自嵌入式复合纺纱技术问世以来，在纺纱新技术领域受到了极大的关注，也是颇受业界争议的话题。在各学术会议、期刊论文及专业论坛里，有认同者深入的讲解[1][2]，也有此起彼伏的质疑声[3]。嵌入式复合纺纱技术的面世，给纺织业提供了一种创新思路，借鉴这种方法去实践探索、优化改进，也是产品开发的一种手段，是增强纺织行业竞争力的重要体现。
嵌入式复合纺纱技术可以看成是一种集成创新：是基于赛络纺技术、长丝包复纱技术、可溶性纤维伴纺技术集成基础上加以创新的产物。该创新技术的实施达到了以下几种效果：
（1）在传统环锭纺纱过程中，只有一个加捻三角区，单纱必须承受较大的纺纱张力，纺纱过程才能够进行。因此，一些较短的纤维成纱就比较困难，截面根数太少成纱也比较困难。现在，在双粗纱喂入的赛络纺中加入了两根长丝来承受成纱过程的纺纱张力，使主要的纺纱纤维很少受力。由于长丝提供了足够强力，因此据介绍纺纱过程很少断头[4]，同时对成纱截面根数、成纱纤维长度的要求大大降低，原来需要这两者共同来满足动态的纺纱张力，而现在要求则大大降低。
（2）从实际结果看，原来业界认为的单纱截面纤维根数最少要38根以上，现在可降低到10多根，这就为极限纺纱支数的大幅提高提供了基础。据介绍[4]，棉纺极限支数可到500Ne，毛纺极限支数可到500Nm，这就大大超越了当今的国际水平。
（3）从细纱三个加捻三角区的数学模型和纺纱动态物理模型分析，纺纱纤维长度只要10-15mm就足以成纱，但在实际纺纱中可能行不通，其中梳理成网的张力要求，并条、粗纱、细纱牵伸区罗拉直径、最小罗拉中心距的限制等都会要求纤维最短长度要达到20mm以上才可正常纺纱。但该技术有一点可以肯定：在满足并粗细牵伸区最低要求前提下，纤维长度有较大的下降空间，这就为降低原料成本提供了较大空间。
从各种资料看，高效短流程嵌入式纺纱有他的优越性，但也存在一定的缺陷。（1）生产操作难度大，纺纱生头难度大，挡车难，三角区须条断而长丝不断时，不易觉察。（2）用短纤维纺纱：目前前纺很难实现，高效短流程嵌入式纺纱指出只要5mm以上纤维就可以纺纱，但没有介绍前纺工序应如何改善，采用何种工艺来生产粗纱。（3）水溶性维纶丝需高温度的水才能溶解，后整理需在高温的溶液下进行，所以对色织物色泽有一定影响。（4）嵌入式纺纱加工的面料需要用户去退维，也会增加用户成本，一定程度上会影响推广。（5）织物高支面料即使生产出，目前市场需求也很小。将嵌入式纺纱原理与包芯纱、包缠纱的原理结合，长丝采用涤纶长丝FDY，粗纱为毛/涤混纺或麻/棉混纺等，成纱后使产品同时实现包芯与包缠的芯鞘效果。其结构模型如图1： 采用该设计思路，主要解决两个问题：一是提高纱线表层的含毛/麻量，使高价值的纤维包覆于纱线表层，低价值的涤纶包在纱线芯层，提高高价值纤维利用率；二是通过外层的包缠，解决织造过程中羊毛与涤纶长丝的相对滑移，使纱线更紧密、光洁，同时改善毛混纺产品的掉毛与起毛起球性能。（1）单粗纱偏置型。单粗纱偏置型三角区是由一根粗纱和两根长丝喂入，其中包芯长丝位于粗纱中间，包缠长丝通过导丝轮的设置与粗纱保持一定的距离。通过不同的定位和张力系统，细纱加捻三角区会出现一种特殊形态，其三角区为不等腰的偏置三角形，如图2（a）：（2）双粗纱偏置型。双粗纱偏置型三角区是由两根粗纱和两根长丝喂入，其中包芯长丝位于两根粗纱中间，包缠长丝通过导丝轮的设置位于粗纱的外侧。通过不同的张力系统，细纱加捻三角区将出现一种特殊形态，其三角区为多个特殊的不等腰偏置三角形，如图2（b）：根据上述假象理论模型，设计如表1的细纱工艺进行纺纱试验：通过纺纱试验证明，两种设计模型均可达到芯鞘结构的预期效果，但须合理控制长丝F1与F2的张力关系。纺纱过程中，双粗纱偏置型实际三角区会发生波动，除了图2(b)所示的三角区外，还有如图3所示的另外2种三角区形式的出现，若长丝张力出现波动，则三角区就会在3种形式上来回波动，保持张力均衡稳定后，基本上以图3上图所示的状态为主。
长丝F1与F2采用不同颜色，作为示踪纤维以观察芯丝的露芯情况与包缠纱的包缠效果，粗纱根据目标纺纱支数的大小采用不同定量。试验证明长丝F2需要有足够大的张力才能保证骨架长丝不露芯，且要稳定F1与F2的张力波动。两种结构对比分析，双粗纱偏置型效果要好于单粗纱偏置型，织片后与同组分产品相比有更强的毛型手感。（1）采用低比例的羊毛即可获得较强的毛型感，手感滑爽，风格独特。该结构可应用于各种高价值的纤维的混纺纱，如羊绒、绢丝等，使高品质纤维的手感与低成本的生产兼得。（2）内包涤纶骨架丝，结构紧密，成品身骨好，抗皱性好，改善了纯纺产品的不足。（3）长丝的强力远高于羊毛，可提高面料的拉伸断裂强力，织物中长丝的滑移性较高，也决定了产品撕破强力更高。（4）外包涤纶包缠丝，纱线表层毛羽减少，纱线更光洁，改善掉毛现象与起毛起球。（5）若将以上试验产品的粗纱换成100%羊毛或其他高价值纤维，将获得更好的手感与经济效果。将嵌入式纺纱原理与包芯纱、包缠纱的原理结合，长丝采用PTT记忆丝，粗纱成分为麻、毛、羊绒或丝等混纺，使产品实现包芯或包缠效果，将高价值纤维的优越品质与PTT的记忆功能完美结合。其结构模型如图4：采用该设计思路，主要解决三个问题：一是利用PTT记忆功能来改善毛、麻类产品不易打理的特性，提高抗皱性；二是通过外层包缠，解决纱线特别是麻纱表层毛羽过大，不利织造的缺陷；三是结合有色PTT长丝的色彩搭配，可做出不同的花式外观效果，打破传统产品只有素色的格局。采用图5所示的几种特殊结构，将PTT记忆长丝或包芯与短纤维内，或包覆于纱线表层，实现特殊的功能与外观效果。根据上述4种理论模型，设计如表2细纱工艺，进行纺纱试验：（1） 包芯式记忆色纺纱采用类似赛络包芯纺的原理，实际成纱后有很轻微的露芯现象；（2）AB螺纹式同嵌入纺原理基本相同，其中PTT长丝F1、F2和两根粗纱S采用不同颜色搭配，可生产出特殊花式外观的纱线。（3）单粗纱和双粗纱型，采用芯鞘结构，纺纱过程与前文所述芯鞘结构类似，成纱中有芯纱不同程度的随机露芯，形成一种独特的外观效果。（4）PTT加捻后，扭力较大，纺纱时要尽量采取低捻，管纱需经过蒸纱后才可络筒。将色彩元素与记忆长丝结合，即弥补了毛绒类产品缩水率大、强力低、不易打理等不足，同时面料外观更加的丰富多彩。（1）PTT优越的形状记忆功能，改善了织物的抗皱性能；将嵌入式纺纱原理与包芯纱、包缠纱的原理结合，用反捻长丝或反捻细纱替代原先的水溶维纶长丝，纺纱时采用较低的捻系数，纺纱加捻过程便可实现长丝或细纱退捻，使内外层扭矩平衡，实现特殊的低扭矩结构。采用如图5所示的结构，（a）为赛络包芯纱结构，F1、F2为S捻长丝或细纱，从前罗拉喂入，并位于粗纱中间，施加一定的张力，成纱后便成为内外捻度不同的赛络包芯纱，纱线内部为无捻或低捻，呈外紧内松状态；（b）为嵌入式纺纱结构，其中F1、F2为S捻长丝或细纱，纺纱过程同嵌入式纺纱基本相同，成纱后为低捻状态。
通过纺纱验证，采用40S反捻棉纱，在低捻度下可正常纺纱，采用长丝时将车速提高10%仍可正常纺纱。成纱后纱线扭矩小，织片纬斜大大降低，成品有类似木棉般的柔软手感，非常适合贴身衣物及毛巾类产品。
利用嵌入式纺纱结构原理，纺纱时采用加弱捻，同时将反捻纱退捻，从而实现了纱线的低扭矩。采用该结构的产品具备如下优势：（1）由于内外扭矩平衡，成纱扭矩很小，针织面料纬斜非常小；（3）嵌入式纺纱的特殊加捻结构，成纱有类似赛络纺的结构，纱线表面光洁，毛羽少。将嵌入式纺纱原理与段彩纱的原理结合，通过变频装置控制细纱罗拉的运转，使粗纱间歇性输入，从而在纱线上产生段染的效果。将涤纶长丝的高强性能与段彩的华丽外观结合，可用于开发新型外观装饰面料。采用图6所示的嵌入式纺纱结构，细纱机加装段彩纱装置，长丝从前罗拉连续喂入，粗纱从后罗拉实现间断喂入，最终在细纱上呈现间断的短纤纱片段，形成段彩纱。通过变频装置改变牵伸部件的运动规律，达到成纱外观粗细节的风格。改变常规的后牵伸倍数，让后罗拉做间歇性停转，从而使喂入的粗纱被间隙的拉断，实现短纤维间断的卷入长丝中并牢牢捻合。以上试验均可正常纺纱，生产效率比常规段彩纱高20%左右，断头率大大降低。由于是2根长丝的捻合，成纱结构紧密，解决了赛络菲尔纱织造时短纤维与长丝的相对滑移。
段彩织物有类似段染的混色花式纱的效果，织物风格独特、色彩变化丰富、新颖，具有时尚、科技及产品高附加值等优势，其独特的外观效果非常适合生产装饰类面料。（1）具有丰富的色彩变化，在平面中凸显立体感与层次感，更符合时尚潮流。（2）由于涤纶长丝的加入，成纱强力远高于纯棉段彩纱，面料具有较好的抗拉伸与撕裂性能，适合装饰类产品的需求。（3）原材料成本低，且比段染纱省水和染料，加工过程更环保。嵌入式纺纱喂入原料种类较多，特别是以上特殊结构需对2根长丝施加不同张力，对定位及张力的控制精度要求较高，需对机台进行合理改造，才能实现上述产品要求。在有限的空间合理排布粗纱和长丝，通过改造纺纱机件的方式实现长丝与粗纱的喂入，可按照吊锭或机顶喂入两种形式实现：采用类似粗纱的吊锭的方式，退绕及操作方便，但存在以下问题：第一，化纤卷装较大，原有粗纱吊锭需要重新排列；第二，化纤筒管吊锭装置要重新改造；第三，占用粗纱空间，细纱锭子利用率降低，整台车只能利用四分之一的锭子。采用机顶喂入方式，在细纱机顶端放置长丝，不占用粗纱资源，可利用二分之一的锭子，如图7所示。机顶喂入方式存在以下问题：第一，换管及接头需在细纱机顶操作，操作不方便；第二，机顶部位需加装平板用以放置长丝，且需加装导丝系统。 导纱导条系统的目的是理清粗纱及长丝的运行路线，使各自能完成退绕，并有清晰的运行通道，防止运行中交叉纠缠。采取机顶喂入方式，关键是长丝导条要合理布置，导条系统如图7所示。采用专用的器材将粗纱须条和长丝按照技术要求位置喂入，并可根据要求调整长丝与粗纱须条的相对位置。为保证各自独立的运行线路，在导条/导丝辊上加装间隔片，使长丝、粗纱都有独立的通道，防止运行线路出现交叉缠结。粗纱需在后罗拉与中罗拉之间加装双喇叭口，以保证粗纱须条间距稳定。长丝需在摇架前端安装双导丝轮，且导丝轮间距可调，并保持一定的稳定性。导丝轮结构如图8所示。对喂入长丝进行稳定张力控制，可以实现张力稳定，并能根据需要进行调节控制。特别是芯鞘复合结构需要准确调节两根长丝张力，对张力系统的准确性和一致性要求很高，需要在单个锭子上同时实现两种张力控制。断头检测系统的目的，是在2根粗纱及2根长丝之中任意1根出现出现断头时自动检测并给予信号指示，主要任务是防止成纱中有缺股现象。降低导纱钩到三角区焦点处形成的小气圈直径，有利于纱线捻度上传。保证加捻三角区的稳定，对特殊成纱结构稳定性有较大影响。细纱升头与接头方式同包芯纱的操作方法类似，断头后采取换管接头。无丝段引纱采用绕管接头，长度一般不超过50cm，以确保络筒接头时将无丝段全部吸走。通过对嵌入式纺纱装置的研究与试验，将不同的纺纱工艺组合后，可赋予纱线一种全新的功能与风格。任何一种新型纺纱工艺，不能采用简单的拿来主义，一定要和现有的工艺相互结合，取长补短，经过大量的试验优化工艺、优选器材、改进操作方式，从多角度去研究思考，才能发挥其最大的作用。
