張 倩，張玉澤，b，江 慧，陳 霞，b，汪 軍，b

（東華大學a.紡織學院；b.紡織面料技術教育部重點實驗室，上海 201620）

轉杯紡紗是目前較成熟、應用范圍較廣的一種新型紡紗技術，但在非棉類轉杯紗產品所占的比例還較小，進一步開發(fā)化纖、毛、麻、絹等轉杯紗產品將有利于拓寬轉杯紡的應用領域［1］。為此，深入開展轉杯、分梳輥、假捻盤等主要器材的設計、研究和應用，充分利用纖維原料特性、更好的發(fā)揮其功能，生產多種性能的轉杯紗，對于轉杯紡的發(fā)展具有一定的經濟價值和現實意義。分梳輥是轉杯紡紗機的關鍵件，能將喂入的半制品（纖維條）開松、梳理和排雜，使連續(xù)的纖維條盡量分離成平行伸直的單纖維狀態(tài)，為自由端紡紗做好前期準備［2］。在含有兩個分梳輥的JWF1612型轉杯紡改裝機上進行滌棉混紡紗的紡紗實驗，實現不同纖維條分別單獨喂給與分梳，從而解決轉杯紡生產混紡紗時因分梳輥針布不能適應纖維性能差異而存在的問題，以期對轉杯紡生產不同品種混紡紗有所幫助。

1 轉杯紡雙分梳紡紗器

傳統轉杯紡紗器的喂給機構通常由喂給喇叭、喂給板、喂給羅拉與喂給羅拉軸組成［3］；分梳機構由安裝在分梳腔體內的分梳輥構成，與喂給機構相互配合［4］；雙分梳紡紗器由左右兩套喂給分梳裝置并置，具有兩個輸纖通道，并分別在紡紗器底座上開設左右兩個對稱的分梳腔體。左分梳輥和右分梳輥的轉動速度相同、方向相反，為更好地梳理纖維條，選用兩個針齒方向相反的分梳輥。喂給分梳機構如圖1所示。

圖1 雙喂給分梳機構示意

2 實驗方法與方案設計

以性能差異較大的滌綸纖維和棉纖維為例，紡制58tex，55／45滌棉混紡紗，其中滌綸條定量為23.83 g／（5m），棉條定量為19.5g／（5m）。由于棉纖維長度較短，且具有良好的柔韌性，屬于天然纖維，易損傷，所以選用工作角較小的OK40型分梳輥，而滌綸纖維長度比棉纖維長，強度高、伸長大，摩擦因數也較大，故選用工作角較大的OK37型分梳輥。實驗設計轉杯速度為40kr／min，分梳輥速度7kr／min，捻系數為420，引紗線速度為72.73m／min，喂給速度為0.754m／min。

分析并對比雙分梳與單分梳對成紗質量的影響，通過F檢驗方差分析，對各組平均數進行顯著性差異檢驗，若F檢驗顯著，則用 Tukey HSD［5－6］進行事后檢驗，并對6組紡紗效果進行分類排序，實驗設計方案如表1。

表1 實驗設計方案

3 測試結果與分析

3.1 力學性能的方差分析與檢驗

選用YG061型電子單紗強力機分別測量6種方案所紡混紡紗的單紗斷裂強度和斷裂伸長率，每種方案測試30次，試樣長度為500mm，采用等速伸長（CRE）方式，拉伸速度為500mm／min，預加張力為0.5cN，測試結果如圖2所示。

圖2 不同喂給方式對紗線力學性能的影響

從圖2中可看出，不同喂給方式對混紡紗的斷裂強度影響相對平穩(wěn)，對斷裂伸長率的影響波動較大，且雙分梳技術所紡紗線的力學性能優(yōu)于其他方案，這是由于滌綸與棉分別分梳，減少了因纖維性能與分梳輥規(guī)格不匹配而造成的纖維對分梳輥的纏繞，同時也減小了分梳輥對纖維的損傷，從而有利于纖維順利從分梳輥向轉杯的輸出，提高了紗線的力學性能。進一步對6種方案所紡混紡紗的斷裂強度和斷裂伸長率做方差分析與檢驗，結果見表2～表5。

表2 斷裂強度F檢驗方差分析

表3 斷裂強度Tukey HSD多重比較

表4 斷裂伸長率F檢驗方差分析

表5 斷裂伸長率Tukey HSD多重比較

由表2和表4的方差分析可知，不同喂給方式對紗線的斷裂強度和斷裂伸長率影響顯著。表3和表5的Tukey HSD多重比較表明顯著性水平均高于0.05，把6種實驗方案分為兩組，其中方案1和方案2同組，其他方案同組。由于雙分梳效果好，纖維在紗線截面中的徑向分布和排列狀態(tài)相對較好，纖維分離度愈高，單纖維根數愈多，纏繞纖維越少，單纖維之間的抱合力愈大，紗條內各根纖維受力的不均勻性愈小，纖維強力利用系數愈高，成紗的斷裂強度和斷裂伸長率也就愈高。方案1的斷裂強度為14.321cN／tex，斷裂伸長率為10.962%；方案2的斷裂強度為14.394cN／tex，斷裂伸長率為11.312%，均優(yōu)于其他方案，但兩者差別不大。

3.2 紗線條干的方差分析與檢驗

選用長嶺紡電公司的YG135G型條干均勻度測試分析儀測試紗線條干CV值、粗節(jié)（＋35%）和細節(jié)（－30%），測試速度為200m／min，測試時間為1min，測試5次，測試結果如圖3所示。

圖3 不同喂給方式對紗線條干CV值、細節(jié)和粗節(jié)的影響

從圖3中可看出，不同喂給方式對混紡紗的條干CV值和粗節(jié)（＋35%）影響相對平穩(wěn)，而對于細節(jié)（－30%）的影響波動較大。方案1和方案2滌、棉分別雙側單獨喂給，分梳輥與纖維適應性好、分梳效果好，有利于單纖維的分梳和轉移，紗條中的不規(guī)則纖維相對較少，除雜效果也優(yōu)于單分梳輥的分梳效果，因此，纖維的條干CV值、粗節(jié)（＋35%）、細節(jié)（－30%）均低于其他方案。當只用OK37型或OK40型分梳輥對滌棉混合條進行分梳時，一種分梳輥同時分梳兩種纖維，對纖維的分梳作用減弱，纖維分離度變差，同時在輸送管氣流漩渦的影響下易形成不規(guī)則纖維，結果使條干CV值和粗、細節(jié)增加。進一步對6種方案所紡紗線的條干CV值、粗節(jié)（＋35%）、細節(jié)（－30%）做方差分析與檢驗，結果見表6～表10。

表6 條干CV值的F檢驗方差分析

由表6和表9的方差分析可知，不同喂給方式對紗線的條干CV值和細節(jié)（－30%）影響顯著。由表8的方差分析可知，因顯著性水平為0.0 6＞0.05，故對紗線的粗節(jié)（＋35%）影響不顯著。由表7和表10的Tukey HSD多重比較表明，6種方案均分為3組：方案1和方案2同組，為雙分梳；方案3和方案5同組，滌棉條并合單側喂給，同為OK37型分梳輥，轉向相反；方案4和方案6同組，滌棉條并合單側喂給，同為OK40型分梳輥，轉向相反。由此說明分梳輥規(guī)格相同則為一組，雖針齒的轉向不同，卻對成紗質量的影響無區(qū)別。

表7 條干CV值的Tukey HSD多重比較

表8 粗節(jié)（＋35%）的F檢驗方差分析

表9 細節(jié)（－30%）的F檢驗方差分析

表10 細節(jié)（－30%）的Tukey HSD多重比較

方案1的紗線條干CV值為15.144%，其細節(jié)（－30%）為123.4個／km；方案2的紗線條干CV值為14.562%，細節(jié)（－30%）為115.2個／km，均優(yōu)于其它方案。這是因為滌棉條同時分別分梳，纖維與分梳輥適合性高、分梳效果好，使其雜質和纖維的分離程度好，棉結和雜質去除理想，棉結雜質粒數減少，故成紗中細節(jié)減少，條干CV值也相對較低。同時，從單分梳的各紡紗方案中可以看出，由于OK37型分梳輥的工作角為100°，相對于OK40型分梳輥的工作角為65°大，有利于纖維的分梳與轉移，所以方案3和方案5的成紗質量分別優(yōu)于方案4和方案6。

3.3 毛羽的方差分析與檢驗

毛羽越長，對紗線的性能、質量和后工序加工過程的影響越大，一般認為2mm以上毛羽即會產生不良影響［7］。采用長嶺紡電的YG172型毛羽測試儀來測量紗線的毛羽指數，測試速度為30m／min，片段長度為10m，測量次數為10次／管，實驗中選取不小于3mm的毛羽指數取均值，測試結果如圖4所示。

圖4 不同喂給方式對紗線毛羽的影響

毛羽大多是因紗體中纖維端的外露形成的［8］。由圖4中可以看出，不同喂給方式對紗線中不小于3mm毛羽的影響波動較大。雙分梳喂給方式的分梳效果好，成紗質量明顯優(yōu)于其它方案，表11和表12顯示了6種方案所紡紗線的毛羽指數的檢驗方差分析與檢驗結果。

表11 毛羽指數的F檢驗方差分析

表12 毛羽指數的Tukey HSD多重比較

由表11方差分析可知，不同喂給方式對所紡紗線3mm以上毛羽指數影響顯著。表12Tukey HSD多重比較可知，6種方案同樣被分為3組，與紗線條干的測試結果類似。就3mm以上毛羽指數而言，方案1為93.3、方案2為83.8，均少于其他方案，故雙分梳技術的分梳效果好，滿足滌棉混紡紗對分梳輥的要求，既加強對棉纖維的梳理除雜功能，又注重對滌綸纖維的轉移功能，成紗質量明顯優(yōu)于單分梳技術。選用工作角較大的OK37型分梳輥同時分梳兩種纖維，對棉纖維的摩擦增大，損傷大，易造成毛羽指數的增大；因此，方案3的毛羽指數142.9和方案5的毛羽指數127.1，均多于方案4的毛羽指數99.6和方案6的毛羽指數102.8。

4 結論

4.1 從紗線力學性能、條干CV值、細節(jié)（－30%）和毛羽指數等指標看，雙分梳技術的成紗質量均優(yōu)于單分梳技術，但就粗節(jié)（＋35%）而言，單、雙分梳技術對成紗質量的影響無區(qū)別。因此，雙分梳技術有利于提高混紡紗的成紗質量。

4.2 方案1（左棉右滌）和方案2（右棉左滌）的成紗效果差別不大，說明雙分梳技術中更換纖維條的喂入位置，保持分梳輥規(guī)格不變，對成紗效果的影響不明顯。從Tukey HSD的事后檢驗分析表中可知，同一分梳輥型號所紡紗線分為同組，規(guī)格不同則為異組。說明紡紗效果與分梳輥規(guī)格的相關性大，與分梳輥針齒的齒向無關。

4.3 選用雙分梳輥的JWF1612型轉杯紡改裝機紡制混紡紗時，應注意溫濕度的調節(jié)，同時應確保設備狀態(tài)良好，紗線通道光滑，防止粘纏問題發(fā)生而引起紡紗斷頭率增加，避免紡紗效率降低，從而影響紗線質量。

［1］費青.新型紡紗技術的研究分析［J］.上海紡織科技，2010，38（7）：5－6.

［2］徐君惠，曾一平，夏森定，等.CF系列齒片式轉杯紡分梳輥的結構及紡紗效果［J］.棉紡織技術，2001，29（1）：47－48.

［3］王朝光.轉杯紡紗機喂給羅拉控制裝置：中國，200810163622.0［P］.2010－06－23.

［4］張新民，閆進祥，張耀民，等.轉杯紡紗機分梳裝置：中國，200810079722.5［P］.2009－04－22.

［5］Duncan C.Step－by－Step Calculations and Computer Techniques Using SPSS［M］.New York：Routledge，1994.

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［7］謝宏.影響滌綸紗線毛羽的因素及其控制措施［J］.合成技術及應用，2011，26（4）：27－30.

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