亚麻/棉转杯牛仔纱的设计与开发

刘晨芳¹徐剑桥²汪军¹张玉泽¹江慧¹

（1.东华大学纺织学院2.东华大学环境科学与工程学院）

摘  要：从纱线结构出发，以蓝色亚麻纤维与白色棉纤维为原料，在双分梳转杯纺单头试验机上纺制不同混纺比的亚麻/棉牛仔纱。以纱线的断裂强度、毛羽、条干不匀率和粗细节等参数为研究对象，通过观察不同比例的混纺纱的外观效果优选出较佳的混纺比为亚麻/棉50/50。利用该纱线进行织造，所得织物无需进行后整理就可具有牛仔风格，同时具有亚麻和棉的优良性能。

关键词：亚麻；棉；纱线结构；混纺比；双分梳转杯纺；牛仔纱；断裂强度；毛羽；条干不匀率

牛仔服饰从诞生至今一直流行不衰，因其时尚性和穿着舒适性而受到消费者青睐^[1]。牛仔面料一般以棉纤维为原料，然而随着社会的发展，纯棉牛仔面料已经不能满足人们的需求。亚麻纤维具有凉爽透气、吸湿散湿快、挺括不贴身、强力高等优点^[2]，但是手感刚硬、干涩、毛羽较多，其织物贴身穿着有很强的刺痒感^[3]。亚麻与棉混合所织造的织物既可以保留亚麻的优点，又能改善其刺痒、抱合力不足等问题，是理想的牛仔面料。

传统牛仔面料由靛蓝色经纱与本色纬纱交织而成，并经过一定的洗旧后整理使成衣具有独特的风格，然而纱线染色与后整理过程都会浪费水资源，污染环境。为解决这些问题，本文从纱线结构设计出发，通过控制不同纤维在纱线表面分布的方式开发一款牛仔纱，并在前期研究^[4，5]的双分梳转杯试验机上纺制亚麻/棉混纺牛仔纱的基础上，开发出亚麻/棉牛仔布新产品，以提高产品的竞争力。

1牛仔纱结构设计与分析

李鉴洲^[6]在双分梳单头试验机上进行了黏胶麻灰纱的开发，发现纱线中两种颜色的纤维沿轴向相间分布。因此，可以利用双分梳转杯纱的这种特性进行牛仔纱线的开发。

在双分梳转杯纺单头试验机的左右喂给罗拉处分别喂入两种颜色的条子，纺制牛仔纱线。观察可见，两种颜色纤维沿轴向相间分布，且分布不均匀。究其原因，可能是由于双分梳转杯纺纱机有两个输纤口，两种颜色纤维的混合存在时间差，使得纤维在转杯中混合不均匀，导致纱线表面不同颜色纤维的分布不均匀，呈现相间的效果。这种纱线结构的变化规律还有待于深入研究。

纱线结构主要指纱线外观粗细、纱线表面纤维分布形态和纱线中纤维间相对位置关系^[7]，包括外观结构、纵向结构、径向结构3个方面的内容。本文主要从染色纤维在纱线表面的分布入手来开发牛仔纱线。为使纺制的纱线所织造的牛仔面料达到传统方式生产的牛仔效果，就要使牛仔纱线中两种颜色的纤维在纱线表面呈现一定规律的随机不匀分布。由前期试验可以看出这种纱线具有分布不匀的效果。据此，采用蓝色和白色的纤维条在AutoCAD2010中模拟出纱线的纵向与截面的结构图，见图1。

图1 纱线结构模拟图

由图1可以看出，在纱线最外层，蓝色纤维与白色纤维的比例在可控范围内随机分布，纱线表面呈现一定规律的蓝白相间分布，与实际所纺牛仔纱的效果类似。采用这种纱线织造织物，可使织物表面具有特殊的牛仔风格。

2试验方案设计

本文以预先上染的蓝色亚麻纤维与白色棉纤维为原料，在双分梳单头试验机上纺制58 tex牛仔纱。在设计亚麻/棉混纺比时，若要保留亚麻的优点，则亚麻的比例在可纺的条件下越大越好，并且不应低于40%。前期的预试验过程中得出，当亚麻混纺比例≤70%时，在现有的试验条件下可以正常纺纱，因此试验共设计了4种不同混纺比例的亚麻/棉混纺牛仔纱，分别为40/60、50/50、60/40、70/30。纺纱工艺参数为：捻系数500，棉纤维定量18.9g/5m，蓝色亚麻纤维定量21.0g/5m，转杯型号TG48，转杯速度30600r/min，左右分梳辊规格均为OK40。

3牛仔纱性能测试及结果分析

3.1牛仔纱外观效果

根据上述试验方案在双分梳单头试验机上纺制牛仔纱，随着蓝色亚麻纱线含量的增加，所纺纱线中蓝色纤维更多地分布在表面。其中，蓝色亚麻/棉50/50纱线的白色纤维更多地分布于纱线表面，作为牛仔纱进行织造效果较好，因此利用蓝色亚麻/棉50/50混纺纱进行织造。

3.2牛仔纱性能

将纺制的4种比例的纱线放置于温度20℃、相对湿度65%的恒温恒湿室内调湿24h以上，然后测试纱线的强度、毛羽、条干等力学性能参数，对比在不同亚麻比例下力学性能的变化，以选取最佳的混纺比，测试结果见表1。

表1 亚麻/棉混纺纱性能测试结果

从表1可以看出，混纺比对纱线强度、毛羽、条干和粗细节的影响都较大。断裂强度随着亚麻比例的提高呈现先减小后增大的趋势，在亚麻/棉比例为60/40时出现最低值。原因是亚麻与棉的断裂强度和断裂伸长不同，会出现临界混纺比，此时断裂强度与断裂伸长率都较低，因此在试验中要避免选取此比例。此外，虽然亚麻纤维的断裂强度较高，但是其断裂伸长率较低，所以随着亚麻比例的提高，断裂强度总体呈下降趋势。

3mm及以上毛羽随着亚麻比例的升高总体呈下降趋势，原因可能是经过染色、烘干后，亚麻毛羽变得更为贴伏，其次混纺比的不同可能造成纤维在转杯内的分布不同。

条干不匀率和粗细节数量都随着亚麻比例的提高而增大，原因是亚麻纤维的整齐度比棉差，模量高，在分梳辊中存在梳理不开的情况。

综合外观分析以及性能测试分析结果，最终选定亚麻/棉的混纺比例为50/50，既避开了亚麻/棉的临界混纺比，又避免了亚麻比例过高而出现布面瑕疵，此时混纺纱的性能较优且外观更类似于牛仔面料。

4织造工艺

为进一步研究所纺制的牛仔纱是否具有牛仔风格，采用其作为经纱和纬纱在SGA598型半自动织样机上进行织造，织造工艺参数为：经密257根/10cm，纬密167根/10cm，组织为3/1右斜纹，成品幅宽14cm，经向紧度70.45%，纬向紧度45.08%，总紧度83.77%。试纺结果表明，所纺织物蓝中透白，具有明显的牛仔风格。并且使用纤维染色相对纱线染色更为环保，对于黏胶类产品，可以直接用色纤维纺制，避免了染色与后整理所带来的污染问题，减少了废水的排放。

5结语

本文基于前人对双分梳的研究，从纱线结构设计出发开发了一种牛仔纱。在双分梳单头试验机上选用亚麻和棉纤维为原料，纺制不同比例的牛仔纱，测试其断裂强度、毛羽指数、条干不匀和粗细节等，并利用此纱线进行牛仔面料的织造，得到以下结论：

（1）两种颜色的纤维在纱线表面呈现相间分布，利用这种特性可以进行牛仔纱的开发。

（2）当亚麻/棉的比例为60/40时，出现最低混纺比，此时断裂强度与断裂伸长率出现最低值。随着亚麻比例的提高，断裂强度和毛羽整体出现下降趋势。

（3）条干不匀率和粗细节数量随着亚麻比例的提高出现增大趋势。当亚麻/棉的比例为50/50时，混纺纱线的断裂强度、毛羽、条干等性能最优，且牛仔纱的外观效果最佳。

（4）基于双分梳技术，在两个喂给罗拉口喂入蓝白色条子，可得到具有牛仔风格的纱线，采用其织造的面料具有牛仔风格。

参考文献

[1]徐造林，程四新，章友鹤.探析中国牛仔布与牛仔用纱的技术创新与发展动向[J].纺织导报，2020（5）:50-56.

[2]吕丽华，姜风琴，季英超.纯亚麻牛仔布的开发与设计[J].毛纺科技，2004（8）:26-28.

[3]陈莉，张明立.亚麻/棉转杯纺混纺纱的生产实践[J].毛纺科技，2009，37（4）:30-32.

[4]张玉泽.转杯纺双分梳技术研究[D].上海：东华大学，2014.

[5]惠林涛.双分梳转杯纺技术研究与产品开发[D].上海：东华大学，2019.

[6]李鉴洲.双分梳转杯色纺纱的性能与结构研究[D].上海：东华大学，2020.

[7]郑少明，邹专勇，程隆棣.纱线结构研究的内容与方法分析[J].上海纺织科技，2011，39（2）:1-3.

文献摘自：刘晨芳,徐剑桥,汪军,张玉泽,江慧.亚麻/棉转杯牛仔纱的设计与开发[J].上海纺织科技,2021,49(12):47-48+60.DOI:10.16549/j.cnki.issn.1001-2044.2021.12.011.