飾紗的線密度及捻系數(shù)對(duì)云紋紗成紗影響

高 娜， 李 強(qiáng)，2， 徐伯俊， 劉新金，3， 王廣斌

(1.江南大學(xué)生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 無(wú)錫214122；2.東麗纖維研究所(中國(guó))有限公司,江蘇南通226000；3.江蘇蘇絲絲綢股份有限公司,江蘇宿遷223700；4.新疆天山毛紡織股份有限公司,烏魯木齊830054)

飾紗的線密度及捻系數(shù)對(duì)云紋紗成紗影響

高 娜1， 李 強(qiáng)1，2， 徐伯俊1， 劉新金1，3， 王廣斌4

(1.江南大學(xué)生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 無(wú)錫214122；2.東麗纖維研究所(中國(guó))有限公司,江蘇南通226000；3.江蘇蘇絲絲綢股份有限公司,江蘇宿遷223700；4.新疆天山毛紡織股份有限公司,烏魯木齊830054)

探討了飾紗線密度及捻系數(shù)對(duì)云紋紗成紗外觀及質(zhì)量的影響。在DTM129空心羅拉緊密紡細(xì)紗機(jī)上紡制7.3 tex的云紋紗，通過(guò)改變所用飾紗的線密度及捻系數(shù)，即采用5.8～29.2 tex、捻系數(shù)為280～440的飾紗，紡制成不同色彩分布的云紋紗。利用MDA1300視頻顯微鏡觀察成紗外觀，并對(duì)其強(qiáng)伸性能、條干、毛羽指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試和對(duì)比分析。研究結(jié)果表明：云紋紗在縱向上呈現(xiàn)有色紗包纏本色紗的包纏結(jié)構(gòu)，其織物的圖案呈現(xiàn)一種云紋彩霞的效果。為保證良好的花式效果及質(zhì)量，紡制云紋紗時(shí)，應(yīng)選擇7.3～9.7 tex、較相應(yīng)線密度針織用紗正常捻系數(shù)低的飾紗。

云紋紗；外觀；斷裂強(qiáng)力；毛羽；條干不勻率

在面料個(gè)性化、時(shí)尚化及多樣化的今天,傳統(tǒng)均一結(jié)構(gòu)色紡紗已無(wú)法滿足消費(fèi)者需求,差別化結(jié)構(gòu)色紡紗因此興起。差別化結(jié)構(gòu)色紡紗是指利用加工過(guò)程控制紗線色彩、結(jié)構(gòu),使其呈現(xiàn)隨機(jī)或規(guī)律性差異化或顯著變化,如粗紗“賽絡(luò)”色紗、AB雙色紗、AB竹節(jié)紗、段彩紗、彩點(diǎn)紗等[1-2]。但對(duì)色紡過(guò)程有色纖維的加入產(chǎn)生的可紡性影響規(guī)律尚不清楚,未曾有系統(tǒng)研究[3-4]。

本文借鑒前人的研究思想,開(kāi)發(fā)出了外觀有斷斷續(xù)續(xù)的彩色纖維包纏附著的云紋紗[5-6],其是在綜合賽絡(luò)紡與賽絡(luò)菲爾紡紡紗方法的基礎(chǔ)上開(kāi)創(chuàng)出的一種新方法。該方法是以無(wú)色或淺色粗紗為基紗,顏色明顯區(qū)別于基紗的有色細(xì)紗為飾紗,基于賽絡(luò)紡的形式同時(shí)將基紗與飾紗一并喂入細(xì)紗機(jī),進(jìn)而紡制出外觀斷斷續(xù)續(xù)的飾紗纖維包纏附著、色彩斑斕的云紋紗。對(duì)于色紡紗,合適的工藝對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量提升至關(guān)重要[7]。經(jīng)實(shí)踐分析,發(fā)現(xiàn)飾紗的線密度及捻系數(shù)等參數(shù)對(duì)云紋紗成紗外觀與質(zhì)量有著非常重要的影響,所以對(duì)飾紗的研究顯得尤為重要。

本文通過(guò)采用不同線密度及捻系數(shù)的飾紗進(jìn)行紡紗,利用MDA1300視頻顯微鏡觀察分析云紋紗成紗及織物外觀,并對(duì)其強(qiáng)伸性能、條干、毛羽指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試,探究飾紗線密度及捻系數(shù)對(duì)云紋紗成紗質(zhì)量的影響,不僅為云紋紗紡紗質(zhì)量的提高提供了技術(shù)支持,優(yōu)化了云紋紗的紡紗方式,而且為云紋紗的后續(xù)研究提供了重要的參考依據(jù)。

1 紡紗試驗(yàn)

1.1 紡紗原理

為盡可能使飾紗纖維更好地附著在基紗主體上,本試驗(yàn)在空心羅拉緊密紡DTM129細(xì)紗機(jī)上進(jìn)行[8]。在粗紗架上相應(yīng)地增加1倍細(xì)紗吊鉤,紡紗原理如圖1所示。云紋紗是經(jīng)由粗紗上導(dǎo)紗桿4、下導(dǎo)紗桿5的無(wú)色或淺色粗紗1(基紗),與經(jīng)由張力控制裝置3的有色細(xì)紗2(飾紗)在適當(dāng)?shù)墓に囅乱煌彽谩Ｆ渲?基紗由細(xì)紗機(jī)后羅拉7喂入,飾紗由細(xì)紗機(jī)中羅拉9喂入,分別經(jīng)由后區(qū)和前區(qū)進(jìn)入由前牽伸膠輥10、阻捻膠輥11及內(nèi)部裝有位置固定的吸風(fēng)插件13的空心羅拉12組成的集聚區(qū)；在氣流負(fù)壓的作用下,纖維由邊緣向中心轉(zhuǎn)移,實(shí)現(xiàn)基紗須條與斷裂飾紗纖維的集聚,之后在阻捻膠輥11與空心羅拉12的握持下輸出,經(jīng)加捻卷繞形成云紋紗14。

1.2 儀器與設(shè)備

MDA 1300視頻顯微鏡(中國(guó)南京米厘特儀器儀表有限公司),一馬牌雙系統(tǒng)3-5-7G型電腦橫機(jī)(中國(guó)常熟國(guó)盛針織機(jī)械廠),YG 063型全自動(dòng)單紗強(qiáng)力儀(中國(guó)蘇州長(zhǎng)風(fēng)紡織機(jī)電科技有限公司),USTER ZWEIGLE HL400紗線毛羽測(cè)試儀(瑞士茨威格技術(shù)有限公司),USTER?(TESTER5-C800條干均勻度測(cè)試分析儀(瑞士烏斯特技術(shù)有限公司)。

圖1 云紋紗紡紗原理Fig.1 The spinning principle diagram of the cloud yarn

1.3 方案設(shè)計(jì)

在DTM129空心羅拉緊密紡細(xì)紗機(jī)上紡制7.3 tex、1 396捻/m的云紋紗,其主要紡紗工藝參數(shù)為錠速12 000 r/min、前區(qū)鉗口隔距2.5 mm、雙孔喇叭口隔距2.6 mm、鋼絲圈型號(hào)U1ULUdr18/0。改變所用飾紗的線密度及捻系數(shù),即采用29.2、14.6、9.7、7.3 tex和5.8 tex、捻系數(shù)為280～440的飾紗紡制云紋紗,前期實(shí)踐發(fā)現(xiàn),不同線密度的飾紗所對(duì)應(yīng)的合適捻系數(shù)也不同,飾紗捻系數(shù)太小,導(dǎo)致飾紗強(qiáng)力不夠,紡紗過(guò)程中,飾紗在退繞過(guò)程中易斷頭,很容易在進(jìn)入牽伸區(qū)前斷裂,影響順利紡紗；捻系數(shù)過(guò)大,飾紗纖維在牽伸區(qū)不易被牽切拉斷,不能良好伸直從而與基紗進(jìn)行有效的復(fù)合,故根據(jù)前期試紡,本試驗(yàn)在不斷頭的前提下,針對(duì)不同的線密度飾紗選取了不同的捻系數(shù),飾紗捻系數(shù)偏小掌握,如表1所示。利用MDA1300視頻顯微鏡觀察分析其成紗及織物外觀,并對(duì)其強(qiáng)伸性能、條干、毛羽指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試,研究飾紗線密度及捻系數(shù)對(duì)云紋紗成紗外觀及質(zhì)量的影響。

表1 飾紗線密度及捻系數(shù)Tab.1 Yarn density and twist factor of decorative yarns

1.4 原 料

為保證順利牽伸及成紗質(zhì)量,飾紗纖維與基紗纖維主體長(zhǎng)度應(yīng)相近[9-10],而云紋紗的研究現(xiàn)處于初級(jí)階段,故本試驗(yàn)以基礎(chǔ)的棉為原料紡制云紋紗,基紗為本色精梳棉粗紗,定量為5.0 g/10m,捻系數(shù)為100；飾紗為玫紅色精梳棉細(xì)紗,線密度為14.6 tex,捻系數(shù)為300。

1.5 指標(biāo)及測(cè)試方法

根據(jù)成紗質(zhì)量要求,確定本試驗(yàn)指標(biāo)為斷裂伸長(zhǎng)率、斷裂強(qiáng)度、3 mm內(nèi)毛羽根數(shù)、3 mm及以上毛羽根數(shù)和條干不勻率CV共5項(xiàng)。

采用MDA1300視頻顯微鏡觀察紗線的縱向結(jié)構(gòu)。

采用YG 063型全自動(dòng)單紗強(qiáng)力儀測(cè)試單紗斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率指標(biāo),試樣夾距500 mm,拉伸速度5 m/min,預(yù)加張力0.5 cN。每管紗測(cè)試20次。

采用瑞士茨威格的HL400型紗線毛羽測(cè)試儀測(cè)試毛羽及毛羽變異系數(shù)等指標(biāo),測(cè)試速度400 m/min,測(cè)試長(zhǎng)度100 m。每管紗測(cè)試2次。

采用瑞士烏斯特的UT5-C800條干均勻度測(cè)試分析儀測(cè)試條干CV值和千米細(xì)節(jié)、粗節(jié)、棉結(jié)指標(biāo),測(cè)試速度400 m/min,測(cè)試時(shí)間1 min。每管紗測(cè)試1次。

所有試樣進(jìn)行測(cè)試時(shí),室內(nèi)相對(duì)溫度均為20℃,相對(duì)濕度均為65%。且在對(duì)所有試樣進(jìn)行測(cè)試前,按GB/T 6529—2008《紡織品 調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣》的規(guī)定,均對(duì)試樣在試驗(yàn)用大氣[(20±2)℃,(65±2)%]下進(jìn)行調(diào)濕24 h,使其達(dá)到平衡。

各項(xiàng)成紗質(zhì)量指標(biāo)對(duì)10管紗進(jìn)行測(cè)試,然后記錄其測(cè)試平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 飾紗線密度對(duì)云紋紗外觀及質(zhì)量的影響

2.1.1 云紋紗外觀的影響分析

分別采用試驗(yàn)方案中不同線密度的飾紗進(jìn)行紡紗,為完整表達(dá)及對(duì)比不同線密度的飾紗對(duì)云紋紗外觀產(chǎn)生的效果,本試驗(yàn)將所紡得的云紋紗織成相應(yīng)的平紋針織物,使用設(shè)備為3-5-7G型電腦橫機(jī),利用MDA1300視頻顯微鏡觀察織物外觀,如圖2所示。

圖2 不同飾紗線密度下云紋紗織物外觀Fig.2 Appearance of cloud yarn fabric under different yarn density of decorative yarns

從圖2可以看出,云紋紗織物的圖案呈現(xiàn)一種云紋彩霞的效果。當(dāng)飾紗線密度太大,如飾紗為29.2、14.6 tex時(shí),由于飾紗強(qiáng)力較高,自身不易被牽伸拉斷,且對(duì)基紗纖維的運(yùn)動(dòng)造成較大的阻礙,故其在織物上表現(xiàn)為一簇簇牽伸不斷、包裹附著的有色斑點(diǎn),且飾紗纖維附著牢度差,易掉落,織物表面不均勻等；相對(duì)粗特紗而言,飾紗越細(xì),其織物線條越柔和,云紋效果更明顯。但當(dāng)飾紗線密度小到一定程度,比如5.8 tex時(shí),飾紗纖維在基紗主體上附著量減少,布面效果不再明顯,達(dá)不到云紋紗特有的預(yù)期效應(yīng)。故紡制云紋紗時(shí),為保證良好的花式效果,應(yīng)選擇7.3～9.7 tex的飾紗。

2.1.2 成紗質(zhì)量分析

根據(jù)成紗質(zhì)量要求,確定本試驗(yàn)指標(biāo)為斷裂伸長(zhǎng)率、斷裂強(qiáng)度、3 mm內(nèi)成紗毛羽數(shù)量、3 mm及以上成紗毛羽數(shù)量和條干CV共5項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 不同飾紗線密度下云紋紗成紗質(zhì)量對(duì)比Tab.2 Comparison of cloud yarn quality with different yarn density of decorative yarns

從表2可以看出,當(dāng)采用不同線密度的飾紗紡制云紋紗時(shí),其成紗強(qiáng)力相差不大,3 mm內(nèi)的有效毛羽隨著飾紗線密度的減小而增加,3 mm以上有害毛羽則隨之減少,條干不勻率CV值減小。經(jīng)研究,云紋紗的成紗機(jī)理在于飾紗在前牽伸區(qū)的斷裂及其斷裂后與基紗纖維的共同作用,一方面,當(dāng)飾紗線密度較大時(shí),喂入前區(qū)的纖維根數(shù)較多,纖維間總的摩擦力變大,不易使浮游區(qū)纖維向前鉗口集中,對(duì)單根纖維的控制也不利,纖維易形成毛羽裸露在紗體外；另一方面,由于云紋紗飾紗纖維包纏本色紗的特殊結(jié)構(gòu),隨著飾紗線密度的增大,強(qiáng)力增加,越來(lái)越不易被拉斷。當(dāng)飾紗不均勻地纏繞在基紗上,導(dǎo)致成紗條干惡化,且飾紗越不易被良好地控制,不易隨著捻回的傳遞卷入紗體,導(dǎo)致較多纖維形成毛羽裸露在外,故云紋紗成紗條干及有害毛羽量與飾紗線密度成正相關(guān)。

總之,選擇7.3～9.7 tex的飾紗紡制云紋紗,最終成紗外觀及質(zhì)量較優(yōu)。

2.2 飾紗捻系數(shù)對(duì)云紋紗外觀及質(zhì)量的影響

2.2.1 云紋紗外觀的影響分析

分別采用試驗(yàn)方案中不同捻系數(shù)的飾紗進(jìn)行紡紗,采用MDA1300視頻顯微鏡觀察所得云紋紗的不同成紗外觀,如圖3—圖7所示。

圖3 29.2 tex飾紗所制云紋紗成紗外觀Fig.3 Appearance of cloud yarn spun by 29.2 tex decorative yarn

圖4 14.6 tex飾紗所制云紋紗成紗外觀Fig.4 Appearance of cloud yarn spun by 14.6 tex decorative yarn

圖5 9.7 tex飾紗所制云紋紗成紗外觀Fig.5 Appearance of cloud yarn spun by 9.7 tex decorative yarn

圖6 7.3 tex飾紗所制云紋紗成紗外觀Fig.6 Appearance of cloud yarn spun by 7.3 tex decorative yarn

圖7 5.8 tex飾紗所制云紋紗成紗外觀Fig.7 Appearance of cloud yarn spun by 5.8 tex decorative yarn

從成紗外觀圖可以看出,云紋紗在縱向上呈現(xiàn)有色紗包纏本色紗的包纏結(jié)構(gòu),并且不同飾紗捻系數(shù)會(huì)對(duì)云紋紗外觀產(chǎn)生一定的影響。試驗(yàn)顯示,同一飾紗線密度下,飾紗捻系數(shù)越高,成紗紗體結(jié)構(gòu)越為松散,飾紗纖維附著牢度較差,毛羽裸露較多,纖維伸直度不夠；相應(yīng)的,飾紗捻系數(shù)較小時(shí),成紗紗體結(jié)構(gòu)較為緊密,飾紗纖維黏著度、伸直度較好,毛羽較少。

綜上,飾紗選擇偏低捻系數(shù)時(shí),云紋紗成紗縱向結(jié)構(gòu)較好,外觀較優(yōu)。

2.2.2 成紗質(zhì)量分析

結(jié)合測(cè)試數(shù)據(jù)可知,同一飾紗線密度下,所用飾紗捻系數(shù)越高,云紋紗成紗3 mm以上有害毛羽越多,條干不勻率越大,但對(duì)于成紗強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率無(wú)顯著影響。測(cè)試結(jié)果說(shuō)明這種方法紡制云紋紗并沒(méi)有很大程度破壞紗線的強(qiáng)度,這是因?yàn)轱椉喞w維是包纏在本色紗上的,且其比例較少,有色飾紗在前區(qū)被隨機(jī)拉斷,分段包纏,纖維不受牽制,大多處于游離狀態(tài),有色部分對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)程度較小,所以整體上,飾紗的有無(wú)以及飾紗的捻系數(shù)對(duì)紗線強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率有影響但影響不大。對(duì)于成紗毛羽及條干而言,飾紗為細(xì)紗,其在細(xì)紗機(jī)前區(qū)中是隨機(jī)拉斷狀態(tài),但拉斷有難易,飾紗捻系數(shù)越大,即其捻度越大,越不易被拉斷,繼而會(huì)較大程度影響到基紗的牽伸運(yùn)動(dòng),進(jìn)而影響成紗結(jié)構(gòu)。分析認(rèn)為:一方面,基紗纖維受影響而不能被很好地牽伸,彎鉤較多,條干惡化,且纖維在牽伸區(qū)內(nèi)的有效長(zhǎng)度減短,導(dǎo)致纖維浮游動(dòng)程增加,不能良好地控制,造成成紗毛羽增加；另一方面,隨著飾紗捻系數(shù)的增加,飾紗纖維越來(lái)越不易被拉斷,即使拉斷也較易因捻度大、未伸直而相互纏結(jié),造成纖維集束運(yùn)動(dòng),附著在成紗主體上,造成成紗毛羽增多,條干惡化。

表3 不同飾紗捻系數(shù)下云紋紗成紗質(zhì)量對(duì)比Tab.3 Comparison of cloud yarn quality with different twist factor of decorative yarns

總之,紡制云紋紗時(shí),不同線密度的飾紗所選取的捻系數(shù)亦不相同,但總體把握為較相應(yīng)線密度正常針織用紗低的捻系數(shù),從而保證成紗外觀及質(zhì)量。

3 結(jié) 論

1)云紋紗織物的圖案呈現(xiàn)一種云紋彩霞的效果。當(dāng)飾紗線密度較大時(shí),織物上表現(xiàn)為一簇簇包裹堆集的有色斑點(diǎn),且飾紗纖維附著牢度差,易掉落,織物表面不均勻；但當(dāng)飾紗線密度小到一定程度時(shí),飾紗纖維在基紗主體上附著量減少,布面效果不再明顯,達(dá)不到云紋紗特有的預(yù)期花式效應(yīng)。成紗質(zhì)量方面,當(dāng)采用不同線密度的飾紗紡制云紋紗時(shí),其成紗強(qiáng)力相差不大,3 mm內(nèi)的有效毛羽隨著飾紗線密度的減小而增加,3 mm以上有害毛羽則隨之減少,條干不勻率減小。故紡制云紋紗時(shí),為保證良好的花式效果及質(zhì)量,應(yīng)選擇7.3～9.7 tex的飾紗。

2)云紋紗在縱向上呈現(xiàn)有色紗包纏本色紗的包纏結(jié)構(gòu),并且不同飾紗捻系數(shù)會(huì)對(duì)云紋紗外觀產(chǎn)生一定的影響。同一飾紗線密度下,飾紗捻系數(shù)越高,成紗紗體結(jié)構(gòu)越為松散,飾紗纖維附著牢度較差,毛羽裸露較多,纖維伸直度不夠。成紗質(zhì)量方面,同一飾紗線密度下,所用飾紗捻系數(shù)越高,成紗3 mm以上有害毛羽越多,條干不勻率越大,但對(duì)于成紗強(qiáng)力無(wú)顯著影響。總之,紡制云紋紗時(shí),總體把握為較相應(yīng)線密度正常針織用紗低的捻系數(shù),從而保證成紗外觀及質(zhì)量。

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Effect of density and twist factor of decorative yarns on appearance and yarn quality of cloud yarn

GAO Na1,LI Qiang1,2,XU Bojun1,LIU Xinjin1,3,WANG Guangbin4
(1.Key Laboratory of Eco-Textiles,Ministry of Education,Jiangnan University,Wuxi 214122,China；2.Dongli Fiber Research Institute(China)Co.,Ltd.,Nantong 226000,China； 3.Jiangsu Spcc-silk Co.,Ltd.,Suqian 223700,China；4.Xinjiang Tianshan Wool Textile Co.,Ltd.,Urumqi 830054,China)

The effects of yarn density and twist factor of decorative yarns on the appearance and yarn quality of cloud yarn were discussed.7.3 tex cloud yarns were spun on DTM129 hollow roller compact spinning frame.Through changing yarn density and twist factor of decorative yarns(i.e.5.8-29.2 tex,twist factor of 280-440),cloud yarns with different color distribution were spun.MDA1300 video microscope was used to observe the appearance of cloud yarn.Meanwhile, the tensile property, evenness and hairiness of yarns were tested and analyzed comparatively.The results show that cloud yarn presents a wrapped structure in the longitudinal direction and its fabric presents the moire effect of rosy clouds.In order to guarantee better fancy effect and quality,we should choose decorative yarns of 7.3-9.7 tex and a lower twist factor.

cloud yarn； appearance； breaking strength； hairiness； yarn unevenness

TS104.7

A

1001-7003(2017)11-0013-06 引用頁(yè)碼：111103

2017-01-03；

2017-09-23

中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目(2015M581722)；江蘇省博士后科研資助計(jì)劃項(xiàng)目(1501146B)；江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(BK20151359)；江蘇省產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目(BY2015019-10,BY2016022-27)；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))；江蘇省先進(jìn)紡織工程技術(shù)中心基金項(xiàng)目(XJFZ/2016/4)

高娜(1992-),女,碩士研究生,研究方向紡紗新技術(shù)。通信作者:徐伯俊,教授,wxxbj＠sina.com。

10.3969/j.issn.1001-7003.2017.11.003