棉纺织历史悠久,积累浑厚,覆盖宽广,发展到了现今仍是占比很大的工业体。从上个世纪90年代开始,色纺棉织物就逐渐出现,而后大量上市,其制品色泽柔和丰满、层次感强、手感优良,尤其是麻点麻条的外观比较独特,受到大众的喜爱。但是由于棉纤维染色时经受了高温、浸渍、洗练及上色等物理化学作用,其纤维的结构与性能发生了改变,如强力、长度受损、纤维集合体的板结,在纺纱时梳理、牵伸、加捻等出现困难或变化,可纺性与以往有了不同。从历史文献中可以看出,前人的研究大多集中在染色前后棉纤维性能变化和工艺设计时要注意的问题方面,而对可纺性的表征尚无深入研究。通过分析可知染色前后可纺性的变化核心应是摩擦与抱合,牵伸时纤维的滑溜和纠缠,梳理时纤维的抗弯、耐拉和松解迁移等都是摩擦与抱合综合作用的结果。传统的摩擦和抱合试验方法及指标能否合理表征可纺性需要进一步验证和研究。为此本课题设计了如下实验方案:选取了三种工业界棉纤维染色最常用的直接、活性和还原染料,每种染料设计了四种染色方案,以了解染色所能造成的可纺性变化程度及现有指标的敏感度,根据测试结果给出可纺性表征建议。同时,在相同工艺条件下进行纺纱并测试所纺制纱的捻度、强度、条干、毛羽等指标,对比分析与可纺性表征指标的关联度。染色实验的测试结果表明:棉纤维在钢辊和橡胶棍上摩擦,各方案染色后的摩擦力都高于染色前,但增加幅度不大,变化规律也不尽相同。与钢辊摩擦时,和染色前相比,染色后摩擦系数下降幅度随张力钳质量的增加逐渐减小,同种染料不同方案之间增减幅度变化不明显,不同染料之间增减幅度稍有变化,其中活性染料变化幅度比较稳定,直接染料次之,还原染料变化最明显;与橡胶辊摩擦时,和染色前相比,染色后摩擦系数下降幅度随张力钳质量增加变化为先降后升,同种染料不同方案增减幅度变化不明显,不同染料之间增减幅度变化不大,其中还原染料变化幅度比较稳定,直接染料次之,活性染料变化最明显。综合发现,摩擦力所有方案染色后都比染色前有所提高,但其变化规律较为复杂且各方案染色后的变化幅度不是很明显。纵观抱合性能,各方案染色后的抱合力远远高于染色前。同种染料不同方案之间增加幅度不大;不同染料之间增加幅度不同,活性染料增加幅度较小在6倍左右,且比较稳定,还原染料次之,大约在6-8倍,直接染料增加幅度最大,大约在7-8倍。综合来看,摩擦系数的提高率远比抱合力小,也就是抱合力具有更高的区别度和灵敏度。通过对测试数据的对比分析,得出如下建议:条子在测试抱合力时的隔距长度为150mm时具有宽的适应力及数据稳定性,测试次数5次即可达到离散稳定,拉伸速度以200mm/min为宜。可纺性表达指标以抱合力、抱合长度及色染抱合比(即染色后的抱合力与染色前抱合力的比值,这是本文提出的新指标)三个指标的联合表征为宜,既可以反应染色前后的变化率,又可以预计对纺纱过程的影响程度。纺纱实验的测试结果表明:与染色前相比,染色后纤维所纺纱的捻度变小了,说明加捻效率下降;强度有所提高,不很明显,如果加捻程度一样则可能强度提升的更高点;条干不匀率变大了,说明要加强纤维牵伸时滑动状态控制,而且染色条件控制不良而产生的染色效果波动对条干也有一定的影响;毛羽增加,说明纤维的抗静电能力下降,抗弯刚度有所增强。通过对比分析发现,前述表征可纺性三指标的波动和纱线测量结果的波动关系比较线性。综上所述,棉纤维色纺时通过测量其抱合力、抱合长度和色染抱合比,可以有效地反映其可纺性,对指导生产和设计工艺具有较明显的意义。