宋 洪 崔月敏 程隆棣 鄧萬勝 吉宜軍

1. 東華大學(xué) 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 (中國)

2. 張家港廣眾紡機(jī)科技有限公司 (中國)

3. 南通雙弘紡織有限公司 (中國)

對(duì)于環(huán)錠紡而言，牽伸系統(tǒng)占據(jù)了極其重要的地位，是環(huán)錠紡技術(shù)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)環(huán)錠紡的牽伸機(jī)構(gòu)為雙皮圈牽伸機(jī)構(gòu)，由彈性鉗口所形成的摩擦力界控制著纖維須條的運(yùn)動(dòng)[1-2]，但是隨著使用時(shí)間和紡紗速度增加，皮圈間摩擦增大，皮圈使用壽命縮短，彈性下降，影響了成紗質(zhì)量。

針對(duì)上述現(xiàn)象，人們圍繞環(huán)錠紡牽伸區(qū)做了大量的創(chuàng)新與改進(jìn)。例如周秀玲[3]、倪士敏[4]建議上、下皮圈合理搭配使用以延長皮圈的壽命，使膠輥和皮圈發(fā)揮其最佳效用，促使成紗質(zhì)量有效提升。程登木[5]提出一種聚纖紡牽伸形式，去掉上下皮圈來改善成紗條干不勻的情況，實(shí)現(xiàn)了先集聚后牽伸。但是由于該裝置是集聚與牽伸同時(shí)進(jìn)行，因此集聚的效果難以達(dá)到要求，且對(duì)網(wǎng)格圈依賴過高，容易造成網(wǎng)格圈磨損加劇，故難以大面積推廣使用。

鄧萬勝[6]提出了雙S曲線軟牽伸系統(tǒng)的新型牽伸控制理念，采用由S形曲線板、S形曲線管和網(wǎng)格圈構(gòu)成的牽伸機(jī)構(gòu)替代雙膠圈牽伸機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)改進(jìn)了細(xì)紗主牽伸區(qū)的摩擦力界分布，加強(qiáng)了對(duì)纖維的控制，提高了成紗質(zhì)量。但是試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：錠差差異大，下網(wǎng)格圈容易磨損，易產(chǎn)生積花等現(xiàn)象，因此將原雙S曲線軟牽伸機(jī)構(gòu)改進(jìn)成目前的DS磁力軟牽伸紡紗技術(shù)(簡稱DS軟牽紡)。該技術(shù)去掉了雙S牽伸機(jī)構(gòu)的S形曲線管下方的張力座、張力架、直線彈簧、張力座滾針等部件，同時(shí)改變網(wǎng)格圈的位置，將之前包在S形曲線管以及張力座滾針和中羅拉外側(cè)改為現(xiàn)在的包圍在中膠輥、上彈簧張力座以及S形曲線板外。郭徐易[7]介紹了DS軟牽伸裝置及工作原理，采用DS軟牽伸系統(tǒng)和環(huán)錠紡牽伸系統(tǒng)紡制同規(guī)格紗線，測(cè)試并分析了兩種牽伸系統(tǒng)紡出紗線的條干、強(qiáng)力和毛羽等指標(biāo)，測(cè)試結(jié)果表明DS軟牽伸系統(tǒng)能有效提高成紗質(zhì)量。

本文通過對(duì)不同棉條配比的DS半精梳棉紗的條干、紗疵、強(qiáng)力及毛羽指標(biāo)等各項(xiàng)性能的測(cè)試分析，探究DS軟牽紡半精梳紗線的應(yīng)用。半精梳紗生產(chǎn)成本比精梳紗低[8]，將DS軟牽紡半精梳紗的技術(shù)大規(guī)模推廣到產(chǎn)業(yè)中，將會(huì)降低原料成本，給紡紗企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)原料精梳棉及普梳條熟條由南通雙弘紡織有限公司提供，其AFIS檢測(cè)指標(biāo)如表1所示。

1.2 紡紗試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試樣制備在南通雙弘紡織有限公司完成，分別采用DS軟牽紡和環(huán)錠紡紡制了4種不同配棉比例(精梳棉占比為100%、87.5%、75%、62.5%)的純棉18.2 tex紗線，精梳棉并條配比如表2所示。首先對(duì)DS軟牽紡全精梳紗線和環(huán)錠紡全精梳紗線的紗線條干、紗疵、毛羽及強(qiáng)力進(jìn)行對(duì)比分析。再將環(huán)錠紡全精梳紗線作為對(duì)照組與DS軟牽紡紡制的三種半精梳紗線進(jìn)行對(duì)比，分別對(duì)比分析了紗線條干不勻率、粗細(xì)節(jié)、棉結(jié)、毛羽及強(qiáng)力。

表1 棉條原料AFIS檢測(cè)指標(biāo)

表2 環(huán)錠紡全精梳紗與DS半精梳紗線并條配比

1.3 AFIS測(cè)試

根據(jù)NY/T 3272—2018《棉纖維物理性能試驗(yàn)方法AFIS單纖維測(cè)試方法》，對(duì)環(huán)錠紡及DS半精梳紡熟條取樣，預(yù)調(diào)濕24 h，使用AFIS測(cè)試儀檢測(cè)，每種試樣測(cè)試10組并取平均值，以確保檢測(cè)結(jié)果的可靠性[9]。

1.4 紗線性能測(cè)試

根據(jù)FZ/T 01086—2000《紡織品 紗線毛羽測(cè)定方法 投影計(jì)數(shù)法》，使用毛羽測(cè)試儀測(cè)試紗線毛羽；根據(jù)GB/T 3292.1—2008《紡織品 紗線條干不勻試驗(yàn)方法 第1部分：電容法》，使用烏斯特條干儀測(cè)試紗線條干；根據(jù)GB/T 3916—2013《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測(cè)定》，使用單紗強(qiáng)力儀測(cè)試單紗強(qiáng)力值。所有試樣均進(jìn)行24 h預(yù)調(diào)濕，每一試驗(yàn)取10組試樣進(jìn)行測(cè)試并取平均值。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 DS全精梳與環(huán)錠紡全精梳成紗質(zhì)量測(cè)試結(jié)果與分析

DS全精梳與環(huán)錠紡全精梳紗線的條干均勻度CV值、粗細(xì)節(jié)、毛羽及斷裂強(qiáng)力等各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果由表3所示。測(cè)試結(jié)果顯示，與環(huán)錠紡全精梳棉紗相比，DS軟牽紡全精梳成紗條干不勻率更低，棉結(jié)數(shù)量均降低。其中細(xì)節(jié)(-40%)和粗節(jié)(+35%)以及棉結(jié)(+140%)數(shù)量較環(huán)錠紡紗線降低顯著。

DS軟牽紡全精梳成紗具有更低的條干不勻率是由于DS軟牽伸裝置(圖1)上曲線板的前鼻靠近前鉗口，使得鉗口的摩擦力界向前羅拉鉗口延伸，牽伸變速點(diǎn)分布向羅拉鉗口靠近，纖維浮游區(qū)長度縮短，從而使前羅拉對(duì)浮游纖維的控制力加強(qiáng)。因此纖維須條排列更加整齊，纖維之間抱合緊密度和均勻度均有所提高，成紗條干均勻度也相應(yīng)提高，紗疵量減少。

表3 環(huán)綻紡與DS軟牽扯紡全精梳成紗質(zhì)量水平對(duì)比

1—前膠輥；2—S曲線板；3—上永久磁鋼；4—張力架；5—網(wǎng)格圈；6—碳纖維尼龍支架；7—中膠輥；8—前羅拉；9—下永久磁鋼；10—曲線管；11—中羅拉；12—纖維須條。

2.2 DS半精梳與環(huán)錠紡全精梳成紗質(zhì)量測(cè)試結(jié)果與分析

DS軟牽紡半精梳紗線與環(huán)錠紡全精梳紗線性能測(cè)試結(jié)果如表4所示。DS軟牽紡半精梳紗線的毛羽、強(qiáng)力較環(huán)錠紡全精梳紗線沒有較大差異，但是DS軟牽紡3種方案的半精梳紗線的細(xì)節(jié)、粗節(jié)及條干均勻度均優(yōu)于環(huán)錠紡全精梳紗線，尤其是DS半精梳1紗線(并一根普梳)的常發(fā)性紗疵明顯少于傳統(tǒng)環(huán)錠紡全精梳紗線，成紗質(zhì)量明顯改善。DS軟牽紡半精梳成紗棉結(jié)數(shù)量多于環(huán)錠紡全精梳成紗，這是因?yàn)樵诎刖岢杉嗊^程中分別并入了不同根數(shù)的普梳條，普梳條未經(jīng)過精梳工序，而精梳工序的作用是精細(xì)梳理，不僅排除結(jié)雜而且清除短絨，提高纖維的整齊度，大幅降低結(jié)雜和短絨。短絨含量越多，纖維不易在須條中伸直平行，容易形成毛羽，經(jīng)摩擦后扭結(jié)形成棉結(jié)，因短絨容易擴(kuò)散，易黏附在通道部分部件上，使膠輥、膠圈更易聚集產(chǎn)生飛花。經(jīng)過與紗條相互摩擦后，相互扭結(jié)，夾在生條內(nèi)形成棉結(jié)。隨著短絨率的增加，成紗棉結(jié)不斷增加。

為探究傳統(tǒng)環(huán)錠紡全精梳與DS軟牽紡半精梳加工的紗線在條干、常發(fā)性紗疵的數(shù)量、毛羽以及強(qiáng)力方面的顯著性差異，采用單因素方差分析(ANOVA)[10-11]的方法對(duì)表4中各種指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的4種方案間的差異進(jìn)行顯著性分析，不同水平下，各總體均值服從方差相同的正態(tài)分布，結(jié)果見表5。

表4 DS軟牽紡半精梳與環(huán)綻紡全精梳成紗質(zhì)量對(duì)比

表5 不同指標(biāo)方差分析結(jié)果

由表5可知：毛羽、強(qiáng)力方差分析所得P值明顯大于顯著性水平α=0.05，說明這4種方案紡出的紗線在毛羽、強(qiáng)力這些方面不存在顯著性差異。紗線的細(xì)節(jié)(-40%、-50%)方差分析所得P值均小于顯著性水平α=0.05，因此可以認(rèn)為：環(huán)錠紡全精梳紗線和DS半精梳紗線在細(xì)節(jié)(- 40%、-50%)間存在顯著性差異。

除此之外，這4種方案條干不勻率和其他常發(fā)性紗疵(粗節(jié))方差分析所得P值遠(yuǎn)小于顯著性水平α=0.01，表明環(huán)錠紡全精梳紗線和DS半精梳紗線在條干不勻率和其他常發(fā)性紗疵(粗節(jié))之間的顯著性差異極大。

單因素方差分析結(jié)果表明，DS軟牽紡半精梳紗線和環(huán)錠紡全精梳紗線在強(qiáng)力、毛羽方面沒有較大差別，但是DS軟牽紡半精梳紗線在紗線的條干不勻率及紗疵含量上都有所改善。

3 結(jié)語

本文分別采用了環(huán)錠紡和DS軟牽紡紡制純棉全精梳紗線和半精梳紗線，并對(duì)比了成紗的紗線質(zhì)量，測(cè)試結(jié)果表明，DS軟牽紡可有效改善紗線條干不勻率，降低紗線常發(fā)性紗疵。

比較線密度為18.2 tex的環(huán)錠紡全精梳紗線和DS軟牽紡半精梳紗線的條干、紗疵、強(qiáng)力等指標(biāo)，結(jié)果表明，兩者的強(qiáng)力、毛羽差別不大，而DS軟牽紡半精梳紗線的成紗條干有明顯改善，細(xì)結(jié)、粗結(jié)等常發(fā)性紗疵的數(shù)量明顯降低。用單因素方差分析法對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，分析結(jié)果表明，同種線密度的DS軟牽紡半精梳的紗線質(zhì)量優(yōu)于環(huán)錠紡全精梳紗線。因此，采用軟牽紡紡制半精梳紗線有利于降低原料成本，這為后續(xù)DS軟牽伸投入產(chǎn)業(yè)使用提供了試驗(yàn)依據(jù)。