噴氣渦流紡縫紉線的開(kāi)發(fā)與性能測(cè)試

趙 娜，趙學(xué)玉，丁莉燕，邢明杰,田邵旭

(1.青島大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，山東青島 266071；2.高密市元信紡織有限公司，山東濰坊 260500)

噴氣渦流紡縫紉線的開(kāi)發(fā)與性能測(cè)試

趙 娜1，趙學(xué)玉1，丁莉燕1，邢明杰1,田邵旭2

(1.青島大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，山東青島 266071；2.高密市元信紡織有限公司，山東濰坊 260500)

采用噴氣渦流紗作為原料，開(kāi)發(fā)了一種新型縫紉線，并對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試與分析。測(cè)試結(jié)果表明，噴氣渦流紡縫紉線單線強(qiáng)力好，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6836-2007優(yōu)等品要求；噴氣渦流紡縫紉線紗疵少，降低了縫紉過(guò)程中的斷針率和紗線斷頭率；噴氣渦流紡縫紉線毛羽指數(shù)低，減小了毛羽對(duì)縫紉產(chǎn)生的危害；噴氣渦流紡縫紉線斷裂伸長(zhǎng)率較大，降低了縫紉線的斷頭率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，噴氣渦流紡縫紉線符合縫紉線的內(nèi)在質(zhì)量要求，屬于質(zhì)量較優(yōu)的縫紉線品種。

噴氣渦流紗 縫紉線 產(chǎn)品開(kāi)發(fā) 性能測(cè)試

隨著紡織科技的進(jìn)步，人們對(duì)服裝的舒適性能以及高檔化的追求不斷地提高，作為必不可少的、重要的服裝輔料之一的縫紉線也隨之發(fā)展起來(lái)。在服裝輔助料中，縫紉線的消耗量比較大，它的質(zhì)量對(duì)制成品的生產(chǎn)制作、外觀效果以及復(fù)用性能有直接的影響關(guān)系。

目前為止，縫紉線的生產(chǎn)方式有三種環(huán)錠紡、賽絡(luò)紡、噴氣紡，其中最常用的是環(huán)錠紡。但是目前尚未采用噴氣渦流紡紡紗工藝來(lái)生產(chǎn)縫紉線，因此，本課題采用噴氣渦流紗作為單紗原料來(lái)生產(chǎn)一種新型的縫紉線品種。實(shí)驗(yàn)以40S的單紗與縫紉線為例。

1 原料

實(shí)驗(yàn)的縫紉線所選用的原料是縫紉線專(zhuān)用的滌綸纖維。之所以選用此種纖維，是因?yàn)樵摾w維具有高強(qiáng)低伸的特點(diǎn)。對(duì)于對(duì)強(qiáng)力要求較高的縫紉線而言，選用此纖維有利于提高縫紉線的強(qiáng)力，達(dá)到最佳的強(qiáng)力效果。紗線的原料規(guī)格如表1所示。

表1 縫紉線原料規(guī)格

2 紡紗工藝及工藝流程

2.1 噴氣渦流紡紡紗工藝

噴氣渦流紡是利用壓縮空氣在渦流腔體內(nèi)形成一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的渦流場(chǎng)，使須條的自由端纖維對(duì)內(nèi)層的纖維產(chǎn)生相對(duì)的角位移，進(jìn)而使須條獲得真捻，使纖維加捻成紗。MVS噴氣渦流紡紗機(jī)主要包括以下幾部分：牽伸、渦流加捻、空心錠子、成紗、卷繞等等。棉條喂入后經(jīng)過(guò)牽伸機(jī)構(gòu)牽伸之后，平行纖維束從前羅拉鉗口輸出，在負(fù)壓的作用下被吸入噴嘴前端的螺旋引導(dǎo)面上，纖維束的前端在引導(dǎo)針的周?chē)?，受到前邊形成的紗線尾端的拉引力作用導(dǎo)入到引紗管中，后端則在高速渦流產(chǎn)生的軸向分力的作用下，部分自由端纖維在入口處呈現(xiàn)倒傘形狀，倒傘狀纖維便露在噴孔噴出的回旋氣流中。隨著氣流的回轉(zhuǎn)加捻到紗線的尾端上，形成實(shí)捻狀紗線輸出。其紡紗原理及電子顯微鏡圖像如下頁(yè)圖1、圖2所示。[1]

圖1 噴氣渦流紡紗原理

1—螺旋引導(dǎo)面 2—引導(dǎo)針 3—噴射孔 4—空心錠子 5—紗條

圖2 噴氣渦流紗線結(jié)構(gòu)電子顯微鏡圖像

2.2 縫紉線倍捻工藝

如圖3所示，紗筒置于空心管上，紗線由紗筒頂端引出，經(jīng)由空心管再經(jīng)過(guò)徑向孔。儲(chǔ)紗盤(pán)隨錠子轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行回轉(zhuǎn)，紗線隨錠子轉(zhuǎn)動(dòng)加上雙倍的捻回，故稱(chēng)之倍捻。圖4中(1)圖的紗線AC段，這部分的加捻性質(zhì)與環(huán)錠紡普通捻線基本相同。已經(jīng)加了捻回的AC段紗線從徑向孔引出的時(shí)候，由額外加上了一個(gè)捻回，如紗線BC段。因此，整個(gè)紗線隨著錠子轉(zhuǎn)一圈加上兩個(gè)捻回。在整個(gè)的加捻過(guò)程中，紗線形成了兩個(gè)氣圈，第一個(gè)氣圈是從紗筒退繞處到空心管的入口處形成，第二個(gè)氣圈形成于紗線離開(kāi)儲(chǔ)紗盤(pán)引向?qū)Ъ嗐^的過(guò)程中。[2]

圖3 倍捻捻線工藝過(guò)程示意圖

1—紗筒 2—導(dǎo)紗鉤3—空心管4—儲(chǔ)紗盤(pán)5—羅拉

倍捻紗線的原理圖如圖4所示。倍捻原理是從假捻概念而來(lái)的，如圖4(1)可見(jiàn)，假捻即將紗線的兩段進(jìn)行握持，在握持點(diǎn)中間加一加捻器進(jìn)行加捻，從A向C看，纖維逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，AC為S捻，從B向C看，纖維順時(shí)針回轉(zhuǎn)，BC為Z捻，從AB整體來(lái)看，AC與BC捻回?cái)?shù)量相等方向相反，相互抵消，整體沒(méi)有捻回，結(jié)果為假捻。

(1) (2)

之所以AC、BC兩段紗線捻向不同，是因?yàn)锳B兩點(diǎn)位于加捻點(diǎn)C 的不同側(cè)，C點(diǎn)加捻，兩側(cè)產(chǎn)生反向捻向。若把AB兩點(diǎn)置于加捻點(diǎn)的同一側(cè)，即在C點(diǎn)不動(dòng)的情況下，將B點(diǎn)轉(zhuǎn)移至A點(diǎn)一側(cè)。如圖4(2)所示，將原先的加捻點(diǎn)C擴(kuò)大成包含紗段(AC、BC)的整個(gè)平面，因此，AC 段紗線以本身的軸線作自轉(zhuǎn)，BC段紗線以AB的軸線作公轉(zhuǎn)。此刻，從A看向C，以及從B看向C，均為逆時(shí)針加捻，即AC、BC兩段紗線均獲得S捻。如果紗線沿著軸向進(jìn)行移動(dòng)，AC段的S捻將會(huì)傳輸?shù)紺B段，此刻，紗線獲得兩個(gè)S捻。

從紗線移動(dòng)速度角度推理倍捻原理，假設(shè)紗線的軸向移動(dòng)速度是v(m/s)，加捻器速度是n(r/min)，在紗線處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，AC紗段的捻度平衡方程式：T1=n/v；BC紗段的捻度平衡方程式:T2=n/v+T1=2n/v.根據(jù)以上方程式可以看出，在倍捻捻線中紗線獲得的捻回為加捻器捻回?cái)?shù)的兩倍，即獲得倍捻。

2.3 工藝流程

2.3.1 噴氣渦流紗工藝流程

原料——清梳聯(lián)合機(jī)——梳棉機(jī)——并條機(jī)——噴氣渦流紡紗機(jī)——成品

2.3.2 縫紉線工藝流程

噴氣渦流紗——絡(luò)筒——并紗——捻線(倍捻)——蒸紗——松筒——壓紗——包裝

3 紗線的捻向

噴氣渦流紡的捻度、捻向受?chē)娮煜嚓P(guān)工藝參數(shù)的影響，一般而言，噴氣渦流紡單紗的捻向?yàn)閆捻。所以，實(shí)驗(yàn)用的噴氣渦流紡單紗選用的是常規(guī)的Z捻紗線。從縫紉線縫合時(shí)織物表面光澤考慮，縫紉線的捻向一般采用單紗與縫紉線反捻的方式，即單紗為S捻，縫紉線即為SZ捻，單紗為Z捻，縫紉線為ZS捻。因此，實(shí)驗(yàn)所用縫紉線為ZS捻。

4 紗線性能研究

4.1 強(qiáng)力

相比其他織造用的紗線，縫紉線與之最大的不同之處在于它對(duì)紗線強(qiáng)度的要求要更高一些。因此，強(qiáng)力對(duì)縫紉線而言是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，它直接影響著縫紉線的內(nèi)在質(zhì)量。噴氣渦流單紗以及縫紉線的強(qiáng)力如表2所示。

表2 噴氣渦流紡單紗、縫紉線強(qiáng)力(N)對(duì)比

根據(jù)中華人民共和國(guó)縫紉線國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6836-2007，滌綸縫紉線單線斷裂強(qiáng)力要求，對(duì)于40S雙股的縫紉線，合格品的縫紉線單線斷裂強(qiáng)力不低于860 cN/50cm，一等品的縫紉線單線斷裂強(qiáng)力不低于900 cN/50cm，優(yōu)等品的縫紉線單線斷裂強(qiáng)力不低于940 cN/50cm。[3]通過(guò)表2數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，噴氣渦流紡縫紉線的強(qiáng)力能達(dá)到957cN/50cm。通過(guò)對(duì)比滌綸縫紉線單線斷裂強(qiáng)力要求表，可以看出，實(shí)驗(yàn)中的噴氣渦流紡縫紉線單線斷裂強(qiáng)力符合其優(yōu)等品的要求。

其次，通過(guò)表2，對(duì)比噴氣渦流紡單紗與縫紉線的強(qiáng)力可以發(fā)現(xiàn)，縫紉線的強(qiáng)力要大于單紗的兩倍，這其中有兩個(gè)原因：其一，由于噴氣渦流紗結(jié)構(gòu)的雙重性，噴氣渦流紗經(jīng)過(guò)加捻合并形成縫紉線之后，其內(nèi)外層結(jié)構(gòu)都發(fā)生了相應(yīng)的變化。因?yàn)橥鈱永w維呈規(guī)則的螺旋狀，經(jīng)過(guò)合股工藝，反向加捻之后，開(kāi)始階段，紗體蓬松，外層纖維的捻度有所減小，相應(yīng)的外層纖維的強(qiáng)力減小了，由于芯纖維在二次加捻之前為無(wú)捻度纖維平行伸直的狀態(tài)，通過(guò)二次加捻作用之后，芯層的纖維由原來(lái)的伸直無(wú)捻度狀態(tài)變成了有捻度狀態(tài)，根據(jù)紗線捻度與強(qiáng)力的關(guān)系可知，當(dāng)紗線捻度由0增大的時(shí)候，其強(qiáng)力增大，且增大的程度近似直線上升，大于噴氣渦流紗外包纖維的強(qiáng)力減小的程度，因此，噴氣渦流紡縫紉線中單紗的強(qiáng)力增加了；其二，兩根單紗不并紗的情況下，強(qiáng)力為單紗的兩倍，而縫紉線是兩根單紗通過(guò)反向二次加捻之后形成的股線，由原因一我們已經(jīng)得知，噴氣渦流紡縫紉線經(jīng)過(guò)合股加捻之后，單紗的強(qiáng)力增加了。此外，單紗與單紗之間又因合股工藝加上了新的捻度，根據(jù)紗線捻度與強(qiáng)力的關(guān)系可知，其強(qiáng)力增加了。此外，合股加捻后期，縫紉線中單紗的紗線結(jié)構(gòu)由蓬松逐漸變得緊密，且纖維與縫紉線的軸向夾角也變小，在拉伸方向的有效分力也增加，因此，縫紉線的強(qiáng)力又增加了。[4]所以，從以上兩個(gè)原因我們可知，噴氣渦流紡縫紉線的強(qiáng)力要比單紗的兩倍強(qiáng)力大許多。

4.2 紗疵

紗疵是指附著在紗線上并且影響紗線質(zhì)量的物體。紗疵對(duì)于紗線以及織物的內(nèi)在以及外觀質(zhì)量至關(guān)重要。文章對(duì)紗線的常發(fā)性紗疵做了檢測(cè)，結(jié)果如表3所示。

表3 噴氣渦流紡單紗、縫紉線紗疵對(duì)比

通過(guò)表3數(shù)據(jù)對(duì)比噴氣渦流紡單紗與縫紉線的紗疵可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)合股加捻之后，噴氣渦流紡縫紉線的千米紗疵數(shù)大大降低了。因?yàn)樵趩渭喼?，紗線的粗細(xì)節(jié)以及棉結(jié)的分布是不均勻的，兩股單紗加捻合股之后，兩個(gè)紗疵剛好接觸的幾率很小，這就使得紗疵在縫紉線中得到了一定的彌補(bǔ)。因此，相對(duì)于單紗，縫紉線的千米紗疵數(shù)大大減小。在千米紗疵中，紗線細(xì)節(jié)對(duì)于紗線強(qiáng)力有一定的影響，但是對(duì)于縫紉線穿針走紗的影響并不大。而千米粗節(jié)與千米棉結(jié)對(duì)于縫紉線穿針走紗影響很大，如果縫紉線中的粗節(jié)與棉結(jié)較多，紗線在縫紉穿針走紗時(shí)，容易把縫紉針別斷，從而嚴(yán)重影響衣物的縫制。因此，紗疵少也是縫紉線的內(nèi)在質(zhì)量的要求之一。所以，噴氣渦流紡縫紉線在紗疵數(shù)量方面符合縫紉線的質(zhì)量要求。

4.3 毛羽

毛羽的長(zhǎng)短、形態(tài)等受紡紗方法、工藝參數(shù)等影響較大，毛羽是影響縫紉線外觀和風(fēng)格的重要質(zhì)量指標(biāo)之一。對(duì)于縫紉線而言，毛羽越少越好。此外，毛羽對(duì)紗線光澤、手感以及外觀等不利。噴氣渦流紡的單紗、縫紉線毛羽指數(shù)對(duì)比如表4所示。

表4 噴氣渦流紡單紗、縫紉線毛羽指數(shù)對(duì)比

由于噴氣渦流紡自身的工藝特點(diǎn)，相比其他工藝的紗線，噴氣渦流紗的毛羽量很少，由表4可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)紗線合股加捻之后，縫紉線的毛羽量變得更少了。對(duì)于縫紉線而言，在紗線穿針走紗進(jìn)行縫紉的過(guò)程中，如果毛羽量比較多，經(jīng)過(guò)各種摩擦之后，毛羽之間容易相互纏結(jié)，進(jìn)而可能形成較大的棉球，從而影響紗線穿針走線，最終導(dǎo)致別斷縫紉針，影響縫紉線的質(zhì)量。因此，噴氣渦流紡縫紉線大大降低了毛羽對(duì)紗線縫紉過(guò)程造成的危害，大大提高了縫紉線的質(zhì)量。因此，噴氣渦流紡縫紉線在毛羽方面符合縫紉線的內(nèi)在質(zhì)量要求。

4.4 伸長(zhǎng)率

對(duì)于縫紉線而言，如果具有良好的斷裂伸長(zhǎng)率，在縫紉的過(guò)程中就可以緩沖外力的作用，從而降低縫紉線在使用過(guò)程中的斷頭率。噴氣渦流紡單紗、縫紉線斷裂伸長(zhǎng)率對(duì)比如表5所示。

表5 噴氣渦流紡單紗、縫紉線斷裂伸長(zhǎng)率(%)對(duì)比

通過(guò)分析表5的數(shù)據(jù)可得，噴氣渦流紡縫紉線的斷裂伸長(zhǎng)率相比于單紗的增加了許多。這是因?yàn)楹瞎杉幽韺?duì)縫紉線的斷裂伸長(zhǎng)率產(chǎn)生了較大的影響。在一般情況之下，斷裂伸長(zhǎng)產(chǎn)生來(lái)自于三部分：一是紗線內(nèi)纖維的相互滑移，二是纖維拉伸的時(shí)候產(chǎn)生的伸長(zhǎng)，三是加捻時(shí)捻回角與紗線中直徑的變化引起的。隨著合股加捻程度的增大，纖維間的緊密程度增加，因此，由纖維間的滑脫產(chǎn)生的斷裂伸長(zhǎng)逐漸減小。部分二、三是斷裂伸長(zhǎng)產(chǎn)生的主要部分，在臨界捻度范圍之內(nèi)，二、三兩部分產(chǎn)生的斷裂伸長(zhǎng)會(huì)呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。[4]因此，經(jīng)過(guò)合股加捻形成縫紉線之后，斷裂伸長(zhǎng)率增加。如果縫紉線擁有較好的斷裂伸長(zhǎng)率，則在縫紉過(guò)程中可以大大減緩因?yàn)榧喆盟鶎?dǎo)致的穿針走紗過(guò)程中的外力作用，從而降低縫紉線的斷頭率，提高縫紉質(zhì)量。所以，噴氣渦流紡縫紉線在斷裂伸長(zhǎng)率方面符合縫紉線的質(zhì)量要求。

5 結(jié)論

綜合上述性能測(cè)試，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，噴氣渦流紡縫紉線無(wú)論是從強(qiáng)力、紗疵、毛羽還是伸長(zhǎng)率等方面，都符合于縫紉線的內(nèi)在質(zhì)量要求，屬于質(zhì)量?jī)?yōu)異的的縫紉線品種。

(1)在強(qiáng)力方面，噴氣渦流紡縫紉線的單線強(qiáng)力很高，符合于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品質(zhì)量要求。

(2)在紗疵方面，噴氣渦流紡縫紉線具有較少的紗疵，大大減少了縫紉過(guò)程中的出現(xiàn)的斷針情況以及降低了紗線的斷頭率。

(3)在毛羽方面，噴氣渦流紡縫紉線的毛羽指數(shù)非常低，因此也減少了因?yàn)槊饐?wèn)題對(duì)縫紉線縫制過(guò)程造成的危害。

(4)在斷裂伸長(zhǎng)率方面，噴氣渦流紡縫紉線的斷裂伸長(zhǎng)率較大，可以降低縫紉線的斷頭率，提高縫紉質(zhì)量。

因此，噴氣渦流紡縫紉線是一種質(zhì)量?jī)?yōu)異的縫紉線新品種。

[1] 邢明杰.噴氣渦流紡紗特征的研究[J].棉紡織技術(shù),2009,37(8):15-18.

[2] 是潤(rùn)淦.倍捻的原理及倍捻機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)[J].絲綢,1988(3):21-24.

[3] GB/T 6836-2007,縫紉線[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

[4] 姚穆 .紡織材料學(xué)(第3版)[M].北京：中國(guó)紡織出版社2009.

DevelopmentandPerformanceTestofMVSSewingThread

ZHAONa1,ZHAOXue-yu1，DINGLi-yan1,XINGMing-jie1，TIANShao-xu2

(1.CollegeofTextile&Clothing,QingdaoUniversity,Qingdao266071;2.GaomiYuanxinTextileCo.,Ltd,Weifang260500)

A new type of sewing thread was made with MVS single yarn as raw material and its related performance was tested and analyzed. The test results showed the following performance characteristics: the MVS sewing thread had a good strength to meet the top quality requirements of national standard GB/T 6836-2007; it had fewer yarn defects, reducing the broken needle rate and yarn breakage rate during the sewing process; its hairiness index was so low that it could reduce the hairiness hazards during the sewing process; it had a high elongation at break, which reduced the sewing thread’s breakage rate. According to the experimental results, the sewing thread met the internal quality requirements of the sewing thread and was classified to a better quality sewing thread group.

MVS sewing thread product development performance testing

2017-07-07

趙娜(1991-)，女，碩士研究生，研究方向：新型紡紗。

邢明杰(1964-)，男，博士，教授，碩士生導(dǎo)師。

TS104

A

1008-5580(2017)04-0097-05