假捻裝置作用于不同紗支及紡紗方式的效果分析

劉春 謝春萍 劉新金 蘇旭中

摘要： 由于假捻紡紗技術(shù)作用在普通環(huán)錠細紗機上可生產(chǎn)低捻高強紗，為了了解假捻裝置應(yīng)用于不同紗支及紡紗方式的效果，文章采用一種自主研發(fā)的假捻裝置對純棉紗進行試紡。通過環(huán)錠和賽絡(luò)兩種紡紗方式對不同細度（16S、21S、40S）紗線的不同捻度分別進行有無假捻裝置情況下的紡紗，并對強伸性及毛羽性能進行測試，旨在得到假捻裝置作用效果明顯的紗支、捻度和紡紗方式。實驗結(jié)果表明：假捻裝置對低捻紗的作用效果高于高捻紗；對環(huán)錠紡紗的作用效果優(yōu)于賽絡(luò)紡；對高支紗效果優(yōu)于低支紗。

關(guān)鍵詞： 假捻；不同紗支；低捻紗；環(huán)錠紡；賽絡(luò)紡

中圖分類號： TS114.1 文獻標志碼： A 文章編號： 10017003（2018）07003506引用頁碼： 071106

Effect of false twisting device on different yarn count and spinning mode

LIU Chun， XIE Chunping， LIU Xinjin， SU Xuzhong

（Key Laboratory of EcoTextiles， Ministry of Education， Jiangnan University， Wuxi 214122， China）

Abstract： Because the false twist spinning technology can produce lowtwist highstrength yarns on ordinary ring spinning machines， in order to understand the effect of false twisting devices applied in different yarn counts and spinning methods， a selfdeveloped false twisting device was used to test the cotton yarn. Ring spinning and siro spinning were used to perform spinning with or without false twisting on different degrees of fineness （16S， 21S， 40S） yarns， and test the strength， elongation and hairiness performance. The purpose is to get a yarn count， twist， and spinning method with the obvious effect of false twisting device. The experimental results show that the effect of false twisting device on low twist yarn is higher than that of high twist yarn； the effect on ring spinning is better than that on siro spinning； the effect on high count yarn is better than that of low count yarn.

Key words： false twist； different yarn count； low twist yarn； ring spinning； siro spinning

收稿日期： 20171108； 修回日期： 20180510

基金項目： 江蘇省產(chǎn)學(xué)研項目（BY201602227）；江蘇省自然科學(xué)基金項目（BK20170169）；宿遷市工業(yè)支撐項目（H201612、H201607）；紡織服裝產(chǎn)業(yè)河南省協(xié)同創(chuàng)新項目（hnfx14002）；廣東省產(chǎn)學(xué)研項目（2013B090600038）；江蘇省先進紡織工程技術(shù)中心基金項目（XJFZ/2016/4）；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金資助項目（JUSRP51731B）

作者簡介： 劉春（1992），女，碩士研究生，研究方向為紡紗新技術(shù)。通信作者：謝春萍，教授，wxxchp@vip163.com。低捻環(huán)錠紗因其豐滿柔軟的紗體、較低的殘余扭矩和較高的生產(chǎn)效率而被認為是理想的針織用紗[12]，在較低的捻度下，可得到扭矩低、毛羽少、強力較高及手感柔軟的單紗[35]。但傳統(tǒng)低捻紗的低強度和較多的毛羽限制了它的應(yīng)用范圍。香港理工大學(xué)是較早利用假捻技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)低扭矩紗的單位，陶肖明等[6]發(fā)明了一種新型的低扭矩環(huán)錠單紗生產(chǎn)技術(shù)，即假捻技術(shù)。與傳統(tǒng)環(huán)錠單紗相比，這種低扭矩環(huán)錠單紗具有紗線的殘余扭矩小，低捻度水平下紗線的相對強力高，紗線毛羽少等性能。其織物手感柔軟，表面平整光潔，多次水洗之后變形小。在高支紗產(chǎn)品中，高支低扭矩環(huán)錠紗還可生產(chǎn)更為輕薄的織物，且能夠賦予低扭矩環(huán)錠紗棉織物獨特的羊絨般手感。

研究假捻裝置在細紗機的應(yīng)用，主要是在原有生產(chǎn)條件下對細紗機進行較小的改動而更有效地提高成紗質(zhì)量，假捻器的應(yīng)用對成紗質(zhì)量有明顯的改善[7]，但對于生產(chǎn)方面來說，生產(chǎn)效率也是考慮生產(chǎn)效益的重要指標，因此尋求假捻作用效果最佳的紡紗方式及紗線細度是對假捻紡紗方法的合理利用和推進。本文針對16S、21S、40S不同細度的紗線，對比分析紗線在傳統(tǒng)紡紗方式和加有假捻裝置的紡紗方式下的成紗性能，并對假捻紡作用于不同細度紗線下的質(zhì)量改善效率進行分析，使假捻裝置在細紗機的運用更加合理高效化。

1假捻紡紗

本文所用的假捻紡紗技術(shù)，主要通過自主改造環(huán)錠細紗機，在其前羅拉和導(dǎo)紗鉤之間安裝一個摩擦傳動式的假捻裝置，如圖1所示。從前羅拉握持點到假捻器的一段為高捻區(qū)，由于假捻器的存在，該區(qū)域中被賦予極高的捻度，纖維所受張力的增大，促進了纖維轉(zhuǎn)移；從假捻器到導(dǎo)紗鉤一段為低捻區(qū)，由于解捻作用，該紗線段捻度相對較低；從導(dǎo)紗鉤到鋼絲圈為氣圈區(qū)，此段捻度主要為導(dǎo)紗鉤產(chǎn)生加捻作用。

中部分纖維殘余扭矩相互平衡和殘余應(yīng)力降低[8]、近前羅拉段纖維抱合緊密，這些均對成紗性能有一定的促進作用。

2實驗

2.1原料及儀器

實驗的粗紗原料采用傳統(tǒng)粗紡純棉紗，定量為5.0g/10m；細紗機采用改裝的DTM129細紗機（江蘇東臺東飛馬佐里紡機有限公司）；紗線強力采用YG068C全自動單紗強力儀（蘇州長風(fēng)紡織機電科技有限公司）進行測試，毛羽采用USTER ZWEIGLE HL 400毛羽測試儀（瑞士烏斯特公司）進行測試。

2.2紗線性能測試

強力測試：每次同時對同組的6管紗進行測試，每管紗線測25次，夾頭上下夾持距離500mm，拉伸速度500mm/min，記錄每組測試結(jié)束后所顯示的對應(yīng)性能的平均值；毛羽測試：速度400m/min，測試時間1min，每管紗測試1次，每次一組（6管）紗測試后對對應(yīng)毛羽長度取平均值。

3結(jié)果及分析

3.1對紗結(jié)果的直觀分析

3.1.116S紗

本實驗紡紗隔距塊4.0，賽絡(luò)紡牽伸倍數(shù)為27.04，環(huán)錠紡紗牽伸倍數(shù)為13.55，控制前羅拉輸出速度一定。表1、表2為各成紗性能測試結(jié)果，兩種方式雖然在假捻作用下強力和毛羽均有所改善，但對于賽絡(luò)紡紗線，假捻裝置作用后，低捻系數(shù)紗線變

3.1.221S紗

本實驗紡紗隔距塊為3.5，賽絡(luò)紡牽伸倍數(shù)為38.97，環(huán)錠紡紗牽伸倍數(shù)為19.50。表3為賽絡(luò)假捻紡紗線性能測試結(jié)果，在實驗中控制前羅拉線速度一定。在環(huán)錠假捻紡紗時控制細紗機錠速設(shè)為11000r/min不變，此時隨著紗線捻系數(shù)降低前羅拉線速度會增加（表4），當(dāng)捻系數(shù)為270時，假捻紡紗可正常進行的情況下傳統(tǒng)環(huán)錠紡下卻無法正常紡紗，前羅拉速度太大會出現(xiàn)連續(xù)斷頭。加有假捻裝置下所紡紗線強力增加、強力CV及強力不勻率減小，會不同程度地提高成紗質(zhì)量，且根據(jù)捻系數(shù)的不同變化不一。在傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗情況下捻系數(shù)為280時的強力為229.19，然而加有假捻裝置使得捻系數(shù)在260時強力即可達到229.95，且可紡捻系數(shù)可低至240，表明假捻裝置的應(yīng)用使紡低捻紗成為可能。

捻系數(shù)紡紗表5和表6為40S紗線性能的測試結(jié)果。本實驗紡紗隔距塊3.0，環(huán)錠紡牽伸倍數(shù)為33.87，賽絡(luò)紡牽伸倍數(shù)為74.46，前羅拉線速度控制在13.60m/min左右。如表1、表3和表5所示，假捻裝置作用在賽絡(luò)紡，當(dāng)捻系數(shù)較大時強力變異系數(shù)及強力不勻率較傳統(tǒng)賽絡(luò)紡相比有所增加或變化不明顯，低捻系數(shù)時則相反。如表2和表6所示，假捻裝置作用于環(huán)錠紡，對于不同捻系數(shù)下強力變異系數(shù)及強力不勻率較傳統(tǒng)環(huán)錠紡相比均有所減小，即假捻裝置的應(yīng)用對環(huán)錠紡紗線性能具有較全面的改善。

假捻器為帶狀傳動裝置，紗線在帶子表面的銜接點容易產(chǎn)生鉤紗現(xiàn)象，尤其是細度較細的紗線。速度較慢的情況下紗線會產(chǎn)生大批錠子的斷頭，影響紡紗的正常進行。當(dāng)紡紗過程提高錠速，會稍微減少鉤紗現(xiàn)象。其次，紡紗過程中細紗機的震動加之假捻器在傳動過程中的振蕩，使得在紡紗過程中假捻器自左向右傳動的過程中會產(chǎn)生較大幅度的振蕩，影響成紗狀態(tài)。因此，假捻裝置的優(yōu)化可進一步提高成紗性能。

3.2成紗結(jié)果的側(cè)重分析

3.2.1強力

強力的測試是在同一參數(shù)下選取6個錠子同時進行試紡，強伸性測試時每一管紗線測25次求其平均值為i（j），則同一參數(shù)下6管的平均值之和的平均值（）作為該參數(shù)下的測試結(jié)果。計算公式如下：

=16（1+2+…+6）（1）

=16（1+2+…+6）（2）

P/%=-×100=16∑6i=1（Mi）-16∑6j=1（Nj）16∑6j=1（Nj）×100（3）

式中：M為加有假捻裝置的強力；N為不加假捻裝置的強力；P為強力增加率。

3.67根據(jù)式（3）計算結(jié)果（表7）可知：隨著捻系數(shù)的減小，經(jīng)假捻器作用下紗線的強力增加率處于上升趨勢，當(dāng)捻系數(shù)較高時，效果則相反，說明假捻器對紗線的作用在低捻度時效果更明顯；將假捻裝置分別作用于環(huán)錠和賽絡(luò)兩種紡紗方式下，假捻器對環(huán)錠單紗喂入的紡紗方式作用效果更加明顯，在不同捻系數(shù)下強力的增加率均大于雙紗喂入的賽絡(luò)紡，說明假捻器在單紗喂入的環(huán)錠紡中對強力的作用效果更明顯。

2.2毛羽

對毛羽的測試和計算與強力基本相同，同一參數(shù)下選取6個錠子同時進行試紡，毛羽測試時每一管紗線測1次（400m），求其同一參數(shù)下6管的平均值為s（r），則同一參數(shù)下特定毛羽長度的平均個數(shù)（）為此長度毛羽下不同捻系數(shù)的6管紗毛羽長度平均值的平均值。由于紗支不同，所紡捻系數(shù)的范圍不同，因此公式中s、r為不定值。計算公式如下：

=16（1+2+…+s）（4）

=16（1+2+…+r）（5）

H/%=-×100=1n∑ns=1（As）-1n∑nr=1（Br）1n∑nr=1（Br）×100（6）

式中：A為不加假捻裝置的毛羽個數(shù)；B為加有假捻裝置的毛羽個數(shù)；H為毛羽減少率。

為了使效果更加直觀，在光學(xué)顯微鏡下觀察紗線有無假捻裝置的表面形態(tài)（圖2）：加有假捻裝置的紗線表面纖維更多地貼附于紗線體內(nèi)，更有效地提高了纖維利用率，相對于不加假捻裝置時所紡紗線，其紗體表面毛羽減少。

同時根據(jù)式（6）計算結(jié)果顯示（表8）可知：假捻紡紗對減少紗線毛羽具有明顯的促進作用，且對于不同紡紗方式及不同細度紗線的毛羽改善程度不同。根據(jù)對表8中毛羽的減少率計算得出：毛羽減少效果更明顯于較長毛羽；對于紡紗方式而言，假捻紡對環(huán)錠紡細紗毛羽的減少率大于賽絡(luò)紡，說明假捻紡對環(huán)錠紡紗的毛羽改善更明顯；對于同樣采用環(huán)錠紡的不同紗支，40S的毛羽減少率更高一點，表明假捻紡對于改善毛羽更傾向于細支紗。

38.7343.7648.2646.47對于不同紡紗方式和紗支，假捻裝置對其改善程度及效果不同，其主要源于假捻裝置作用下紗線特殊的結(jié)構(gòu)與特點。其纖維軌跡為非同軸異形螺旋線結(jié)構(gòu)且螺旋線存在局部反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，纖維部分段落呈現(xiàn)小結(jié)狀螺旋狀態(tài)[9]。這種獨特的紗線結(jié)構(gòu)增加了纖維間的接觸及側(cè)向壓力，會增大纖維間的抱合力及相互的摩擦作用，從而減小紗線拉伸過程中出現(xiàn)的纖維滑脫，將提高紗線斷裂強力?；诩倌硌b置的影響，使紡紗過程中前鉗口段捻度較大，與傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗比捻度傳遞更加均勻，紗線加捻三角區(qū)相對減小[10]，纖維利用率增加，加之其獨特的非同軸異形結(jié)構(gòu)特點，纖維在成紗過程中滑移少，成紗毛羽明顯減少。

4結(jié)論

假捻裝置作用于細紗工序可改善纖維成紗性能，對于不同紡紗方式和不同紗線細度假捻紡紗的作用效果也有不同，在以捻系數(shù)為變化量實驗時應(yīng)控制不同捻系數(shù)下的前羅拉線速度一定。通過對不同紗支性能對比得出：假捻紡紗對不同細度的紗線性能均有改善作用，且效果更明顯于提高低捻紗線的質(zhì)量；對于傳統(tǒng)的環(huán)錠紡和賽絡(luò)紡而言，賽絡(luò)紡紗線性能更優(yōu)，但在加有假捻裝置情況下對比兩種紡紗方式成紗性能，實驗結(jié)果顯示在減少毛羽、增加強力的作用效果上，環(huán)錠紡所紡紗線質(zhì)量改善更加明顯，得出假捻作用對環(huán)錠紡效果更加明顯；從強力的增加率和毛羽的減少率中可以看出，假捻裝置對紗線的改善效果更明顯于高支紗。

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