全聚賽絡(luò)紡與全聚紡雙芯紗成紗效果對(duì)比

曲華洋， 謝春萍， 劉新金,2， 王廣斌(. 江南大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 2422；2. 江蘇蘇絲絲綢股份有限公司, 江蘇 宿遷 22700；. 新疆天山毛紡織股份有限公司，烏魯木齊 80054)

研究與技術(shù)

全聚賽絡(luò)紡與全聚紡雙芯紗成紗效果對(duì)比

曲華洋1， 謝春萍1， 劉新金1,2， 王廣斌3
(1. 江南大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122；2. 江蘇蘇絲絲綢股份有限公司, 江蘇 宿遷 223700；3. 新疆天山毛紡織股份有限公司，烏魯木齊 830054)

雙絲包芯紗是一種新型的短纖與長(zhǎng)絲復(fù)合紗線，為了探究棉粗紗喂入方式對(duì)雙絲包芯紗包覆效果和成紗質(zhì)量的影響，分別采用全聚賽絡(luò)紡和全聚紡紡制364 dtex/83.3 dtex/44.4 dtex棉/有色錦綸/氨綸、364 dtex/30 μm/44.4 dtex和292 dtex/30 μm/44.4 dtex棉/不銹鋼/氨綸三種紗線，并對(duì)紗線的包覆效果和紗線質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試，來(lái)尋求最適合雙絲包芯紗的粗紗喂入形式。研究結(jié)果表明：在不同鞘紗喂入方式下紡制雙芯紗，成紗機(jī)理不同，形成的紗體結(jié)構(gòu)也不同；通過(guò)全聚賽絡(luò)紡紡制的雙芯紗成紗性能更優(yōu)，包覆效果更好，可更好地適應(yīng)市場(chǎng)需求。

雙絲包芯紗；全聚紡；賽絡(luò)紡；包覆效果；成紗質(zhì)量

雙絲包芯紗是一種新型的短纖與長(zhǎng)絲復(fù)合紗線，可以集不同長(zhǎng)絲的優(yōu)點(diǎn)于一身的高性能紗線。它是以短纖為外包原料(即鞘紗)，選用兩種不同特性的長(zhǎng)絲為芯絲，經(jīng)加捻紡制而成的紗線。由于兩種芯絲具有不同的優(yōu)勢(shì)性能，故產(chǎn)生了較強(qiáng)的功能互補(bǔ)及強(qiáng)化，使紗線具備更優(yōu)越的特性。

目前，關(guān)于雙芯紗的研究主要是針對(duì)傳統(tǒng)的以氨綸、滌綸為芯紗外包棉纖維的雙芯紗，如侯小偉等[1]優(yōu)選長(zhǎng)絲退繞方式成功紡制出棉雙絲包芯紗，并且提出紡制棉雙芯包芯紗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是長(zhǎng)絲退繞張力的控制，兩種長(zhǎng)絲應(yīng)該分別退繞；王思順等[2]利用彈性滌綸長(zhǎng)絲和氨綸長(zhǎng)絲結(jié)合生產(chǎn)出適用于牛仔面料中的雙絲包芯紗，獲得了改善面料彈性的良好效果。但是，未見在全聚紡裝置上加裝雙芯紗張力控制裝置來(lái)紡制不同品質(zhì)雙芯紗的研究報(bào)道。

鞘紗喂入方式在很大程度上影響雙芯紗的包覆效果和成紗質(zhì)量，本文通過(guò)在全聚紡設(shè)備上紡制不同芯絲組合的雙芯紗來(lái)探究最適合高質(zhì)量雙芯紗紡制的鞘紗喂入方式，從而更好地了解雙芯紗紡紗的關(guān)鍵工藝，提高紗線品質(zhì)，為挖掘全聚紡設(shè)備及雙芯紗新產(chǎn)品的生產(chǎn)潛能提供參考。

1 QFA1528全聚紡裝置改造

全聚紡裝置是將前羅拉改裝成直徑為50 mm的窄槽式空心羅拉，前羅拉1內(nèi)部裝有吸風(fēng)插件4，在羅拉表面由輸出阻捻膠輥5和前膠輥7所控制的圓弧區(qū)域共同構(gòu)成集聚區(qū)，如圖1所示。紡紗過(guò)程中，在負(fù)壓作用下，集聚區(qū)內(nèi)須條運(yùn)動(dòng)速度與前羅拉保持一致，且須條中的纖維由邊緣向中心集聚使須條保持緊密從而有效改善成紗結(jié)構(gòu)，提高成紗質(zhì)量[3]。

1-前羅拉；2-中羅拉；3-后羅拉；4-吸風(fēng)插件；5-阻捻膠輥；6-氣流導(dǎo)向裝置；7-前膠輥；8-導(dǎo)絲輪；9-送絲輥；10-粗紗；11-氨綸絲圖1 全聚紡紡制氨綸包芯紗裝置示意Fig.1 Spinning process of spandex core yarn spun by complete condensed spinning

在圖1所示的QFA1528全聚紡細(xì)紗機(jī)原有的氨綸包芯紗裝置[4-5]上，加裝一套數(shù)控雙芯紗裝置，如圖2所示。該裝置根據(jù)牽伸工藝設(shè)定及前羅拉測(cè)速編碼器的信號(hào)，通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)導(dǎo)絲羅拉13同步輸出長(zhǎng)絲，從而有效控制長(zhǎng)絲的預(yù)牽伸張力，該長(zhǎng)絲與送絲輥9控制的氨綸長(zhǎng)絲通過(guò)同一導(dǎo)絲輪由前膠輥7與前羅拉1之間的鉗口喂入細(xì)紗機(jī)，與牽伸后的鞘紗匯合，經(jīng)過(guò)前羅拉表面的集聚區(qū)之后加捻形成雙絲包芯紗。

1-前羅拉；2-中羅拉；3-后羅拉；4-吸風(fēng)插件；5-阻捻膠輥；6-氣流導(dǎo)向裝置；7-前膠輥；8-導(dǎo)絲輪；9-送絲輥；10-粗紗；11-氨綸絲；12-引絲膠輥；13-導(dǎo)絲羅拉；14-導(dǎo)絲輥；15-長(zhǎng)絲圖2 全聚紡紡制雙絲包芯紗裝置示意Fig.2 Spinning process of double-core yarn spun by complete condensed spinning

2 紡紗實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)條件

原材料：定量為5.0、10.0 g/10 m的半精梳棉粗紗經(jīng)牽伸之后做鞘紗，芯絲選用44.4 dtex氨綸長(zhǎng)絲、83.3 dtex錦綸長(zhǎng)絲、直徑為30 μm的316 L型不銹鋼長(zhǎng)絲(上海普盛金銀絲紡織品有限公司)。

實(shí)驗(yàn)要求：溫度(23±2) ℃，相對(duì)濕度(65±3)%，測(cè)試之前紗線在該條件下平衡24 h以上。

實(shí)驗(yàn)儀器：加裝數(shù)控雙芯紗裝置的QFA1528型全聚紡細(xì)紗機(jī)(無(wú)錫第七紡織機(jī)械有限公司)。

測(cè)試儀器：YG086縷紗測(cè)長(zhǎng)機(jī)、YG331A型捻度機(jī)(常州德普紡織科技有限公司)，JA2003型電子天平(上海五久自動(dòng)化設(shè)備有限公司)，i-SPEED高速攝影機(jī)(上海西努光學(xué)科技有限公司)，Y172型纖維切片器(南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)，MOTTC B1型顯微鏡(北京何眾視野科技有限公司)，USTER TESTER 5條干測(cè)試儀、USTER ZWEIGLE HL400毛羽測(cè)試儀(瑞士伍斯特技術(shù)有限公司)，YG086C全自動(dòng)單紗強(qiáng)力儀(蘇州長(zhǎng)風(fēng)紡織機(jī)電科技有限公司)，MUV-164型紫外線固化機(jī)(MEJIRO GENOSSEN)。

2.2 實(shí)驗(yàn)方案

以定量為5.0、10.0 g/10 m的棉粗紗在加裝數(shù)控雙芯紗裝置的QFA1528型全聚紡細(xì)紗機(jī)上，分別采用全聚賽絡(luò)紡、全聚紡的形式紡制芯絲組合不同(兩彈性芯絲、一彈性芯絲一剛性芯絲)、細(xì)度不同的紗線，將其編號(hào)：1#、2#分別為通過(guò)全聚賽絡(luò)紡和全聚紡紡制的364 dtex/83.3 dtex/44.4 dtex棉/有色錦綸/氨綸紗線；3#、4#分別為通過(guò)全聚賽絡(luò)紡和全聚紡紡制的364 dtex/30 μm/44.4 dtex棉/不銹鋼/氨綸紗線；5#、6#分別為通過(guò)全聚賽絡(luò)紡和全聚紡紡制的292 dtex/30 μm/44.4 dtex棉/不銹鋼/氨綸紗線。通過(guò)不同材質(zhì)芯絲組合不同細(xì)度紗線的紡制，來(lái)探究全聚賽絡(luò)紡在雙芯紗生產(chǎn)中的可操作性。參考相關(guān)紡紗實(shí)踐[6-8]，選擇細(xì)紗工藝參數(shù)，如表1所示。

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

注：E后為后區(qū)牽伸倍數(shù)；E總為總牽伸倍數(shù)。

2.3 結(jié)果與分析

2.3.1 成紗機(jī)理

全聚紡集聚區(qū)及紡紗三角區(qū)對(duì)雙絲包芯紗的成紗結(jié)構(gòu)影響最大，很大程度上決定了纖維對(duì)長(zhǎng)絲的包覆狀態(tài)。為了對(duì)不同粗紗喂入方式的雙芯紗成紗機(jī)理進(jìn)行深入研究，利用高速攝影技術(shù)拍攝紗線形成過(guò)程中纖維、長(zhǎng)絲運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并使用MUV-165型紫外線固化機(jī)補(bǔ)光。通過(guò)不同粗紗喂入方式紡制不同芯絲組合的雙芯紗時(shí)，加捻三角區(qū)纖維運(yùn)動(dòng)的形態(tài)如圖3所示。

由圖3可見，通過(guò)全聚賽絡(luò)紡紡制的雙芯紗中的外包棉纖維在出鉗口前被分成兩束，它們分別先在通過(guò)前羅拉里吸風(fēng)插件時(shí)各自弱捻聚集，接著在輸出羅拉前，合并強(qiáng)捻包覆在長(zhǎng)絲周圍。每束須條中的纖維在各自弱捻時(shí)有少量?jī)?nèi)外層轉(zhuǎn)移，且在全聚紡設(shè)備的集聚作用下纖維束更加緊密，可很大程度上減少紗線有害毛羽。在卷捻成紗過(guò)程中，兩外層棉紗條仍有纖維被卷入中心長(zhǎng)絲周圍的可能，產(chǎn)生纖維再次轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，使紗條中纖維的內(nèi)應(yīng)力[9]均衡，穩(wěn)定紗線結(jié)構(gòu)。而全聚非賽絡(luò)紡生產(chǎn)的雙芯紗中的外包棉纖維在鉗口處呈現(xiàn)以單纖維的形式平鋪在兩長(zhǎng)絲周圍的狀態(tài)，接著以螺旋線形式纏繞著兩根芯絲，并伴有內(nèi)外層的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，一旦細(xì)紗機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下兩芯絲喂入位置沒有得到穩(wěn)定控制，極易出現(xiàn)長(zhǎng)絲在短片段紗體的露絲現(xiàn)象。

圖3 紡紗三角區(qū)纖維運(yùn)動(dòng)形態(tài)Fig.3 The fiber movement morphology of spinning triangle zone

2.3.2 紗線橫截面形態(tài)

將利用Y172型纖維切片器制作的紗線橫截面切片放在MOTTC B1型顯微鏡下觀察，并用與之對(duì)應(yīng)的CU-6型纖維橫截面取樣軟件進(jìn)行拍照采集，橫截面圖像如圖4所示。切片制作時(shí)，紅色羊毛纖維結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、較易切取并觀察，而結(jié)構(gòu)復(fù)雜的紗線較為困難，因此把難切的試樣包在圓形截面的羊毛纖維中央進(jìn)行切片，可得到較好的切片便于觀察。

圖4 不同粗紗喂入方式時(shí)雙芯紗橫截面結(jié)構(gòu)(×200)Fig.4 Cross sections of double-core yarn in different roving feeding process(×200)

由圖4可見，構(gòu)成紗線鞘紗的棉纖維是有中腔的腰圓形結(jié)構(gòu)，作為芯絲的不銹鋼長(zhǎng)絲或粉紅色錦綸長(zhǎng)絲呈現(xiàn)直徑略小于羊毛的圓形結(jié)構(gòu)，而氨綸長(zhǎng)絲較為柔軟，易變形，切片時(shí)極易被擠壓，故氨綸形狀不穩(wěn)定。

由圖4(a)(b)可觀察出，通過(guò)全聚賽絡(luò)紡紡制的364 dtex/83.3 dtex/44.4 dtex棉/有色錦綸/氨綸紗線橫截面中，有色錦綸長(zhǎng)絲和氨綸較為均勻地分布在紗線中心，而全聚紡紡制的紗線橫截面中，有色錦綸長(zhǎng)絲和氨綸長(zhǎng)絲偏離了紗線中心，即包覆效果不佳，出現(xiàn)露絲現(xiàn)象。由圖4(c)(d)可知，通過(guò)全聚賽絡(luò)紡和全聚紡紡制的364 dtex/30 μm/44.4 dtex棉/不銹鋼/氨綸紗線包覆效果相差不大，全聚賽絡(luò)紡略有優(yōu)勢(shì)。由于復(fù)合紗線中鞘紗比重減小，芯線比減小，于是在芯絲同樣選用不銹鋼長(zhǎng)絲和氨綸長(zhǎng)絲時(shí)，292 dtex/30 μm/44.4 dtex棉/不銹鋼/氨綸紗線在經(jīng)由全聚賽絡(luò)紡紡制時(shí)，不銹鋼長(zhǎng)絲和氨綸長(zhǎng)絲在紗線中心，而全聚紡的紗線可以很明顯看出不銹鋼長(zhǎng)絲和氨綸長(zhǎng)絲在紗線邊緣，即包覆效果明顯差于全聚賽絡(luò)紡。

復(fù)合紗線中芯線比[10]會(huì)在一定程度上影響紗線的包覆效果和雙芯紗的特色優(yōu)勢(shì)，全聚賽絡(luò)紡在紡紗時(shí)，兩根粗紗經(jīng)過(guò)牽伸之后分布在芯絲的兩側(cè)，且內(nèi)外應(yīng)力結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，更有利于紗線成形時(shí)其均勻地包覆在芯絲外側(cè)。

2.3.3 成紗質(zhì)量

測(cè)試全聚賽絡(luò)紡和全聚紡紡制的不同雙芯紗品種的成紗質(zhì)量指標(biāo)如表2所示。

由表2可知，通過(guò)全聚賽絡(luò)紡形式紡制的三種紗線的斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、條干CV值等紗線質(zhì)量指標(biāo)總體來(lái)看優(yōu)于全聚紡生產(chǎn)的紗線，3 mm以上有害毛羽根數(shù)明顯少于全聚紡紗線。

表2 紗線性能指標(biāo)Tab.2 Performance indexes of yarn

全聚賽絡(luò)紡紡制的雙芯紗中棉纖維對(duì)于紗線中心軸的平行伸直度要比全聚紡雙芯紗好，外包棉纖維對(duì)整個(gè)紗體的抱合力更加集中，可有效減少紗線強(qiáng)力弱環(huán)數(shù)量，強(qiáng)捻紗條的動(dòng)態(tài)強(qiáng)力較好，紗體結(jié)構(gòu)更為緊密。所以受到拉伸時(shí)纖維整體的強(qiáng)力利用率較高，紗線的斷裂強(qiáng)力和伸長(zhǎng)率比全聚雙芯紗高，條干不勻率低。在內(nèi)包不銹鋼和氨綸長(zhǎng)絲時(shí)，由于不銹鋼長(zhǎng)絲表面光滑，外包纖維不易向中心聚集，因此3 mm以上有害毛羽根數(shù)相對(duì)更多。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)在全聚紡裝置上加裝數(shù)控雙芯紗裝置，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行測(cè)試分析，得出以下結(jié)論：通過(guò)全聚賽絡(luò)紡紡制的雙芯紗，紗線中外包棉纖維先弱捻聚集后強(qiáng)捻包覆，緊密地包覆在兩根芯絲的周圍，相比全聚紡紗線的紗體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，包覆效果更好，紗線斷裂強(qiáng)力、伸長(zhǎng)率、條干不勻率等紗線質(zhì)量指標(biāo)更好,可更好地滿足市場(chǎng)需求。

采用賽絡(luò)紡形式，在加裝數(shù)控雙芯紗裝置的QFA1528型全聚紡細(xì)紗機(jī)上紡制的雙芯紗紗體結(jié)構(gòu)緊密，紗線質(zhì)量穩(wěn)定，不易出現(xiàn)露絲現(xiàn)象，因此全聚紡設(shè)備在雙芯紗的生產(chǎn)應(yīng)用上具有極佳的可行性和發(fā)展?jié)摿ΑＴ跐M足企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和市場(chǎng)需求的同時(shí)，為開發(fā)更多高質(zhì)量、高附加值的雙芯紗新產(chǎn)品提供理論依據(jù)和設(shè)備支持。

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Effectcontrastofdouble-coreyarnbycompletecondensedSiro-spinningandcompletecondensedspinning

QUHuayang1,XIEChunping1,LIUXinjin1,2,WANGGuangbin3
(1.College of Textiles and clothing, Jiangnan University, Wuxi 214122, China; 2.Jiangsu Spcc-silk Co., Ltd., Suqian 223700, China;3.Xinjiang Tianshan Wool Textile Co.,Ltd., Urumqi 830054, China)

The double-core yarn is a new kind of composite yarn with short fiber and filament. In order to study the influene of cotton roving feeding methods on the covering effect and yarn quality of double-core yarn,364 dtex/83.3 dtex/44.4 dtex cotton/colored nylon/spandex,364 dtex/30 μm/44.4 dtex and 292 dtex/30 μm/44.4 dtex cotton /stainless steel/spandex double-core yarns were spun by complete condensed Siro-spinning and complete condensed spinning respectively. Then, the covering effect and quality of the yarns were tested to analyze to explore the roving feeding method suitable for double-core yarn. The results indicate that the mechanism and yarn structure of double-core yarns are different in different roving feeding methods. The performance and covering effect of double-core yarns spun by complete condensed Siro-spinning are better, so it can better meet market needs.

double-core yarn; complete condensed spinning; Siro-spinning; covering effect; yarn quality

TS104.16

A

1001-7003(2017)10-0024-05 < class="emphasis_bold">引用頁(yè)碼

頁(yè)碼: 101105

10.3969/j.issn.1001-7003.2017.10.005

2016-12-28;

2017-08-31

江蘇省博士后科研資助計(jì)劃項(xiàng)目(1501146B)；中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目(2015M581722)；江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(BK20151359)；江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目(BA2014080)；紡織服裝產(chǎn)業(yè)河南省協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目(hnfx14002)；廣東省產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目(2013B090600038)；江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目(蘇政辦發(fā)〔2014〕37號(hào))；江蘇省產(chǎn)學(xué)研前瞻性聯(lián)合研究項(xiàng)目(BY2016022-27)；新疆自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016B02025-1)