（一）嵌入纺纱原理与装置

嵌入纺纱是在赛络纺纱、长丝赛络纺纱、纺包芯纱、纺包缠纱技术基础上发展而来，是充分利用长丝与短纤维须条形成的三角区平台，实现长丝对纤维须条的保护增强，短纤维须条在三角区实现良好的嵌入和有效纺纱的一种新型环锭纺纱技术。嵌入纺可改善短纤维须条，有效降低细纱机稳定纺纱所需的纤维强度、长度以及纱线截面所含纤维根数。

嵌入纺纱系统原理如图2-29所示，第1代嵌入纺纱系统中，2根长丝F对称地位于内侧，2束短纤维须条S对称地位于外侧，该系统能够实现对纤维须条的增强作用，但只是部分增强，对于刚出前罗拉钳口的纤维须条没有增强作用；第2代嵌入纺纱系统中，当长丝分别移到与2束短纤维须条重合时，被长丝增强的纱条部位长度达到最大值，类似短纤维包芯长丝纺纱，短纤维更易位于纱线的表层，长丝对纱线毛羽改善不大；第3代嵌入纺纱系统中，当长丝F分别移到短纤维须条S外侧时，长丝不仅能包缠增强纱条，还能因长丝分布在外围有效地分担大部分纺纱张力，有效改善短纤维须条上承受的纺纱张力状况，对刚出前罗拉钳口的纱条进行保护。第2代嵌入纺长丝与短纤维须条间并未形成三角区，可以看成是赛络纺和包芯纺纱技术的结合，严格意义上无法称为真正意义的嵌入纺纱。嵌入纺纱设备只需在传统环锭纺纱设备上加装2个长丝喂入装置和2个粗纱喂入装置即可，同时根据产品开发需要，做好长丝和短纤维粗纱的喂入定位。

图2-29　嵌入纺纱系统原理示意图

（二）嵌入纺纱工艺控制与成纱质量

在嵌入纺纱技术中，粗纱间距、长丝与粗纱间距以及捻系数不仅影响纱线成纱质量，而且影响最终的成纱形态，因此做好工艺优化至关重要，另外在纺纱过程中还应做好对长丝喂入张力的控制，防止长丝缠绕。

1.输出间距

输出间距包括长丝与长丝间距、粗纱与长丝间距及纱纺中心点偏移距离等。本例中，粗纱为黑色毛粗纱，线密度0.296g/m；长丝为白色涤纶长丝，线密度50dtex。长丝预加张力2cN，牵伸倍数50倍，锭子转速7257r/min，捻度436捻/m，设计嵌入式复合纺纱线密度为58tex，长丝与长丝间距分别为20mm、16mm、12mm、8mm，粗纱与长丝间距分别为2mm、4mm、6mm、8mm，纺纱中心点偏移距离分别为-4mm、-2mm、0、2mm、4mm。研究表明：随着长丝与长丝间距的增加，成纱的断裂强力和断裂伸长率总体上呈现先减小后增加的趋势，而成纱条干CV值呈先增大后减小的趋势；随着长丝与粗纱间距的增加，成纱的断裂强力和条干CV值均呈现先减小后增加的趋势，但断裂伸长率呈逐渐下降的趋势；随纺纱中心偏移距离增加，成纱的断裂强力先减小后增加，断裂伸长呈逐渐增加的趋势，但成纱条干CV值存在波动。造成上述变化的原因在于：输出间距的改变对长丝与粗纱须条形成的V形区形状和单纱受力产生影响。

2.捻系数

采用涤纶长丝和棉粗纱为原料，利用第1代嵌入式纺纱技术纺制不同捻系数的棉/涤纶长丝复合纱，捻系数变化对嵌入纺纱的强伸性能影响规律见表2-16。嵌入纺纱的断裂强度与断裂伸长率随捻系数的增加均呈先增大后减小的趋势，原因在于：在一定范围内，当捻系数增加，向上传递的捻回越多，前罗拉处的边缘纤维受到了更好的控制，预加捻的须条在较强的捻度下，结构更紧密；与长丝再次加捻后，单位长度上的缠绕次数增加，更多的纤维端被相邻的纱条捕捉，增加了纤维间的摩擦力和抱合力，从而增加了纱线的强伸性能；但捻度到达某一数值后，增加了纱线纤维的预应力，减少了纤维强度的轴向分力，纱线的强度反而有所下降。

表2-16　不同捻系数下嵌入纺复合纱的强伸性能

3.长丝含量

本例中，毛粗纱定量3.2g/10m，涤纶为4.44tex长丝。改变嵌入纺纱的线密度，使复合纱中的长丝含量发生变化。涤纶长丝张力为1.47cN，锭子转速为7236r/min，复合纱设计捻系数为360。不同长丝含量下嵌入纺复合纱的性能见表2-17，随着毛/涤嵌入式复合纱设计线密度的降低，复合纱中涤纶丝含量逐渐增大，复合纱的断裂强力呈现逐渐减小趋势；断裂伸长率处于波动状态，但变化不明显；条干CV值总体呈现减小趋势；毛羽指数总体呈先减小后增大的趋势。(www.daowen.com)

表2-17　不同长丝含量下嵌入纺纱的性能

（三）嵌入纺纱特点与产品开发

1.嵌入纺纱特点

本例中，以黑色毛粗纱为原料，按表2-18纺制29tex的嵌入纺与环锭纺、赛络纺和长丝赛络纺纱线。对应CV值和强伸性能指标测试结果见表2-19，毛羽指数见表2-20。嵌入纺纱的条干不匀最小，较环锭纱、赛络纱、长丝赛络纱分别降低34.3%、29.2%和17.2%；嵌入纺纱断裂强力和断裂功最高，断裂强力较环锭纱、赛络纱、长丝赛络纱分别提高300.8%、252.2%、49.3%，断裂功较环锭纱、赛络纱、长丝赛络纱分别提高231.5%、171.2%、24.3%。原因在于对嵌入纺纱而言，一根长丝首先对短纤维须条进行包缠增强，然后再与另一根包缠增强的纱线须条进行包缠，使短纤维在成纱过程中被有效地嵌入成纱主体中，成纱结构紧密，有效提高了成纱的强伸性能，降低了纱线条干不匀和成纱毛羽。

表2-18　不同纺纱方法的成纱工艺参数

表2-19　不同纺纱方法的成纱性能对比

表2-20　不同纺纱方法的成纱毛羽指数对比

2.嵌入纺纱产品开发

（1）用于纺制传统纺纱中不可纺纤维的纱线开发。在环锭细纱机上，不可纺纤维主要是指纤维长度过短的纤维，一般短于十几毫米。在嵌入式纺纱系统中，通过系统定位调节，可实现传统纺纱方法不可纺的纤维进行嵌入纺纱。例如，有研究者利用嵌入纺技术成功开发了58.3tex（33.3dtex×2）长绒棉/木棉/黏胶纤维69/20/11嵌入纺复合纱，改善了木棉混纺纱成纱质量。因此，该技术对落毛、落麻、羽绒及其他贵重短纤维利用和纱线产品开发起到了极大的推动作用。

（2）用于高支纱开发。开发超高支轻薄织物时，所用纱线通常采用伴纺的方法实现，如水溶性维纶长丝与毛纱条进行伴纺成纱，当所纺纱线织成织物后再将维纶长丝溶去。为确保纺纱能顺利进行，要求纤维须条截面内纤维根数不得少于37根，而在嵌入式纺纱系统中，外围长丝可保护和增强短纤维须条，并通过张力调节合理配置，使短纤维承受的张力被长丝有效分担，致使短纤维须条中含有极少量的纤维根数就能进行正常纺纱。实践证明，毛纺嵌入纺纱时，成纱三角区的短纤维须条截面内含有l0根纤维就能进行正常纺纱。用嵌入式纺纱方法可以生产用于轻薄面料的环锭纺纱线，为高支轻薄织物的开发提供了有效途径。

（3）用于低品质原料的产品开发。嵌入纺纱能对长度很短的短纤维有效夹持和嵌入，大大降低纺纱时短纤维须条的意外牵伸。因此，可利用嵌入纺纱技术纺制低品质纤维原料，实现支数更高、品质更佳的纱线开发，提高产品附加值。

（4）用于花色纱线产品开发。嵌入式纺纱系统中有4组纺纱组分，通过变化各组分的花色、原料品种、各组分喂入量、喂入张力以及组分的位置等，可纺制多品种、多组分、多花色的纱线，使细纱机突破传统概念，进行多花色品种纱线的开发和纺制。