4]。本例試紡的基本工藝參數見表2。

表2 紡紗工藝參數

為了在單根紗線上實現原料組分及顏色變化,設計改變原料的喂入比例。設黑色粘膠、白色粘膠的喂入比例分別為A和B,用序號表示纖維組分變化的切換順序,具體設計方案見表3。

表3 牛仔紗花色設計方案

1.2 試驗結果

按照上述設定的工藝參數及相關試驗得到花色牛仔紗的實物見圖1;從左至右分別為方案C1～C5紡制的紗線。

圖1 花色牛仔紗

觀察紗線顏色發現,隨著2種纖維混紡比例逐漸接近,單根花色牛仔紗上雙節的顏色差異逐漸變小。方案C1和C2制得的紗線顏色風格接近黑白雙節花色;方案C4和C5制得的紗線顏色差異不顯著,但仍存在花色漸變;方案C3制得的紗線顏色、花色更接近兩者混色的牛仔灰黑色。故選擇方案C3進行紡紗工藝優化并織造牛仔面料。

2 工藝設計

2.1 水平選擇

試驗方案C3的灰黑漸變花色接近灰黑牛仔織物顏色,為了得到各項性能較優的灰黑花色牛仔紗,進行紡紗優化試驗。參考相關文獻[5-6]對分梳輥轉速、轉杯轉速及成紗捻度3因素進行正交試驗設計。在其他工藝參數不變條件下,試驗水平編碼見表4。

表4 試驗水平編碼

2.2 正交試驗方案

根據正交試驗水平編碼表,設計正交試驗方案,具體見表5。

表5 正交試驗方案

2.3 試驗結果及分析

將紡制的9組紗線放置于溫度為20 ℃、相對濕度為65%的恒溫、恒濕環境中平衡24 h,然后進行紗線斷裂強度、斷裂伸長率、條干均勻度、毛羽等指標測試。在上述指標中,斷裂強度和斷裂伸長率越高,紡紗質量越好;條干不勻率和3 mm以上毛羽指數越低,紡紗質量越好。在正交試驗方案下測得的成紗質量指標見表6,極差分析結果見表7。其中,分梳輥轉速、轉杯轉速及成紗捻度分別用a,b和c表示。

表6 成紗質量指標

表7 極差分析

根據表7可知,影響花色牛仔紗性能的4項指標中,捻度c占2組,分梳輥轉速a和轉杯轉速b各占1組,即牛仔紗的捻度設計對紗線質量影響較大。最佳工藝組合中a因素的3水平占了3項指標,b因素的1水平占了3項指標,c因素的3水平也占了3項指標。經綜合分析比較,最佳工藝組合為a3b1c3,即編號為7的試驗方案,其分梳輥轉速為7.5kr/min,轉杯轉速為50kr/min,紗線捻度為65捻/(10 cm);該方案花色牛仔紗單紗斷裂強度為19.274 cN/tex,斷裂伸長率為14.678%,條干CV值為12.52%,符合成紗檢驗標準要求(單紗斷裂強度不小于9.0 cN/tex,斷裂伸長率不小于5.0%,條干CV值不大于19%)。

2.4 織造工藝參數設計

為進一步研究花色牛仔紗的布面風格,將工藝優化后試驗方案C3制得的灰黑花色牛仔紗作為經紗,采用淺色單色轉杯牛仔紗為緯紗(黑白粘膠纖維各為50%固定組分的麻灰牛仔紗,外觀顏色為灰色)進行織造。具體工藝參數見表8。

表8 織造工藝參數

使用試驗室小樣織機織造,所得織物面料厚重,呈現出牛仔面料的灰黑風格。圖2為灰黑花色牛仔紗織物實物。

圖2 灰黑花色牛仔紗織物

3 結語

3.1基于雙分梳轉杯紡技術,改變原料的組分變化及交替比例紡制花色牛仔紗,并將工藝優化后制得的灰黑花色牛仔紗用于織造牛仔織物,所獲織物顏色獨特、具有明顯的灰黑牛仔風格;且其成紗模式能夠直接進行色彩設計,花色切換不停機。該花色紗紡紗模式方便高效,生產過程不染色,減少了染整廢水的排放,為轉杯紡花色紗的生產及產品開發提供了思路。

3.2根據牛仔布的顏色風格設計有色纖維的組分交替及色彩分布,從而設計出具有顏色風格變化的花色牛仔紗。若增加不同有色原料組分的變化比例及變化次數,即可實現一個紗線顏色上的多節改變,從而紡制出多節漸變花色牛仔紗,用其織造牛仔織物,風格更為多變,可實現布面顏色漸變的牛仔風格。