纱线复合加工技术最新进展(嘉兴学院薛元)

三、纤维原料多元化、复合化的特点
⑴天然纤维及其改性纤维：天然彩色棉、罗布 麻、绢丝、羊绒及改性羊毛； ⑵化学纤维及其改性纤维：微细与超细旦纤维、 异旦纤维、异截面纤维、共轭双组份纤维、 海岛型双组份纤维、共混纤维、中空纤维、 T&T(粗细)纤维、异收缩纤维、自卷曲纤维、 表面微坑微沟槽纤维、阳离子可染涤纶、共 混纳米陶瓷粉体聚酯功能纤维； ⑶人造纤维及其改性纤维：粘胶及其改性粘胶 纤维、Lenzing Lyocell、Teneel、大豆蛋白 纤维、竹纤维；
②甲壳素纤维;
③聚乳酸纤维PAL;
④天然彩色棉;
⑤彩色羊毛和彩色兔毛;
⑥麻类纤维;
⑸功能性纤维：
所谓功能性，包括洗可穿、耐久压烫(DP或PP)、 抗皱、抗水、透湿防水、防风、防油污、防霉、 防蛀、抗紫外线、抗静电、防辐射(金属钛涂层)、 阻燃及防臭、保健等功能。
①光敏纤维;
②阻燃纤维;
③用纳米材料开发的功能性纤维; ④新合纤; ⑤杜邦的聚酰胺纤维tactel系列锦纶纤维； ⑥杜邦的涤纶系列新原料
国内外长丝/短纤复合成纱技术发展现状
复合纱的分类
弹力长丝复合纱 柔性长丝复合纱 长丝/短纤AB纱 短纤维包缠弹力长丝 长丝/短纤交捻 短纤纱与长丝混纤交捻 短纤维包覆弹力长丝 短纤维包覆长丝 短纤维包覆钢丝 刚性长丝复合纱 钢丝/短纤AB纱
并捻纱
交捻包缠纱 混纤交捻纱 包芯纱 包绕纱
短纤维包绕弹力长丝 长丝包绕无捻短纤须条 短纤须条包绕钢丝
（三）Sirofil塞罗斐尔纺（精纺交捻）
（四）长丝/短纤包芯复合纱：
1、长丝/短纤复合成纱Fra Baidu bibliotek目的： 不同素材、不同性能纤维的复合化，不 仅仅是由此可以弥补单一组份纤维的缺陷， 发挥复合纤维的组合优势，更进一步的是由 于通过纤维的复合化可以使复合化的纺织面 料表现出单一素材无法表现出的新的风格、 高感性及功能。
国内外长丝/短纤复合成纱技术发 展 现 状
名 称 组合方式
不锈钢长丝/芳纶 不锈钢长丝/棉 涤纶全牵伸丝/绢丝 涤纶全牵伸丝/棉 涤纶全牵伸丝/天丝 涤纶全牵伸丝/莫代尔 涤纶全牵伸丝/天竹 涤纶全牵伸丝/毛 低弹丝/棉，低弹丝/绢丝 低弹丝/天丝
性能与功能
高强高模低伸长 耐切割 提高尺寸稳定性 提高抗折绉性 改善免烫性能 洗可穿性能 改善悬垂性
纱线复合加工技术最新进展
及新产品开发展望
嘉兴学院 材料与纺织工程学院
工学博士
薛 元
教 授
e-mail:xueyuan168@yahoo.com.cn
一、前言：
由于材料合成与改性技术的不断进步，使得差别 化纤维、天然纤维及其改性纤维、合成纤维及其改性 纤维、各类功能纤维等新型纤维大量涌现，导致纤维 加工技术与手段也发生了日新月异地变化和发展。当 前纤维和纺织品多元化与复合化趋势有这样几个特点： ⑴纤维原料的多元化与复合化； ⑵加工工艺和方法的复合化； ⑶纤维结构和性能的复合化； ⑷织物风格和功能的复合化。 本文从纤维原料的多元化与复合化的特点出发， 着重介绍纱线复合加工技术最新进展，并进一步展望 新型纺织面料的开发前景。
2、Solospun成纱过程：
①由分束罗拉表面的沟槽把无捻细纱须条分劈成3～5组 更细的须条（纤维束），在加捻器的作用，各须条（纤 维束）产生自加捻运动； ②分束罗拉表面沟槽每四分之一圆周上下交错，被分束的 细纱须条（纤维束）也随之一边上下交换一边加拈； ③停留在沟槽罗拉表面的须条（纤维束）和进入沟槽的须 条（纤维束）之间产生夹角，在加捻器的作用下各须条 （纤维束）在汇合点相互之间产生交捻。 ④与分束罗拉表面沟槽每四分之一圆周上下交换一次相对 应，被分束的须条（纤维束）也上下交换一次，由此形 成具有复杂的纤维多重自交捻结构的新型纱线。因此， 可认为在成纱过程中纱线内纤维存在三种运动：各纤维 束的自加捻、纤维束之间的的混纤、纤维束之间的交捻。 故Solospun纱也可称为多重自交捻纱。
表1.环锭细纱与Solospun纺成纱过程比较：
环锭纺成纱
牵伸方式 三罗拉摇架牵伸 分束装置 加捻方式 纱线结构 无 单纱加捻 纤维呈螺旋状 单捻纱
Solospun纺成纱
三罗拉摇架牵伸 分束罗拉 多重纤维束复合交捻 纤维束自拈交捻 多重自交捻纱
3、Solospun纱及其织物的特点：
由于Solospun纺是由多根须条（纤维束） 进行多重交捻的加捻过程，使构成纱线的各 纤维束之间互相混纤并相互缠结交捻。纤维 束自由端被牢牢地锁入纱线的这种揽线式结 构中去。Solospun纱织物具有光洁的布面和 清晰的纹路，织物悬垂性好、耐起毛起球， 并具有舒适的弹性感。 Solospun纱外观见图。
环锭包芯纱侧面及截面图
(3)短纤包覆长丝的包芯纱成纱机理：
①加捻三角区的形成： 在包芯复合成纱加工过程中，短纤须 条由于摇架的牵伸作用使粗纱中短纤 维相互之间发生滑移而使须条变细， 经前罗拉输送长丝与短纤须条共同进 入加捻区。由于前罗拉钳口的握持作 用，此时须条内的纤维（包括长丝） 近似与纱轴平行且须条截面呈扁平状。 见图。由于锭子的回转作用产生的捻 回向前罗拉钳口传递，使钳口处的须 条围绕轴线回转而产生角位移，须条 两侧的纤维由此被折叠卷入纱条中心， 此时须条宽度逐渐收缩并形成加捻三 角形
2、长丝/短纤复合成纱的分类：
①长丝/短纤并捻纱：一般在并线捻线机上进行。 ②长丝/短纤包缠纱：可在捻线机（弹力复合纱），或 塞络菲尔（Sirofil）纺纱机上纺制； ③长丝/短线混纤包缠纱：在细纱机上长丝经静电开纤 器开纤，经导轮在前罗拉钳口处与短纤细纱须条汇合， 由于加捻力的作用使长丝与短纤维的单纤维均匀地分散 并相互包缠，构成混纤包缠结构； ④长丝/短纤包芯纱：在环锭细纱机上增加长丝退绕 装置和长丝张力控制装置、长丝导向装置，无论是弹力 包芯纱或非弹力包芯纱，均可纺制； ⑤长丝包绕短纤复合纱：长丝包绕无捻短纤须条，构 成捆绑式结构。
①内衣面料要求非常柔软（即宽松型的要求没有身骨，紧身型 的则要有弹性朔身效果）、暖感或冷感的肌肤触感、对皮肤的 亲和感（即细微的糙感、无滑爽的蜡状感或刺痒感）、自然的 光泽感、吸湿透气导湿、抗菌除臭、无静电等，并以棉型或真 丝型风格为主。 ②时装面料则要求具有良好的悬垂性、飘逸感、清晰细腻的布 面纹理与光泽感、具有一定的身骨和回弹性、透气导湿，并以 毛型或真丝型风格为主； ③西服及制服类面料则要求具有硬挺度、回弹性及糯感、或粗 矿或清晰细腻的布面纹理与光泽感、透气导湿，并以毛型或麻 型风格为主。 ④衬衫类面料：薄、柔软、挺括、光洁清晰细腻的布面纹理与 光泽感、抗褶皱、透气吸湿导汗等。
用
途
刚性长丝包芯纱
防护服、 复合管基材 复合材料增强材料
柔性长丝包芯纱
休闲服 高档衬衫
弹 性 长 丝 包 芯 纱
微弹 包芯纱
休闲服、高档衬衫 休闲服、T恤衫 羊毛衫 休闲服、羊毛衫、 牛仔服
中等 弹性 包芯纱
弹性 包芯纱
改善布面肌理 高弹丝/棉，自卷曲丝/天丝， 提高织物的蓬松 PTT长丝/棉，氨纶/棉 性 氨纶/绢丝 提高保型性 氨纶/天丝，氨纶丝/莫代尔 赋予织物弹性 氨纶丝/天竹，氨纶丝/毛
(一）卡摩纺纺纱原理及特点：
卡摩纺纱技术的核心思想是通过对形成纺 纱加捻三角区的纤维转移进行有效控制，消除 纺纱三角区，由此消除传统环锭纺形成加捻三 角区时所产生的毛羽，提高成纱质量。
1、卡摩纺纱线光洁，毛羽减少80%左右。 2、卡摩纺纱线内纤维之间基本上呈平行状并 被逐步加捻，因此纺纱成纱强力高，要比普通 环锭弦少强力高10-20%，同时还改善了纱线结 构，提高与纱线的均匀度。
3、芯鞘型长丝∕短纤包芯复合成纱原理
经过对长丝/短纤复合纺纱试验的充分观察、 测试与机理分析，在环锭细纱机上纺制短纤维包覆 长丝的具皮芯结构的包芯复合纱线，必须满足如下 条件： ①长丝喂入前罗拉钳口时应对准短纤粗纱须条的中心； ②长丝与短纤维须条在前罗拉钳口处汇合后共同进入 加捻区，此时长丝应位于短纤维须条加捻三角区的 中心并与短纤维须条共同加捻； ③在长丝短纤复合加捻区，长丝的张力应大于等于短 纤维须条的张力，以保证复合加捻时长丝始终位于 加捻中心并保持伸直状态。
传统环锭纺产生毛羽的原因
普通环锭纺粗纱须条经牵伸由前罗拉钳 口输出进入加捻三角区，由于脱离了牵伸皮 圈和前罗拉的控制，此区域内纤维基本上是 游离失控的。某些纤维的头尾端会离开三角 区形成毛羽。
传统环锭纺纱线强力低的原因
由于三角区的加捻效应，位于加捻三 角区两边的纤维所承受的捻度和张力比中间 纤维大。因此成纱强力主要由两边的纤维负 担，受拉时不能充分使全部纤维承受同样的 张力，因而纺纱强力不高。
(2)非弹力长丝（涤纶、锦纶）包芯纱 加工原理：
在环锭细纱机上加工硬式包芯纱的技术要诀为： ①在环锭式细纱机的双区三罗拉牵伸机构上，短纤 须条仍由喇叭口喂入并经摇架牵伸机构牵伸，长 丝则从握持的前罗拉钳口喂入与被牵伸的短纤须 条会合； ②长丝由前罗拉输送喂入短纤须条加捻区时，长丝 由精密导轮传送并控制其准确地对准短纤维须条 中心，与短纤须条汇合后共同进入加捻三角区复 合加捻； ③长丝张力由特定的张力装置控制，当长丝与短纤 须条在加捻三角区同轴复合加捻时，长丝的张力 值应大于（或等于）短纤须条的张力值
（1）氨纶弹力包芯纱加工原理：
环锭细纱机纺制氨纶包芯纱的装置如图示， 由管纱上退绕的粗纱经喇叭口喂入细纱机牵伸区， 由于罗拉的牵伸作用使粗纱须条内短纤维相互之 间发生滑移而使须条取向变细；氨纶弹力长丝则 由积极式退绕罗拉作用使其沿卷装切向退绕，并 经导丝杆、导纶、前罗拉的导向，使氨纶长丝能 对准短纤须条中心并在前罗拉钳口处汇合进入加 捻区。经导纱钩、纲领、钢丝圈，加捻卷绕在活 套在锭子的纱管上。由于氨纶退绕罗拉与前罗拉 的速比一般为1：3左右（此参数可根据产品工艺 要求调整），故氨纶在具备一定的张力条件下与 短纤维须条汇合进入加捻区复合加捻形成弹性包 芯纱。
（二）Solospun纺纱技术介绍
1、 Solospun纺纱基本原理： Solospun纺纱技术是在羊毛精纺细纱机前 罗拉输出点处增加一个羊毛细纱须条分束罗拉 装置，使被牵伸的无捻细纱须条经增设的分束 装置将其分劈成若干条更细的须条（纤维束）， 这些须条在加捻三角区分别经初捻后再在结合 点处并合加捻，形成一种类似缆绳结构的多重 自交捻纱，然后卷曲到细纱管上形成多重自交 捻纱（Solospun纱）。
二、纺织面料风格的分类：
①棉型或以棉型为主，兼具毛型或真 丝型风格手感的面料； ②毛型或以毛型为主，兼具真丝型或 棉型或麻型风格手感的面料； ③真丝型或以真丝型为主，兼具毛型、 棉型或麻型风格手感的面料； ④麻型或以麻型为主，兼具毛型或棉 型风格手感的面料。
根据用于内衣、时装和制服类等不同场合，对面料 的要求又有不同的侧重点。
凉爽型涤纶—— 异形截面丝
双组份共轭纺丝——对纤维截面形态的控制
中空微孔纤维
各 类 中 空 纤 维
——光干涉材料及纤维——
——透光不透明纤维——
⑷绿色环保型纤维：
概念：原料来自于大自然；生产过程及使用过 程中无污染；废弃后可自然降解或燃烧处理； ①Lyoceell纤维;
表2. Solospun纱和织物的特点
Solospun纱 结 构 Solospun纱 特 点 Solospun纱 织物的特点
膨松感
纤维之间适 度的混纤及 复杂的纤维 交缠、交捻 结构
轻量、膨松、柔软、 清晰的布面纹路、 悬垂性好
牢固的纤维缠结 毛羽的生成和起球 （抱合力大） 现象减少（作为经 纱使用时更耐磨） 纱线表面光洁 漂亮的霜感 服贴性好 伸长大 舒适的弹性感
⑹卫生保健功能性原料：
①抗菌纤维； ②芳香纤维；
③远红外线纤维；
④抗紫外线纤维；
⑤罗布麻；
⑥麦饭石纤维；
四、纱线复合加工技术最新进展：
纱线复合加工技术的主要特点可以归结为:
①以提高成纱质量降低毛羽为目的，对成纱过程 中纤维的转移进行有效控制的纺纱新技术，如 卡摩纺、Solospun纺等； ②以提高织物风格和改善织物功能为目的，在纺 纱过程中进行不同纤维的混纺，长丝短纤复合 的纺纱技术，如Siro纺、平行纺、包芯纺等； ③以为织物提供变化效果为目的的复合纺纱技术， 如竹结纱纺纱、花式纱纺纱等； ④以提高织物柔软度和吸水效应的低捻纱、中空 纱纺纱技术。