馮向偉，曾社平，閆學(xué)軍，任黎明，唐建東

(1.河南工程學(xué)院，鄭州 450007；2.新型環(huán)保復(fù)合面料湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 襄陽 441002；3.際華三五四二紡織有限公司，湖北 襄陽 441002；4.際華集團(tuán)股份有限公司，北京 100020)

0 引言

隨著紡織品供大于求的發(fā)展態(tài)勢，市場競爭日益激烈，研發(fā)高、精、尖技術(shù)，提高原棉加工深度，增加產(chǎn)品附加值，成為滿足市場需求、提高企業(yè)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。目前，受大眾青睞的純棉紗線占有相當(dāng)大的市場份額，廣泛應(yīng)用于服裝、裝飾、產(chǎn)業(yè)用等各類制品。

紗線毛羽是指凸出紗線基體表面的纖維，其指標(biāo)是決定織物質(zhì)量的重要因素。隨著紡織品檔次的提高和無梭織機(jī)的普遍采用，紗線毛羽的危害日益突出，如織造高密織物時(shí)導(dǎo)致經(jīng)紗開口不清，造成假吊經(jīng)、三跳等疵點(diǎn)，而有梭織造也時(shí)常會(huì)因毛羽導(dǎo)致引緯受阻、停車等問題。毛羽少時(shí)織物光潔、滑爽、紋路清晰，而毛羽多、特別是不均勻時(shí)則會(huì)出現(xiàn)緯檔、條影和云斑等疵點(diǎn)。因?yàn)榧喚€毛羽已成為影響織物產(chǎn)質(zhì)量的重要因素，所以有效減少紗線毛羽是紡織企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

1 賽絡(luò)集聚棉紡環(huán)錠紡紗技術(shù)優(yōu)勢

眾所周知，加捻三角區(qū)是產(chǎn)生毛羽最多的地方，解決毛羽的主要途徑就是減小紡紗加捻三角區(qū)的須條寬度或取消加捻三角區(qū)或加強(qiáng)對加捻三角區(qū)邊緣纖維的控制。賽絡(luò)集聚棉紡環(huán)錠紡紗和前羅拉縱向紡紗等新型紡紗技術(shù)均基于此原理。

賽絡(luò)紡又名并捻紡，是在棉紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上喂入2根保持一定間距的粗紗，經(jīng)牽伸后由前羅拉輸出2根單紗須條，由于捻度的傳遞使單紗須條上帶有少量的捻度，并合后被進(jìn)一步加捻成類似合股的紗線卷繞在筒管上。該技術(shù)的初始設(shè)計(jì)用于毛紡，特點(diǎn)是毛羽少、強(qiáng)力高、耐磨性好，達(dá)到毛紗能單紗織造的效果，以實(shí)現(xiàn)毛織物的輕薄化。盡管賽絡(luò)紡紗在許多方面較同類常規(guī)紗有了較大改善，但離真正毛紡單紗不上漿織造尚有一定距離。其后毛紡亦多放棄此方法，反而在混紡T/C，CVC等細(xì)紗時(shí)采用，染色后能產(chǎn)生并紗麻花效果且手感好。近期因改善毛羽問題，紡人造棉、莫代爾、天絲、大豆纖維，甚至純棉紗時(shí)也用此技術(shù)，所用原料等級(jí)比常規(guī)環(huán)綻細(xì)紗低，織物毛羽較常規(guī)環(huán)錠股線織物少、手感柔軟、耐磨且透氣性能好。

2 斜位紡紗技術(shù)機(jī)理分析

雖然賽絡(luò)集聚棉紡環(huán)錠紡紗技術(shù)具有一定的優(yōu)勢，但其改造成本和能耗大。為此，有技術(shù)人員在賽絡(luò)棉紡環(huán)錠紡基礎(chǔ)上提出斜位紡紗法，即所有錠子不在其對應(yīng)的前羅拉位置紡紗，而在其相臨錠位所對應(yīng)的前羅拉位置紡紗,以減小加捻三角區(qū)的實(shí)際有效寬度[1]。

如圖1所示，斜位紡紗技術(shù)是通過對牽伸裝置和加捻卷繞裝置的錯(cuò)位，以改變加捻三角區(qū)的形態(tài)和尺寸，從而改變加捻過程中的纖維運(yùn)動(dòng),使纖維得到很好地控制。

1—羅拉；2—錠子。圖1 斜位紡紗示意

(1)

在式(1)中，紡紗傾斜角θ越大,加捻三角區(qū)實(shí)際有效寬度L2越小。因?yàn)棣茸兓笾率辜徏啅埩ψ兓?，不利于紡紗和接頭；所以具體角度應(yīng)因時(shí)而易，如果原料質(zhì)量好、強(qiáng)力高，錯(cuò)2個(gè)錠子紡紗可以得到較好的效果。同時(shí),錯(cuò)位的加捻三角區(qū)邊緣纖維受到吸棉笛管上笛孔吸風(fēng)的吸附力方向與紡紗方向一致,使邊緣纖維受到的控制力加強(qiáng),避免了其游離而形成毛羽。

傳統(tǒng)環(huán)錠紡加捻三角區(qū)的左右長度基本相等，紡制Z捻紗時(shí)處于右邊的纖維受到預(yù)加捻作用被很好地約束，而處在左邊的纖維受到的控制較弱。斜位紡紗技術(shù)的加捻三角區(qū)左右不對稱，紡制Z捻紗時(shí)，左邊長度縮短、纖維得到較好控制，而處在加捻三角區(qū)右邊的纖維由于受到較大張力和預(yù)加捻作用，也能被很好地控制[2-3]。

3 紡紗試驗(yàn)

3.1 試紡原料選擇

棉纖維柔軟吸濕，制成衣服穿著舒適，但纖維強(qiáng)力較低、耐磨性較差, 且紗線表面毛羽多，容易縮水、變形，特別是短纖維所紡紗線毛羽多且條干差。棉纖維具有較好的吸濕性，一般情況下，棉織物含水率為8%～10%，皮膚接觸感覺柔軟、舒適；當(dāng)濕度增大、環(huán)境溫度較高時(shí)，水分蒸發(fā)也會(huì)使棉織品保持平衡狀態(tài)，同樣令人感到舒適。因此，純棉織物耐熱性好、耐用耐洗性能高。棉纖維抗堿性較強(qiáng)，環(huán)保衛(wèi)生，長期使用對人體有益無害；故本課題選擇純棉400 tex粗紗進(jìn)行16 tex紗試紡。

3.2 試紡工藝參數(shù)設(shè)定

試紡工藝參數(shù)見表1。

3.3 試紡步驟

將粗紗按要求依次從粗紗架吊錠粗紗管上退繞下來，經(jīng)過導(dǎo)紗桿喂入牽伸裝置，按下?lián)u架進(jìn)行加壓。通過PLC按擬定方案依次輸入前、中、后羅拉速度，開動(dòng)機(jī)器進(jìn)行接頭，讓牽伸后的須條通過導(dǎo)紗鉤穿過套在鋼領(lǐng)上的鋼絲圈，并卷繞到筒管。紡紗過程中不斷出現(xiàn)斷頭，分析是由于后牽伸倍數(shù)過小導(dǎo)致粗紗牽伸不開所致，于是將后牽伸倍數(shù)增大。

表1 試紡工藝參數(shù)

4 斜位紡紗的紗線質(zhì)量

4.1 紗線條干測試與分析

現(xiàn)有紡紗設(shè)備紡成的紗條，總存在著纖維在紗條長度方向上排列不均勻問題，是引起紗條其他性能不均勻的重要因素，如影響紗條捻度、強(qiáng)力及伸長率不勻等；所以要改善成紗質(zhì)量，就必須檢測和分析紗條的條干均勻度，將其控制在一定水平。不同斜位紡紗紗線條干均勻度測試對比見表2。

表2 不同斜位紡紗的紗線條干均勻度對比

由表2可知，右斜紡紗管紗的條干均勻度最好,當(dāng)后牽伸倍數(shù)一定時(shí)，捻系數(shù)越大，紗線條干均勻度越好；當(dāng)捻系數(shù)一定時(shí)，后牽伸倍數(shù)越小，紗線條干均勻度越好。

4.2 紗線毛羽測試與分析

紗線毛羽影響著纖維的強(qiáng)力利用系數(shù)和紗的耐磨性，與織物的外觀光潔狀態(tài)和手感滑爽性有著直接關(guān)系，也在一定程度上影響著織物的保暖性能和服用舒適性能。通過測試紗線毛羽，也可掌握紡紗設(shè)備和紡紗工藝是否正常。表3～表5是不同斜位紡紗的管紗毛羽測試結(jié)果，表6為3種斜位紡紗的毛羽比例。

表3 右斜紡紗的管紗毛羽測試結(jié)果

從表3～表6可以看出，3種斜位紡紗的管紗毛羽指數(shù)：右斜紡紗小于垂直紡紗小于左斜紡紗,且右斜紡純棉賽絡(luò)紡的紗線毛羽明顯小于垂直和左斜紡紗方式，表明右斜紡紗能減少毛羽。

表4 垂直紡紗的管紗毛羽測試結(jié)果

表5 左斜紡紗的管紗毛羽測試結(jié)果

表6 3種斜位紡紗的毛羽比例

表7 3種斜位紡紗的管紗斷裂強(qiáng)力

4.3 紗線斷裂強(qiáng)力測試與分析

強(qiáng)力是主要的紗線質(zhì)量指標(biāo)，在我國主要紗線產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，都將有關(guān)強(qiáng)力的指標(biāo)列入產(chǎn)品定等的技術(shù)要求。3種斜位紡紗的管紗強(qiáng)力指標(biāo)見表7，由表7可以看出，垂直紡紗的管紗斷裂強(qiáng)力最大，說明左斜與右斜方式紡紗對強(qiáng)力有一定的影響。

5 斜位紡紗技術(shù)要點(diǎn)

棉紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)向大牽伸方向發(fā)展，工藝必須注意各牽伸區(qū)的合理分配，加壓、羅拉隔距、膠圈鉗口隔距以及牽伸力必須與握持力相適應(yīng)；優(yōu)選膠輥、膠圈以有效控制短纖維；合理設(shè)計(jì)錠速，選擇合適的鋼領(lǐng)、鋼絲圈以穩(wěn)定成紗張力，減少細(xì)紗毛羽和成紗斷頭；合理設(shè)計(jì)細(xì)紗捻度，因其直接影響紗線的強(qiáng)力、光澤、毛羽和手感，還影響細(xì)紗機(jī)的產(chǎn)量。

嚴(yán)格遵守紡紗試驗(yàn)室要求，按照HFX-A4型多功能細(xì)紗機(jī)流程操作，隨時(shí)觀察牽伸后的細(xì)紗，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決；嚴(yán)格溫濕度控制和測試儀器操作，在同條件下測試管紗同指標(biāo)，保證測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

6 斜位紡紗試紡結(jié)論及反思

6.1 斜位紡紗試紡結(jié)論

斜位紡紗通過牽伸單元和加捻單元的錯(cuò)位，改變了加捻三角區(qū)的形態(tài)、尺寸及加捻過程中的纖維轉(zhuǎn)移，從而改變了成紗結(jié)構(gòu)[4]，對成紗質(zhì)量有一定影響。通過試紡對比可知，右斜紡紗的管紗條干均勻度最好，毛羽明顯小于垂直紡紗和左斜紡紗；但垂直紡紗的斷裂強(qiáng)力最大，表明左斜與右斜的紡紗方式均對紗線強(qiáng)力有影響。

6.2 關(guān)于紡紗試紡的反思

6.2.1隨紗路改變，吸棉笛管吸孔應(yīng)與紡紗方向一致，但因條件限制，試紡時(shí)未重新開孔，使吸孔吸附力與紡紗方向不一致，導(dǎo)致加捻三角區(qū)纖維受2個(gè)不同方向力的作用，使加捻三角區(qū)邊沿纖維被吸走，減弱了紡紗段纖維的控制能力，使毛羽數(shù)量增多。

6.2.2斜位紡紗改變了紡紗斷面尺寸，使紡紗段長度增大，導(dǎo)紗鉤的包圍弧度增大，不僅使紡紗張力增大，也加劇了導(dǎo)紗鉤處的捻陷效應(yīng)，使紡紗段捻度減小，導(dǎo)致紗線毛羽增多、條干惡化，成紗質(zhì)量不穩(wěn)定。

6.2.3由于條件限制，試驗(yàn)室溫濕度波動(dòng)也導(dǎo)致成紗性能測試存在一定的誤差。

7 結(jié)語

斜位紡紗對成紗質(zhì)量有利有弊，在生產(chǎn)中應(yīng)注意笛管、導(dǎo)紗鉤及鋼絲圈等的選配；在當(dāng)前的技術(shù)水平下，斜位紡紗的錯(cuò)位量只能以錠距為單位進(jìn)行調(diào)整，將來的發(fā)展應(yīng)能實(shí)現(xiàn)以紗號(hào)及品種決定錯(cuò)位量的精確調(diào)節(jié)。