張曉娟， 謝春萍， 劉新金

(江南大學 紡織服裝學院， 江蘇 無錫 214122)

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全聚賽絡包芯紗工藝優(yōu)化

張曉娟， 謝春萍， 劉新金

(江南大學 紡織服裝學院， 江蘇 無錫 214122)

針對包芯紗在紡制過程中易出現(xiàn)“露絲”的現(xiàn)象，將全聚紡和賽絡紡技術用于紡包芯紗，通過合理設置工藝參數(shù)，改善包芯紗的包覆效果，提高紗線綜合質(zhì)量。本文以棉氨包芯紗為例，在經(jīng)過全聚紡改造的QFA1528細紗機上加裝芯絲喂入裝置后分別紡制29.2 tex/44.4 dtex和14.6 tex/44.4 dtex 棉/氨綸賽絡包芯紗，并選擇導絲輪位置、粗紗中心距、芯絲預牽伸倍數(shù)、細紗捻系數(shù)4項工藝參數(shù)，采用控制變量法分別紡紗并觀察包覆效果，分析對比其對包覆效果的影響。結(jié)果表明：4項參數(shù)在一定范圍內(nèi)設置均不會出現(xiàn)“露絲”現(xiàn)象；導絲輪位置影響芯絲在紗線橫截面中的位置，粗紗中心距、芯絲預牽伸倍數(shù)、細紗捻系數(shù)對紗線包覆效果無顯著影響。

全聚紡； 賽絡紡； 包芯紗； 包覆效果

全聚紡是一種羅拉型聚集紡系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用大直徑窄槽式空心羅拉，并配合相應專件、吸風系統(tǒng)及其配套組件的整體優(yōu)化設計，全面提高吸風系統(tǒng)集聚負壓利用效率，在實現(xiàn)負壓氣流完全集聚效果的前提下降低系統(tǒng)能耗及機物料消耗[1-2]。全聚紡系統(tǒng)可大幅提高成紗質(zhì)量，使3 mm 以上的有害毛羽減少70%～90%，同時保留1～2 mm 短毛羽[2]。在包芯紗紡制過程中，易出現(xiàn)包覆效果不良的現(xiàn)象，出現(xiàn)芯紗外露、斷芯紗、缺芯紗等疵點，影響織物的彈性和染色性能[3]。改善機械工作狀態(tài)、加強生產(chǎn)管理可以在一定程度上減少疵點，但是較優(yōu)的工藝參數(shù)更利于改善紗線的包覆效果。本文利用全聚紡裝置和賽絡紡技術紡制棉氨包芯紗，采用控制變量法對導絲輪位置、粗紗中心距、芯絲預牽伸倍數(shù)、細紗捻系數(shù)4項工藝參數(shù)進行優(yōu)化選擇。

1 QFA1528全聚包芯技術改造

紡紗實驗在QFA1528細紗機上加裝包芯紗裝置以及全聚紡裝置進行，包芯紗及全聚紡裝置安裝示意圖如圖1、2所示。

圖1 包芯紗裝置示意圖Fig.1 Core-spun spinning device

注：1—負壓集聚風道; 2—窄槽式空心羅拉; 3—吸風插件; 4—氣流導向裝置; 5—前膠輥; 6—阻捻膠輥。圖2 全聚紡裝置示意圖Fig.2 Complete condensing spinning system

全聚紡裝置是用直徑為50 mm的窄槽式空心羅拉取代前羅拉，空心羅拉2內(nèi)部裝有吸風插件3，表面有輸出阻捻膠輥6和前膠輥5，共同構(gòu)成集聚區(qū)[4]?？蓽p少須條的意外牽伸，盡量滿足“集聚不牽伸”的原則，從而改善成紗結(jié)構(gòu)，提高成紗質(zhì)量。

氨綸絲由積極轉(zhuǎn)動的送絲輥退繞，經(jīng)過搖架上的導絲輪，由前羅拉與前膠輥的后鉗口喂入牽伸機構(gòu)，與牽伸后的粗紗會合，并保持在粗紗須條中。包含有氨綸絲的纖維須條進入集聚區(qū)內(nèi)實現(xiàn)集聚，經(jīng)阻捻膠輥后，加捻形成包芯紗[1]。工作原理如圖3所示。

注；1—氨綸絲;2—送絲輥;3—導絲輪;4—粗紗;5—后羅拉; 6—中羅拉;7—前羅拉;8—吸風插件;9—前膠輥; 10—氣流導向裝置;11—阻捻膠輥。圖3 全聚紡紡制包芯紗原理示意圖Fig.3 Spinning process of complete condensed spinning and Siro-spinning core-spun yarn

2 實驗部分

全聚紡賽絡包芯紗紡制過程中，芯絲位置需定位準確，由于捻向的作用，紡Z捻紗時芯絲在中心偏左位置的效果較好，紡S捻紗時芯絲在中心偏右位置的效果較好[5]。通過改變導絲輪位置可改變芯絲在須條中的位置。賽絡紡紗時粗紗中心距影響加捻三角區(qū)的形狀和大小[6-7]，粗紗中心距的改變可通過改變喇叭口隔距實現(xiàn)。芯絲預牽伸倍數(shù)控制芯絲張力，張力過小，前鉗口處纖維的向心壓力會使長絲移動位置，使芯絲無法處于紗芯之中而影響包覆質(zhì)量；但張力過大，進入前羅拉的芯絲會出現(xiàn)打頓問題，使短纖須條屈曲而形成疵點，且會使膠輥的壽命縮短[8-9]。所以，選取導絲輪位置、粗紗中心距、芯絲預牽伸倍數(shù)和細紗捻系數(shù)4項工藝參數(shù)作為影響變量，分別紡制Z捻29.2 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗和14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗。采用顯微鏡觀察包芯紗縱向和橫向的形貌，比較包覆效果并分析各工藝參數(shù)對包覆效果的影響。

2.1 實驗準備

采用粗紗定量為4.0 g/10 m的精梳棉作外包纖維，44.4 dtex氨綸為芯絲，紡制29.2 tex/44.4 dtex和14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗，分別標記為A、B紗。采用MOTTC B1顯微鏡觀察紗線包覆效果，采用YG172型纖維切片器制作切片觀察紗線橫截面。測試前將試樣在溫度為22 ℃，相對濕度為62%的恒溫恒濕環(huán)境中平衡24 h。

2.2 實驗方案及結(jié)果

采用控制變量法依次探究導絲輪位置、粗紗中心距、氨綸絲預牽伸倍數(shù)、細紗捻系數(shù)對棉氨包芯紗包覆效果的影響。對于每個變量，選取3個值分別紡紗，并將得到的3組紗線用顯微鏡觀察對比包覆效果。首先，測量10 m紗線縱向露絲點的數(shù)量進行比較，得到無露絲現(xiàn)象的值即為最優(yōu)值；如3種紗線縱向皆無露絲，則分別對3種紗線橫截面做切片，觀察芯絲位置，芯絲位置最靠近中心的紗線對應的值即為最優(yōu)值；如3種紗線橫截面上芯絲位置相同，則該因素不是包芯紗包覆效果的重要影響因素。

2.2.1 導絲輪位置

導絲輪位置選取實驗方案。在紡紗過程中，調(diào)整導絲輪位置，選取導絲輪位置分別記為左、 中、右，使芯絲分別從左粗紗條中心、右粗紗條中心和兩粗紗條中間喂入，其示意圖見圖4。粗紗中心距為5 mm，預牽伸倍數(shù)和捻系數(shù)根據(jù)線密度選定。具體實驗方案如表1、2所示。

導絲輪位置選取的實驗結(jié)果。試樣號為A1-1、A1-2、A1-3的紗線及試樣號為B1-1、B1-2、B1-3的紗線皆無縱向露絲現(xiàn)象。圖5、6分別示出29.2 tex/44.4 dtex和14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗截面。紡全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗時，芯絲從左紗條中心喂入可使成紗后芯絲離紗線中心位置較近，而芯絲從2個紗條中心喂入和右紗條中心位置喂入會使成紗后芯絲偏離紗線中心位置。在全聚紡紡紗過程中，纖維須條在集聚區(qū)內(nèi)無翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，且沿一定角度向左偏轉(zhuǎn)。當紡制Z捻單紗時，短纖維須條在加捻三角區(qū)內(nèi)有向左偏轉(zhuǎn)的趨勢，則導絲輪在偏左位置時更利于外包短纖維對芯絲的包覆，選取左位置為導絲輪位置最優(yōu)值。

圖4 芯絲喂入位置示意圖Fig.4 Different feed positions of core filament. (a) Feed position at left; (b)Feed position at middle; (c) Feed position at right

試樣號導絲輪位置粗紗中心距/mm芯絲預牽伸倍數(shù)捻系數(shù)負壓/Pa鋼絲圈型號E總E后A1?1左5325132024006903 1/02880128A1?2中5325132024006903 1/02880128A1?3右5325132024006903 1/02880128

注：E總為細紗機總牽伸倍數(shù)；E后為細紗機后牽伸倍數(shù)。

表2 不同導絲輪位置時14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗工藝參數(shù)Tab.2 Spinning parameters of 14.6 tex /44.4 dtex cotton spandex core-spun yarn in different godet wheel positions

圖5 不同導絲輪位置時29.2 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗截面圖(×200)Fig.5 Cross sections of 29.2 tex /44.4 dtex core-spun yarn in different godet wheel positions(×200)

圖6 不同導絲輪位置時14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗截面圖(×200)Fig.6 Cross sections of 14.6 tex/44.4 dtex core-spun yarn in different godet wheel positions(×200)

2.2.2 粗紗中心距

粗紗中心距選取實驗方案。改變喇叭口隔距可改變粗紗中心距，將粗紗隔距分別設為4、5、6 mm進行紡紗。導絲輪位置選定為導絲輪位置實驗所得到的最優(yōu)值，芯絲預牽伸倍數(shù)和捻系數(shù)根據(jù)線密度選定。實驗方案如表3、4所示。

表3 不同粗紗中心距時29.2 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗工藝參數(shù)Tab.3 Spinning parameters of 29.2 tex/44.4 dtex cotton spandex core-spun yarn at different strand spacings

表4 不同粗紗中心距時14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗工藝參數(shù)Tab.4 Spinning parameters of 14.6 tex/44.4 dtex cotton spandex core-spun yarn at different strand spacings

粗紗中心距選取實驗結(jié)果。試樣號為A2-1、A2-2、A2-3的紗線及試樣號為B2-1、B2-2、B2-3的紗線皆無縱向露絲現(xiàn)象。

圖7、8分別示出29.2 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗和14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗截面。由圖可看出，粗紗中心距為4、5和6 mm，對成紗后芯絲位置無顯著影響。粗紗中心距較大可改善條干均勻度，但會使棉結(jié)和粗節(jié)增多，所以紡紗時選擇粗紗中心距為6 mm為最優(yōu)值[10]。

圖7 不同粗紗中心距時29.2 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗截面圖(×200)Fig.7 Cross sections of 29.2 tex/44.4 dtex core-spun yarn at different strand spacings(×200)

圖8 不同粗紗中心距時14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗截面圖(×200)Fig.8 Cross sections of 14.6 tex/44.4 dtex core-spun yarn at different strand spacings(×200)

2.2.3 芯絲預牽伸倍數(shù)

芯絲預牽伸倍數(shù)選取實驗方案。更換包芯紗裝置的齒輪可改變芯絲預牽伸倍數(shù)。將29.2 tex/44.4 dtex和14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗分別在芯絲預牽伸倍數(shù)為2.869、3.048和3.251時紡紗。導絲輪位置和粗紗隔距選定為最優(yōu)值，捻系數(shù)根據(jù)線密度選定。具體實驗方案如表5、6所示。

表5 不同芯絲預牽伸倍數(shù)時29.2 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗工藝參數(shù)Tab.5 Spinning parameters of 29.2 tex/44.4 dtex cotton spandex core-spun yarn at different pre-draft multiples of spandex filament

表6 不同芯絲預牽伸倍數(shù)時14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗工藝參數(shù)Tab.6 Spinning parameters of 14.6 tex/44.4 dtex cotton spandex core-spun yarn at different pre-draft multiples of spandex filament

芯絲預牽伸倍數(shù)選取實驗結(jié)果。試樣號為A3-1、A3-2、A3-3的紗線及試樣號為B3-1、B3-2、B3-3的紗線皆無縱向露絲現(xiàn)象。

圖9、10分別為29.2 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗截面圖和14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗截面圖?？煽闯?，芯絲預牽伸倍數(shù)為2.869、3.048、3.251對成紗后芯絲位置無顯著影響，所以29.2 tex/44.4 dtex和14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗預牽伸倍數(shù)最優(yōu)值可選定為3.251。

圖9 不同芯絲預牽伸倍數(shù)時29.2 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗截面圖(×200)Fig.9 Cross sections of 29.2 tex/44.4 dtex core-spun yarn at different pre-draft multiples of spandex filament(×200)

圖10 不同芯絲預牽伸倍數(shù)時14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗截面圖(×200)Fig.10 Cross sections 14.6 tex/44.4 dtex core-spun yarn different pre-draft multiples of spandex filament(×200)

2.2.4 細紗捻系數(shù)

細紗捻系數(shù)選取實驗方案。將29.2 tex/44.4 dtex和14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗捻系數(shù)分別設為320、340、360和360、370、380。導絲輪位置、粗紗隔距和氨綸絲預牽伸倍數(shù)選定最優(yōu)值。具體實驗方案如表7、8所示。

表7 不同細紗捻系數(shù)時29.2 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗工藝參數(shù)Tab.7 Spinning parameters of 29.2 tex/44.4 dtex cotton spandex core-spun yarn at different yarn twist factors

表8 不同細紗捻系數(shù)時14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗工藝參數(shù)Tab.8 Spinning parameters of 14.6 tex/44.4 dtex cotton spandex core-spun yarn at different yarn twist factors

圖11 不同細紗捻系數(shù)時29.2 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗截面圖(×200)Fig.11 Cross sections of 29.2 tex/44.4 dtex cotton spandex core-spun yarn at different yarn twist factors(×200)

圖12 不同細紗捻系數(shù)時14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗截面圖(×200)Fig.12 Cross sections of 14.6 tex/44.4 dtex cotton spandex core-spun yarn at different yarn twist factors(×200)

細紗捻系數(shù)選取實驗結(jié)果。試樣號為A4-1、A4-2、A4-3的紗線及號為B4-1、B4-2、B4-3的紗線皆無縱向露絲現(xiàn)象。圖11、12分別為29.2 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗截面圖和14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗截面圖。紡29.2 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗時，細紗捻系數(shù)為320、340、360對成紗后芯絲位置無顯著影響；由圖11可看出，紡制14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗時，細紗捻系數(shù)為360、370、380對成紗后芯絲位置無顯著影響。

3 結(jié) 語

紡制Z捻29.2 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗和14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗時，導絲輪位置在左、中和右時對縱向包覆效果無影響；導絲輪位置在左時，芯絲離紗線中心位置較近，導絲輪位置在中和右時，芯絲較大程度偏離紗線中心，所以紡紗時將導絲輪位置調(diào)至使芯絲從左粗紗條中心喂入。

當粗紗中心距為4、5、6 mm，芯絲預牽伸倍數(shù)為2.869、3.048、3.251時對紗線縱向包覆效果和芯絲在紗線中位置均無影響。29.2 tex/44.4 dtex和14.6 tex/44.4 dtex全聚紡棉/氨綸賽絡包芯紗細紗捻系數(shù)分別為320、340、360和360、370、380對成紗后包覆效果和芯絲位置也無顯著影響，所以，粗紗中心距、芯絲預牽伸倍數(shù)和細紗捻系數(shù)可根據(jù)紗線線密度和實際生產(chǎn)情況在一定范圍內(nèi)選擇。

FZXB

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Processing optimization of complete condensed spinningand Siro-spinning core-spun yarn

ZHANG Xiaojuan, XIE Chunping, LIU Xinjin

(CollegeofTextilesandClothing,JiangnanUniversity,Wuxi,Jiangsu214122,China)

In the spinning progress of core-spun yarn, it often occurs that the cotton staple fibers can′t cover the core filaments evenly and completely. Applying complete condensed spinning and Siro-spinning to core spun yarn spinning and setting proper process parameters can improve the covering effect significantly. This paper took cotton spandex core spun yarn as an example, 29.2 tex/44.4 dtex and 14.6 tex/44.4 dtex cotton spandex core-spun yarn were spun on the QFA1528 ring spinning machine, respectively, in which the complete condensing spinning system was equipped. Four spinning parameters including godet wheel position, strand spacing, yarn twist factor and pre-draft multiple of spandex filament were selected as the optimum parameters. Then, the covering effects were compared and influence factors were analyzed. The results indicate that staple fibers can cover the core filaments evenly when the selected parameters were set in a reasonable range. The godet wheel position can affect the core filament position in core-spun yarn, while the other parameters have little influence on the covering effect.

complete condensed spinning; Siro-spinning; core-spun yarn; covering effect

2014-05-13

2014-11-27

國家自然科學基金青年基金項目(11102072)；江蘇省自然科學基金項目(BK2012254)；江蘇省產(chǎn)學研項目(BY2012051，BY2014023-13)；紡織服裝產(chǎn)業(yè)河南省協(xié)同創(chuàng)新項目(hnfz14002)

張曉娟，(1991—)，女，碩士生。研究方向為環(huán)錠紡細紗紡紗工藝。謝春萍，通信作者，E-mail：wxxchp@vip.163.com。

10.13475/j.fzxb.20140501908

TS 114.2

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