紡紗方式對長絨棉高支紗性能的影響

王娟，劉凱，李國鋒，王曉輝，王永斌，王莉，劉江，甘莉莉

（1.阿克蘇地區(qū)纖維檢驗所，新疆 阿克蘇 843000；2.阿克蘇職業(yè)技術學院，新疆 阿克蘇 843000；3.新疆魯泰豐收棉業(yè)有限責任公司，新疆 阿克蘇 843000）

長絨棉是紡高支紗的關鍵材料， 高端色織、家紡等國內頂尖產品和出口的高附加值紡織品及服裝，無一例外都需要使用以長絨棉為主要原料的紗線。長絨棉制成的面料產品懸垂感好，纖維柔長，起熱快，保暖性強，細度和強度遠高于普通棉花，還具有色牢度高、久洗不褪色、耐磨耐用、抗皺性好、不易起球、透氣排濕性好等優(yōu)點，深受世界消費者的喜愛和追捧。 新疆是我國唯一的長絨棉生產區(qū)，具有獨特的自然優(yōu)勢。 在全球長絨棉市場中，新疆長絨棉的品質已經達到世界領先水平并享有盛譽[1]。我國長絨棉種植面積在8 萬hm2以上， 年總產約為10 萬t，占世界長絨棉產量的30%左右[2]。

緊密紡是在普通環(huán)錠紡基礎上發(fā)展起來的一種紡紗技術，其成紗毛羽少，強力高，更適于紡制高支精梳紗。緊密紡與環(huán)錠紡的主要區(qū)別是緊密紡最大限度地減小了紡紗加捻三角區(qū)，有效地控制了纖維運動，使處在須條邊緣的纖維端能有效地向紗軸中心聚集[3]，減少成紗的有害毛羽，提高成紗強力[4]，降低紗線斷頭率，提高生產效率。

本研究以新疆5 個品種（系）長絨棉為原料，分別采用普通環(huán)錠紡和緊密紡2 種紡紗方式紡純長絨棉紗，對成紗性能進行測試，比較適紡性能及2種紡紗方式的成紗指標差異，為紡織企業(yè)選擇優(yōu)質原棉和適宜的紡紗方式提供參考。

1 材料與方法

1.1 原料品種

5 個長絨棉品種（系）：新海35 號（XH35），新疆農業(yè)科學院經濟作物研究所培育，2010 年審定；新海53 號（XH53），新疆農業(yè)科學院經濟作物研究所培育，2018 年審定；新海57 號（XH57），新疆巴州農業(yè)科學院和新疆金豐源股份有限公司共同培育，2016 年審定；豐海8 號（FH8），現(xiàn)正處于區(qū)域試驗階段；豐海7 號（魯泰700Q，F(xiàn)H7），新疆魯泰豐收棉業(yè)有限責任公司培育，2018 年審定。

紗線性能測試對象為100S 純長絨棉紗。

1.2 原料品質

5 個長絨棉品種（系） 纖維性能見圖1。 依據(jù)GB/T 19635—2005《棉花 長絨棉》[5]，XH35、XH53、FH8、FH7 棉纖維馬克隆值為A 級，XH57 棉纖維馬克隆值為B2 級。 纖維長度：FH7 為39 mm 級，F(xiàn)H8為38 mm 級，XH35、XH53 為37 mm 級，XH57 為36 mm 級。 纖維斷裂比強度：5 個品種（系）均達到一級要求。 長度整齊度指數(shù)：FH8、FH7 超過88%，XH53、XH57 超過87%，XH35 超過86%。

圖1 5 個品種（系）長絨棉纖維性能

1.3 儀器設備

1.3.1紡紗設備。FA009 抓棉機、異纖機、C51 梳棉機、SB-2 預并條機、E32 條并卷聯(lián)合機、FA388 精梳機、RSB-D40 并條機、FA458A 粗紗機、F1516 細紗機、21C 托盤型自動絡筒機。

1.3.2性能測試設備。強伸性能指標（斷裂比強度、斷裂伸長率）：采用烏斯特單紗強力機測試，拉伸速度為500 mm·min－1，隔距設為500 mm，予張力為0.5 cN·tex－1，取筒紗20 組，測試重復100 次。 測試方法參考GB/T 3916－2013[6]。

3 mm 毛羽指數(shù)（單位：根·hm－1）：采用烏斯特400 型毛羽測試儀測試，測試速度為400 m·min－1，取筒紗20 組，測試重復10 次，測試時間為1 min。測試方法參考FZ/T 01086－2000[7]。

條干不勻變異系數(shù)（CVm）：采用UT5 烏斯特條干儀測試，測試速度為400 m·min－1，取筒紗20 組，測試重復10 次，測試時間為2.5 min。 測試方法參考GB/T 3292.1－2008[8]。

1.4 紡紗工藝流程

FA009 抓棉機→異纖機→C51 梳棉機→SB-2預并條機→E32 條并卷聯(lián)合機→FA388 精梳機→RSB-D40 并條機→FA458A 粗紗機→F1516 細紗機→21C 托盤型自動絡筒機。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理選用DPS 7.55 軟件， 采用單因素方差分析和最小顯著差數(shù)法多重比較分析處理間差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 紗線強伸性能對比

從圖2 可知：環(huán)錠紡方式下，5 個品種（系）長絨棉紗線斷裂比強度由高到低依次為FH7、FH8、XH35、XH57 和XH53； 緊密紡方式下，5 個品種（系） 長絨紗線斷裂比強度由高到低依次為FH7、XH53、XH35、FH8、XH57。從紡紗方式看，緊密紡的成紗斷裂比強度均高于環(huán)錠紡，XH35、XH53、XH57、FH8、FH7 緊密紡成紗斷裂比強度較環(huán)錠紡成紗分別高20.5%、27.9%、23.7%、17.8%、16.1%，說明緊密紡對紗線斷裂比強度有較大的改善。

圖2 不同品種（系）長絨棉環(huán)錠紡與緊密紡紗線斷裂比強度對比

從圖3 可以看出： 環(huán)錠紡方式下，5 個品種（系）長絨棉成紗斷裂伸長率較優(yōu)的是XH35、FH7，其次為FH8；緊密紡方式下，5 個品種（系）長絨棉成紗斷裂伸長率較優(yōu)的是XH35，其次是XH53，再次是XH57、FH7。 從紡紗方式看，各品種（系）長絨棉緊密紡成紗斷裂伸長率均高于環(huán)錠紡，XH35、XH53、XH57、FH8、FH7 緊密紡成紗斷裂伸長率較環(huán)錠紡成紗分別高12.5%、13.6%、11.4%、4.3%、2.1%。 由此可知，緊密紡方式對不同品種長絨棉成紗斷裂伸長率的改進幅度有差別， 其中對XH35、XH53 與XH57 改善效果較明顯。

圖3 不同品種（系）長絨棉環(huán)錠紡與緊密紡紗線斷裂伸長率對比

2.2 毛羽指數(shù)對比

從圖4 可以看出：環(huán)錠紡方式下，3 mm 毛羽指數(shù)較高的是XH57， 其次為XH53， 然后依次為XH35、FH8 和FH7；緊密紡方式下，3 mm 毛羽指數(shù)較高的是XH57，其次為XH53，然后依次為FH8、XH35 和FH7。 結合2 種紡紗方式可知，XH57 成紗3 mm 毛羽指數(shù)較大， 而FH7 成紗3 mm 毛羽指數(shù)較小。

圖4 不同品種（系）長絨棉環(huán)錠紡與緊密紡紗線3 mm 毛羽指數(shù)對比

從紡紗方式角度分析，與環(huán)錠紡相比，緊密紡成紗3 mm 毛羽指數(shù)有較明顯的下降，XH35、XH53、XH57、FH8、FH7 緊密紡成紗3 mm 毛羽指數(shù)較環(huán)錠紡成紗分別降低57.6%、45.5%、20.1%、44.0%、67.2%。 由此可以看出，改用緊密紡對改善成紗3 mm 毛羽指數(shù)有很大意義，其中對XH57 成紗3 mm 毛羽指數(shù)改良效果較小，對XH35、FH7 成紗3 mm 毛羽指數(shù)改良效果較明顯。

2.3 CVm 對比

從圖5 可以看出： 環(huán)錠紡方式下，CVm較大的是XH57，其次為XH53，然后為XH35 和FH8，最小的為FH7；緊密紡方式下，CVm較大的是XH57，其次是XH53 和FH8， 然后是XH35， 最小的是FH7。 結合2 種紡紗方式可知，XH57 成紗CVm較大，而FH7 成紗CVm較小。

圖5 不同品種（系）長絨棉環(huán)錠紡與緊密紡紗線條干不勻變異系數(shù)對比

從成紗方式角度分析，與環(huán)錠紡相比，各品種（系）緊密紡成紗CVm均呈下降趨勢，XH35、XH53、XH57、FH8、FH7 緊密紡成紗CVm較環(huán)錠紡成紗分別降低5.7%、5.6%、4.2%、3.6%、3.1%。

3 結論

3.1 成紗方式對長絨棉紗線的性能影響較明顯

本研究中，與環(huán)錠紡相比，緊密紡大大提高了成紗的強伸性能，降低了3 mm 毛羽指數(shù)，改善了CVm， 其中最為明顯的是對紗線3 mm 毛羽指數(shù)的改善，其次是對紗線強伸性能的改善。 前人研究表明，緊密紡通過將牽伸與集束分步進行，減小紡紗加捻三角區(qū)，可以改善成紗性能[9-12]，本研究與前人研究結果一致。 在相同成紗支數(shù)下，環(huán)錠紡捻度高于緊密紗， 生產中可利用這一特點提高引出速度，增加產出量并使織物手感柔軟。 總體來說，環(huán)錠紡和緊密紡各有優(yōu)勢，紡織企業(yè)可以根據(jù)產品用途考慮選用適合的紡紗方式。

3.2 5 個長絨棉品種（系）纖維的成紗性能有較大差別

結合總體結果來看，5 個長絨棉品種（系）整體纖維性能與成紗質量均優(yōu)良， 這與前人研究結果[13]一致。 另外，F(xiàn)H7 成紗強伸性能、3 mm 毛羽指數(shù)、CVm等指標表現(xiàn)較優(yōu)異。綜合原棉性能與成紗性能來看，棉纖維長度整齊度指數(shù)、斷裂比強度、長度均較好的長絨棉品種，其纖維成紗的CVm、斷裂比強度較優(yōu)，3 mm 毛羽指數(shù)低。 可見，較優(yōu)的原棉品質對紡紗等后道工序具有很重要的意義。