牦牛絨與棉共紡技術(shù)與工藝研究

侯如夢(mèng)，李 進(jìn)，陳 悟，王訓(xùn)該

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牦牛絨與棉共紡技術(shù)與工藝研究

侯如夢(mèng)，李 進(jìn)，陳 悟*，王訓(xùn)該

(武漢紡織大學(xué) 先進(jìn)紡紗織造及清潔生產(chǎn)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430073)

長(zhǎng)度差異較大的纖維混紡的傳統(tǒng)工藝一般需要在毛型或棉型系統(tǒng)上分別加工和紡紗，或?qū)㈤L(zhǎng)纖維切斷，混紡較難，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。本論文通過改造細(xì)紗牽伸區(qū)，輔助以錯(cuò)位紡技術(shù)對(duì)長(zhǎng)度差異比較大的牦牛絨與棉纖維粗紗條進(jìn)行混紡。通過實(shí)驗(yàn)，本次改造明顯改善紗線表面性能，并且實(shí)現(xiàn)了在細(xì)紗機(jī)上一步紡出牦牛絨/棉混紡高支紗線。

長(zhǎng)短纖維共紡；錯(cuò)位紡；牽伸區(qū)；紗線性能

傳統(tǒng)的環(huán)錠紡在其產(chǎn)品適應(yīng)性，產(chǎn)品綜合質(zhì)量上有著不容忽視的優(yōu)勢(shì)，但其對(duì)長(zhǎng)短纖維的混紡有著其工藝上的缺陷，如何能更好的利用好環(huán)錠紡的優(yōu)勢(shì)的同時(shí)使其具有更加廣泛的應(yīng)用是現(xiàn)在探索的一個(gè)重要課題。通過任亮等人對(duì)提高紗線毛羽的研究，證明了錯(cuò)位紡對(duì)成紗質(zhì)量有明顯的改善作用，且其改造方便，工藝簡(jiǎn)單[1]，但不能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)短纖維在同一細(xì)紗機(jī)上共紡。牦牛絨作為珍貴紡織原料，其保暖性能優(yōu)良，但其親膚性有待改善。牦牛絨/棉高支紗保暖性能優(yōu)良，親膚性好，但這兩類纖維長(zhǎng)度差異較大，傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗機(jī)的牽伸區(qū)有待改進(jìn)后才能對(duì)這兩類纖維實(shí)現(xiàn)共紡。

1 錯(cuò)位紡原理及優(yōu)勢(shì)

1.1 錯(cuò)位紡紗技術(shù)的機(jī)理

錯(cuò)位紡是2003年由Wang和Chang首先提出的一個(gè)對(duì)傳統(tǒng)環(huán)錠的改進(jìn)技術(shù)[2]。其出發(fā)點(diǎn)是通過牽伸單元和加捻卷繞單元的錯(cuò)位改變加捻三角形的形態(tài)和尺寸，從而改變加捻過程中纖維的運(yùn)動(dòng)，通過成紗結(jié)構(gòu)的變化，改善成紗質(zhì)量[3]。錯(cuò)位的方式可以是左錯(cuò)位或右錯(cuò)位（圖1），但紡出的紗的性能不一樣。

圖1 錯(cuò)位紡示意圖[4]

1.2 錯(cuò)位紡的關(guān)鍵問題及優(yōu)缺點(diǎn)

錯(cuò)位紡過程中要考慮到錯(cuò)位角、紗線轉(zhuǎn)移防線與錯(cuò)位方向、混紡紗線長(zhǎng)度差等問題。

錯(cuò)位紡?fù)ㄟ^紗線的慣性，使兩種纖維相互糾纏包覆，能在很大程度上減少紗線毛羽的產(chǎn)生。同時(shí)通過錯(cuò)位，能定向的控制包覆，使性能優(yōu)越的纖維包覆在外層，性能較差的纖維位于內(nèi)層。但紗線的錯(cuò)位，對(duì)紗線產(chǎn)生了附加強(qiáng)力和摩擦，紡高支紗時(shí)生產(chǎn)效率會(huì)受到一定程度的影響。

2 牦牛絨的特點(diǎn)

2.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

牦牛絨的毛髓少且小，強(qiáng)度和伸長(zhǎng)度好，細(xì)度細(xì)，卷曲多，縮絨性好，光澤自然柔和，細(xì)度均勻，手感柔滑豐滿，彈性優(yōu)良，有特殊的吸濕放熱功能。

牦牛纖維長(zhǎng)度離散度大，細(xì)度差異也很大。因其纖維細(xì)度不同，性能及價(jià)值也有所差異，所以根據(jù)其細(xì)度分類是一種很常見的分類方法。

王亞中[5]等人曾對(duì)牦牛絨纖維和牦牛毛特征和性能進(jìn)行過分析，綜合前人的對(duì)兩性毛的研究，和山羊絨的性狀對(duì)比，總結(jié)牦牛絨特點(diǎn)見表1，根據(jù)牦牛絨的特點(diǎn)，對(duì)其分等見表2。

表1 牦牛絨的特點(diǎn)

表2 分等規(guī)定

2.2 物理特性

產(chǎn)地及季節(jié)等因素會(huì)影響牛絨的物理性質(zhì)，單其相對(duì)于植物纖維性能差異性小。為更好的說明牛絨的物理性質(zhì)，取兩個(gè)樣本做了相關(guān)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表3。

表3 牛絨纖維樣本測(cè)試

2.3 可紡性能

與羊毛相比，牦牛絨卷曲數(shù)少，卷曲彈性差，因此，牦牛絨纖維的可紡性能差，純紡難度大。

牛絨含量低的紗織成的成衣，手感差，外觀粗糙，不能充分體現(xiàn)牛絨制品獨(dú)特的風(fēng)格；反之，牛絨含量過高，雖成衣手感滑糯，外觀豐滿，但強(qiáng)力下降，而且成衣表層易起球，對(duì)有限的牛絨資源造成浪費(fèi)。

3 牦牛絨/棉(50/50)紗線的細(xì)紗工藝改進(jìn)

傳統(tǒng)細(xì)紗機(jī)羅拉隔距調(diào)節(jié)不靈活，不能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)短纖維粗紗條的分別調(diào)整。在細(xì)紗工序紡長(zhǎng)短不一的纖維粗紗條時(shí)，羅拉隔距一般會(huì)取中間值，但這會(huì)使很多纖維拉斷，部分纖維滑脫，造成細(xì)紗質(zhì)量下降。為使長(zhǎng)短纖維在細(xì)紗工序一步成紗，并保證良好的紗線性能，必須在細(xì)紗機(jī)上進(jìn)行改造。為盡可能少的改造細(xì)紗設(shè)備，在前中羅拉中間加一導(dǎo)紗輪，使牛絨紗條從中羅拉出來后，通過導(dǎo)紗輪，進(jìn)入前羅拉；棉條直接由中羅拉進(jìn)入前羅拉，這樣增加牛絨紗條的行程，造成了兩紗條的速度差，保證長(zhǎng)纖維不被拉斷的基礎(chǔ)，防止短纖維滑脫，實(shí)現(xiàn)了毛纖維與棉纖維的混紡。

圖2 牽伸區(qū)改造示意圖

圖3 牛絨/棉高支混紡紗線右錯(cuò)位工藝

為了的展示工藝改進(jìn)對(duì)紗線性能的影響，對(duì)通過此工藝紡出的紗線進(jìn)行性能測(cè)試。選用棉粗砂條和牛絨粗紗條，采用此種方法進(jìn)行試紡，兩粗紗條原料規(guī)格如表4，細(xì)紗工藝主要參數(shù)設(shè)置如表5。

表4 粗紗條原料規(guī)格

表5 細(xì)紗工藝設(shè)計(jì)

3.1 紗線捻度測(cè)試結(jié)果

紗線捻度是影響紗線性能，特別是強(qiáng)力的一個(gè)重要指標(biāo)。使用Y311N型紗線捻度儀，采有一次退捻加捻法。測(cè)試結(jié)果如表6，發(fā)現(xiàn)紗線捻度與細(xì)紗工序預(yù)設(shè)捻度在誤差允許范圍內(nèi)，是合理的。

表6 紗線捻度測(cè)試結(jié)果

3.2 紗線拉伸斷裂性能測(cè)試結(jié)果

紗線的拉伸斷裂性能，直接影響織物的拉伸斷裂性能和耐摩擦性能。使用YG139BA全自動(dòng)強(qiáng)力儀，測(cè)試結(jié)果見表7。

表7 單紗強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果

3.3 紗線毛羽

紗線的毛羽是紗線外觀質(zhì)量的重要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，直接影響織物的外觀和手感。使用YG173A毛羽測(cè)試儀，測(cè)試參數(shù)設(shè)置如表8，測(cè)試結(jié)果如表9。

表8 紗線毛羽測(cè)試參數(shù)設(shè)置

表9 紗線毛羽測(cè)試結(jié)果

3.4 紗線條干均勻性

紗線的條干均勻性是反映紡紗工藝的一個(gè)很重要的指標(biāo)，通過紗線的條干均勻性可以評(píng)判細(xì)紗工序的優(yōu)良。根據(jù)表10的指標(biāo)設(shè)置YG139BA的參數(shù)，該紗線測(cè)試結(jié)果如表11。

表10 紗線條干均勻度測(cè)試參數(shù)設(shè)置

表11 紗線條干均勻性測(cè)試結(jié)果

通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚩吹?，所紡的?xì)紗已經(jīng)達(dá)到細(xì)特紗（11-20tex）的標(biāo)準(zhǔn)。紗線條干均勻性實(shí)驗(yàn)結(jié)果及圖像分析也證明了其條干均勻性較好。此外細(xì)紗在斷裂強(qiáng)度、毛羽等方面已經(jīng)達(dá)到織造標(biāo)準(zhǔn)，由此證明了這種簡(jiǎn)易改造對(duì)改善紗線質(zhì)量等方面有著很大的作用。

4 結(jié)語

此次探索研究，首要任務(wù)是解決傳統(tǒng)長(zhǎng)短纖維混紡工藝對(duì)長(zhǎng)纖維進(jìn)行切斷，影響纖維發(fā)揮優(yōu)勢(shì)、增加紗線毛羽，以及增加加工成本的問題。本次探索，主要是在盡可能少改造的前提下，改造細(xì)紗牽伸區(qū)，使纖維長(zhǎng)度不同的粗紗條可以在細(xì)紗工序一步成紗。通過實(shí)踐，得到了以下結(jié)果：

（1）在細(xì)紗前羅拉與中羅拉間增加導(dǎo)紗輪，可以使纖維長(zhǎng)度不同的紗條形成速度差，從而實(shí)現(xiàn)纖維長(zhǎng)度不同的粗紗條在細(xì)紗工序一步成紗。

（2）通過合理的工藝計(jì)算，可以避免對(duì)牛絨粗紗條的拉斷，同時(shí)防止棉粗紗條在牽伸過程中滑脫。

（3）通過錯(cuò)位紡，增加了纖維間的抱合力，減少了毛羽，使牛絨纖維很好的包覆在棉纖維外層。

（4）通過對(duì)通過改進(jìn)工藝所紡細(xì)紗的表面性能實(shí)驗(yàn)，證明了采用此種工藝可以將牦牛絨盡量集中在紗的表面，已體現(xiàn)混紡紗中牦牛絨的特性。

（5）通過對(duì)紗線強(qiáng)力、細(xì)度和條干的檢測(cè)，證明該紗線已經(jīng)達(dá)到針織織造要求。

[1] 任亮．減少環(huán)錠紡紗毛羽的新思路——錯(cuò)位紡紗[J]．上海紡織科技，2009，3(3)：16-17．

[2] Xungai Wang，Lingli Chang．Reducing Yarn Hairiness with Modified Yarn Path in Worsted Ring Spinning[J]．Textile Research Journal，2003，73(4)：327-332．

[3] 朱飛飛，鐘智麗，王帥，等．使用氣圈環(huán)改善錯(cuò)位紡紗質(zhì)量[J]．棉紡織技術(shù)，2011，39(7)：413-415.

[4] 劉義龍．紡紗角的變化對(duì)紗線質(zhì)量的影響[J]．紡織標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，（4）：19-21.

[5] 王亞中，蘆玉花．牦牛絨(毛)的纖維特征和性能分析[J]．毛紡科技，2002，(1)：18-20.

[6] 李向紅，陳振宏，劉盼盼，等．錯(cuò)位紡對(duì)成紗性能的影響[J]．上海紡織科技，2011，39（4）：27-28．

[7] 姚穆，等．紡織材料學(xué)（第二版）[M]．北京：紡織工業(yè)出版社，1994．

A Study on Co-Spinning of Yak-cotton Blend Yarns

HOU Ru-meng, LI Jin, CHEN Wu, WANG Xun-gai

(State Key Engineering Laboratory for Advanced Textile Processing and Clean Production,Wuhan Textile University,Wuhan Hubei 430073, China)

Fibres with significant differences in average length are usually processed on either the short staple or long staple system separately. In this study, fibres of different lengths are co-spun using the offset spinning arrangement on a ring frame with modified drafting zone. Offset spinning allows changes in yarn surface and hairiness properties. With the modified drafting zone, rovings consisting of fibres of different lengths can be drafted and then co-spun into yarns. Yak-cotton blends yarns were spun and tested in this study.

yak/cotton blend; offset ring spinning; drafting zone; yarn quality

TS106.5

A

2095－414X(2017)03－0025－05

陳悟（1968-），男，教授，研究方向：纖維科學(xué)與技術(shù).