楊乃寧 朱文清 陳曉林 張如全

(1.武漢紡織大學(xué)，湖北武漢，430200；2.湖北楓樹線業(yè)有限公司，湖北鄂州，436030)

滌綸包芯紗是采用滌綸長絲外包滌綸短纖維的方法紡制，使其既具有滌綸長絲的高強(qiáng)度，又有滌綸短纖維的自然毛羽和手感[1]。隨著人們對自身穿著美感、個(gè)性化和高檔化的追求，首先看中的是服裝縫紉質(zhì)量，在生產(chǎn)、使用過程中，外部摩擦對紗線的輕微損壞使少量纖維伸出紗體形成有害毛羽，影響產(chǎn)品外觀，因此縫紉線的不足會直接影響服裝出售及長期使用[2-3]。為克服上述弊端，通常在縫紉線生產(chǎn)過程中調(diào)整紡制工藝、后整理工藝等改善其性能，但改善效果有限，且成本高、技術(shù)難度大。

如果在包芯紗的外包纖維層中混入一定比例的低熔點(diǎn)滌綸短纖維，包芯紗經(jīng)過熱處理后，低熔點(diǎn)滌綸短纖維發(fā)生收縮熔融[4]，使得外包纖維更加緊密包覆芯紗，提高了包芯紗的強(qiáng)力，同時(shí)部分伸出紗線主體外的毛羽縮入到紗體內(nèi)，改善了包芯紗的毛羽?；谏鲜鲇^點(diǎn)，本文以40 tex的滌綸包芯紗為例，探討外包纖維層中低熔點(diǎn)滌綸短纖維混和比例、細(xì)紗捻系數(shù)及熱處理工藝對滌綸包芯紗斷裂強(qiáng)力與毛羽的影響。

1 試驗(yàn)部分

1.1 原料與工藝流程

本試驗(yàn)選用常規(guī)滌綸短纖維、低熔點(diǎn)滌綸短纖維與滌綸長絲作為原料。所用常規(guī)滌綸短纖維規(guī)格2.2 dtex×38 mm，低熔點(diǎn)滌綸短纖維規(guī)格1.67 dtex×38 mm，滌綸長絲線密度為7.8 tex。

1.2 紡紗工藝

粗紗工序：由于粗紗過程中斷頭嚴(yán)重，為增強(qiáng)粗紗強(qiáng)力，降低粗紗斷頭率，選擇較小的牽伸倍數(shù)、較大的粗紗捻系數(shù)。主要工藝參數(shù)：錠翼速度100 r/min，前羅拉線速度2.52 m/min，總牽伸3.38倍，粗紗捻系數(shù)109。

細(xì)紗工序：將滌綸長絲不經(jīng)牽伸通過導(dǎo)絲輪直接喂入前羅拉，與牽伸后的須條一起并合，通過加捻作用，外包纖維能夠緊密牢固地包纏住芯絲。本試驗(yàn)中，芯絲從紗條偏左位置喂入可使成紗后芯絲離紗線中心位置較近，而芯絲從紗條中心或偏右位置喂入會使芯絲成紗后偏離中心位置。其原因是當(dāng)紡制Z捻紗時(shí)，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(dǎo)絲輪在偏左位置時(shí)更利于外包短纖維對芯紗的包覆，選取偏左位置為最優(yōu)導(dǎo)絲輪位置。本課題選擇320、340、360共3種不同的細(xì)紗捻系數(shù)，分別紡制不同紗線樣品。

熱處理工序：將紗線樣品放置在電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行熱處理。熱處理溫度120 ℃，時(shí)間30 min。

1.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)生產(chǎn)的滌綸包芯紗，選取滌綸長絲為芯紗，外包纖維層為普通滌綸短纖維與低熔點(diǎn)滌綸短纖維的混和。對滌綸包芯紗的外包纖維層中低熔點(diǎn)滌綸短纖維混和比例以及細(xì)紗捻系數(shù)進(jìn)行對照試驗(yàn)，對比熱處理前后的紗線性能，討論加入的低熔點(diǎn)滌綸短纖維是否對紗線性能產(chǎn)生積極影響。試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)見表1。

表1試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

方案低熔點(diǎn)滌綸短纖維含量/%細(xì)紗前區(qū)牽伸/倍捻系數(shù)123456789555777101010232323232323232323360340320360340320360340320

按照表1中的試驗(yàn)方案進(jìn)行紡紗，并測試這9組紗線樣品分別在熱處理前后的斷裂強(qiáng)力和毛羽數(shù)。將數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理，討論參數(shù)改變對紗線性能造成的影響，并選出最優(yōu)的工藝設(shè)計(jì)方案。

2 紗線性能測試

由于外包纖維層中的低熔點(diǎn)滌綸短纖維在加熱后發(fā)生融縮，纖維之間發(fā)生黏結(jié)，使纖維間抱合力增大，同時(shí)伸出紗體的纖維受熱融縮，故低熔點(diǎn)滌綸短纖維的混入將影響紗線的斷裂強(qiáng)力與毛羽數(shù)。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3916—1997《紡織品 卷裝紗單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率》，在YG(B)021DX型電子單紗強(qiáng)力機(jī)上測試紗線拉伸斷裂性能，夾持距離500 mm，拉伸速度500 mm/min，預(yù)加張力(1.0±0.1)cN/tex，每種試樣測試30次，求平均值。按照國家標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01086—2000《紡織品 紗線毛羽測定方法 投影計(jì)數(shù)法》規(guī)定的測試方法，采用YG172A型紗線毛羽測試儀測試紗線毛羽性能。試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置：測試速度100 m/min，測試長度100 m，每種試樣測試10次。

2.1 斷裂強(qiáng)力

按照表1試驗(yàn)方案紡制的9組紗線樣品，測試其熱處理前后的斷裂強(qiáng)力，并計(jì)算斷裂強(qiáng)力熱處理前后的增長百分比，見表2。

表2熱處理前后紗線斷裂強(qiáng)力變化

方案熱處理前斷裂強(qiáng)力/cN熱處理后斷裂強(qiáng)力/cN增長百分比/%1234567891 694.41 989.11 724.41 602.51 818.81 704.61 721.31 667.41 628.41 718.91 999.01 847.91 709.41 853.71 852.51 841.61 766.51 815.11.450.507.166.671.928.686.995.9411.47

由表2數(shù)據(jù)可以得出，熱處理前紗線平均斷裂強(qiáng)力為1 727.88 cN，熱處理后紗線平均斷裂強(qiáng)力為1 822.73 cN，經(jīng)熱處理后紗線斷裂強(qiáng)力顯著增強(qiáng)，其平均增長百分比達(dá)到5.64%。經(jīng)熱處理后，紗線外包纖維層中的低熔點(diǎn)滌綸短纖維發(fā)生熔融現(xiàn)象，纖維之間黏結(jié)緊密，整體抱合力增強(qiáng)，紗線斷裂強(qiáng)力提高。低熔點(diǎn)滌綸短纖維與普通滌綸短纖維混紡作為包芯紗的外包纖維層，對提高紗線斷裂強(qiáng)力具有顯著效果。

紗線樣品經(jīng)熱處理后，低熔點(diǎn)滌綸短纖維含量的變化對3種捻系數(shù)紗線斷裂強(qiáng)力的影響見圖1。

圖1 斷裂強(qiáng)力增長百分比隨低熔點(diǎn)

從圖1可知，斷裂強(qiáng)力增長百分比均為正值，表明熱處理后的紗線斷裂強(qiáng)力高于熱處理前，即普通滌綸短纖維與低熔點(diǎn)滌綸短纖維混紡作為包芯紗的外包纖維層，整體上提高了紗線的斷裂強(qiáng)力。當(dāng)?shù)腿埸c(diǎn)滌綸短纖維含量偏大時(shí)，紗線的斷裂強(qiáng)力增長百分比較大，其原因是由于紗線加熱后外包纖維層中低熔點(diǎn)滌綸短纖維發(fā)生融縮，纖維之間發(fā)生黏結(jié)，使纖維間抱合力增大，當(dāng)?shù)腿埸c(diǎn)滌綸短纖維的含量增大時(shí)，常規(guī)滌綸短纖維間黏結(jié)的表面積增大，斷裂強(qiáng)力增長百分比也相應(yīng)提高。因此，當(dāng)常規(guī)滌綸短纖維與低熔點(diǎn)滌綸短纖維混紡作為包芯紗外層纖維時(shí)，低熔點(diǎn)滌綸短纖維的含量以較高為宜。

2.2 毛羽

分別測試9組紗線樣品熱處理前后的1 mm毛羽數(shù)(以下簡稱毛羽數(shù))及減少百分比，見表3。

表3熱處理前后毛羽數(shù)變化

方案熱處理前毛羽數(shù)/根·(10 m)-1熱處理后毛羽數(shù)/根·(10 m)-1減少百分比/%1234567891 4321 5021 5131 1561 4251 5821 5201 5911 6151 1581 0381 205 786 9701 1221 1491 1271 29719.1430.8920.3932.0031.9329.0724.4529.2019.66

由表3可知，熱處理前平均毛羽數(shù)達(dá)到1 482根/10 m，熱處理后平均毛羽數(shù)為1 095根/10 m，相比熱處理前平均降低了28.59%；無論是改變捻系數(shù)或是牽伸倍數(shù)，紗線毛羽數(shù)在熱處理后明顯減少。加熱后外包纖維層中的低熔點(diǎn)滌綸短纖維發(fā)生熔縮，紗線整體結(jié)構(gòu)更加緊密，形成良好的包覆效果；伸出紗體表面的毛羽也會向內(nèi)收縮，同時(shí)這些毛羽中也含有低熔點(diǎn)滌綸短纖維，在熱處理后伸出紗體的低熔點(diǎn)滌綸短纖維向內(nèi)收縮，從而達(dá)到改善紗線毛羽的效果。紗線樣品經(jīng)熱處理后，捻系數(shù)的變化對3種低熔點(diǎn)滌綸短纖維含量紗線毛羽數(shù)的影響見圖2。

圖2 毛羽數(shù)減少百分比隨紗線捻系數(shù)變化圖

由圖2可以看出，隨著捻系數(shù)的增大，熱處理后紗線毛羽數(shù)減少百分比先增大后減小，并在捻系數(shù)為340時(shí)普遍較高。低熔點(diǎn)滌綸短纖維含量為7%時(shí)，隨著捻系數(shù)的增大，紗線毛羽數(shù)減少百分比增高，由于捻系數(shù)的增大，在前羅拉的成紗三角區(qū)中對浮游纖維的控制力增強(qiáng)，毛羽數(shù)亦降低；捻度增大，鋼絲圈加捻時(shí)捻回?cái)?shù)傳遞速度也加快，此時(shí)對成紗三角區(qū)纖維的集聚力也增大，因此紗線毛羽數(shù)降低。低熔點(diǎn)滌綸短纖維含量為5%和10%時(shí)，當(dāng)捻系數(shù)超過臨界值340時(shí)，一方面捻系數(shù)過大，紗體變硬，頭尾端露出紗體主干外的纖維增多；另一方面，捻系數(shù)的增加使單根纖維所受斷裂強(qiáng)力增加，紗線斷頭現(xiàn)象增多，故毛羽減少百分比降低。

紗線樣品經(jīng)熱處理后，低熔點(diǎn)滌綸短纖維含量的變化對3種捻系數(shù)紗線樣品毛羽數(shù)的影響見圖3。

圖3 毛羽數(shù)減少百分比隨低熔點(diǎn)

由圖3可以看出，經(jīng)熱處理后，紗線的毛羽數(shù)減少百分比均為正值，說明熱處理后紗線的毛羽數(shù)降低，且隨著低熔點(diǎn)滌綸短纖維含量的增加，紗線的毛羽數(shù)減少百分比先升高后降低。當(dāng)?shù)腿埸c(diǎn)滌綸短纖維含量偏小時(shí)，因?yàn)闊崛劾w維含量較少，纖維間的黏合效果變差，露出紗體的纖維端部數(shù)量增多，故紗線的毛羽減少百分比較低；當(dāng)?shù)腿埸c(diǎn)滌綸短纖維含量偏大時(shí)，紗線的毛羽數(shù)減少百分比降低，這是由于低熔點(diǎn)滌綸短纖維的力學(xué)性能較常規(guī)滌綸短纖維有所降低，在紡紗過程中易出現(xiàn)斷頭現(xiàn)象，且低熔點(diǎn)滌綸短纖維細(xì)度比常規(guī)滌綸短纖維低13.6%，在紡紗過程中纖維愈細(xì)，紗線內(nèi)纖維根數(shù)愈多，其頭尾端露出的可能性就愈多。綜合以上原因，當(dāng)?shù)腿埸c(diǎn)滌綸短纖維含量為7%時(shí)，包芯紗的毛羽數(shù)減少百分比較優(yōu)。

3 結(jié)論

在本試驗(yàn)方案中，經(jīng)9組紗線樣品熱處理前后的紗線斷裂強(qiáng)力、毛羽數(shù)據(jù)分析，可得出以下結(jié)論。

(1)經(jīng)熱處理后，包芯紗的斷裂強(qiáng)力較熱處理前平均增長了5.64%。紗線毛羽情況有較好的改善，毛羽數(shù)平均降低了28.59%。

(2)在本試驗(yàn)方案中，細(xì)紗捻系數(shù)為360、外包纖維層中低熔點(diǎn)滌綸短纖維含量為7%時(shí)，所紡紗線樣品毛羽最少。

(3)當(dāng)細(xì)紗捻系數(shù)為320、低熔點(diǎn)滌綸短纖維含量為10%時(shí)，熱處理后的紗線斷裂強(qiáng)力改善效果較好；捻系數(shù)為340、低熔點(diǎn)滌綸短纖維含量為7%時(shí)，熱處理后的毛羽數(shù)減少百分比較高，改善效果較好。

綜上所述，低熔點(diǎn)滌綸短纖維與常規(guī)滌綸短纖維進(jìn)行混紡作為外包纖維層，在一定程度上改善了包芯紗的斷裂強(qiáng)力與毛羽。