近年来,随着石油资源的可能枯竭,对依赖石油为原料的化学纤维会出现原料供给问题。同时近几年棉纤维价格波动较大,供需平衡难以维持稳定,特别是全球人口的快速增长,导致棉花种植面积不可能扩大。此外,人们的环保意识逐渐加强,传统的化学纤维面临着难以自然降解的尖锐问题,于是人们开始把目光投向各种绿色环保的新型纤维。牛角瓜纤维就是其中之一,其属于天然纤维素纤维,呈淡黄色,光泽柔和亮丽,具有细度细,质轻、保暖、抗菌、较好的吸湿性、耐化学性能、能自然降解等优点,具有广阔的开发潜力和发展前景。但同时牛角瓜纤维存在强度低,易脆断和抱合力差等不利于纺纱的特点,影响了牛角瓜纤维在纺织方面的应用。本文针对牛角瓜纤维强度低、保暖性好等一系列的优缺点,进行纺纱工艺研究,开发出兼具较好保暖性和力学性能的保暖内衣面料,为其成衣的流行和市场营造更大的空间。具体的研究工作内容如下:首先,测试本文所用牛角瓜纤维基本性能,作为其纺纱工艺选择的依据。研究发现本文所用牛角瓜纤维强度较低(仅为1.96 cN/dtex),表明该纤维的性能差异较大。通过对牛角瓜纤维进行纯纺试验,发现纯纺纤维成条困难,强度太低无法顺利纺纱,因此选择与同为天然纤维素纤维的棉纤维混纺,混纺比为牛角瓜纤维/棉60/40,探讨了混纺纱的纺纱工艺,并解决了纺纱过程中遇到的车间飞花多、梳棉工序纤维网易破裂、纤维易绕罗拉和皮辊等问题,最终使得纺纱能够顺利进行。对所纺纱线进行性能测试后发现纱线质量较差,特别是纱线强度仅有10.75cn/dtex,无法满足后续工序的质量要求。然后在牛角瓜纤维试纺的基础上,选择三种不同的牛角瓜纤维/棉混纺比例进行了纺纱,混纺比分别为牛角瓜纤维/棉30/70、40/60、50/50,得出混纺纱主要力学性能和外观性能随混纺比变化的规律,发现随着牛角瓜纤维含量的降低,纱线质量有所提高,但混纺纱强度仍有不能满足织造质量要求的情况,这会使得织造工序频繁断头,影响织造效率。因此,在牛角瓜纤维/棉混纺的基础上加入涤纶纤维,以使混纺纱强度进一步提高,对牛角瓜纤维、棉和涤纶纤维混纺可行性进行了研究,对所纺纱线性能进行了测试和分析,发现随着牛角瓜纤维含量的增加,纱线质量逐渐下降,在对比牛角瓜纤维/棉混纺纱性能后发现牛角瓜纤维/棉/涤纶混纺纱的纱线质量有了明显提高。第三,以开发保暖内衣为出发点,对上述不同混纺比的纱线进行了试织,得到了八种混纺织物,分别对其进行了拉伸性能、保暖性、透气透湿性和耐磨性的测试分析,发现牛角瓜纤维/棉/涤纶混纺织物在拉伸力学性能、透气性和耐磨性能方面优于牛角瓜纤维/棉混纺织物,而保暖性和透湿性能较牛角瓜纤维/棉混纺织物差。最后通过模糊综合决策法确定了牛角瓜纤维/棉/涤纶40/27/33比例时综合性能最佳。第四,论文对优选牛角瓜纤维/棉/涤纶40/27/33比例进行了细纱工序的工艺优化,通过单因子实验,研究了细纱机后区牵伸倍数、上下销钳口隔距和细纱捻系数对纱线性能的影响情况,随后进行了正交实验,通过极差和方差分析,得到了理论上各因子的最佳工艺参数:细纱捻系数为390、上下销钳口隔距为2.5mm、后区牵伸倍数1.1,并验证了所得最佳工艺参数组合的有效性。最后,针对牛角瓜纤维有很高的中空度,其纱线直径较大的现象,研究了其捻系数的修正问题。