張 倩，張玉澤，b，江 慧，陳 霞，b，汪 軍，b

（東華大學(xué)a.紡織學(xué)院；b.紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620）

轉(zhuǎn)杯紡紗是目前較成熟、應(yīng)用范圍較廣的一種新型紡紗技術(shù)，但在非棉類轉(zhuǎn)杯紗產(chǎn)品所占的比例還較小，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)化纖、毛、麻、絹等轉(zhuǎn)杯紗產(chǎn)品將有利于拓寬轉(zhuǎn)杯紡的應(yīng)用領(lǐng)域［1］。為此，深入開(kāi)展轉(zhuǎn)杯、分梳輥、假捻盤等主要器材的設(shè)計(jì)、研究和應(yīng)用，充分利用纖維原料特性、更好的發(fā)揮其功能，生產(chǎn)多種性能的轉(zhuǎn)杯紗，對(duì)于轉(zhuǎn)杯紡的發(fā)展具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。分梳輥是轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的關(guān)鍵件，能將喂入的半制品（纖維條）開(kāi)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(zhǔn)備［2］。在含有兩個(gè)分梳輥的JWF1612型轉(zhuǎn)杯紡改裝機(jī)上進(jìn)行滌棉混紡紗的紡紗實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)不同纖維條分別單獨(dú)喂給與分梳，從而解決轉(zhuǎn)杯紡生產(chǎn)混紡紗時(shí)因分梳輥針布不能適應(yīng)纖維性能差異而存在的問(wèn)題，以期對(duì)轉(zhuǎn)杯紡生產(chǎn)不同品種混紡紗有所幫助。

1 轉(zhuǎn)杯紡雙分梳紡紗器

傳統(tǒng)轉(zhuǎn)杯紡紗器的喂給機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)由安裝在分梳腔體內(nèi)的分梳輥構(gòu)成，與喂給機(jī)構(gòu)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(gè)輸纖通道，并分別在紡紗器底座上開(kāi)設(shè)左右兩個(gè)對(duì)稱的分梳腔體。左分梳輥和右分梳輥的轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同、方向相反，為更好地梳理纖維條，選用兩個(gè)針齒方向相反的分梳輥。喂給分梳機(jī)構(gòu)如圖1所示。

圖1 雙喂給分梳機(jī)構(gòu)示意

2 實(shí)驗(yàn)方法與方案設(shè)計(jì)

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(zhǎng)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(zhǎng)度比棉纖維長(zhǎng)，強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)大，摩擦因數(shù)也較大，故選用工作角較大的OK37型分梳輥。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)杯速度為40kr／min，分梳輥速度7kr／min，捻系數(shù)為420，引紗線速度為72.73m／min，喂給速度為0.754m／min。

分析并對(duì)比雙分梳與單分梳對(duì)成紗質(zhì)量的影響，通過(guò)F檢驗(yàn)方差分析，對(duì)各組平均數(shù)進(jìn)行顯著性差異檢驗(yàn)，若F檢驗(yàn)顯著，則用 Tukey HSD［5－6］進(jìn)行事后檢驗(yàn)，并對(duì)6組紡紗效果進(jìn)行分類排序，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如表1。

表1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

3 測(cè)試結(jié)果與分析

3.1 力學(xué)性能的方差分析與檢驗(yàn)

選用YG061型電子單紗強(qiáng)力機(jī)分別測(cè)量6種方案所紡混紡紗的單紗斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，每種方案測(cè)試30次，試樣長(zhǎng)度為500mm，采用等速伸長(zhǎng)（CRE）方式，拉伸速度為500mm／min，預(yù)加張力為0.5cN，測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同喂給方式對(duì)紗線力學(xué)性能的影響

從圖2中可看出，不同喂給方式對(duì)混紡紗的斷裂強(qiáng)度影響相對(duì)平穩(wěn)，對(duì)斷裂伸長(zhǎng)率的影響波動(dòng)較大，且雙分梳技術(shù)所紡紗線的力學(xué)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(duì)分梳輥的纏繞，同時(shí)也減小了分梳輥對(duì)纖維的損傷，從而有利于纖維順利從分梳輥向轉(zhuǎn)杯的輸出，提高了紗線的力學(xué)性能。進(jìn)一步對(duì)6種方案所紡混紡紗的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率做方差分析與檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2～表5。

表2 斷裂強(qiáng)度F檢驗(yàn)方差分析

表3 斷裂強(qiáng)度Tukey HSD多重比較

表4 斷裂伸長(zhǎng)率F檢驗(yàn)方差分析

表5 斷裂伸長(zhǎng)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(duì)紗線的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)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(duì)較好，纖維分離度愈高，單纖維根數(shù)愈多，纏繞纖維越少，單纖維之間的抱合力愈大，紗條內(nèi)各根纖維受力的不均勻性愈小，纖維強(qiáng)力利用系數(shù)愈高，成紗的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率也就愈高。方案1的斷裂強(qiáng)度為14.321cN／tex，斷裂伸長(zhǎng)率為10.962%；方案2的斷裂強(qiáng)度為14.394cN／tex，斷裂伸長(zhǎng)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(yàn)

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

圖3 不同喂給方式對(duì)紗線條干CV值、細(xì)節(jié)和粗節(jié)的影響

從圖3中可看出，不同喂給方式對(duì)混紡紗的條干CV值和粗節(jié)（＋35%）影響相對(duì)平穩(wěn)，而對(duì)于細(xì)節(jié)（－30%）的影響波動(dòng)較大。方案1和方案2滌、棉分別雙側(cè)單獨(dú)喂給，分梳輥與纖維適應(yīng)性好、分梳效果好，有利于單纖維的分梳和轉(zhuǎn)移，紗條中的不規(guī)則纖維相對(duì)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(xì)節(jié)（－30%）均低于其他方案。當(dāng)只用OK37型或OK40型分梳輥對(duì)滌棉混合條進(jìn)行分梳時(shí)，一種分梳輥同時(shí)分梳兩種纖維，對(duì)纖維的分梳作用減弱，纖維分離度變差，同時(shí)在輸送管氣流漩渦的影響下易形成不規(guī)則纖維，結(jié)果使條干CV值和粗、細(xì)節(jié)增加。進(jìn)一步對(duì)6種方案所紡紗線的條干CV值、粗節(jié)（＋35%）、細(xì)節(jié)（－30%）做方差分析與檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表6～表10。

表6 條干CV值的F檢驗(yàn)方差分析

由表6和表9的方差分析可知，不同喂給方式對(duì)紗線的條干CV值和細(xì)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(duì)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(cè)喂給，同為OK37型分梳輥，轉(zhuǎn)向相反；方案4和方案6同組，滌棉條并合單側(cè)喂給，同為OK40型分梳輥，轉(zhuǎn)向相反。由此說(shuō)明分梳輥規(guī)格相同則為一組，雖針齒的轉(zhuǎn)向不同，卻對(duì)成紗質(zhì)量的影響無(wú)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(yàn)方差分析

表9 細(xì)節(jié)（－30%）的F檢驗(yàn)方差分析

表10 細(xì)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(xì)節(jié)（－30%）為123.4個(gè)／km；方案2的紗線條干CV值為14.562%，細(xì)節(jié)（－30%）為115.2個(gè)／km，均優(yōu)于其它方案。這是因?yàn)闇烀迼l同時(shí)分別分梳，纖維與分梳輥適合性高、分梳效果好，使其雜質(zhì)和纖維的分離程度好，棉結(jié)和雜質(zhì)去除理想，棉結(jié)雜質(zhì)粒數(shù)減少，故成紗中細(xì)節(jié)減少，條干CV值也相對(duì)較低。同時(shí)，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(duì)于OK40型分梳輥的工作角為65°大，有利于纖維的分梳與轉(zhuǎn)移，所以方案3和方案5的成紗質(zhì)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(yàn)

毛羽越長(zhǎng)，對(duì)紗線的性能、質(zhì)量和后工序加工過(guò)程的影響越大，一般認(rèn)為2mm以上毛羽即會(huì)產(chǎn)生不良影響［7］。采用長(zhǎng)嶺紡電的YG172型毛羽測(cè)試儀來(lái)測(cè)量紗線的毛羽指數(shù)，測(cè)試速度為30m／min，片段長(zhǎng)度為10m，測(cè)量次數(shù)為10次／管，實(shí)驗(yàn)中選取不小于3mm的毛羽指數(shù)取均值，測(cè)試結(jié)果如圖4所示。

圖4 不同喂給方式對(duì)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(duì)紗線中不小于3mm毛羽的影響波動(dòng)較大。雙分梳喂給方式的分梳效果好，成紗質(zhì)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(shù)的檢驗(yàn)方差分析與檢驗(yàn)結(jié)果。

表11 毛羽指數(shù)的F檢驗(yàn)方差分析

表12 毛羽指數(shù)的Tukey HSD多重比較

由表11方差分析可知，不同喂給方式對(duì)所紡紗線3mm以上毛羽指數(shù)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(cè)試結(jié)果類似。就3mm以上毛羽指數(shù)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(shù)的分梳效果好，滿足滌棉混紡紗對(duì)分梳輥的要求，既加強(qiáng)對(duì)棉纖維的梳理除雜功能，又注重對(duì)滌綸纖維的轉(zhuǎn)移功能，成紗質(zhì)量明顯優(yōu)于單分梳技術(shù)。選用工作角較大的OK37型分梳輥同時(shí)分梳兩種纖維，對(duì)棉纖維的摩擦增大，損傷大，易造成毛羽指數(shù)的增大；因此，方案3的毛羽指數(shù)142.9和方案5的毛羽指數(shù)127.1，均多于方案4的毛羽指數(shù)99.6和方案6的毛羽指數(shù)102.8。

4 結(jié)論

4.1 從紗線力學(xué)性能、條干CV值、細(xì)節(jié)（－30%）和毛羽指數(shù)等指標(biāo)看，雙分梳技術(shù)的成紗質(zhì)量均優(yōu)于單分梳技術(shù)，但就粗節(jié)（＋35%）而言，單、雙分梳技術(shù)對(duì)成紗質(zhì)量的影響無(wú)區(qū)別。因此，雙分梳技術(shù)有利于提高混紡紗的成紗質(zhì)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(shuō)明雙分梳技術(shù)中更換纖維條的喂入位置，保持分梳輥規(guī)格不變，對(duì)成紗效果的影響不明顯。從Tukey HSD的事后檢驗(yàn)分析表中可知，同一分梳輥型號(hào)所紡紗線分為同組，規(guī)格不同則為異組。說(shuō)明紡紗效果與分梳輥規(guī)格的相關(guān)性大，與分梳輥針齒的齒向無(wú)關(guān)。

4.3 選用雙分梳輥的JWF1612型轉(zhuǎn)杯紡改裝機(jī)紡制混紡紗時(shí)，應(yīng)注意溫濕度的調(diào)節(jié)，同時(shí)應(yīng)確保設(shè)備狀態(tài)良好，紗線通道光滑，防止粘纏問(wèn)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(zhì)量。

［1］費(fèi)青.新型紡紗技術(shù)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(zhuǎn)杯紡分梳輥的結(jié)構(gòu)及紡紗效果［J］.棉紡織技術(shù)，2001，29（1）：47－48.

［3］王朝光.轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)喂給羅拉控制裝置：中國(guó)，200810163622.0［P］.2010－06－23.

［4］張新民，閆進(jìn)祥，張耀民，等.轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)分梳裝置：中國(guó)，200810079722.5［P］.2009－04－22.

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

［6］楊厚學(xué).應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析［M］.西安：西安交通大學(xué)出版社，2009：183－184.

［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(shù)及應(yīng)用，2011，26（4）：27－30.

［8］邵珠蓮，王虹云，李曉英，等.紗線毛羽的產(chǎn)生與控制措施［J］.山東紡織科技，2007（1）：31－33.