等線密度段彩紗紡紗工藝設(shè)計(jì)與分析

徐舒曼，陳 倩，易洪雷，陳偉雄，薛 元

(嘉興學(xué)院材料與紡織工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001)

等線密度段彩紗紡紗工藝設(shè)計(jì)與分析

徐舒曼，陳 倩，易洪雷，陳偉雄，薛 元

(嘉興學(xué)院材料與紡織工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001)

探討紡出等線密度段彩紗的工藝，以及工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過對(duì)影響成紗質(zhì)量因素進(jìn)行單因子實(shí)驗(yàn)，從中得到主要的影響因子：錠速、分段時(shí)間、捻系數(shù)；再通過旋轉(zhuǎn)組合的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出生成紗質(zhì)量良好的工藝參數(shù)。分析錠速、分段時(shí)間、捻系數(shù)對(duì)段彩紗的強(qiáng)力、條干、棉結(jié)、粗節(jié)、細(xì)節(jié)等性能的影響，并建立相應(yīng)的回歸方程，對(duì)影響顯著的回歸方程做三維圖分析。結(jié)果表明，通過工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，可以生產(chǎn)性能良好的段彩紗。

等線密度；段彩紗；紡紗工藝；工藝參數(shù)優(yōu)化

0 引 言

段彩紗是一種新型的花式紗線，其特點(diǎn)是在紗體上分布著長度、間隔、色彩間斷變化的彩段[1]，從而使紗線富有層次感、立體感，還具有豐富的色彩變化，更符合時(shí)尚潮流[2-7]。傳統(tǒng)生產(chǎn)段彩紗的技術(shù)主要是在細(xì)紗工序中，采用2～3組有色粗紗，階段性交替喂入紡制而成。目前國內(nèi)生產(chǎn)的段彩紗在紗線長度方向都有粗細(xì)變化[8-9]，對(duì)成紗條干的均勻性會(huì)產(chǎn)生影響，制約了段彩紗線在各類織物中大量的應(yīng)用。為了使段彩紗成紗后條干均勻，已研制了等線密度段彩紗小樣紡紗設(shè)備[10]，其原理是以同軸線位速度耦合控制，使二組纖維條在喂入速度分段變化的工藝要求下，保持任何時(shí)段纖維條喂入量之和不變地喂入中羅拉，在細(xì)紗機(jī)前牽伸區(qū)匯合，經(jīng)前羅拉的牽伸輸出，被加捻成等線密度段彩紗。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料和實(shí)驗(yàn)參數(shù)

實(shí)驗(yàn)原料為有色棉粗紗(一種為灰藍(lán)色，粗紗定量為7.17g/10cm，另一種為紅色，粗紗定量為6.87g/10cm)，成紗線密度37tex。紗線強(qiáng)力測(cè)試：拉伸速度500m/min，樣本數(shù)20；毛羽測(cè)試：測(cè)試速度30m/min，樣本數(shù)20；條干測(cè)試：測(cè)試速度200m/min，樣本數(shù)20；實(shí)驗(yàn)條件溫度14℃，相對(duì)濕度60%。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)方案

采用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)安排試驗(yàn)[11]，其因子—水平組合試驗(yàn)見表1所示。

表1 因子—水平組合試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)方案的安排從略。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 紗線各質(zhì)量指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果

首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除異常值處理，進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)及方差一致性檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果表明，剔除異常值后的每個(gè)方案各指標(biāo)數(shù)據(jù)均在不同程度上滿足正態(tài)性，方案間相應(yīng)指標(biāo)數(shù)據(jù)也都在不同程度上滿足方差一致性。然后分別求取各方案指標(biāo)數(shù)據(jù)的平均值，結(jié)果如表2所示。

表2 紗線質(zhì)量考察指標(biāo)測(cè)試結(jié)果

2.2 數(shù)學(xué)模型的建立

預(yù)設(shè)置三因子二次回歸方程模型如下：

Y=b0+b1x1+b2x2+b3x3+b12x1x2+b13x1x3+b23x2x3+b11x12+b22x22+b33x32

利用Origin軟件，編寫求解回歸方程的程序，經(jīng)過運(yùn)算求出指標(biāo)回歸方程的回歸系數(shù)。有效回歸方程見表3。

表3 各個(gè)指標(biāo)的初始回歸方程

2.3 三維圖分析與討論

對(duì)影響顯著的回歸方程做三維圖分析，結(jié)果見圖1—圖4。

圖1 分段時(shí)間、錠速與條干之間的關(guān)系

圖2 錠速、捻系數(shù)與細(xì)節(jié)之間的關(guān)系

從圖1可知，隨著分段時(shí)間的增加，紗條條干不勻逐漸增大。這是由于當(dāng)分段時(shí)間較小的時(shí)候，紗線交替較快，紗線沒有積聚，段彩分段明顯且間距?。环侄螘r(shí)間較大的時(shí)候，紗線交替時(shí)間間隔長，容易造成紗線在喇叭口的積聚，容易造成棉結(jié)、粗節(jié)的產(chǎn)生，使紗線條干不勻。圖1還可以看出，隨著錠速的增加，條干不勻先減小后增大。這是因?yàn)殄V速的大小決定著紗線所受張力的大小，隨著錠速的變化，紗線的受力平衡位置也在發(fā)生變化，也容易造成紗線在前羅拉處的意外牽伸增多，從而使得紗線條干不勻。

由圖2可知，隨著紗線錠速的增加，紗線的細(xì)節(jié)呈增加的趨勢(shì)。這是因?yàn)殄V速越大，紗線張力越大，紗線在前羅拉處受到的張力也越大，容易造成紗線在前羅拉處意外牽伸增多，使產(chǎn)生的細(xì)節(jié)增多。在較小錠速下，隨捻系數(shù)的增加，紗線細(xì)節(jié)逐漸增加，在較大的錠速情況下，紗線的細(xì)節(jié)隨著捻系數(shù)的增加而減少。

圖3 錠速、捻系數(shù)與棉結(jié)的關(guān)系

圖4 錠速、捻系數(shù)與毛羽之間的關(guān)系

由圖3可知，隨著錠速增加，棉結(jié)的數(shù)量呈增加的趨勢(shì)。這主要是因?yàn)殄V速的增加，使兩根粗紗在前羅拉處受到的張力增大，不利于前羅拉對(duì)兩根粗紗的控制，這樣會(huì)加劇匯聚點(diǎn)的波動(dòng)，使棉結(jié)的數(shù)量增加。

由圖4可知，隨著錠速的增加，紗線毛羽指數(shù)先增加后減少。這是由于羅拉輸出的兩條須條的摩擦加劇造成的，須條間的摩擦強(qiáng)度減小，毛羽指數(shù)減小，反之，毛羽指數(shù)增大。隨著捻系數(shù)的增大，紗線的毛羽指數(shù)先減小后增大。捻系數(shù)增大，紗線表面毛羽容易捕捉，另一方面，當(dāng)捻系數(shù)過大時(shí)，容易使纖維頭端伸出纖維表面，兩條須條間的摩擦加劇，從而使毛羽增加。

3 結(jié) 論

根據(jù)所設(shè)計(jì)的三因子二次通用的旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)表進(jìn)行試驗(yàn)，利用Origin軟件對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析與檢測(cè)，對(duì)顯著的回歸方程做三維圖分析，可得出以下結(jié)論：分段時(shí)間較大的時(shí)候，紗線交替時(shí)間間隔長，易造成紗線在喇叭口的積聚，容易造成棉結(jié)、粗節(jié)的產(chǎn)生，使紗線條干不勻增大。隨著錠速的變化，紗線的受力平衡位置也在發(fā)生變化，也容易造成紗線在前羅拉處的意外牽伸增多，從而使得紗線條干惡化。隨著捻系數(shù)的增大，紗線表面毛羽容易捕捉，另一方面，當(dāng)捻系數(shù)過大時(shí)，容易使纖維頭端伸出纖維表面，兩條須條間的摩擦加劇，從而使毛羽增加。

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(責(zé)任編輯：張祖堯)

Design and Analysis of Spinning Process of Segment Colored Yarn with Uniform Linear Density

XUShuman,CHENQian,YIHonglei,CHENWeixiong,XUEYuan

(College of Material and Textile Engineering, Jiaxing University, Jiaxing 314001, China)

This paper discusses the spinning process of segment colored yarn with uniform linear density and optimization design of technological parameters, obtains main factors of influence, i.e. spindle speed, time segment and twist factor through single factor test on factors influencing yarn quality, conducts analysis according to the design scheme of rotational combination, obtains technological parameters producing good yarn quality, analyzes the influence of spindle speed, time segment and twist factor on the strength, evenness, nep, thickness and detail of segment colored yarn, establishes the corresponding regression equation and conducts three-dimensional diagram analysis on the regression equation with significant influence. The result shows that segment color yarn with good performance can be produced through the design and optimization of technological parameters.

uniform linear density; segment colored yarn; spinning process; technological parameter design

2014-11-20

浙江省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)自主立項(xiàng)課題(2010R50012-11)，浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃暨新苗人才計(jì)劃項(xiàng)目(2014R417018)

徐舒曼(1993-)，女，浙江溫州人，在讀本科生，主要從事新型紡紗技術(shù)研究。

易洪雷，E-mail：yi-hl@163.com

TS104.79

A

1009-265X(2015)04-0013-04