雙S曲線軟牽伸紡紗技術(shù)

羅 婷，紀(jì) 峰，程隆棣，吉宜軍，鄧萬勝

(1. 東華大學(xué) 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620；2. 南通雙弘紡織有限公司，江蘇 南通 226661；3. 張家港廣眾紡機(jī)科技有限公司，江蘇 張家港 215000)

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雙S曲線軟牽伸紡紗技術(shù)

羅 婷1，紀(jì) 峰1，程隆棣1，吉宜軍2，鄧萬勝3

(1. 東華大學(xué) 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620；2. 南通雙弘紡織有限公司，江蘇 南通 226661；3. 張家港廣眾紡機(jī)科技有限公司，江蘇 張家港 215000)

從裝置結(jié)構(gòu)方面闡述雙S曲線軟牽伸紡紗技術(shù)(簡稱雙S軟牽紡)改善紗線質(zhì)量的原理，對(duì)比環(huán)錠紡和雙S軟牽紡紡制同規(guī)格紗線的測(cè)試數(shù)據(jù)，分析雙S軟牽紡的成紗質(zhì)量特點(diǎn)，并分析原因。傳統(tǒng)環(huán)錠紡在牽伸區(qū)由于上下膠圈表面線速度差造成摩擦和靜電，影響成紗質(zhì)量。雙S軟牽紡去掉了上下膠圈及上下銷，通過S形曲線板、曲線管和網(wǎng)格圈實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維須條的控制。分別用雙S軟牽紡和環(huán)錠紡紡制精梳棉/滌綸(60/40)混紡的18.4 tex紗線，測(cè)試其條干、紗疵等指標(biāo)，用單因素方差分析法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，雙S軟牽紡因可優(yōu)化牽伸區(qū)摩擦力界的分布，縮短浮游區(qū)長度，因此控制浮游纖維更為有效，可較顯著地改善成紗條干，降低千米棉結(jié)、千米細(xì)節(jié)、千米粗節(jié)等常發(fā)性紗疵的數(shù)量，其中粗節(jié)(+35%)紗疵改善尤其顯著。

雙S曲線軟牽伸；環(huán)錠紡紗；成紗質(zhì)量；紗線條干均勻度

傳統(tǒng)環(huán)錠紡的牽伸機(jī)構(gòu)大都為三羅拉長短膠圈牽伸機(jī)構(gòu)。該牽伸機(jī)構(gòu)由彈簧擺動(dòng)銷控制，彈簧擺動(dòng)銷在上銷中部設(shè)置彈簧片，使上銷可在一定范圍內(nèi)自由擺動(dòng)，構(gòu)成彈性鉗口[1-2]。該彈性鉗口可緩沖牽伸時(shí)鉗口的壓力波動(dòng)，有利于紗線條干的改善。由于上下膠圈的摩擦驅(qū)動(dòng)力及摩擦阻力有所區(qū)別，上下膠圈的速度始終存在差異[3]，隨著使用時(shí)間和細(xì)紗機(jī)速度的增加，上下膠圈間易產(chǎn)生摩擦，從而易產(chǎn)生靜電，導(dǎo)致飛花，增加有害毛羽，影響成紗質(zhì)量[4]。為改善上述情況，倪士敏[5]、周秀玲[6]建議上下膠圈新舊搭配使用，使膠圈有間歇的緩沖期以延長其使用壽命。此外，程登木[7]提出一種聚纖紡牽伸形式，去掉了上下膠圈，以期擺脫由上下膠圈的速度差所導(dǎo)致的成紗條干不勻的情況。本文提出一種新型雙S曲線軟牽伸紡紗技術(shù)(簡稱雙S軟牽紡)[8]，采用由S曲線板、曲線管和網(wǎng)格圈構(gòu)成的牽伸機(jī)構(gòu)替代雙膠圈牽伸機(jī)構(gòu)，不但可解決雙膠圈摩擦帶來的問題，還可在一定程度上改善紗線質(zhì)量。

1 雙S軟牽紡牽伸機(jī)構(gòu)工作原理

1.1 雙S軟牽紡牽伸機(jī)構(gòu)

雙S軟牽伸紡紗技術(shù)的牽伸裝置如圖1所示。其中，皮輥9的中心軸上套裝有錦綸支架11，支架前部為S曲線板13，其橫截面下端面為S型曲面，具有與S曲線板13相對(duì)應(yīng)的曲面結(jié)構(gòu)的曲線管12位于中羅拉6和前羅拉5之間。在S曲線板13兩側(cè)分別設(shè)置隔距塊。曲線管12是由頂裝在其下端面的多組直線彈簧14支撐，每組直線彈簧14安裝于與其對(duì)應(yīng)的張力座15、張力架16組合形成的直線導(dǎo)槽17內(nèi)。S曲線板、曲線管均為表面經(jīng)硬質(zhì)陽極氧化處理的鋁合金。張力架16的下端兩側(cè)向下突出形成軸安裝結(jié)構(gòu)19，張力座滾針20的兩側(cè)支撐于對(duì)應(yīng)位置對(duì)應(yīng)側(cè)的安裝結(jié)構(gòu)內(nèi)，網(wǎng)格圈2套裝在相對(duì)應(yīng)的張力座滾針20、中羅拉6、曲線管12所形成的外周面上，網(wǎng)格圈由錦綸制成，經(jīng)防靜電碳處理，尺寸為23.5 mm×165 mm，直徑為109 μm。

注：1—紗線；2—網(wǎng)格圈；3—清潔毛刷桿；4—清潔毛刷；5—前羅拉；6—中羅拉；7—后羅拉；8—前皮輥；9—中皮輥；10—后皮輥；11—錦綸支架；12—曲線管；13—S曲線板；14—直線彈簧；15—張力座；16—張力架；17—直線導(dǎo)槽；18—導(dǎo)向孔；19—軸安裝結(jié)構(gòu)；20—張力座滾針。圖1 雙S軟牽伸工作示意圖Fig.1 Operation schematic diagram of double S curve soft drafting

1.2 牽伸機(jī)構(gòu)工作原理

圖2示出雙S軟牽伸裝置的示意圖。紡紗時(shí)，纖維須條從后牽伸區(qū)出來，被喂入主牽伸區(qū)，經(jīng)牽伸后被喂入S曲線板和曲線管所形成的固定曲面空間中，通過網(wǎng)格圈對(duì)纖維須條的承載和控制，再加上S曲線板前端伸入前鉗口所形成的附加摩擦力界，纖維浮游區(qū)長度縮短，浮游區(qū)中未被控制的短纖維數(shù)量減少，從而使主牽伸區(qū)摩擦力界分布的薄弱區(qū)域縮小，對(duì)浮游纖維的控制加強(qiáng)。在這種附加摩擦力界控制作用下，可使纖維變速點(diǎn)分布盡可能地向前鉗口靠近且集中、穩(wěn)定，以滿足紗線條干質(zhì)量的改善和成紗質(zhì)量的提高。

圖2 雙S軟牽伸裝置示意圖Fig.2 Schematic diagram of double S soft drafting

圖3示出環(huán)錠紡和雙S軟牽紡主牽伸區(qū)結(jié)構(gòu)對(duì)比圖。從圖中可看到，環(huán)錠紡主牽伸區(qū)為平面牽伸，雙S軟牽紡主牽伸區(qū)為曲面牽伸。曲面牽伸中由于隔距塊作用，使?fàn)可鞎r(shí)須條位于圖3(b)中所示的曲面空間中，曲面空間由網(wǎng)格圈、S曲線板下凸面和曲線管下凹面組成，曲面空間的大小由根據(jù)紡紗品種設(shè)置的隔距塊決定。由于網(wǎng)格圈較皮圈有更好的柔性，當(dāng)S曲線板下凸面壓向網(wǎng)格圈時(shí)，網(wǎng)格圈可完全根據(jù)S曲線板下凸面的曲率而變化。依靠網(wǎng)格圈張力，網(wǎng)格圈與S曲線板下凸面緊密接觸，使位于網(wǎng)格圈與S曲線板之間的須條獲得更合理的握持和滑動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生失控和死控，均勻排列且穩(wěn)定變速，直至輸入前鉗口，經(jīng)加捻短纖維被包裹在紗線內(nèi)部，以實(shí)現(xiàn)成紗條干的提升。

表2 不同牽伸形式成紗質(zhì)量水平對(duì)比(管紗)Tab.2 Comparison of yarn quality between different drafting forms (cop)

2 紡紗實(shí)驗(yàn)及分析

2.1 紡紗實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

生產(chǎn)品種：精梳棉/滌綸(60/40)，紗線線密度為18.4 tex。紡紗實(shí)驗(yàn)采用雙S軟牽伸紡紗技術(shù)進(jìn)行，為進(jìn)行對(duì)比，采用環(huán)錠紡(普通牽伸)紡制相同線密度的紗線。具體紡紗工藝參數(shù)如表1所示。

表1 紡紗工藝參數(shù)Tab.1 Spinning parameters

不同的生產(chǎn)品種可選取不同的隔距塊，根據(jù)本文實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)品種，選取隔距為1.95 mm的隔距塊。采用Uster ME-100測(cè)試對(duì)比紗線的條干均勻度、千米棉結(jié)、千米細(xì)節(jié)、千米粗節(jié)等指標(biāo)，紗樣隨機(jī)采取管紗、筒紗。

2.2 紗線質(zhì)量測(cè)試結(jié)果與分析

隨機(jī)選取由2種牽伸形式分別紡制的18.4 tex紗線，每種紗樣取管紗3管，再在絡(luò)筒機(jī)選取3只筒紗試樣，測(cè)試其各自的質(zhì)量指標(biāo)，對(duì)比結(jié)果如表2、3所示。

從表2、3可看出，無論是管紗還是筒紗，雙S軟牽伸紡紗技術(shù)紡出紗線的條干均勻度均優(yōu)于普通牽伸。表2中，雙S軟牽伸紡紗技術(shù)紡出紗線的千米棉結(jié)、千米細(xì)節(jié)、千米粗節(jié)等常發(fā)性紗疵明顯少于普通牽伸，其中粗節(jié)(+35%)紗疵減少尤其明顯。從表3可得出與表2一致的結(jié)論，筒紗中，雙S軟牽伸紡紗技術(shù)成紗千米棉結(jié)、千米細(xì)節(jié)、千米粗節(jié)等常發(fā)性紗疵明顯優(yōu)于普通牽伸，成紗質(zhì)量改善明顯。

2.3 紗線質(zhì)量差異的顯著性分析

為探究雙S軟牽伸紡紗技術(shù)是否顯著改善了紗線條干，降低了常發(fā)性紗疵的數(shù)量，本文采用單因素方差分析(ANOVA)[9-10]的方法對(duì)表2、3中的各指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的2種牽伸形式數(shù)據(jù)間的差異進(jìn)行顯著性分析，結(jié)果見表4、5。

表3 不同牽伸形式成紗質(zhì)量水平對(duì)比(筒紗)Tab.3 Comparison of yarn quality between different drafting forms(cheese)

表4 不同指標(biāo)方差分析結(jié)果(管紗)Tab.4 ANOVA results of different indicators(cop)

注：F為方差分析統(tǒng)計(jì)量；P值為相應(yīng)F值下的概率值；Fcrit為α=0.05顯著性水平下的F臨界值。表5同此。

表5 不同指標(biāo)方差分析結(jié)果(筒紗)Tab.5 ANOVA results of different indicators(cheese)

由表4、5可見：管紗、筒紗的細(xì)節(jié)(-50%)紗疵方差分析所得P值大于顯著性水平α=0.05，說明2種牽伸形式紡出紗線的細(xì)節(jié)(-50%)紗疵間不存在顯著性差異。除細(xì)節(jié)(-50%)紗疵外，管紗、筒紗的標(biāo)準(zhǔn)差不勻率CV值和其他常見性紗疵(細(xì)節(jié)(-40%)、粗節(jié)(+35%)、粗節(jié)(+50%)、粗節(jié)(+140%)、粗節(jié)(+200%))方差分析所得P值均小于顯著性水平α=0.05，因此可認(rèn)為，雙S軟牽伸和普通牽伸紡出紗線的標(biāo)準(zhǔn)差不勻率CV、常見性紗疵(細(xì)節(jié)(-40%)、粗節(jié)(+35%)、粗節(jié)(+50%)、粗節(jié)(+140%)、粗節(jié)(+200%))間存在著顯著性差異。其中，筒紗的細(xì)節(jié)(-40%)、粗節(jié)(+35%)紗疵方差分析所得P值遠(yuǎn)小于顯著性水平α=0.01，表明2種牽伸形式紡出紗線(筒紗)細(xì)節(jié)(-40%)、粗節(jié)(+35%)紗疵間的差異極大。

單因素方差分析(ANOVA)結(jié)果表明，雙S軟牽紡顯著改善了紗線的條干均勻度，減少了粗細(xì)節(jié)的數(shù)量，提高了成紗質(zhì)量。其中，筒紗的細(xì)節(jié)(-40%)、粗節(jié)(+35%)紗疵改善尤其顯著。

2.4 成紗質(zhì)量特點(diǎn)分析

雙S軟牽伸紡出紗線的千米粗節(jié)、千米細(xì)節(jié)、千米棉結(jié)、條干均勻度較傳統(tǒng)環(huán)錠紡改善明顯，這是由雙S軟牽伸裝置的牽伸結(jié)構(gòu)和牽伸原理所決定的。

當(dāng)纖維須條被中羅拉輸送到S曲線板、曲線管和網(wǎng)格圈所形成的固定曲面空間時(shí)，隨著中羅拉的轉(zhuǎn)動(dòng)，網(wǎng)格圈運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)纖維須條向前羅拉移動(dòng)，在此過程中，由于S曲線板前端伸入前鉗口所形成的附加摩擦力控制了大部分浮游纖維，加上該牽伸裝置形成的曲面空間對(duì)纖維須條的柔性控制，被牽伸的纖維須條不會(huì)發(fā)散、擴(kuò)散，對(duì)自然彎曲的棉纖維有一定的拉伸作用，纖維排列整齊，短纖維易被均勻地抱合在紗線中，對(duì)改善成紗條干起著關(guān)鍵性作用。

此外，由于雙S軟牽伸機(jī)構(gòu)對(duì)纖維須條沒有強(qiáng)握持和揉搓作用，網(wǎng)格圈的平滑握持也不易產(chǎn)生棉結(jié)，故紡出的紗線條干均勻度、粗細(xì)節(jié)、棉結(jié)等質(zhì)量均能得到良好的改善。

3 結(jié) 論

1)通過分析雙S軟牽伸紡紗技術(shù)牽伸機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及可改善成紗質(zhì)量的工作原理，得到結(jié)論為該裝置可改進(jìn)主牽伸區(qū)的摩擦力界分布，縮短浮游區(qū)長度，從而增強(qiáng)對(duì)纖維的控制。

2)分別采用環(huán)錠紡和雙S軟牽紡紡制精梳棉/滌綸(60/40)18.4 tex紗線，紗線質(zhì)量測(cè)試結(jié)果表明，雙S軟牽伸可改善紗線的條干均勻度，降低常發(fā)性紗疵的數(shù)量，其中粗節(jié)(+35%)紗疵的數(shù)量減少尤其明顯。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，雙S曲線軟牽伸紡紗技術(shù)顯著提高了成紗質(zhì)量。

FZXB

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Double S curves soft drafting technology

LUO Ting1, JI Feng1, CHENG Longdi1, JI Yijun2, DENG Wansheng3

(1.KeyLaboratoryofTextileScience&Technology,MinistryofEducation，DonghuaUniversity,Shanghai201620,China；2.NantongDoubleGreatTextileCo.,Ltd.,Nantong，Jiangsu226661,China；3.ZhangjiagangGuangzhongTextileMachineryCo.,Ltd.,Zhangjiagang，Jiangsu215000,China)

The principles of yarn quality improvement of the double S curves soft drafting techno-logy (doubles S soft drafting) were analyzed from the perspective of devices. The same types of yarns were produced by ring spinning and double S soft drafting, respectively, and the yarn samples were measured and compared. Then the characteristics of yarns produced by soft drafting were summarized and the reasons were discussed. In conventional ring spinning, the surface speed difference between the upper and lower aprons caused friction and static electricity, which resulted in decrease of yarn quality. However, in the double S soft drafting system, the upper and lower aprons and bins were removed, and the yarn body was well controlled and drafted by the S-shaped plates, curve pipes and lattice aprons. By using the ring spinning and doubles soft drafting technology respectively, the yarn of combed cotton/polyester(60/40)with fineness of 18.4 tex was produced, and yarn evenness and defaults were tested. The data were analyzed using single factor variance analysis. The results show that double S soft drafting technology can clearly improve yarn evenness, and reduce the occurrence probability of neps, thin places and thick places per kilometer. Double S soft drafting is especially useful for reduction of thickness (+35%) defaults index. The reason is considered to lie in the facts that double S soft drafting technology can optimize the distribution of drafting area friction and shorten the length of floating zone, and thus performing more effective control on floating fibers.

double S curves soft drafting; ring spinning; yarn quality; yarn evenness

10.13475/j.fzxb.20160602105

2016-06-12

2017-01-19

紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題基金項(xiàng)目(KLTST201609)

羅婷(1993—)，女，碩士生。主要研究方向?yàn)樾滦图徏喖夹g(shù)。紀(jì)峰，通信作者，E-mail：jifeng@dhu.edu.cn。

TS 114.7

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