CN108728967B - 包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱的加工方法及复合纱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱的加工方法及复合纱，综合利用不同颜色两根纱线并合加捻的段彩效应原理、空心锭包缠纺外包缠纱对芯纱缠绕时芯纱的特定假捻效应及其捻度不稳定原理、捻度在粗细不匀纱线上的不均匀分布原理，通过使双芯纱产生无规律的段彩效果，并采用无色、透明度好的长丝（单丝、或低根数复丝）外包缠纱进行包缠固结，获得具有段彩特征的亚麻复合纱。可以有效的改善亚麻织物的抗皱性，减少纱线毛羽，减少毛羽再生，提高可织性，赋予纱线及其织物段彩外观，织物免染，免浆织造。

Description

包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱的加工方法及复合纱

技术领域

本发明涉及花色亚麻复合纱线加工领域，具体涉及一种包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱的加工方法及复合纱。

背景技术

亚麻纤维是一种生物质纤维（天然纤维素纤维），也是一种稀有天然纤维， 其产量仅占天然纤维总量的1.5％左右。亚麻纤维纺织品具有良好的凉爽感、挺括感和洁净感、且具有透气性和导湿性好、耐霉、耐虫蛀、抗紫外、抗静电等优良性能及功能，这是其它天然纤维所不具备而且无法取代的，更不是化学纤维无法比拟的。

但是，麻纤维的固有缺陷如刚性大、弹性差、染色性差等导致了其纺织加工性能较差，也影响了其面料的服用性能。

亚麻纺纱可分为纯亚麻纺纱和亚麻混纺纺纱。纯亚麻纺纱流程可分为长麻纺和短麻纺，其中长麻纺所用原料为亚麻原麻经初加工（半脱胶）而制得的打成麻（工艺纤维，长纤维）；短麻纺所用原料为原麻初加工过程中产生的短麻（一粗、二粗）以及打成麻栉梳过程中产生的短麻。长麻纺和短麻纺又可分为湿法纺纱和干法纺纱。湿法纺纱的特点是：在细纱机上，粗纱先通过水槽浸湿再进入牵伸区。浸湿后的粗纱，纤维胶质软化，有利于牵伸，而且由于水的贴伏作用使成纱光洁，毛羽较少。长麻纺因采用工艺纤维纺纱（长麻），成纱毛羽明显少于短麻纺。但由于麻纤维刚硬，抱合力差，成纱毛羽依旧较多，在后续加工中受到机件摩擦，毛羽还会再生，即产生新的毛羽。纱线毛羽，尤其是长毛羽，会给织造准备及织造带来困难。麻纱毛羽多，也会增加面料贴身穿着时的刺痒感（由亚麻纤维刚硬引起）。

亚麻与其它纤维混纺时，可以分别制条，再采用条子混和的方法进行纺纱加工；也可将亚麻纤维切断成与混用纤维相应的长度，并煮练和漂白，然后采用散纤维混纺的方法在棉纺、中长纺、绢纺或毛纺设备上纺纱。

亚麻与其它纤维混纺，可以提高亚麻纤维的可纺性以及可织性，还可在保持亚麻织物风格特征的基础上，改善亚麻织物的性能，如弹性、抗皱性等。

目前，市场中的纯亚麻纱线有本色纱和漂白纱两种，基本仍采用湿法长麻纺纺制而成（这是由于湿法长麻纺成纱比短麻纺纱线毛羽少，表面光洁）二者的区别在于，在粗纱煮练工序，本色纱不进行漂白处理，成纱保持亚麻原有的浅棕色（不同产地、品种、批次的亚麻颜色有一定差异）。

湿法长麻纺亚麻纱具有鲜明的粗细不匀特征（条干不匀率在30%以上，粗细节直径比在8倍以上），赋予其织物特有的粗犷风格，具有鲜明的可识别性。

段彩纱是一种经典的花色纱线，其特征是在纱线长度方向上，不同纱段为不同颜色，一根纱线有两种及以上的颜色，不同色段相间排列，但长短不一（色段非等长）。

传统的段彩纱生产技术是纱线的分段染色（印色），使纱线沿其长度方向呈现不同颜色的片段，由于技术复杂，片段色彩控制困难，现在已趋于淘汰。现在的段彩纱主要采用色纺（纤维染色后再纺纱）技术，通过对并条机、细纱机等牵伸装置的改造，控制不同颜色纱条的喂入量与牵伸倍数，使最终成纱呈现段彩效果，所得段彩纱线可以是段彩竹节纱，也可以是等线密度段彩纱。具体技术如下：

段彩条法：通过在针梳并条机或普通并条机的上加装喂入控制装置，间断喂入不同颜色的彩色条子，制成段彩条子，再经牵伸加捻形成段彩纱，主要用于毛型纤维段彩纱的纺制，所得纱线段彩片段长度长。

彩色粗纱法：将不同颜色的纤维分别制成粗纱，在牵伸装置经过改造的环锭细纱机上纺制而成段彩纱。不同颜色的粗纱保持一定间距喂入牵伸区，其喂入位置可以相同也可以不同（后罗拉喂入或中罗拉喂入），不同颜色粗纱的喂入，包括是否喂入及喂入速度单独控制，可以是耦合的（成纱定量不变）也可以是非耦合的（成纱定量变化，竹节效果），各颜色粗纱经牵伸后由集合器集合，在前罗拉钳口输出后捻合成具有段彩效果的纱线。目前生产中应用的主要是后一种技术。

产业中应用的段彩纱，其外观特征和技术核心，在于在纱线的长度方向上，不同颜色纱段分布的随机性、无规律性，即各颜色纱段长短不同且无规律。

空心锭包缠纺纱是一种专门生产复合结构纱线的技术，其技术特征是以一根纱线（长丝纱或短纤纱）螺旋状缠绕到另一根纱线（长丝纱或短纤纱）上，形成具有包缠结构（缠捻）的复合纱线。

空心锭包缠纺纱技术的核心是空心锭包缠技术，该技术在平行纺纱技术（机）、空心锭花式捻线技术（机）上也有应用，前者用于纺制短纤包缠纱（芯纱为牵伸后的短纤须条），后者专用于纺制花式纱线（芯纱为牵伸后的短纤维须条或短纤维须条与长丝并合后的长丝短纤复合结构纱条）。目前，产业中所用纺制包缠纱的专用设备为空心锭包缠纺纱机，又称机械包覆机（简称“机包”是相对于空气网络包覆而言的称呼，空气网络包覆在产业中成为“空包”）。

空心锭包缠纺纱有单包（一次包缠）和双包（两次包缠）之分。

双包纺纱是在单包的基础上再包缠一次，即在设备上再加装一套空心锭-铝锭管系统，由另一台电机传动，进行二次包缠。为了获得稳定的纱线结构，二次包缠的缠绕螺旋线方向（捻向）与一次包缠可以相同，也可以相反，即形成所谓“X”向包覆，实现三组分复合，或获取更好的包覆效果。

目前，空心锭包缠纺纱方法主要用于弹性包缠纱的生产（这是包缠纱纺纱设备设计的初衷，芯丝喂入部分即为弹性芯丝喂入所设计），即以不同线密度的氨纶弹力丝为芯丝，以涤纶、锦纶等长丝或各种短纤维纱线为外包缠纱，对施加一定牵伸倍数的弹力芯丝进行包缠，制成弹力包缠纱，用于机织和针织弹性面料的生产。

中国专利CN201220494508.8公开了一种丝麻包缠纱，其具体开了一种丝麻包缠纱，选用麻纤维长丝作为内芯材料，通过包缠纺纱技术在麻纤维长丝的表面以螺旋状包缠蚕丝纤维。

中国专利CN201220718329.8公开了一种针织用亚麻混纺复合包缠纱，由芯纱和两根包缠纱组成，所述包缠纱螺旋状缠绕在所述芯纱上，且分别按照s和z捻方向缠绕在所述芯纱上，所述包缠纱为可染色长丝，所述芯纱和包缠纱的细度比为3:1-4:1。

中国专利CN201310338357.6公开了一种免刺痒麻芯包覆纱及其加工方法，具体公开了一种免刺痒麻芯包覆纱及其加工方法，该包覆纱包括芯纱和外包缠纱，其中，所述芯纱为麻类纱线，所述外包缠纱为短纤纱或长丝纱，所述短纤纱或长丝纱缠绕在麻类纱线外并包覆住麻类纱线；其加工方法包括：芯纱退绕、引纱、包缠和卷绕成形四步。

中国专利CN201621446891.4公开了一种降低毛羽的包覆纱，纱芯和纱芯外侧的包覆层，所述的纱芯为短纤维纱芯，所述的包覆层包括第一长丝和第二长丝，所述的第一长丝和第二长丝进行反方向加捻并呈螺旋状包覆在短纤维纱芯外侧。

中国专利CN201711398877.0公开了一种亚麻纱线，且公开了一种亚麻纱线，包括纱线本体，纱线本体包括纱芯，纱芯内部分别设置有弹力纱、亚麻纤维和单芯，纱芯的外表面缠绕有亚麻纱层，亚麻纱层的外表面缠绕有弹力丝层，弹力丝层的外表面固定连接有表皮纱，纱线本体的外表面分别螺旋捻合有涤纶纤维、粘胶纤维、纤维棉和阻燃棉线。

中国专利CN201510407962.3公开了一种麻涤加捻纱及其制备的麻锻面料，该麻涤加捻纱是由亚麻纱线与细旦涤纶丝加捻得到的，其中：所述亚麻纱线中亚麻的含量为100％，该亚麻纱线的支数为28-36Nm，捻度TPI为9-13.5；所述细旦涤纶丝为30D/12F半消光涤纶低弹丝；所述麻涤加捻纱的捻度TPI为7-13。

以上相关技专利采用的是“包缠（空心锭包缠）”和“并捻（经并纱机并合后，倍捻机加捻）”加工方法，对亚麻纱进行复合加工，达到改善亚麻纱可加工性和织物产品性能的目的。

发明内容

本发明采用空心锭包缠纺纱技术，以湿法长麻纺漂白亚麻纱和彩色涤纶长丝纱为芯纱，无色、透明度好的长丝（单丝、或低根数复丝）为外包缠纱，具体公开了一种包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱的加工方法及复合纱。

本发明提供一种包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱的加工方法，其包括以下步骤：

1）以湿法长麻纺漂白亚麻纱和一根彩色涤纶长丝纱作为芯纱，采用消极喂入的方式分别从各自的芯纱筒上退绕，并经过导纱钩将湿法长麻纺漂白亚麻纱和彩色涤纶长丝纱合并形成双芯纱，其中湿法长麻纺漂白亚麻纱具有显著的粗细不匀特征；

2）双芯纱经弹簧式张力装置喂入空心锭，而缠绕设置在活套在空心锭上的铝锭管外的外包缠纱与双芯纱在会合导纱钩处会合，且所述弹簧式张力装置给予双芯纱喂入张力，所述外包缠纱无色、透明度好的长丝；

3）铝锭管与空心锭一起高速回转，带动外包缠纱高速回转，将外包缠纱缠绕到双芯纱上；

4）处于外包缠纱对双芯纱的缠绕点与外包缠纱从铝锭管上的退绕点之间的外包缠纱形成气圈，并产生张力；

5）双芯纱在张力的作用下，在缠绕点处受到扭转力矩作用而产生扭转捻回，并使双芯纱在假捻捻回的作用下产生段彩效果；

6）同时在外包缠纱张力波动和芯纱张力波动的作用下以及亚麻纱显著粗细不匀特征，使得段彩效果表现为无规律性；

7）并在外包缠纱的包缠下，固定双芯纱的无规律段彩效应，获得具有无规律段彩效应的包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱。

芯纱筒中心轴线正上方各设有导纱钩。

所述导纱钩为封闭形。

所述弹簧式张力装置调整的纺纱张力大于或等于使双芯纱在空心锭至会合导纱钩之间的运行方向为直线向上时的纺纱张力。

调整芯纱运动速度调整复合纱的段彩效果。

一种采用上述的包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱的加工方法加工的复合纱，其包括由湿法长麻纺漂白亚麻纱、彩色涤纶长丝纱并合加捻形成的具有段彩效果的双芯纱，且在双芯纱外侧包缠外包缠纱，所述外包缠纱为无色、透明的长丝，且在外包缠纱包缠时使双芯纱产生不规律的段彩效果，并被外包缠纱包缠固定。

本发明的有益效果：

（1）改善亚麻织物的抗皱性。因亚麻纤维刚硬、弹性差，由亚麻纱织制的织物抗皱性差，非常容易起皱，影响织物的外观质量和服用性能。涤纶纤维具有出色的弹性，其织物抗皱性优良，具有“洗可穿”的性能，通过将亚麻纱线与涤纶长丝的复合加工，可在保持亚麻织物风格的前提下，改善织物的抗皱性。

（2）减少纱线毛羽，减少毛羽再生，提高可织性。并合和包缠加工，能减少亚麻纱的毛羽及织造准备过程中的再生，保持织物表面光洁，减少面料的刺痒感。

（3）赋予纱线及其织物段彩外观，织物免染。通过与彩色涤纶长丝纱的复合加工，可赋予亚麻纱线及其织物色彩外观，织物产品不再进行染色或印花加工，仅需必要的整理加工，可省却印染加工的水电消耗以及染料消耗，大大降低产品的污染。

（4）免浆织造。通过与涤纶丝的交捻复合，可提高亚麻纱的强力与耐磨性（涤纶纤维具有优秀的耐磨性，并合加工后纱线条干均匀度的改善也能提高耐磨性），提高纱线强力，降低强力不匀率，从而实现亚麻纱的免浆织造，省去浆纱工序的浆料、助剂消耗和水电汽消耗。

附图说明

图1为2根不同颜色纱线并合加弱捻后产生的段彩效果示意图。

图2（1）、（2）、（3）、（4）为空心锭包缠纺外包缠纱对芯纱缠绕时的假捻效应原理示意图。

图3为双芯段彩纱纺纱技术原理图。

图4为亚麻芯纱黑板图。

图5为图4的放大示意图。

图6为亚麻-红色涤纶段彩包缠纱的黑板图。

图7为图6的放大示意图。

图8为亚麻-蓝色涤纶段彩包缠纱的黑板图。

图9为图8的放大示意图。

图10为亚麻-绿色涤纶段彩包缠纱的黑板图。

图11为图10的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

如图1所示， 当两根及以上不同颜色的纱线（长丝纱或短纤纱）并合在一起后，如果对并纱进行加捻（使纱线绕其本身轴线回转），原来相互平行排列的各根纱线扭合（捻合）在一起成为圆柱形纱体，并纱各截面间发生相对扭转，每根纱线均呈螺旋线形态。这种因加捻导致的各根纱线相对位置的扭转变化，使纱线外观呈现段色效果，即各根纱线相对位置的扭转变化，将纱线外观沿其长度方向上分割为相间排列的颜色色块。当并纱所加捻度较小（加弱捻）时，各根纱线相对扭转形成的相间色段长度长，由于纱线直径很小，在人眼的视觉中，纱线外观趋于呈现为段彩效果。

图2（1）所示为空心锭包缠成纱作用原理示意图。外包缠纱随空心锭回转，对芯纱进行螺旋线状缠绕，形成包缠纱（成纱）。在外包缠纱对芯纱进行缠绕时，外包缠纱具有一定的张力，张力主要产生自外包缠纱在铝锭管上的退绕点与对芯纱包缠点之间纱段（称为气圈段）的重力及随空心锭一起高速回转所产生的空气阻力、离心力、哥氏力（纱线既做圆周回转，也做轴向运动，存在哥氏惯性力，类似环锭细纱机导纱钩与钢丝圈之间的气圈段纱线受力）等。在外包缠纱对芯纱的缠绕点处，外包缠纱的张力T的作用方向如图2（2）所示，为沿外包缠纱背离缠绕点方向。按照作用力分析理论，缠绕点处的外包缠纱张力T，可以分解为平行于芯纱和垂直于芯纱两个方向的分力T1和T2，T1的效果是使外包缠纱的缠绕螺旋线向芯纱运动方向的反方向运动，即向下缠绕；垂直方向的分力T2沿芯纱圆形截面切向作用在芯纱上，如图2（3）所示，其作用效果一方面是将芯纱拉离轴线位置，一方面是产生扭转力矩（切向力T2与芯纱半径r之积），使芯纱绕其轴向回转，即使芯纱扭转、加捻。

根据加捻理论，当纱条两端握持、中间加捻时，即为假捻。假捻作用在缠绕点两侧，将产生数量相同，方向相反的捻回，如图2（4）所示。在缠绕点以上，假捻的捻向与外包缠纱对芯纱的缠绕方向一致，在如图所示的情形下，为Z捻，在缠绕点以下，为S捻。缠绕点以下假捻产生的捻回，使芯纱发生扭转，即在缠绕点处，当外包缠纱对芯纱进行缠绕时，芯纱已因假捻作用被施加了一定的捻回。根据假捻理论，芯纱上所加捻回，在经过缠绕点（假捻作用点）后，会被所加反向捻回抵消，但此时芯纱已被外包缠纱所缠绕，其上所加捻回因此被固结，缠绕点以上的假捻捻回作用于已完成包缠的纱线上，其效果是使包缠纱的包缠捻度解捻，而不能抵消芯纱的反向捻回（如果没有外包缠纱的包缠固结，缠绕点以下产生的芯纱捻回会在经过缠绕点后被缠绕点以上产生的反方向捻回所抵消，最终芯纱上无捻）。解捻作用导致成纱并未包缠上理论捻度（包缠回转方向与假捻回转方向一致，一部分包缠回转转数被假捻回转转数抵消掉了）。即，由于包缠纺纱的作用特点，由外包缠纱张力在芯纱上产生的假捻效应，会使芯纱被包缠时保持一定捻回，并被外包缠纱包缠固定，不能抵消。

芯纱所加捻回多少，取决于外包缠纱的张力产生的扭转力矩的大小和芯纱抗扭刚度（纱线抵抗扭转变形的能力，为纤维剪切弹性模量与纤维界面的极惯性矩之积）的大小。在其它条件相同的情况下，外包缠纱张力越大，产生的扭转力矩越大，芯纱扭转转数多，芯纱捻回多；芯纱抗扭刚度大，芯纱扭转困难，所加捻回少。

外包缠纱张力大小，主要取决于退绕点和包缠点之间外包缠纱段（气圈段）的长度和纱线线密度，气圈段外包缠纱长度越长，纱线线密度越大，气圈段外包缠纱重力越大，高速回转的离心力、空气阻力、哥氏力也越大，包缠点处外包缠纱的张力就越大。

芯纱抗扭刚度的大小，主要取决于纱线本身的抗扭刚度以及芯纱张力的大小，对于同一芯纱，张力越大，作为粘弹性材料的纱线材料，芯纱表现得越刚硬，难于扭转。芯纱本身的抗扭刚度，则与纱线材料、线密度、捻度、纱线结构等诸多因素有关，由刚硬纤维（如麻纤维）纺制成的纱线，以及线密度大、捻度大以及纱线结构紧密的纱线（如紧密纺纱线），抗扭刚度大，难于扭转。从理论上来讲，芯纱直径越大，外包缠纱的扭转力矩也越大，但芯纱直径大，其抗扭刚度也越大，导致扭转加捻困难。

缠绕点以下芯纱所加捻度（单位长度纱线上的捻回数）大小，根据稳定捻度定理，则与芯纱的运动速度有关，芯纱捻度等于芯纱假捻的转速与芯纱运动速度之比。由于在缠绕点处外包缠纱的张力持续作用在芯纱上使其产生扭转捻回，芯纱假捻转速即为芯纱假捻力矩克服纱线抗扭刚度使之产生扭转的捻回数，当芯纱扭转的捻回数不变时，其所加捻度则取决于芯纱的运动速度，芯纱运动速度越快，缠绕点以下芯纱的捻度就越小。

从实际生产过程观察来看，芯纱捻度是比较小的。其原因在于，一方面，在纺纱过程中，为了避免外包缠纱张力作用将芯纱拉偏离至弯折，缠绕作用不能正常进行，一般芯纱均施加较大的张力，导致芯纱表现出较大的抗弯刚度；另一方面，由于外包缠纱的张力主要产生于前述气圈段外包缠纱的离心力、空气阻力、哥氏力等，在绝对数值上并不大，因而假捻扭转力矩绝对值较小，再加之芯纱发生扭转后，抗扭刚度也会随着芯纱扭转角度（圈数）的增加而增加，也使芯纱扭转越来越困难。

鉴于空心锭包缠纺的芯纱弱捻效应，当采用两种及以上颜色的多根纱线组成芯纱并合喂入时，外包缠纱张力的假捻作用，将使芯纱产生段彩效应。

如前所述，外包缠纱张力产生的假捻效应取决于缠绕点处外包缠纱的张力和纱线的抗扭转刚度。假如所有与二者有关的所有因素都是不变的，芯纱将保持稳定的捻度，即均匀分布的捻回。但在实际生产中，以下因素导致了芯纱假捻作用的不稳定性，使得芯纱捻回具有不稳定性、无规律波动性。其一，芯纱张力的不稳定。由于机械的震动、芯纱退绕张力的不稳定以及芯纱与导纱杆等机件摩擦时的粘-滑效应（纱线为粘性-弹性体），使得芯纱张力是在一定范围内波动而不是恒定的，而张力的大小，是影响芯纱抗扭转刚度的重要因素，张力的不稳定性导致了芯纱假捻捻回的不稳定。其二，外包缠纱张力的不稳定。由于外包缠纱在铝锭管上的退绕点不是固定的，而是随着退绕点的高低位置（退绕一层纱时退绕点沿铝锭管轴向两个边盘之间自上而下、自下而上变化）和退绕直径大小（在整个纺纱过程中，铝锭管上的外包缠纱从满管退绕至空管，每退绕一层纱，退绕直径减小一个外包缠纱直径）的变化在不断发生变化，两个因素作用叠加，导致外包缠纱退绕点至缠绕点纱段的长度也就在不断发生变化，决定张力大小的纱线重力、空气阻力、离心力、哥氏力等也就随着该纱段长度的变化而变化，使得外包缠纱张力的大小在不断波动中。外包缠纱张力的复杂波动，导致假捻力矩的波动，造成芯纱捻回的不稳定。芯纱张力不稳定与外包缠纱张力的不稳定，二者作用交叠，使芯纱假捻捻回表现出一定程度的无规律性。芯纱张力与外包缠纱张力的不稳定程度，决定了芯纱假捻效应的无规律程度。

这也就决定了，当采用两种及以上颜色的多芯纱时，产生的段彩效果具有一定程度的无规律性。芯纱的这种无规律段彩效果，经外包缠纱包缠固定后，可赋予复合纱段彩外观。

但是，当芯纱线密度较大（并合芯纱根数较多）或某根芯纱本身抗扭转刚度较大时，芯纱张力与外包缠纱张力波动引起芯纱捻度分布的无规律程度会有所下降，此时需要采取主动的技术措施，干扰芯纱捻度的分布。

如空心锭包缠纺外包缠纱对芯纱缠绕时的假捻效应原理所述，外包缠纱张力在缠绕点产生的扭转力矩是芯纱在外包缠纱张力作用下所产生的捻回（或捻度）的决定因素之一。扭转力矩等于外包缠纱张力与芯纱半径之积，假定外包缠纱张力不变，芯纱半径越大，外包缠纱张力在缠绕点处产生的扭转力矩越大。扭转力矩的作用点在外包缠纱对芯纱的缠绕点处，但会沿着芯纱向喂入点方向传递，使缠绕点以下的芯纱产生扭转加捻，扭转力矩的向下传递，表现为捻回由缠绕点向下（向芯纱喂入点）传递。如果芯纱是等直径的，粗细均匀的，虽然由于芯纱直径增大导致扭转力矩增加，但芯纱直径增大，同等条件下，芯纱的抗扭刚度也会增大（纱线变粗，抵抗扭转的能力增大），芯纱所加捻度是增大还是减小，取决于扭转力矩增大和芯纱抗扭刚度增大哪一个占主导地位，如果前者占主导地位，芯纱捻度会增大，如果后者起主导作用，则芯纱捻度减小。

然而，如果芯纱本身是粗细不匀的，即有的片段粗，有的纱段细，则会产生不同的结果。

根据加捻理论，在纱线加捻时，如果纱线本身是粗细不匀的，扭转力矩在加捻纱段上的传递，导致捻回（捻度）在喂入点和加捻点之间纱线长度上是不均匀分布的：纱线在加捻点受到加捻作用，加捻力矩由加捻点向纱线喂入点传递，直径细的纱段，抗扭刚度小，所加捻回多；直径粗的纱段，抗扭刚度大，所加捻回少。

因此，如果芯纱是粗细不匀的，当外包缠纱张力所产生的扭转力矩在缠绕点作用在芯纱上时，克服芯纱抗扭刚度使芯纱产生捻回，并向芯纱喂入方向（向下）传递，捻回会更多地分布在直径细的片段，直径粗的地方捻回少。芯纱的粗细不匀率越大（大直径与小直径差异越大），芯纱捻回分布越不匀，捻度不匀率越大。

对于粗细不匀的芯纱，当直径大的粗节经过缠绕点时，纱线直径增大，假设外表包缠纱张力不变，外包缠纱张力产生的扭转力矩因作用矩的增大而增大。虽然在加捻点（缠绕点）处芯纱由于直径增大导致抗扭刚度增大，所加捻回未必增多，但纱线加捻时传递的是扭转力矩，增大的扭转力矩由缠绕点向芯纱喂入点传递时，会使抗扭刚度小的小直径纱段产生更多圈数的扭转，加上更多的捻回。即，对于粗细不匀的芯纱，增大的扭转力矩，会使芯纱加上更多的捻回，芯纱捻度增大，但由于捻回更多地分布在芯纱小直径的细节处，捻度不匀进一步增大。

总而言之，对于粗细不匀的芯纱，当大直径粗节处经过缠绕点时，外包缠纱张力作用产生的芯纱扭转力矩因作用矩（芯纱半径）的增大而增大，外包缠纱张力使芯纱在缠绕点处产生的扭转、回转圈数增多，芯纱所加捻度增大，虽然缠绕点处芯纱大直径粗节处捻回因抗扭刚度较大未必增加，捻回更多产生、分布在抗扭刚度小的芯纱小直径处，导致芯纱捻度分布不匀率增大。

同理，当比正常直径细的小直径细节经过缠绕点时，外包缠纱张力产生扭转力矩因作用矩减小而减小，在芯纱反捻力矩作用下，芯纱捻度会整体减少（捻回总量减少）。

由此，如果采用两根不同颜色的纱线组成双芯纱，且其中至少一根具有显著的粗细不匀特征，芯纱会因外包缠纱张力作用而加弱捻产生段彩效果，且会因芯纱的粗细不匀使芯纱的段彩效果呈现不规律性（这正是段彩纱所要求的）。粗细不匀差异越大，分布越无规律，芯纱捻度不匀越大，段彩的不规律性越明显。亚麻纱是常见纱线中粗细不匀特征最显著的纱线之一，用亚麻纱作为芯纱之一，可以实现芯纱的捻不匀效果。

本发明综合利用上述不同颜色两根纱线并合加捻的段彩效应原理、空心锭包缠纺外包缠纱对芯纱缠绕时芯纱的特定假捻效应及其捻度不稳定原理、捻度在粗细不匀纱线上的不均匀分布原理，采用空心锭包缠纺纱技术，以本身具有明显粗细不匀特征的湿法长麻纺漂白亚麻纱和彩色涤纶长丝纱组成双芯纱，以具有无色、透明度好的长丝（单丝、或低根数复丝）为外包缠纱进行一次包缠。由于芯纱的不稳定捻回分布（由于亚麻纱线刚硬，起主要作用的是亚麻纱线的粗细不匀引起的芯纱捻度不匀），双芯纱在被外包缠纱缠绕时，具有段彩效果，且段彩效果具有无规律、随机性。无色、透明度好（单丝、或低根数复丝）的长丝外包缠纱包缠到芯纱上后，形成 “白色+彩色”的双色段彩效应，由此制得具有无规律段彩特征的亚麻/长丝复合纱。无色、透明度好的长丝外包缠纱起固定芯纱段彩效果的作用，不对芯纱段彩效果产生明显影响，但会对成纱性能有一定影响。

因此本发明提供了一种包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱的加工方法，其包括以下步骤：

1）以湿法长麻纺漂白亚麻纱和彩色涤纶长丝纱作为芯纱，采用消极喂入的方式分别从各自的芯纱筒上退绕，并经过导纱钩将湿法长麻纺漂白亚麻纱和彩色涤纶长丝纱合并形成双芯纱，其中湿法长麻纺漂白亚麻纱的粗细不均，两根芯纱在导纱钩3的引导下分别从芯纱筒1、2上退绕下来（导纱钩3须位于筒子中心轴线正上方，以保证纱线顺利退绕，导纱钩为封闭型、无开口，以避免纱线由于抖动从开口处脱离导纱钩，影响纱线的正常退绕）；

2）双芯纱经弹簧式张力装置喂入空心锭，而缠绕设置在活套在空心锭上的铝锭管外的外包缠纱与双芯纱在会合导纱钩处会合，且所述外包缠纱为无色、透明的长丝，其中芯纱进入可调式弹簧-张力片式纱线张力器4的后瓷眼，再从两片张力片之间穿过，从前导纱瓷眼穿出。弹簧对张力片施加一定的压力，保证芯纱一定的喂入张力，在芯纱导纱杆5的引导下，芯纱沿空心锭6的中心管下方进入，穿过中心管从上端引出，在会合导纱钩9处与外包缠纱会合。铝锭管7活套在空心锭上，并用下托持器与锭帽固定在空心锭上，使其与空心锭一起回转，空心锭下端通过电机传动的锭带摩擦传动。铝锭管上卷绕有外包缠纱，外包缠纱从铝锭管7上引出，在会合导纱钩9处与芯纱会合；

3）铝锭管与空心锭一起高速回转，带动外包缠纱高速回转，将外包缠纱缠绕到双芯纱上；

4）处于外包缠纱对芯纱的缠绕点与外包缠纱从铝锭管上的退绕点之间的外包缠纱，在纱线重力、高速回转的离心力、空气阻力、哥氏力等作用力的作用下，形成气圈8，并产生一定的张力；

5）由于外包缠纱的张力作用，使得芯纱在缠绕点处受到扭转力矩作用而产生扭转捻回，双芯纱在假捻捻回的作用下产生段彩效果；

6）且由于外包缠纱张力波动、芯纱张力波动（导致芯纱抗扭刚度波动）和亚麻纱显著粗细不匀特征导致的芯纱捻不匀，使段彩效果表现为无规律性；

7）并在外包缠纱的包缠下，固定双芯纱的无规律段彩效应，获得具有无规律段彩效应的包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱，芯纱的无规律段彩效应被外包缠纱包缠后，使成纱获得无规律的段彩外观，得到具有段彩复合纱，涤纶长丝芯纱的颜色不同，复合纱的色彩效果不同。

成纱经引纱罗拉10引导输出，经导纱杆11的导向，穿过横动导纱器12上的导纱瓷眼，在横动导纱器的引导下，以交叉卷绕方式卷绕到被卷绕辊13摩擦传动的筒纱卷装14上，卷绕成纱线筒子。

其中芯纱张力大小，以保证外包缠纱对芯纱的正常缠绕为首要保证。如果芯纱张力小，在外包缠纱的张力作用下，芯纱会被外包缠纱拉偏离正常运行路线，此时缠绕不能正常进行，芯纱和外包缠纱发生交捻，而非缠绕。因此在开始纺纱时，要调整张力装置，使芯纱在空心锭至会合导纱钩之间的运行为直线向上，即所述弹簧式张力装置调整的纺纱张力大于或等于使双使芯纱在空心锭至会合导纱钩之间的运行方向为直线向上时的纺纱张力。

在空心锭包缠纺纱机上，空心锭锭速为恒速，一般不做调整，外包缠纱对芯纱的包缠捻度大小，通过调整引纱速度实现。引纱速度决定芯纱捻度大小，引纱速度越快，芯纱捻度越小，段彩色段越长，单位长度纱线内色段数量越小。包缠捻度大小还决定复合纱力学性能的主要参数，而且引纱速度也直接决定纺纱产量。在确定包缠捻度（引纱速速）时，由于复合纱力学性能在满足后续加工要求方面基本没有问题，因此应首要考虑复合纱外观段彩效果的要求，因为在该技术方案中，引纱速度是主动调整段彩效果的唯一可控参数。

芯纱选择为一根湿法长麻纺漂白亚麻纱（粗细不匀特征明显）和一根彩色涤纶长丝纱（一般为复丝），外包缠纱选择无色、透明度好的长丝（单丝、或低根数复丝），线密度偏小掌握，但要能满足加工中的张力要求，其主要功能为通过包缠固定芯纱段彩效果，对成纱机械物理性能有一定影响。亚麻纱和涤纶长丝纱线密度不同，复合纱外观特征和性能特征也不同，可根据复合纱的用途进行合理选择。

本发明还公开了一种采用上述的包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱的加工方法加工的复合纱，其包括由湿法长麻纺漂白亚麻纱、彩色涤纶长丝纱并合加捻形成的具有段彩效果的双芯纱，且在双芯纱外侧包缠外包缠纱，所述外包缠纱为无色、透明的长丝，且在外包缠纱包缠时使双芯纱产生不规律的段彩效果，并被外包缠纱包缠固定。

实施例

所用亚麻芯纱为36Nm湿法长麻纺亚麻漂白纱，其纱线黑板如图4和图5所示。从图中可以看出纱线显著的粗细不匀特征（条干不匀率35.65%，-50%细节达到3791.7个/km，400%粗节达到140个/km），且纱线毛羽较多（毛羽值H达2.45mm/cm）。

所用涤纶芯纱规格为150D/48F，品种为FDY。分别采用红、蓝、绿三种颜色与亚麻纱组成双芯纱进行包缠加工。

外包缠纱为涤纶单丝，直径0.08mm，线密度69dtex。

主要工艺为：空心锭锭速15435r/min，引纱速度28m/min，包缠捻度551捻/m，包缠捻向S捻。

纺制成的复合纱外观效果如图6、7、8、9、10和11所示。从图中可以看出：复合纱呈现白色（亚麻纱）与彩色（涤纶长丝纱）相间排列的不规则段彩效果；低线密度涤纶单丝（半透明）外包缠纱的包缠，对芯纱色段颜色影响很小（未产生显著混色效应）；由于并合和包缠作用，复合纱的条干与毛羽有了显著改善。

实施例不应视为对本发明的限制，任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱的加工方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1）以湿法长麻纺漂白亚麻纱和一根彩色涤纶长丝纱作为芯纱，采用消极喂入的方式分别从各自的芯纱筒上退绕，并经过导纱钩将湿法长麻纺漂白亚麻纱和彩色涤纶长丝纱合并形成双芯纱，其中湿法长麻纺漂白亚麻纱具有显著粗细不匀特征；

2）双芯纱经弹簧式张力装置喂入空心锭，而缠绕设置在铝锭管外的外包缠纱与双芯纱在会合导纱钩处会合，所述铝锭管活套在空心锭上，且所述弹簧式张力装置给予双芯纱喂入张力，所述外包缠纱为无色、透明度好的长丝；

3）铝锭管与空心锭一起高速回转，带动外包缠纱高速回转，将外包缠纱缠绕到双芯纱上；

4）处于外包缠纱对双芯纱的缠绕点与外包缠纱从铝锭管上的退绕点之间的外包缠纱形成气圈，并产生张力；

5）双芯纱在张力的作用下，在缠绕点处受到扭转力矩作用而产生扭转捻回，并使双芯纱在假捻捻回的作用下产生段彩效果；

6）同时在外包缠纱张力波动和芯纱张力波动的作用下以及亚麻纱显著粗细不匀特征，使得段彩效果表现为无规律性；

7）并在外包缠纱的包缠下，固定双芯纱的无规律段彩效应，获得具有无规律段彩效应的包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱。

2.根据权利要求1所述的一种包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱的加工方法，其特征在于，芯纱筒中心轴线正上方各设有导纱钩。

3.根据权利要求2所述的一种包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱的加工方法，其特征在于，所述导纱钩为封闭形。

4.根据权利要求1所述的一种包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱的加工方法，其特征在于，所述弹簧式张力装置调整的纺纱张力大于或等于使双芯纱在空心锭至会合导纱钩之间的运行方向为直线向上时的纺纱张力。

5.根据权利要求1所述的一种包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱的加工方法，其特征在于，调整芯纱运动速度调整复合纱的段彩效果。

6.一种采用权利要求1、2、3、4或5所述的包缠结构亚麻、涤纶长丝段彩复合纱的加工方法加工的复合纱，其特征在于，其包括由湿法长麻纺漂白亚麻纱、彩色涤纶长丝纱并合加捻形成的具有段彩效果的双芯纱，且在双芯纱外侧包缠外包缠纱，所述外包缠纱为无色、透明的长丝，且在外包缠纱包缠时使双芯纱产生不规律的段彩效果，并被外包缠纱包缠固定。