張 倩,任學(xué)勤,沈正杰

(西安工程大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院,陜西 西安710048)

花式紗線是在紡紗或制線過程中采用特定原料、特殊設(shè)備或特種工藝對纖維或紗線進(jìn)行加工而得到的具有特殊結(jié)構(gòu)和外觀效果的紗線[1]?；ㄊ郊喚€的花型皆是通過飾紗表現(xiàn)出來的,主要反映紗線的外觀效果;芯紗作為紗線強(qiáng)力的主體,起骨架作用,是紗線在紡制和織造過程中承受張力的主要部分;固紗用來固定花型,使花型按生產(chǎn)時(shí)的方式固定下來,從而避免沿長度方向發(fā)生滑移[2]。

早在1986年,國內(nèi)就已經(jīng)出現(xiàn)對圈圈紗試制工藝的相關(guān)研究[3],經(jīng)過30多年的發(fā)展,對于圈圈紗的生產(chǎn)工藝、性能測試等諸多方面的研究已較為廣泛。林曉云、張美玲等對圈圈紗紡制過程中諸多影響因素的分析研究[4-5]表明:影響圈圈紗成紗效果的因素有很多,例如生產(chǎn)車間的溫濕度、選用的紡紗原料以及紡紗工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)等;張傳亭及劉光彬等的研究結(jié)果[6]結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中所得經(jīng)驗(yàn)也表明:在圈圈紗的紡制過程中,圈圈紗捻度對圈圈紗圈圈直徑、密度都有較大影響。在合理捻度范圍內(nèi),對于紗線生產(chǎn)過程中假捻(成花捻度)與圈圈密度兩者之間的關(guān)系,卻沒有較多的相關(guān)研究報(bào)道。

羊毛作為紡織工業(yè)的重要原料,深受大眾喜愛和歡迎,它具有彈性好、吸濕性強(qiáng)、保暖性好等優(yōu)點(diǎn),且羊毛纖維長度較棉纖維長,紡制圈圈紗時(shí)更易成花且花型更加均勻[7]。試驗(yàn)以0.25 g/m白色羊毛粗紗作為飾紗,7.8 tex白色錦綸長絲作為芯紗和固紗,利用新型空心錠花式紗線紡紗機(jī)紡制羊毛圈圈紗。采用直接計(jì)數(shù)法記錄圈圈密度;以30捻/m的捻度變化梯度改變羊毛圈圈紗的紗線捻度,紡制7款不同捻度的羊毛圈圈紗。所得試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析,發(fā)現(xiàn)空心錠假捻對羊毛圈圈紗的圈圈密度具有較為顯著的影響,為花式紗線企業(yè)優(yōu)化羊毛圈圈紗產(chǎn)品質(zhì)量以及豐富設(shè)備控制提供參考。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器及設(shè)備

YG086C型縷紗測長儀(常州中纖儀器);電子秤;Y331紗線捻度儀(常州市華紡紡織儀器有限公司);空心錠花式紗線紡紗小樣機(jī)(蘇州市華飛紡織科技有限公司);30 c m鋼尺;超聲波霧化器;空調(diào)等。

試驗(yàn)所用紡紗設(shè)備是一款新型空心錠花式紗線紡紗機(jī),其中空心錠是經(jīng)過改造的新型空心錠(圖1)。普通空心錠固紗管位置和下方假捻器是連在一起,由同一根皮帶傳動(dòng);而試驗(yàn)所用新型空心錠將固紗管位置和下方假捻器分開進(jìn)行獨(dú)立控制,各自由一根皮帶單獨(dú)傳動(dòng),可分別獨(dú)立進(jìn)行控制,因此試驗(yàn)可單獨(dú)改變假捻器運(yùn)行速度。

1.2 紡紗原理

圈圈紗由芯紗、飾紗和固紗三部分組成,花式紗線簡圖如圖2所示,是在紡制過程中采用特種工藝對紗線或纖維進(jìn)行加工而得到的具有封閉圈圈外觀效應(yīng)的紗線[8]。飾紗經(jīng)過前中后三組羅拉組成的牽伸裝置,被一定的牽伸倍數(shù)牽伸后,變成須條,芯紗羅拉輸出的芯紗穿過導(dǎo)紗瓷管在前羅拉出口處與飾紗須條匯合,芯紗和飾紗再一起穿過空心錠,來自空心錠筒管上的固紗以一定捻度將超喂形成的圈圈包纏固定,再經(jīng)過假捻器最終由輸出羅拉輸出。

圖1 新型空心錠

圖2 花式紗線簡圖

1.3 原料

隨著人們消費(fèi)水平不斷提高,在紡織品領(lǐng)域,服裝的流行趨勢需要紗線既具有天然纖維柔軟舒適的特點(diǎn),又兼具回歸大自然的簡約色彩,因而自然又百搭的白色羊毛紡織品受到越來越多消費(fèi)者的喜愛和追捧[9]。試驗(yàn)選擇0.25 g/m,纖維長度100 mm,纖維平均細(xì)度19.5μm的白色羊毛粗紗作為飾紗,7.8 tex白色錦綸長絲作為芯紗和固紗,紡制羊毛圈圈紗。

1.4 工藝設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選擇相同原料,設(shè)計(jì)7種不同紗線捻度,紡制細(xì)度為38 tex左右的羊毛圈圈紗。經(jīng)紡紗試驗(yàn)預(yù)準(zhǔn)備階段發(fā)現(xiàn):圈圈紗的紗線捻度在390捻/m以下時(shí),由于來自于空心錠筒管上的固紗對紗線外表面的飾紗包纏捻回?cái)?shù)過少,導(dǎo)致固紗對飾紗超喂所形成的圈圈花型捆綁不良,圈圈花型稀疏且發(fā)生較嚴(yán)重滑移現(xiàn)象,不能正常成紗;同時(shí),由于紡紗過程中飾紗超喂比保持恒定不變,輸出羅拉速度與紗線捻度成反比,當(dāng)圈圈紗的紗線捻度達(dá)到630捻/m以上時(shí),相同長度的飾紗分布在更短的紗線上,紗線外表面捻回?cái)?shù)過多,即飾紗被固紗包纏過于緊密,導(dǎo)致圈圈直徑過小,紗線手感偏硬,紗線表面幾乎無圈圈花型。當(dāng)紗線捻度以10捻/m的變化梯度改變時(shí),由于捻度變化梯度過小,在一定長度的圈圈紗上圈圈數(shù)量幾乎無明顯變化;當(dāng)紗線捻度以50捻/m的變化梯度改變時(shí),由于捻度變化梯度過大,對比發(fā)現(xiàn)在一定長度的圈圈紗上圈圈數(shù)量變化過大,試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)過于粗糙。

同理,影響圈圈密度的除紗線捻度之外,假捻影響也很顯著。假捻器轉(zhuǎn)速為空心錠轉(zhuǎn)速與假捻/真捻的比例之積,在空心錠轉(zhuǎn)速保持一定的情況下,為保證紡紗設(shè)備在開機(jī)時(shí)能正常運(yùn)轉(zhuǎn),假捻器轉(zhuǎn)速有一定上限,所以選擇在假捻/真捻的比例為1.0至1.6范圍之內(nèi)進(jìn)行羊毛圈圈紗與假捻關(guān)系的探究。

因此,工藝設(shè)計(jì)方案選擇在紗線打樣間進(jìn)行,溫度為(25±1)℃,濕度(69±1)%RH;選用新型空心錠花式紗線紡紗小樣機(jī)在同一紗錠上生產(chǎn)羊毛圈圈紗。生產(chǎn)過程中以420捻/m至600捻/m作為羊毛圈圈紗的捻度變化范圍,以30捻/m作為圈圈紗的捻度變化梯度生產(chǎn)7款不同捻度的羊毛圈圈紗;空心錠轉(zhuǎn)速5 000 r/min恒定不變,在假捻/真捻的比例由1.1逐漸增大到1.6范圍內(nèi),以0.1為假捻(成花捻度)與真捻(捆綁捻度)的轉(zhuǎn)速比例變化改變假捻器轉(zhuǎn)速;紡制羊毛圈圈紗,將其圈圈密度與假捻/真捻為1.0的羊毛圈圈紗進(jìn)行對比,探究空心錠假捻對羊毛圈圈紗圈圈密度的影響[10]。

在空心錠花式紗線紡紗小樣機(jī)上試紡制羊毛圈圈紗并不斷調(diào)整工藝參數(shù)后,得出紡紗各項(xiàng)工藝參數(shù)如表1所示:

表1 工藝設(shè)計(jì)方案

1.5 測試

(1)紗線細(xì)度 使用YG086C型縷紗測長儀,每次繞紗30 m,電子秤稱其重量,計(jì)算圈圈紗公制支數(shù),分別測量3次,求其平均值。在實(shí)際生產(chǎn)中,花式紗線一般采用公制支數(shù)來衡量紗線細(xì)度,試驗(yàn)時(shí),公制支數(shù)可通過公式直接換算成特克斯。

(2)捻度 圈圈紗由芯紗、飾紗和固紗三部分組成,形成的圈圈花型是由紗線外表面的固紗包纏固定得到的。固紗對飾紗的捆綁捻度即為圈圈紗的紗線捻度。使用Y331紗線捻度儀,反向退捻至飾紗與芯紗平行時(shí),測得羊毛圈圈紗的捻度,分別測量3次,求其平均值。

(3)圈圈密度 使用30 c m鋼尺測量出圈圈紗固定長度20 c m,在羊毛圈圈紗處于自然伸長狀態(tài)時(shí),對每種不同捻度羊毛圈圈紗分別數(shù)出10段20 c m內(nèi)圈圈紗的圈圈數(shù)量,采用直接計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)圈圈紗圈圈數(shù)量,并取其平均值。

2 結(jié)果與分析

經(jīng)測試,所得不同捻度羊毛圈圈紗細(xì)度均達(dá)到38.4 tex,圈圈紗表面圈圈花型均勻,風(fēng)格細(xì)膩,手感柔軟。直接計(jì)數(shù)法得出各款羊毛圈圈紗圈圈密度如表2所示。

表2 7種不同捻度羊毛圈圈紗的圈圈密度單位:個(gè)·m-1

將所得假捻/真捻為1.1至1.6之間的所有羊毛圈圈紗的圈圈密度,與其對應(yīng)捻度的假捻/真捻為1.0時(shí)的羊毛圈圈紗的圈圈密度進(jìn)行對比和分析。由表2中所示數(shù)據(jù)橫向?qū)Ρ蕊@示:在420捻/m至600捻/m的圈圈紗捻度范圍內(nèi),當(dāng)假捻/真捻的比例不變時(shí),羊毛圈圈紗的圈圈密度隨紗線捻度(捆綁捻度)的增大而增多。當(dāng)紗線捆綁捻度增大時(shí),一定量的飾紗須條在相同紗線長度上分布了更多的圈圈,因此圈圈紗的圈圈直徑略微減小,但圈圈密度增多;由表2中所示數(shù)據(jù)縱向?qū)Ρ蕊@示:同一紗線捻度的圈圈紗,當(dāng)假捻/真捻的比例(即成花捻度)由1.0逐漸增大到1.6時(shí),羊毛圈圈紗的圈圈密度隨假捻的增大而增多。即當(dāng)紗線捻度(即捆綁捻度)一定時(shí),隨著假捻器轉(zhuǎn)速的不斷增大,羊毛圈圈紗成花捻度不斷增大,飾紗須條經(jīng)過假捻器假捻轉(zhuǎn)速的提高翻出更多花型,使得圈圈密度增大,并且圈圈直徑不變。羊毛圈圈紗捆綁捻度不變,但圈圈密度增多,因此可得到圈圈花型蓬松豐滿同時(shí)紗線手感柔軟的羊毛圈圈紗。

3 結(jié)語

不同的纖維具有不同的物理性能和化學(xué)性質(zhì),纖維的強(qiáng)力、彈性恢復(fù)率等因素影響紗線成花的性能,即使紡制同一種花式紗線,只要原料改變,原來的工藝必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,才能紡出高質(zhì)量的紗線。因此,在實(shí)際生產(chǎn)中,研究結(jié)論只針對生產(chǎn)相關(guān)毛型花式紗線提供參考。選用新型空心錠花式紗線紡紗機(jī)生產(chǎn)羊毛圈圈紗時(shí),空心錠假捻器運(yùn)行速度對羊毛圈圈紗的圈圈密度有較大影響。紗線捻度在400～600捻/m范圍時(shí),羊毛圈圈紗圈圈密度與空心錠假捻運(yùn)行速度之間存在正相關(guān),即在合理捻度范圍內(nèi),假捻器運(yùn)行速度增大,則羊毛圈圈紗圈圈密度增大。當(dāng)紗線捻度增大時(shí),羊毛圈圈紗在一定的范圍內(nèi),圈圈密度亦增大,但使用普通空心錠時(shí)固紗包纏捻度增大會導(dǎo)致紗線手感變硬。而選擇試驗(yàn)所用新型空心錠時(shí),因可單獨(dú)控制假捻器轉(zhuǎn)速,即空心錠轉(zhuǎn)速(紗線捆綁捻度)不變,增大假捻器運(yùn)行(成花捻度)速度即使得紗線成花捻度增大,從而在合理的紗線捻度范圍內(nèi),羊毛圈圈紗圈圈密度豐滿的同時(shí)保證紗線手感柔軟。為選用新型空心錠花式紗線紡紗機(jī)的企業(yè),生產(chǎn)羊毛圈圈紗或拉毛紗時(shí)更加方便地調(diào)整紗線生產(chǎn)工藝參數(shù)、優(yōu)化圈圈紗產(chǎn)品質(zhì)量提供一定的依據(jù),也為花式紗線企業(yè)豐富設(shè)備控制提供參考。