路明娜， 程隆棣， 董國虎， 方 斌(. 東華大學(xué) 紡織學(xué)院， 上海 060； . 紹興華通色紡有限公司， 浙江 紹興 3073)

集聚賽絡(luò)假捻紗與集聚賽絡(luò)紗的性能對比

路明娜1， 程隆棣1， 董國虎1， 方 斌2
(1. 東華大學(xué) 紡織學(xué)院， 上海 201620； 2. 紹興華通色紡有限公司， 浙江 紹興 312073)

為解決針織物在穿著過程中緯斜嚴重的問題，以大麻/棉(30/70)紗線為原料，分別采用集聚賽絡(luò)假捻紡和集聚賽絡(luò)紡生產(chǎn)15 tex細紗，并對成紗的捻度、濕扭結(jié)數(shù)、毛羽、強度等性能進行了顯著性分析。結(jié)果表明：線密度、捻度均相同時，集聚賽絡(luò)假捻紡可順利紡紗，但集聚賽絡(luò)紡因強度低使斷頭率偏高；集聚賽絡(luò)假捻紗的捻度、濕扭結(jié)數(shù)、斷裂強度、3 mm以上的有害毛羽數(shù)、條干均勻性均顯著優(yōu)于集聚賽絡(luò)紗，線密度相同時，集聚賽絡(luò)假捻紗的設(shè)計捻度可降低16%，且成紗濕扭結(jié)數(shù)降低約33%，3 mm以上的有害毛羽數(shù)降低約90%，條干CV值降低約4.3%，而二者在粗節(jié)、細節(jié)、棉結(jié)方面均無顯著差異，因此，由集聚賽絡(luò)假捻紗為原料制成的針織物緯斜現(xiàn)象得到明顯改善。

集聚賽絡(luò)假捻紡； 假捻器； 緯斜； 殘余扭矩

現(xiàn)代紡織行業(yè)競爭日益激烈，高產(chǎn)高效是企業(yè)實現(xiàn)進一步發(fā)展最有效的手段。高產(chǎn)高效必然要求高速，但高速生產(chǎn)會使紡紗張力增大，直接造成細紗斷頭率增加，細紗品質(zhì)下降。若要在高速的前提下保證生產(chǎn)正常進行，必須增大細紗捻度，以提高細紗的強力，促使紡紗張力與紗線強力處于相對平衡的狀態(tài)，降低細紗斷頭率。捻度不僅影響強力，還是影響成紗殘余扭應(yīng)力的決定性因素之一，細紗捻度與織物緊度共同決定了針織物表面的線圈形態(tài)，即針織物表面的線圈歪斜程度。加捻過程中纖維發(fā)生彎曲變形，纖維中存在殘余扭應(yīng)力，應(yīng)力產(chǎn)生應(yīng)變，使紗線有解捻的趨勢，因此細紗中會存在不穩(wěn)定的捻度。細紗捻度越大，紗體內(nèi)纖維的回彈性越大，殘余扭應(yīng)力越大，殘余扭矩越大，存在的不穩(wěn)定捻度越多，能量越高。從能量學(xué)角度來講，事物均有向能量最低狀態(tài)即穩(wěn)定狀態(tài)靠近的趨勢，細紗的穩(wěn)定狀態(tài)是未加上任何捻度時的狀態(tài)。細紗加捻后能量升高，會有通過解捻來降低能量以達到穩(wěn)定狀態(tài)的趨勢，且捻度越大，這種趨勢越明顯，表現(xiàn)在織物上就是線圈歪斜程度越嚴重，因此，增大捻度雖在一定程度上提高了強力，但也加劇了纖維的扭轉(zhuǎn)，增大了紗線的殘余扭矩，尤其對含高剛性模量的大麻纖維，其針織物會出現(xiàn)更加嚴重的緯斜[1-3]，是針織物產(chǎn)品普遍存在的問題。細紗殘余扭矩越大，針織物表面的線圈歪斜現(xiàn)象越明顯，一般通過測試濕扭結(jié)數(shù)來評估紗線的殘余扭矩。本文嘗試了一種新型的復(fù)合紡紗技術(shù)—集聚賽絡(luò)假捻紡技術(shù)，通過測試分析紗線性能，探究該技術(shù)可否在保證高質(zhì)高產(chǎn)的前提下，盡可能消除緯斜現(xiàn)象。

1 集聚賽絡(luò)假捻紡原理

集聚賽絡(luò)紡紗技術(shù)與傳統(tǒng)環(huán)錠紡的不同是增加了雙須條喂入裝置和氣流集聚裝置[4]，使集聚賽絡(luò)紡技術(shù)同時具有集聚和合股二方面的作用[5]，集聚賽絡(luò)紗有強度高、毛羽少、條干均勻、紗體結(jié)構(gòu)緊密等優(yōu)點[6-8]，但集聚賽絡(luò)紡技術(shù)并沒有改變紗體的結(jié)構(gòu)和纖維內(nèi)部的應(yīng)力分布，沒有降低細紗的殘余扭矩，因此針織物的緯斜現(xiàn)象并未得到改善。為保證成紗質(zhì)量優(yōu)異的同時降低針織物的緯斜，本文采用集聚賽絡(luò)假捻紡技術(shù)進行低扭矩紗線的試生產(chǎn)。

集聚賽絡(luò)假捻紡是將集聚賽絡(luò)紡和假捻紡技術(shù)相結(jié)合形成的一種新型復(fù)合紡紗技術(shù)，即在集聚賽絡(luò)紡設(shè)備的基礎(chǔ)上，在前羅拉和導(dǎo)紗鉤之間安裝一組假捻器，使細紗依次經(jīng)過牽伸、合股、假捻、加捻、卷繞作用。2根粗紗以一定間距通過雙喇叭口，平行地進入牽伸區(qū)，經(jīng)前羅拉牽伸后進入氣動集聚區(qū)。氣動集聚區(qū)中，吸風(fēng)笛管上對應(yīng)的每個錠位都開有氣流導(dǎo)向槽,吸風(fēng)管內(nèi)部處于負壓狀態(tài),負壓吸管上套有網(wǎng)格圈。由前羅拉鉗口輸出的2根須條在負壓吸管的吸附作用下，在氣流導(dǎo)向槽對應(yīng)的網(wǎng)格圈處發(fā)生集聚作用，須條在集聚合股的同時向前運動至輸出鉗口輸出，進入假捻區(qū)，再依次經(jīng)過假捻器、導(dǎo)紗鉤。紗條與假捻器相接觸的點稱為捻點。假捻器與紗條間存在摩擦力，其中一個分力沿纖維軸向，另一個分力沿纖維徑向。由于徑向分力的作用，紗條會偏離原來的運動路徑，沿假捻器的運動方向發(fā)生一定程度的位移，從而在假捻點處形成包圍弧。包圍弧的大小、紗條的輸出速度、假捻器的轉(zhuǎn)速是影響假捻效率的主要因素。紗條在前羅拉和假捻器間加上強捻，在假捻器和導(dǎo)紗鉤間發(fā)生解捻。離開導(dǎo)紗鉤后的紗線捻回恢復(fù)到設(shè)計捻度。之后，紗條在鋼絲圈的回轉(zhuǎn)作用下加上真捻，并最終卷繞在紗管上。鋼絲圈和錠子的速度差決定了細紗的卷繞速度。可看出，與傳統(tǒng)環(huán)錠紡技術(shù)相比，集聚賽絡(luò)假捻紡的主要不同是增加了集聚、合股、假捻作用。

2 實驗研究與分析

2.1 實驗條件

選擇黑龍江大麻纖維(主體長度為39.9 mm，線密度為3.47 dtex，強度為11.39 cN/tex，平均模量為160.74 cN/tex)和新疆長絨棉(2級以上、主體長度不低于29 mm)為原料，采用棉/大麻(配比為70/30)，在細紗機上安裝龍帶(假捻裝置)生產(chǎn)集聚賽絡(luò)假捻紗，在同一臺細紗機上紡制集聚賽絡(luò)紗，實驗錠速均為11 047 r/min。

測試儀器：Y331A型紗線捻度儀(南通宏大儀器公司)、YG136條干均勻度測試分析儀(陜西長嶺紡織機電科技有限公司)、YG029Z型全自動單紗強力儀(山東萊州電子儀器公司)、濕扭結(jié)數(shù)測試儀(寧波德昌經(jīng)密紡織機械有限公司)。

測試環(huán)境：溫度22 ℃，相對濕度65%。

紡紗方案見表1。紡制C組緊密賽絡(luò)紗時，斷頭率偏高，說明設(shè)計捻度太低，強度無法滿足批量生產(chǎn)對高速高產(chǎn)的要求，考慮到實際生產(chǎn)的需要，本文主要對比分析A、B紗的性能特點，C組僅作為參考。

表1 紡紗方案Tab.1 Experiment approaches

2.2 紗線性能測試結(jié)果

3種紗線的性能測試結(jié)果見表2。

表2 不同紗線的性能Tab.2 Properties of different yarns

2.3 測試結(jié)果分析

2.3.1統(tǒng)計學(xué)分析

對表2進行直觀分析可看出，與集聚賽絡(luò)紗(B、C)相比，集聚賽絡(luò)假捻紗(A)的濕扭結(jié)數(shù)更少、3 mm以上的有害毛羽根數(shù)更少、條干均勻度更好。C紗紡紗過程中斷頭率較高，因此C紗的粗節(jié)、細節(jié)、棉結(jié)均多于A、B，條干也最差。對比A、C紗，直觀分析表明線密度、捻度相同時，集聚賽絡(luò)假捻紗的許多性能均優(yōu)于集聚賽絡(luò)紗，且捻度為750 捻/m時，集聚賽絡(luò)假捻紗的強度能滿足正常生產(chǎn)需求，但是集聚賽絡(luò)紗卻有很高的斷頭率，可見集聚賽絡(luò)假捻紗具有“低扭高強”的特點。對比A、B，集聚賽絡(luò)假捻紗的捻度明顯降低，斷裂強度略低，斷裂伸長也有所降低，二者的粗節(jié)、細節(jié)、棉結(jié)基本無差異。為分析紡紗方式對成紗各項指標的影響是否顯著，現(xiàn)采用SPSS統(tǒng)計軟件對成紗的捻度、濕扭結(jié)數(shù)、3 mm以上的有害毛羽根數(shù)、條干、斷裂強度進行獨立樣本T檢驗，分析2種紡紗方式下，紗線品質(zhì)差異的顯著性。

表3示出A、B 2種成紗捻度的獨立樣本T檢驗的結(jié)果。假設(shè)H1：A、B 2組數(shù)據(jù)方差一致；H2：假設(shè)沒有充分理由證明2組數(shù)據(jù)之間存在顯著差異。由于方差齊次性檢驗的顯著性系數(shù)sig.1=0.111>0.050，故小概率事件未發(fā)生，接受原假設(shè)H1，即 2組數(shù)據(jù)方差相等。方差相等時，sig.2=0.000<0.050，小概率事件發(fā)生，即采用A、B 2種紡紗方式生產(chǎn)出的2種細紗的捻度有明顯差異。結(jié)合表2可知，A、B 2組成紗的實際捻度與設(shè)計捻度基本相符，即集聚賽絡(luò)假捻紡的設(shè)計捻度降低約16%仍可保證正常生產(chǎn)。

表4示出A、C細紗濕扭結(jié)數(shù)的獨立樣本T檢驗。分析表4可知，捻度、線密度均相同時，A紗的濕扭結(jié)數(shù)仍顯著低于C紗，A紗濕扭結(jié)數(shù)降低了約17%，即紡紗方式對成紗濕扭結(jié)數(shù)有顯著影響。表5為A、B細紗濕扭結(jié)數(shù)的獨立樣本T檢驗，由表可知，A紗的濕扭結(jié)數(shù)也顯著低于C紗，結(jié)合表2 可知，線密度相同時，捻度越高，濕扭結(jié)數(shù)越多。

表3 A、B細紗捻度的統(tǒng)計量Tab.3 Yarn twist of A and B

注：f為方差齊性假設(shè)的Levene檢驗中的F檢驗的f值；Sig.1為方差齊性假設(shè)中的顯著性系數(shù)；t為均值方程T檢驗中的t值；Sig.2為均值方程T檢驗中的顯著性系數(shù)。

表4 A、C細紗濕扭結(jié)數(shù)的統(tǒng)計量Tab.4 Yarn wet snarling number of A and C

表5 A、B細紗濕扭結(jié)數(shù)的統(tǒng)計量Tab.5 Yarn wet snarling number of A and B

表6示出A、B細紗3 mm以上的有害毛羽根數(shù)的獨立樣本T檢驗，分析表4可知，紡紗方式對成紗3 mm以上毛羽根數(shù)影響顯著。結(jié)合表2可知，A、C相比，捻度相同，A的毛羽降低了約92%；A、B相比，在A紗捻度低于B紗16%的前提下，A紗毛羽仍降低了約90%。

表6 A、B細紗3 mm以上毛羽根數(shù)的統(tǒng)計量Tab.6 Yarn hairiness above 3 mm of A and B

表7示出A、B細紗條干CV值的獨立樣本T檢驗。分析表7可知，紡紗方式對成紗條干CV值影響顯著。結(jié)合表2可知，在捻度降低16%的前提下，集聚賽絡(luò)假捻紗的條干CV值反而降低了約4.3%。

表7 A、B細紗條干CV值的統(tǒng)計量Tab.7 Yarn evenness variation of A and B

表8、9分別示出A與B、A與C細紗強度的獨立樣本T檢驗。分析可知，A紗強度顯著高于C紗，B紗強度顯著高于A紗，結(jié)合表2，B紗捻度高于A紗16%時，其強度高于A紗6.25%。捻度相同(A與C)時,集聚賽絡(luò)假捻紗的強度顯著高于集聚賽絡(luò)紗，C紗強度偏低導(dǎo)致斷頭率偏高，同捻度的A紗卻可以正常生產(chǎn)。

表8 A、B細紗強度的統(tǒng)計量Tab.8 Yarn strength of A and B

表9 A、C細紗強度伸長率的統(tǒng)計量Tab.9 Yarn strength of A and C

2.3.2原理性分析

經(jīng)過直觀分析和數(shù)理統(tǒng)計分析可得出：對于線密度相同的細紗，集聚賽絡(luò)假捻紗的濕扭結(jié)數(shù)、捻度、3 mm以上的有害毛羽數(shù)、條干均勻性均顯著優(yōu)于集聚賽絡(luò)紗，即集聚賽絡(luò)假捻紡在保留集聚賽絡(luò)紡優(yōu)勢的基礎(chǔ)上進一步提高了成紗品質(zhì)。集聚賽絡(luò)假捻紡最大的特點是在保證正常生產(chǎn)的前提下，降低了細紗的捻度和濕扭結(jié)數(shù)，紗線的殘余應(yīng)力減小，織物表面的線圈歪斜現(xiàn)象將得到有效改善。殘余應(yīng)力的降低源于假捻器的假捻作用，假捻器的存在使位于前羅拉和假捻器間的紗條先被加上了強捻，該區(qū)捻度遠大于成紗捻度，且進一步減小甚至消除了位于前羅拉鉗口處的加捻三角區(qū)。加捻三角區(qū)的存在阻礙了捻度的向上傳遞，紡紗段表層的纖維得不到有效控制，很多浮游纖維未被包纏入紗體而形成毛羽，嚴重影響成紗的條干均勻性。捻回的傳遞受阻直接導(dǎo)致紡紗段紗體強力下降，造成紡紗段的大量斷頭。集聚賽絡(luò)假捻紡技術(shù)的牽伸區(qū)有氣壓集聚、合股的作用，紗體排列較緊密，纖維的伸直平行度較好，進入假捻區(qū)后又被加上強捻，這使得紗體的鉗口線很窄，加捻三角區(qū)幾近消除，捻度可以順利傳至前鉗口處，增加了對浮游纖維的控制，表層纖維被較好地包覆進紗體，促進了纖維的內(nèi)外轉(zhuǎn)移，纖維軸向的堆砌密度更大，紗體結(jié)構(gòu)更為緊密，紗體內(nèi)纖維的取向度減小，纖維間的抱合力、摩擦力增大，沿紗體軸向的有效分力增大，因而增加了紗線的斷裂強度，大大降低了紡紗段的斷頭率，提高了紡紗效率和細紗的條干均勻性。這意味著若要紡出相同線密度的細紗，在保證正常生產(chǎn)的前提下，集聚賽絡(luò)假捻紡的最小設(shè)計捻度可以比傳統(tǒng)環(huán)錠紡的最小設(shè)計捻度小很多，捻度小則紗體內(nèi)殘余扭應(yīng)力小，不穩(wěn)定的捻度數(shù)量少，紗體能量低，宏觀表現(xiàn)為織物的緯斜現(xiàn)象將得到明顯緩解。位于假捻器和導(dǎo)紗鉤間的紗條要解捻，由假捻器回轉(zhuǎn)加上的捻回數(shù)等于解捻的捻回數(shù)，因此假捻器起到的是假捻作用，不影響最終成紗的實際捻度，只是改變了成紗的紗體結(jié)構(gòu)和張力分布。

經(jīng)過加捻-解捻過程的紗條形成了一種特殊結(jié)構(gòu)。集聚賽絡(luò)假捻紗與普通假捻紗類似，假捻紗內(nèi)纖維的螺旋軌跡呈非同軸異形螺旋線，纖維螺旋線的中心軸線常與紗的中心軸線偏離[9]。紗體內(nèi)部分纖維片段有局部反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，即纖維片段的螺旋軌跡顯示的捻度方向與成紗的實際捻度方向相反[10]。因反轉(zhuǎn)片段產(chǎn)生的殘余扭應(yīng)力方向與復(fù)合紗內(nèi)部的殘余扭應(yīng)力方向相反，方向相反的殘余應(yīng)力得以抵消，所以這些反轉(zhuǎn)纖維片段的存在有助于平衡單紗中殘余扭應(yīng)力，即降低成紗的殘余扭矩，進而改善針織物的緯斜現(xiàn)象。緊密賽絡(luò)假捻紗低扭矩、低捻度、強度高、毛羽少、條干均勻的特點，使其成為開發(fā)低緯斜針織產(chǎn)品的理想原料。

3 結(jié) 論

1)集聚賽絡(luò)紡是在傳統(tǒng)環(huán)錠紡技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了集聚和合股的作用，集聚賽絡(luò)假捻紡是在集聚賽絡(luò)紡技術(shù)的基礎(chǔ)上，在前羅拉和導(dǎo)紗鉤之間增設(shè)了假捻裝置，使細紗依次經(jīng)過牽伸、合股、假捻、加捻、卷繞裝置。

2)紡紗方式對成紗的捻度、濕扭結(jié)數(shù)、3 mm以上的有害毛羽數(shù)、條干均勻性、斷裂強度均有顯著影響。細紗線密度相同時，在保證強度滿足正常生產(chǎn)的前提下，集聚賽絡(luò)假捻紗與集聚賽絡(luò)紗相比，若集聚賽絡(luò)假捻紗的設(shè)計捻度降低16%，濕扭結(jié)數(shù)降低了約33%，3 mm以上的有害毛羽數(shù)降低了約90%，條干CV值降低了約4.3%，而粗節(jié)、細節(jié)、棉結(jié)無顯著差異。

3)集聚賽絡(luò)假捻紗在保留集聚賽絡(luò)紗優(yōu)勢的同時，進一步提高了紗線質(zhì)量。集聚賽絡(luò)假捻紡基本消除了加捻三角區(qū)，且在加捻-解捻的過程中形成了特殊的結(jié)構(gòu)，這決定了其特殊的物理性能，即低殘余扭矩、低捻度、強度高、毛羽少、條干均勻的特點。

4)織物表面的緯斜程度主要取決于細紗的捻度及織物的緊度，集聚賽絡(luò)假捻紗低殘余扭矩、低捻度的特點可有效解決針織物表面的緯斜現(xiàn)象，可用于開發(fā)高檔針織內(nèi)衣面料。

FZXB

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ComparisononyarnpropertiesbetweencompactSirofalsetwistyarnandcompactSiroyarn

LU Mingna1， CHENG Longdi1， DONG Guohu1， FANG Bin2
(1.CollegeofTextiles,DonghuaUniversity,Shanghai201620,China;2.ShaoxingHuatongTextileCo.,Ltd.,Shaoxing,Zhejiang312073,China)

To solve the problem of serious weft oblique phenomenon of knitted fabric, using the hemp/cotton (30/70) as raw material, two kinds of new spinning methods, compact Siro false twist spinning and compact sirospun, were introduced to produce the 15 tex yarn. Using visual analysis method and independent samples T test of the SPSS software, the significance analysis was carried out to compare the yarn twist, wet snarling number, yarn hairiness, yarn strength and other performances of the different kinds of modified yarn. The result shows if yarn count and twist factor of the two different types of yarns are the same, the compact Siro false twist spinning can produce smoothly, but the compact sirospun has higher breakage due to its low strength. Based on normal production, compared with compact sirospun, compact Siro false twist spinning shows significantly better performances in yarn twist, wet snarling number, yarn strength, harmful yarn hairiness number above 3 mm, yarn evenness. Even when the the designed twist factor is reduced by about 16%, the spinning process can also work well. What`s more, the wet snarling number is reduced by about 33%, the number of hairiness over 3 mm is reduced by about 90%, yarn evenness CV value is reduced by about 4.3%. However, the two spinning methods do not have significant difference in thick knots, the details, and cotton knots. Therefore, the weft skew phenomenon of knitted fabric made of compact Siro false twist spinning is improved obviously.

compact Siro false twist spinning; false twist; weft oblique phenomenon; residual torque

10.13475/j.fzxb.20161104805

2016-11-20

2017-05-03

國家重點研發(fā)計劃資助項目(2017YFB0309100)

路明娜(1991—)，女，碩士生。主要研究方向為紡織產(chǎn)品開發(fā)。程隆棣，通信作者， E-mail： ldch@dhu.edu.cn。

TS 124.5

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