自嵌入式復(fù)合紡紗技術(shù)問世以來，在紡紗新技術(shù)領(lǐng)域受到了極大的關(guān)注，也是頗受業(yè)界爭議的話題。在各學(xué)術(shù)會議、期刊論文及專業(yè)論壇里，有認(rèn)同者深入的講解[1][2]，也有此起彼伏的質(zhì)疑聲[3]。嵌入式復(fù)合紡紗技術(shù)的面世，給紡織業(yè)提供了一種創(chuàng)新思路，借鑒這種方法去實(shí)踐探索、優(yōu)化改進(jìn)，也是產(chǎn)品開發(fā)的一種手段，是增強(qiáng)紡織行業(yè)競爭力的重要體現(xiàn)。
嵌入式復(fù)合紡紗技術(shù)可以看成是一種集成創(chuàng)新：是基于賽絡(luò)紡技術(shù)、長絲包復(fù)紗技術(shù)、可溶性纖維伴紡技術(shù)集成基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新的產(chǎn)物。該創(chuàng)新技術(shù)的實(shí)施達(dá)到了以下幾種效果：
（1）在傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗過程中，只有一個(gè)加捻三角區(qū)，單紗必須承受較大的紡紗張力，紡紗過程才能夠進(jìn)行。因此，一些較短的纖維成紗就比較困難，截面根數(shù)太少成紗也比較困難?，F(xiàn)在，在雙粗紗喂入的賽絡(luò)紡中加入了兩根長絲來承受成紗過程的紡紗張力，使主要的紡紗纖維很少受力。由于長絲提供了足夠強(qiáng)力，因此據(jù)介紹紡紗過程很少斷頭[4]，同時(shí)對成紗截面根數(shù)、成紗纖維長度的要求大大降低，原來需要這兩者共同來滿足動態(tài)的紡紗張力，而現(xiàn)在要求則大大降低。
（2）從實(shí)際結(jié)果看，原來業(yè)界認(rèn)為的單紗截面纖維根數(shù)最少要38根以上，現(xiàn)在可降低到10多根，這就為極限紡紗支數(shù)的大幅提高提供了基礎(chǔ)。據(jù)介紹[4]，棉紡極限支數(shù)可到500Ne，毛紡極限支數(shù)可到500Nm，這就大大超越了當(dāng)今的國際水平。
（3）從細(xì)紗三個(gè)加捻三角區(qū)的數(shù)學(xué)模型和紡紗動態(tài)物理模型分析，紡紗纖維長度只要10-15mm就足以成紗，但在實(shí)際紡紗中可能行不通，其中梳理成網(wǎng)的張力要求，并條、粗紗、細(xì)紗牽伸區(qū)羅拉直徑、最小羅拉中心距的限制等都會要求纖維最短長度要達(dá)到20mm以上才可正常紡紗。但該技術(shù)有一點(diǎn)可以肯定：在滿足并粗細(xì)牽伸區(qū)最低要求前提下，纖維長度有較大的下降空間，這就為降低原料成本提供了較大空間。
從各種資料看，高效短流程嵌入式紡紗有他的優(yōu)越性，但也存在一定的缺陷。（1）生產(chǎn)操作難度大，紡紗生頭難度大，擋車難，三角區(qū)須條斷而長絲不斷時(shí)，不易覺察。（2）用短纖維紡紗：目前前紡很難實(shí)現(xiàn)，高效短流程嵌入式紡紗指出只要5mm以上纖維就可以紡紗，但沒有介紹前紡工序應(yīng)如何改善，采用何種工藝來生產(chǎn)粗紗。（3）水溶性維綸絲需高溫度的水才能溶解，后整理需在高溫的溶液下進(jìn)行，所以對色織物色澤有一定影響。（4）嵌入式紡紗加工的面料需要用戶去退維，也會增加用戶成本，一定程度上會影響推廣。（5）織物高支面料即使生產(chǎn)出，目前市場需求也很小。3 嵌入式紡紗原理在花式紗產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用
3.1嵌入式芯鞘復(fù)合結(jié)構(gòu)將嵌入式紡紗原理與包芯紗、包纏紗的原理結(jié)合，長絲采用滌綸長絲FDY，粗紗為毛/滌混紡或麻/棉混紡等，成紗后使產(chǎn)品同時(shí)實(shí)現(xiàn)包芯與包纏的芯鞘效果。其結(jié)構(gòu)模型如圖1： 采用該設(shè)計(jì)思路，主要解決兩個(gè)問題：一是提高紗線表層的含毛/麻量，使高價(jià)值的纖維包覆于紗線表層，低價(jià)值的滌綸包在紗線芯層，提高高價(jià)值纖維利用率；二是通過外層的包纏，解決織造過程中羊毛與滌綸長絲的相對滑移，使紗線更緊密、光潔，同時(shí)改善毛混紡產(chǎn)品的掉毛與起毛起球性能。（1）單粗紗偏置型。單粗紗偏置型三角區(qū)是由一根粗紗和兩根長絲喂入，其中包芯長絲位于粗紗中間，包纏長絲通過導(dǎo)絲輪的設(shè)置與粗紗保持一定的距離。通過不同的定位和張力系統(tǒng)，細(xì)紗加捻三角區(qū)會出現(xiàn)一種特殊形態(tài)，其三角區(qū)為不等腰的偏置三角形，如圖2（a）：（2）雙粗紗偏置型。雙粗紗偏置型三角區(qū)是由兩根粗紗和兩根長絲喂入，其中包芯長絲位于兩根粗紗中間，包纏長絲通過導(dǎo)絲輪的設(shè)置位于粗紗的外側(cè)。通過不同的張力系統(tǒng)，細(xì)紗加捻三角區(qū)將出現(xiàn)一種特殊形態(tài)，其三角區(qū)為多個(gè)特殊的不等腰偏置三角形，如圖2（b）：3.1.3設(shè)計(jì)工藝及試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)上述假象理論模型，設(shè)計(jì)如表1的細(xì)紗工藝進(jìn)行紡紗試驗(yàn)：通過紡紗試驗(yàn)證明，兩種設(shè)計(jì)模型均可達(dá)到芯鞘結(jié)構(gòu)的預(yù)期效果，但須合理控制長絲F1與F2的張力關(guān)系。紡紗過程中，雙粗紗偏置型實(shí)際三角區(qū)會發(fā)生波動，除了圖2(b)所示的三角區(qū)外，還有如圖3所示的另外2種三角區(qū)形式的出現(xiàn)，若長絲張力出現(xiàn)波動，則三角區(qū)就會在3種形式上來回波動，保持張力均衡穩(wěn)定后，基本上以圖3上圖所示的狀態(tài)為主。
長絲F1與F2采用不同顏色，作為示蹤纖維以觀察芯絲的露芯情況與包纏紗的包纏效果，粗紗根據(jù)目標(biāo)紡紗支數(shù)的大小采用不同定量。試驗(yàn)證明長絲F2需要有足夠大的張力才能保證骨架長絲不露芯，且要穩(wěn)定F1與F2的張力波動。兩種結(jié)構(gòu)對比分析，雙粗紗偏置型效果要好于單粗紗偏置型，織片后與同組分產(chǎn)品相比有更強(qiáng)的毛型手感。（1）采用低比例的羊毛即可獲得較強(qiáng)的毛型感，手感滑爽，風(fēng)格獨(dú)特。該結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于各種高價(jià)值的纖維的混紡紗，如羊絨、絹絲等，使高品質(zhì)纖維的手感與低成本的生產(chǎn)兼得。（2）內(nèi)包滌綸骨架絲，結(jié)構(gòu)緊密，成品身骨好，抗皺性好，改善了純紡產(chǎn)品的不足。（3）長絲的強(qiáng)力遠(yuǎn)高于羊毛，可提高面料的拉伸斷裂強(qiáng)力，織物中長絲的滑移性較高，也決定了產(chǎn)品撕破強(qiáng)力更高。（4）外包滌綸包纏絲，紗線表層毛羽減少，紗線更光潔，改善掉毛現(xiàn)象與起毛起球。（5）若將以上試驗(yàn)產(chǎn)品的粗紗換成100%羊毛或其他高價(jià)值纖維，將獲得更好的手感與經(jīng)濟(jì)效果。將嵌入式紡紗原理與包芯紗、包纏紗的原理結(jié)合，長絲采用PTT記憶絲，粗紗成分為麻、毛、羊絨或絲等混紡，使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)包芯或包纏效果，將高價(jià)值纖維的優(yōu)越品質(zhì)與PTT的記憶功能完美結(jié)合。其結(jié)構(gòu)模型如圖4：采用該設(shè)計(jì)思路，主要解決三個(gè)問題：一是利用PTT記憶功能來改善毛、麻類產(chǎn)品不易打理的特性，提高抗皺性；二是通過外層包纏，解決紗線特別是麻紗表層毛羽過大，不利織造的缺陷；三是結(jié)合有色PTT長絲的色彩搭配，可做出不同的花式外觀效果，打破傳統(tǒng)產(chǎn)品只有素色的格局。采用圖5所示的幾種特殊結(jié)構(gòu)，將PTT記憶長絲或包芯與短纖維內(nèi)，或包覆于紗線表層，實(shí)現(xiàn)特殊的功能與外觀效果。3.2.3設(shè)計(jì)工藝及試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)上述4種理論模型，設(shè)計(jì)如表2細(xì)紗工藝，進(jìn)行紡紗試驗(yàn)：通過試驗(yàn)證明，3種紗線結(jié)構(gòu)模型均可實(shí)現(xiàn)。其中，
（1） 包芯式記憶色紡紗采用類似賽絡(luò)包芯紡的原理，實(shí)際成紗后有很輕微的露芯現(xiàn)象；（2）AB螺紋式同嵌入紡原理基本相同，其中PTT長絲F1、F2和兩根粗紗S采用不同顏色搭配，可生產(chǎn)出特殊花式外觀的紗線。（3）單粗紗和雙粗紗型，采用芯鞘結(jié)構(gòu)，紡紗過程與前文所述芯鞘結(jié)構(gòu)類似，成紗中有芯紗不同程度的隨機(jī)露芯，形成一種獨(dú)特的外觀效果。（4）PTT加捻后，扭力較大，紡紗時(shí)要盡量采取低捻，管紗需經(jīng)過蒸紗后才可絡(luò)筒。將色彩元素與記憶長絲結(jié)合，即彌補(bǔ)了毛絨類產(chǎn)品縮水率大、強(qiáng)力低、不易打理等不足，同時(shí)面料外觀更加的豐富多彩。（1）PTT優(yōu)越的形狀記憶功能，改善了織物的抗皺性能；（2）與羊毛混紡，改善了毛類產(chǎn)品的縮水率；（3）成品面料具有一定彈性，更適宜戶外運(yùn)動穿著；（4）加入多色彩元素，外觀更加時(shí)尚美觀。3.3嵌入式低扭矩復(fù)合結(jié)構(gòu)將嵌入式紡紗原理與包芯紗、包纏紗的原理結(jié)合，用反捻長絲或反捻細(xì)紗替代原先的水溶維綸長絲，紡紗時(shí)采用較低的捻系數(shù)，紡紗加捻過程便可實(shí)現(xiàn)長絲或細(xì)紗退捻，使內(nèi)外層扭矩平衡，實(shí)現(xiàn)特殊的低扭矩結(jié)構(gòu)。采用如圖5所示的結(jié)構(gòu)，（a）為賽絡(luò)包芯紗結(jié)構(gòu)，F(xiàn)1、F2為S捻長絲或細(xì)紗，從前羅拉喂入，并位于粗紗中間，施加一定的張力，成紗后便成為內(nèi)外捻度不同的賽絡(luò)包芯紗，紗線內(nèi)部為無捻或低捻，呈外緊內(nèi)松狀態(tài)；（b）為嵌入式紡紗結(jié)構(gòu)，其中F1、F2為S捻長絲或細(xì)紗，紡紗過程同嵌入式紡紗基本相同，成紗后為低捻狀態(tài)。3.3.3設(shè)計(jì)工藝及試驗(yàn)結(jié)果
通過紡紗驗(yàn)證，采用40S反捻棉紗，在低捻度下可正常紡紗，采用長絲時(shí)將車速提高10%仍可正常紡紗。成紗后紗線扭矩小，織片緯斜大大降低，成品有類似木棉般的柔軟手感，非常適合貼身衣物及毛巾類產(chǎn)品。
利用嵌入式紡紗結(jié)構(gòu)原理，紡紗時(shí)采用加弱捻，同時(shí)將反捻紗退捻，從而實(shí)現(xiàn)了紗線的低扭矩。采用該結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品具備如下優(yōu)勢：（1）由于內(nèi)外扭矩平衡，成紗扭矩很小，針織面料緯斜非常小；（3）嵌入式紡紗的特殊加捻結(jié)構(gòu)，成紗有類似賽絡(luò)紡的結(jié)構(gòu)，紗線表面光潔，毛羽少。3.4嵌入式段彩復(fù)合結(jié)構(gòu)將嵌入式紡紗原理與段彩紗的原理結(jié)合，通過變頻裝置控制細(xì)紗羅拉的運(yùn)轉(zhuǎn)，使粗紗間歇性輸入，從而在紗線上產(chǎn)生段染的效果。將滌綸長絲的高強(qiáng)性能與段彩的華麗外觀結(jié)合，可用于開發(fā)新型外觀裝飾面料。采用圖6所示的嵌入式紡紗結(jié)構(gòu)，細(xì)紗機(jī)加裝段彩紗裝置，長絲從前羅拉連續(xù)喂入，粗紗從后羅拉實(shí)現(xiàn)間斷喂入，最終在細(xì)紗上呈現(xiàn)間斷的短纖紗片段，形成段彩紗。通過變頻裝置改變牽伸部件的運(yùn)動規(guī)律，達(dá)到成紗外觀粗細(xì)節(jié)的風(fēng)格。改變常規(guī)的后牽伸倍數(shù)，讓后羅拉做間歇性停轉(zhuǎn)，從而使喂入的粗紗被間隙的拉斷，實(shí)現(xiàn)短纖維間斷的卷入長絲中并牢牢捻合。3.4.3設(shè)計(jì)工藝及試驗(yàn)結(jié)果以上試驗(yàn)均可正常紡紗，生產(chǎn)效率比常規(guī)段彩紗高20%左右，斷頭率大大降低。由于是2根長絲的捻合，成紗結(jié)構(gòu)緊密，解決了賽絡(luò)菲爾紗織造時(shí)短纖維與長絲的相對滑移。
段彩織物有類似段染的混色花式紗的效果，織物風(fēng)格獨(dú)特、色彩變化豐富、新穎，具有時(shí)尚、科技及產(chǎn)品高附加值等優(yōu)勢，其獨(dú)特的外觀效果非常適合生產(chǎn)裝飾類面料。（1）具有豐富的色彩變化，在平面中凸顯立體感與層次感，更符合時(shí)尚潮流。（2）由于滌綸長絲的加入，成紗強(qiáng)力遠(yuǎn)高于純棉段彩紗，面料具有較好的抗拉伸與撕裂性能，適合裝飾類產(chǎn)品的需求。（3）原材料成本低，且比段染紗省水和染料，加工過程更環(huán)保。嵌入式紡紗喂入原料種類較多，特別是以上特殊結(jié)構(gòu)需對2根長絲施加不同張力，對定位及張力的控制精度要求較高，需對機(jī)臺進(jìn)行合理改造，才能實(shí)現(xiàn)上述產(chǎn)品要求。在有限的空間合理排布粗紗和長絲，通過改造紡紗機(jī)件的方式實(shí)現(xiàn)長絲與粗紗的喂入，可按照吊錠或機(jī)頂喂入兩種形式實(shí)現(xiàn)：采用類似粗紗的吊錠的方式，退繞及操作方便，但存在以下問題：第一，化纖卷裝較大，原有粗紗吊錠需要重新排列；第二，化纖筒管吊錠裝置要重新改造；第三，占用粗紗空間，細(xì)紗錠子利用率降低，整臺車只能利用四分之一的錠子。采用機(jī)頂喂入方式，在細(xì)紗機(jī)頂端放置長絲，不占用粗紗資源，可利用二分之一的錠子，如圖7所示。機(jī)頂喂入方式存在以下問題：第一，換管及接頭需在細(xì)紗機(jī)頂操作，操作不方便；第二，機(jī)頂部位需加裝平板用以放置長絲，且需加裝導(dǎo)絲系統(tǒng)。 4.2細(xì)紗機(jī)導(dǎo)紗導(dǎo)條系統(tǒng)導(dǎo)紗導(dǎo)條系統(tǒng)的目的是理清粗紗及長絲的運(yùn)行路線，使各自能完成退繞，并有清晰的運(yùn)行通道，防止運(yùn)行中交叉糾纏。采取機(jī)頂喂入方式，關(guān)鍵是長絲導(dǎo)條要合理布置，導(dǎo)條系統(tǒng)如圖7所示。4.3須條及長絲的準(zhǔn)確定位系統(tǒng)采用專用的器材將粗紗須條和長絲按照技術(shù)要求位置喂入，并可根據(jù)要求調(diào)整長絲與粗紗須條的相對位置。為保證各自獨(dú)立的運(yùn)行線路，在導(dǎo)條/導(dǎo)絲輥上加裝間隔片，使長絲、粗紗都有獨(dú)立的通道，防止運(yùn)行線路出現(xiàn)交叉纏結(jié)。粗紗需在后羅拉與中羅拉之間加裝雙喇叭口，以保證粗紗須條間距穩(wěn)定。長絲需在搖架前端安裝雙導(dǎo)絲輪，且導(dǎo)絲輪間距可調(diào)，并保持一定的穩(wěn)定性。導(dǎo)絲輪結(jié)構(gòu)如圖8所示。對喂入長絲進(jìn)行穩(wěn)定張力控制，可以實(shí)現(xiàn)張力穩(wěn)定，并能根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。特別是芯鞘復(fù)合結(jié)構(gòu)需要準(zhǔn)確調(diào)節(jié)兩根長絲張力，對張力系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和一致性要求很高，需要在單個(gè)錠子上同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩種張力控制。斷頭檢測系統(tǒng)的目的，是在2根粗紗及2根長絲之中任意1根出現(xiàn)出現(xiàn)斷頭時(shí)自動檢測并給予信號指示，主要任務(wù)是防止成紗中有缺股現(xiàn)象。降低導(dǎo)紗鉤到三角區(qū)焦點(diǎn)處形成的小氣圈直徑，有利于紗線捻度上傳。保證加捻三角區(qū)的穩(wěn)定，對特殊成紗結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有較大影響。4.7細(xì)紗升頭方法與接頭方法的可行性及操作方法細(xì)紗升頭與接頭方式同包芯紗的操作方法類似，斷頭后采取換管接頭。無絲段引紗采用繞管接頭，長度一般不超過50cm，以確保絡(luò)筒接頭時(shí)將無絲段全部吸走。通過對嵌入式紡紗裝置的研究與試驗(yàn)，將不同的紡紗工藝組合后，可賦予紗線一種全新的功能與風(fēng)格。任何一種新型紡紗工藝，不能采用簡單的拿來主義，一定要和現(xiàn)有的工藝相互結(jié)合，取長補(bǔ)短，經(jīng)過大量的試驗(yàn)優(yōu)化工藝、優(yōu)選器材、改進(jìn)操作方式，從多角度去研究思考，才能發(fā)揮其最大的作用。
