木棉/棉環(huán)錠紡混紡工藝及紗線(xiàn)性能研究

常 桑，李長(zhǎng)龍

(安徽工程大學(xué)紡織服裝學(xué)院，安徽蕪湖241000)

木棉纖維是木棉樹(shù)的果實(shí)纖維，是天然的纖維素纖維，具有綠色生態(tài)、中空度高、輕質(zhì)保暖、天然抗菌、吸濕導(dǎo)濕等優(yōu)良特性.但木棉纖維目前還僅限于做枕頭和被子的填充料，很少被紡織利用.這主要是因?yàn)槟久蘩w維的強(qiáng)力低、細(xì)度細(xì)、長(zhǎng)度短、表面光滑、抱合力差，故難以單獨(dú)紡紗［1］.本課題研究了木棉/棉環(huán)錠混紡工藝并對(duì)比不同混紡比對(duì)紗線(xiàn)性能的影響，以期提高木棉/棉混紡紗的應(yīng)用.

1 原料性能

木棉纖維:線(xiàn)密度為1.86 dtex，長(zhǎng)度為8～32 mm，斷裂強(qiáng)力為0.3～0.7 cN［2］.

棉纖維:線(xiàn)密度為2.10 dtex，長(zhǎng)度為25～35 mm，斷裂強(qiáng)力為2～3 cN.

2 紡紗工藝

紡制木棉/棉混紡比分別為0/100，10/90，20/80，30/70，40/60和50/50的混紡紗線(xiàn).

工藝流程:開(kāi)清棉→梳棉→粗紗→細(xì)紗.

2.1 開(kāi)清棉

采用LA004型開(kāi)清棉機(jī)械對(duì)棉纖維進(jìn)行開(kāi)松.由于木棉纖維很松散、強(qiáng)力低，在開(kāi)清棉時(shí)纖維容易損傷而斷裂，并且其質(zhì)量輕、易飛花，所以木棉纖維一般采用人工除雜，無(wú)須進(jìn)行機(jī)械開(kāi)松，但棉纖維需要經(jīng)過(guò)開(kāi)清棉工序.

2.2 梳棉工序

采用HUAFEI/HFX-01型梳棉小樣機(jī)，將木棉纖維、棉纖維按不同比例計(jì)算好并稱(chēng)取相應(yīng)的質(zhì)量，按比例鋪層喂入梳棉機(jī)，由于木棉纖維的長(zhǎng)度短、強(qiáng)力低，梳棉時(shí)易產(chǎn)生飛花，故采用道夫慢速以減少木棉纖維的損傷.

2.3 粗紗工序

采用DHU C-02粗紗實(shí)驗(yàn)機(jī)，粗紗工序參數(shù)為錠翼轉(zhuǎn)速350 r/min、棉條定量25 g/5 m、粗紗捻度5 T/10 cm、粗紗定量5 g/10 m，牽伸形式為3上3下雙短皮圈牽伸.

2.4 細(xì)紗

采用DHUX01環(huán)錠細(xì)紗機(jī)，細(xì)紗工序參數(shù)為細(xì)紗線(xiàn)密度25 tex、前區(qū)牽伸倍數(shù)16、總牽伸倍數(shù)20、錠速8 000 r/min、捻度900 T/m，采用“小牽伸、大加捻”的工藝原則［3］.

3 木棉/棉混紡紗性能測(cè)試

采用YG061型單紗強(qiáng)力儀對(duì)混紡紗的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試長(zhǎng)度為500 mm，拉伸速度為500 mm/min，每種混紡比的紗線(xiàn)測(cè)試20次，取平均值.采用YG172A型紗線(xiàn)毛羽測(cè)試儀測(cè)試紗線(xiàn)的毛羽，測(cè)試速度為30 m/min，測(cè)試長(zhǎng)度為10 m，每種混紡比的紗線(xiàn)測(cè)試10次，取平均值.采用 YG136型條干均勻度測(cè)試儀測(cè)試紗線(xiàn)的條干CV值、細(xì)節(jié)和粗節(jié)，每種紗線(xiàn)的測(cè)試長(zhǎng)度為200 m，走紗速度為200 m/min［4］，細(xì)節(jié)靈敏度調(diào)節(jié)為-40%，粗節(jié)靈明度調(diào)節(jié)為+50%.

3.1 混紡比對(duì)紗線(xiàn)斷裂強(qiáng)力的影響

圖1(a)為木棉/棉不同混紡比紗線(xiàn)的斷裂強(qiáng)力圖，可以看出紗線(xiàn)的斷裂強(qiáng)力隨著木棉混紡比的增加而不斷下降.當(dāng)木棉纖維的含量低于30%時(shí)，混紡紗的斷裂強(qiáng)力下降較少.當(dāng)木棉含量為30%時(shí)，紗線(xiàn)的斷裂強(qiáng)力為2.35 N，紡紗時(shí)斷頭不明顯.但當(dāng)木棉含量增加到40%時(shí)，斷裂強(qiáng)力僅為1.53 N，在紡紗過(guò)程中很容易出現(xiàn)斷頭，成紗比較困難.當(dāng)木棉纖維含量為50%時(shí)，與純紡棉紗相比，混紡紗線(xiàn)的斷裂強(qiáng)力約下降70%.這主要是因?yàn)槟久蘩w維較棉纖維強(qiáng)力低、長(zhǎng)度短、短纖維含量多，當(dāng)木棉纖維含量較少時(shí)，混紡紗的斷裂強(qiáng)力主要由棉來(lái)體現(xiàn)，隨著木棉纖維含量的增加而逐漸體現(xiàn)出木棉纖維的強(qiáng)力［5］.圖1(b)為木棉纖維含量與混紡紗斷裂伸長(zhǎng)率的關(guān)系圖，可以看出混紡紗線(xiàn)的斷裂伸長(zhǎng)率隨著木棉纖維含量的增加而下降.當(dāng)木棉含量為50%時(shí)，紗線(xiàn)的斷裂伸長(zhǎng)率較純棉紗下降50%左右.這主要是因?yàn)槟久蘩w維的斷裂伸長(zhǎng)率較棉纖維低且木棉纖維的長(zhǎng)度較棉纖維短很多，隨著木棉纖維含量的增加，混紡紗中的短纖維愈來(lái)愈多，從而導(dǎo)致紗線(xiàn)的斷裂伸長(zhǎng)率降低明顯、斷頭增加.

圖1 木棉/棉不同混紡比的紗線(xiàn)的力學(xué)性能Fig.1 The mechanical properties of cotton/cotton blended yarn of different blending ratio

3.2 混紡比對(duì)紗線(xiàn)毛羽的影響

各種混紡比的混紡紗線(xiàn)的毛羽測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1，可以看出隨著木棉/棉混紡比的增加，紗線(xiàn)的毛羽總體上呈增加的趨勢(shì).一般情況下，1～2 mm的毛羽是組成紗線(xiàn)毛羽的主體部分，占紗線(xiàn)毛羽總數(shù)的90% 以上，但對(duì)紗線(xiàn)質(zhì)量的危害較小;3 mm以上的毛羽雖然占比例不高，但對(duì)紗線(xiàn)成紗質(zhì)量的危害較大.選擇3 mm的毛羽作為研究對(duì)象，可以看出混紡紗毛羽總體呈不斷增加的趨勢(shì)，增長(zhǎng)幅度先小后大再小.原因是木棉纖維長(zhǎng)度短，隨著木棉纖維含量的增加，紗線(xiàn)中短纖維的含量增加，且木棉纖維的強(qiáng)度低，在紡紗過(guò)程中易受損斷裂而產(chǎn)生短絨，相應(yīng)的纖維頭端會(huì)增加［6］，即紗線(xiàn)的毛羽增加.

表1 不同混紡比對(duì)紗線(xiàn)毛羽的影響Tab.1 The influence of different blending ratio on yarn hairiness

3.3 混紡比對(duì)紗線(xiàn)條干均勻度的影響

不同混紡比對(duì)混紡紗線(xiàn)的條干CV值、細(xì)節(jié)和粗節(jié)的影響見(jiàn)表2.

表2 不同混紡比對(duì)紗線(xiàn)條干的影響Tab.2 The influence of different blending ratio on yarn evenness

由表2可以看出，隨著木棉/棉混紡比的增加，混紡紗的條干CV值、細(xì)節(jié)、粗節(jié)不斷增加.這主要是因?yàn)槟久蘩w維長(zhǎng)度短，長(zhǎng)度分布離散度大、整齊度差且纖維細(xì)度小、強(qiáng)力較低，在紡紗的過(guò)程中易產(chǎn)生棉結(jié);其次是因?yàn)槟久蘩w維的質(zhì)量輕，纖維表面光滑、摩擦系數(shù)小，在牽伸過(guò)程中對(duì)紗體的纖維難以控制，纖維易產(chǎn)生滑移，使得紗線(xiàn)的條干CV值、細(xì)節(jié)、粗節(jié)增加.

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)改進(jìn)木棉/棉環(huán)錠紡混紡工藝，可以紡制出混紡比最高可達(dá)50%的混紡紗線(xiàn).但通過(guò)對(duì)比不同混紡比紗線(xiàn)的性能，發(fā)現(xiàn)木棉纖維的含量對(duì)混紡紗性能的影響很大.隨著木棉含量的增加，紗線(xiàn)的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率不斷下降，混紡紗的毛羽、條干CV值、細(xì)節(jié)和粗節(jié)也隨著木棉纖維含量的增加而不斷增加.當(dāng)木棉纖維含量過(guò)高(≥40%)時(shí)，紡制細(xì)紗的過(guò)程中極易出現(xiàn)斷頭現(xiàn)象，成紗困難，這是因?yàn)槟久蘩w維的可紡性較棉纖維差，故在紡制木棉/棉混紡紗線(xiàn)時(shí)，混紡比不宜過(guò)高，否則會(huì)影響成紗質(zhì)量.

［1］邱衛(wèi)兵，晏順枝.木棉纖維混紡紗的開(kāi)發(fā)應(yīng)用［J］.上海紡織科技，2010(10):35.

［2］常桑，李長(zhǎng)龍.木棉纖維結(jié)構(gòu)與性能研究［J］.河南工程學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2013，25(4):7-10.

［3］曹紅梅.木棉與棉混紡工藝研究［J］.上海紡織科技，2012，40(6):19-20.

［4］楊莉，畢松梅，洪鈞.混紡比對(duì)木棉棉混紡紗性能的影響［J］.棉紡織技術(shù)，2013，41(1):30-31.

［5］孫景俠，王府梅，劉維，等.木棉棉混紡紗性能的測(cè)試分析［J］.棉紡織技術(shù)，2005，33(6):34-36.

［6］洪仲秋.紗線(xiàn)毛羽的成因與控制［J］.棉紡織技術(shù)，2006，34(5):1-4.