前置式溝槽對紗線性能的影響

張建建，王元峰，余　豪，夏治剛*, 2（. 武漢紡織大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430073；2. 武漢紡織大學(xué) 新型紡織材料綠色加工及其功能化教育部重點實驗室，湖北 武漢 430073）

前置式溝槽對紗線性能的影響

張建建1，王元峰1，余豪1，夏治剛*1, 2
（1. 武漢紡織大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430073；2. 武漢紡織大學(xué) 新型紡織材料綠色加工及其功能化教育部重點實驗室，湖北 武漢 430073）

以接觸式紡紗原理為基礎(chǔ)，在細(xì)紗機前羅拉口安裝自制的前置接觸式溝槽裝置，以滌棉維綸混紡紗為原料，在細(xì)紗機上分別進(jìn)行傳統(tǒng)環(huán)錠紡棉紗原單紗，經(jīng)過集聚溝槽裝置的棉單紗（距離裝置3m m和5m m），對比研究裝置以及裝置到前鉗口的距離對環(huán)錠紡紗線毛羽、斷裂強力、條干均勻度的影響。實驗結(jié)果表明：前置式溝槽可以顯著的改善紗線的毛羽，使紗線的模量得到增加，少量的提高纖維利用率，但是會產(chǎn)生一定的捻陷作用使紗線條干惡化。3m m時紗線毛羽等的改善效果顯著，同時條干的惡化等相對5m m時更加明顯，而5m m時紗線的改善效果比較小，條干上基本沒有太大的影響。

前置式溝槽；距離；紗線性能

1　前言

作為傳統(tǒng)紡紗技術(shù)，環(huán)錠紡的工藝成熟，紡紗質(zhì)量穩(wěn)定, 適紡紗的線密度范圍廣，是紡紗生產(chǎn)中應(yīng)用最多且最重要的一種紡紗形式，但是由于加捻三角區(qū)的存在，須條中的纖維不可能完全被集聚，因此纖維在加捻過程中受力不均勻， 從而會發(fā)生內(nèi)外轉(zhuǎn)移。邊緣纖維不易被卷入紗體而形成毛羽。國內(nèi)外學(xué)者在減少毛羽方面做了大量的研究[1-4]，如索羅紡、緊密紡等。雖然這些方法在減少毛羽，提高紗線強力方面有了很大的改進(jìn)，但是其設(shè)計復(fù)雜，設(shè)備投資大，維護(hù)費用高。

本文探究了一種自制裝置——前置接觸式溝槽，將其加裝在成紗區(qū)前羅拉鉗口的位置對紗線實施控纖處理，測量處理后的紗線的毛羽，強力，條干等紗線性能，在分析研究前期試驗結(jié)果、工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，主要考察兩個工藝參數(shù)：（是否加裝裝置，裝置到前鉗口的距離）對環(huán)錠紡紗線毛羽、斷裂強力，條干均勻度的影響，得出較為優(yōu)化的工藝參數(shù)組合，并采用優(yōu)化的紡紗工藝參數(shù)進(jìn)行試驗。

如果本裝置在優(yōu)化后的工藝參數(shù)下能夠?qū)喚€的性能有比較大的改善，而且本裝置制作簡單，制作成本低，那就不僅改善了傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗，而且對于緊密紡等高成本維護(hù)費用高的紡紗方法而言，又多了一種更好的選擇。

2　實驗與測試

2.1實驗材料

滌棉維綸混紡紗

2.2 實驗儀器

本課題實驗中所采用的主要儀器見表1。

表1　主要儀器設(shè)備及廠家

自制裝置——溝槽集聚裝置如圖1。此裝置由三個溝槽的橫桿和距離拉伸調(diào)節(jié)裝置以及磁鐵吸附裝置等幾個部件組成，該裝置可以起到防止纖維飛散，收縮須條，控制纖維的運動等作用。這種裝置與其它的緊密紡系統(tǒng)相比具有加工成本低；產(chǎn)品覆蓋性能廣泛，對機器部件磨損小，維修維護(hù)簡單等特點。

圖1　前置接觸式溝槽裝置

2.3實驗過程及實驗條件

在細(xì)紗機上安裝好實驗裝置，細(xì)紗機上實驗參數(shù)設(shè)置為：環(huán)錠轉(zhuǎn)速：7199r/m ，前羅拉線速6.00m/min牽伸比1:15.00，牽伸比2:24.00捻度:1199T/m

分別制備如下管紗：

（1）傳統(tǒng)環(huán)錠紡棉紗原單紗；

（2）經(jīng)過集聚溝槽裝置的棉單紗（距離裝置3mm）；

（3）經(jīng)過集聚溝槽裝置的棉單紗（距離裝置5mm）。

2.3.1紗線線密度測試（紗線測長機+電子天平）

（1）用紗線測長機測量100m紗線

（2）用電子天平測量100m紗線的質(zhì)量

（3）測出棉紗的質(zhì)量為3.153g賽絡(luò)紡的棉麻紗的質(zhì)量為5.384g

（4）得到兩種紗線的線密度分別為31.53tex 與 53.84tex

2.3.2紗線毛羽的測試（紗線毛羽測試儀）

將制備的紗線分別繞在紗線毛羽測試儀的紗路上面，啟動儀器測試紗線的毛羽，測試條件

試驗次數(shù)：1管/5次片段長度：10m測試長度：30m/min

溫度：20℃相對濕度：65%

測試項目：毛羽長度，毛羽指數(shù)，CV(%)

2.3.3紗線條干的測試（條干均勻度測試儀）

測試條件

測試時間：0.5min槽號：4 Nums:1/1

溫濕度：20/60 紗支號數(shù)：31.53tex/53.84tex

測試項目：CV值，U值，粗節(jié)，細(xì)節(jié)，棉節(jié)。

2.3.4紗線單紗強力測試（電子單紗強力機）

測試條件：

品種：棉紗、棉麻紗紗線號數(shù)31.53/53.84 溫濕度：20℃/65%

管數(shù)：5 次數(shù)：20 拉伸速度：500

3　結(jié)果與分析

3.1紗線毛羽測試數(shù)據(jù)分析

紗線的毛羽測試是本實驗的重要紗線性能測試，普通環(huán)錠紡棉紗的毛羽測試結(jié)果見表2。

表2　棉紗單紗毛羽指數(shù)測試數(shù)據(jù)結(jié)果

圖2　棉紗改進(jìn)前后毛羽指數(shù)曲線圖

（1）由圖2可知,毛羽指數(shù)隨著毛羽長度的增加而逐漸減小，說明紗線的短毛羽較多，而4mm以上的毛羽基本沒有。從三條曲線可以很明顯的看出，不經(jīng)過溝槽裝置的棉紗毛羽指數(shù)是最高的，經(jīng)過溝槽裝置的棉紗毛羽相對較低，說明溝槽集聚裝置相對明顯的改善了棉紗毛羽。當(dāng)紗條從前羅拉鉗口出來的時候，紗條邊緣纖維受控性差，會有一部分脫離紗體形成飛花，而另一部分則會漏出紗體形成毛羽。加裝前置接觸式溝槽裝置后，當(dāng)紗體經(jīng)過溝槽，會受到溝槽的握持和包纏作用，使得毛羽包纏在紗體的表面，或者卷入到紗體內(nèi)部，從而減少毛羽。

（2）圖中藍(lán)色（三角）線和紅色（圓點）線的紗線都是經(jīng)過前置溝槽裝置的只是前羅拉口距離裝置的距離分別為3mm和5mm，而由圖可以表明距離為3mm的紗線毛羽指數(shù)更低，改善效果更加明顯。當(dāng)前置溝槽裝置離前羅拉鉗口的距離較小的時候，與加捻三角區(qū)的距離更近一些，可以使剛從加捻三角區(qū)出來的紗線能夠及時的受到溝槽的集聚握持作用，從而使紗線毛羽得到更大的改善。由此可知在一定范圍內(nèi)，溝槽裝置距離前鉗口的距離越近，毛羽改善的效果越明顯。

由表3可知，棉紗的有害毛羽平均有9.52根/米，當(dāng)用距離為3mm的溝槽裝置改善后變?yōu)?.52根/米，毛羽減少了接近一半，可見溝槽裝置對有害毛羽的改善是很明顯的。

3.2紗線條干測試數(shù)據(jù)與分析

表3　紗線有害毛羽測試數(shù)據(jù)結(jié)果與分析

表4　棉紗條干測試結(jié)果

圖3　棉紗改進(jìn)前后條干對比柱狀圖

（1）從圖 3 棉紗改進(jìn)前后條干對比柱狀圖可以看出前置接觸式溝槽裝置使棉紗單紗的細(xì)結(jié)和粗結(jié)增加，棉結(jié)數(shù)量少量的減少了。

（2）由于溝槽裝置的包纏作用把少量的纖維包纏在紗線表面，導(dǎo)致棉紗的細(xì)結(jié)和粗結(jié)增多了，致使條干惡化，而棉結(jié)可能由于溝槽裝置的握持力反而把棉結(jié)疏散開了，但是作用不是很明顯，因為溝槽的包纏作用會使外層毛羽卷繞包纏在紗體表面，可能形成棉結(jié)。

（3）由圖還可以看出，在細(xì)結(jié)部分，距離前鉗口為3mm的紗線細(xì)結(jié)數(shù)量會比距離5mm的紗線細(xì)結(jié)數(shù)量多一些，可見溝槽裝置距離過近的時候包纏作用更大一些，使紗線產(chǎn)生更多的細(xì)結(jié)。

3.3紗線單紗強力測試結(jié)果分析

我們用電子單紗強力機測量每管紗線的單紗強力，每管紗線測量 20組數(shù)據(jù)，求出每管紗線的強力和伸長率的平均值（見表5），用平均值的對比來比較前置接觸式溝槽裝置對紗線單紗強力的作用和影響。

表5　紗線單紗強力測試平均值報表

由表 5可知，棉紗經(jīng)過裝置后的強力比沒有經(jīng)過裝置的棉紗小，而且溝槽距離前鉗口的距離為 3mm時比 5mm時的強力還要小，同樣驗證了溝槽距離前鉗口越近，溝槽對紗體的作用效果更加明顯，但是由于結(jié)果數(shù)據(jù)之間的差值比較小，所以溝槽裝置對紗線的強力影響不大。強力之所以有一定的減小應(yīng)該是由于裝置的握持使紗條產(chǎn)生捻陷，從而紗線的強力有所減小。

4　結(jié)論

細(xì)紗工序中可以通過在成紗區(qū)加裝裝置來減少紗線毛羽，改善紗線品質(zhì)。

前置接觸式溝槽裝置距離前羅拉口3mm時對紗線的作用比5mm時更加明顯，經(jīng)過試驗得到結(jié)論：3mm時紗線毛羽等的改善效果顯著，同時條干的惡化等相對5mm時更加明顯。而5mm時紗線的改善效果比較小，條干上基本沒有太大的影響。

[1] CHENGKPS, LICHL．Jet ring spinning and its influence on yarn hairiness[J]．Textile Res J, 2002, 72(12)：1079-1087.

[2] WANG Xungai, CHANG Lingli．Reducing yarn hairiness with a modified yarn path in worsted ring spinning [J]．Textile Res J，2003,73(4)：327-332.

[3] RENGASAMY RS, KOT HARIVK, PATNAIK A. Airflow simulation in nozzle for hairiness reduction of ring spun yarns, part: influence of air flow direction, nozzle distance and air pressure [J]．Text Inst, 2006，97( 1)：89-96.

[4] PATNAIKA, RENGA SAMYRS, KOT HARIVK. Airflow simulation in nozzle for hairiness reduction of ring spun yarns, part: influence of nozzle parameters[J]．Text Inst, 2006, 97(1): 97-101.

A Study on the Influence of the Front Mounted Groove on the Yarn Properties

ZHANG Jian-jian1, WANG Yuan-feng1, YU Hao1, XIA Zhi-gang1,2
(1. School of Textile Science and Engineering, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China; 2. Key Laboratory of Green Processing and Functional Textiles of New Textile Materials, Ministry of Education, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China)

Based on the surface-contacting spinning theory, a Self-constructed groove was installed on the front roller of an experimental ring frame, PVA blended with cotton was used as raw material to produce yarns under different condition, namely conventional ring spinning single yarn, spinning through gather groove single yarn（distance is 3mm）, spinning through gather groove single yarn（distance is 5mm）, the influences of the groove and the distance between the groove and the front nip on the yarn hairiness, break force and evenness were compared. Results showed that the hairiness of the yarn were dramatically reduced when spinning with a front mounted groove, the utilization of the fiber was also slightly increased. However, the evenness of the yarn was deteriorated because of the twist. Yarn hairiness was obviously improved when the distance is 3mm, while the evenness is much worse than that of the distance 5mm. The distance of 5mm is neither better than the yarn hairiness nor deteriorate the evenness.

front mounted groove; distance; yarn properties

TS104.7

A

2095－414X(2015)06－0030－05

夏治剛（1983-），男，副教授，博士，研究方向：紡織工程.