全聚紡與四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡針織物性能對(duì)比分析

趙超 劉新金 王廣斌

摘要： 為了研究全聚紡與四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡針織物之間的性能差異，采用PhabrOmeter評(píng)價(jià)系統(tǒng)，分別對(duì)相同規(guī)格的4種天絲/長(zhǎng)絨棉/精梳棉20/50/30、精梳棉/長(zhǎng)絨棉20/80、滌綸/棉65/35和G100天絲全聚紡與四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡針織物的基本風(fēng)格指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試；并利用高速攝影儀對(duì)織物拉伸過(guò)程進(jìn)行了穩(wěn)定性分析。結(jié)果表明：全聚紡針織物相比于四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡針織物擁有更好的硬挺度、柔軟度和光滑度，但是四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡針織物的懸垂性能和折皺回復(fù)性能則更好。全聚紡針織物與緊密紡針織物相對(duì)手感值之間差異性不大，緊密紡針織物的拉伸性能和穩(wěn)定性要比全聚紡針織物好。

關(guān)鍵詞： 全聚紡；四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡；PhabrOmeter評(píng)價(jià)系統(tǒng)；高速攝影儀；織物性能

中圖分類(lèi)號(hào)： TS101.923.6文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)： 10017003（2018）02002506引用頁(yè)碼： 021105

Analysis and comparison of properties of complete condensing spinning knitted

fabrics and fourroller compact spinning kintted fabrics

ZHAO Chao1， LIU Xinjin1，2， WANG Guangbin3

（1.Key Laboratory of EcoTextiles， Ministry of Education， Jiangnan University， Wuxi 214122， China； 2.Jiangsu Spccsilk

Company， Suqian 223700， China； 3.Xinjiang Tianshan Wool Textile Company， Urumchi 830054， China）

Abstract： In order to explore the property difference between the complete condensing spinning knitted fabrics and fourroller compact spinning knitted fabrics， the fundamental style indexes of the four kinds of knitted fabrics with the same specifications （tencel/ combed cotton/ longstaple cotton （20/50/30） yarn， longstaple cotton/combed cotton （20/80） yarn， polyester/ cotton （65/35） yarn and G100 tencel yarn） and fourroller compact spinning knitted fabrics were tested by PhabrOmeter evaluation system. And the stability of the tensile process was analyzed by using highspeed camera. It is shown that the complete condensing spinning knitted fabrics have better stiffness， softness and smoothness. However， the drapability and wrinkle recovery probability of fourrollers compact spinning knitted fabrics are more excellent than that of complete condensing spinning knitted fabrics. And there is no obvious difference between the two kinds of fabrics about relative hand feeling value. In addition， the tensile property and stability of fourroller compact spinning knitted fabrics are better than that of complete condensing spinning knitted fabrics.

Key words： complete condensing spinning； fourroller compact spinning； PhabrOmeter evaluation system； highspeed camera； fabric properties

緊密紡技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型紡紗技術(shù)[12]，也叫集聚紡。它是在普通環(huán)錠紡紗的基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)器進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，利用多種形式的集聚系統(tǒng)將纖維須條在前鉗口與增設(shè)的阻捻鉗口之間的區(qū)域進(jìn)行集聚，完成集聚后再進(jìn)入加捻區(qū)域加捻成紗，這使得纖維在這個(gè)過(guò)程中都能盡量依附在紗體上，從而達(dá)到減少紗線有害毛羽，保留有益毛羽，提高強(qiáng)力的目的。緊密紡紗系統(tǒng)可以分為氣流集聚系統(tǒng)和非氣流集聚系統(tǒng)兩大類(lèi)[3]。非氣流集聚型緊密紡紗系統(tǒng)通過(guò)集聚器實(shí)現(xiàn)纖維須條的集聚。氣流集聚型緊密紡紗系統(tǒng)根據(jù)集聚元件的不同，可分為羅拉集聚型、膠輥集聚型、膠圈集聚型和網(wǎng)格圈集聚型紡紗系統(tǒng)四大類(lèi)。本文所選為四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡系統(tǒng)，另一種全聚紡紗系統(tǒng)則由負(fù)壓式羅拉集聚型集聚紡裝置改造而來(lái)。另外，相比于緊密紡，全聚紡前期改造費(fèi)用較高，但易損件消耗少，清理維護(hù)簡(jiǎn)單，能為企業(yè)降低后期生產(chǎn)成本。

楊敏等[4]在視頻顯微鏡下通過(guò)觀察纖維在成紗中的轉(zhuǎn)移，來(lái)對(duì)比分析由全聚紡、環(huán)錠紡、網(wǎng)格圈集聚紡這三種不同紡紗方式所紡紗線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；張玉等[1]運(yùn)用哈氏切片器切取網(wǎng)格圈緊密紡和全聚紡兩種混紡紗線樣本，借助顯微鏡觀察并采集樣本中混紡纖維的分布狀況圖，結(jié)合漢密爾頓指數(shù)的方法分析，得到纖維在不同紡紗方式內(nèi)的內(nèi)外轉(zhuǎn)移趨勢(shì)及規(guī)律；楊士奎[5]對(duì)四羅拉網(wǎng)格圈型緊密紡關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。目前對(duì)全聚紡和四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡紗線性能的研究比較透徹，但是對(duì)其織物的性能研究還比較少。普通織物拉伸性能測(cè)試只能反映織物斷裂時(shí)的性能，而不能反映拉伸這整個(gè)過(guò)程。而利用高速攝影技術(shù)能對(duì)高速運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行快速的捕捉，將織物拉伸斷裂過(guò)程很清晰地展現(xiàn)出來(lái)，可以讓人們對(duì)織物拉伸斷裂過(guò)程的穩(wěn)定性有更深入的分析和認(rèn)識(shí)?？椢镲L(fēng)格測(cè)試中，主觀評(píng)價(jià)主要依靠測(cè)定者手掌和織物接觸，來(lái)評(píng)定織物風(fēng)格好壞，但是此方法太過(guò)局限，主觀性強(qiáng)?？陀^評(píng)價(jià)主要依靠?jī)x器，模擬手掌對(duì)織物產(chǎn)生機(jī)械形變，從而獲得力學(xué)數(shù)據(jù)。為了給企業(yè)提供更好的選擇依據(jù)，選擇合適的紡紗工藝織制織物，本文首先測(cè)試了這兩種紗線的基本性能，接著對(duì)全聚紡與網(wǎng)格圈緊密紡針織物織物風(fēng)格進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試和分析研究，并利用高速攝影儀拍攝織物的拉伸過(guò)程來(lái)分析織物穩(wěn)定性。

1四羅拉網(wǎng)格圈紡紗系統(tǒng)簡(jiǎn)介

四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡紗系統(tǒng)在原有牽伸裝置結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將一組氣流集聚裝置加裝在紡紗裝置的前羅拉出口處[5]，由吸風(fēng)組件5、輸出羅拉3、輸出膠輥4和網(wǎng)格圈6組成。吸風(fēng)組件表面設(shè)置了細(xì)長(zhǎng)的吸風(fēng)槽，網(wǎng)格圈被安裝在吸風(fēng)組件上。在網(wǎng)格圈表面均勻分布著網(wǎng)狀小孔，為了方便被集聚的纖維須條繞其自身旋轉(zhuǎn)，吸風(fēng)組件的吸風(fēng)口設(shè)置成傾斜于須條運(yùn)動(dòng)方向，有利于纖維集聚克服膠圈集聚的局限性。

1前羅拉，2前膠輥，3輸出羅拉，4輸出膠輥，5吸風(fēng)組件，

6網(wǎng)格圈，7中羅拉，8中膠輥，9后羅拉，10后膠輥

2全聚紡紗系統(tǒng)簡(jiǎn)介

全聚紡細(xì)紗機(jī)機(jī)構(gòu)其結(jié)構(gòu)裝置示意如圖2所示。它是一種主要由窄槽式空心羅拉1、吸風(fēng)組件2和氣流導(dǎo)向裝置4等部件組成的新型負(fù)壓式羅拉集聚型集聚紡裝置[6]。該裝置在原來(lái)環(huán)錠紡的基礎(chǔ)上，將前羅拉替換成直徑為50mm的窄槽式空心羅拉1，并與吸風(fēng)組件2和氣流導(dǎo)向裝置4配合，使加捻三角區(qū)縮小。同時(shí)在集聚過(guò)程中紡紗裝置產(chǎn)生的負(fù)壓使須條和羅拉速度相同，從而減少須條向前運(yùn)輸中可能存在的不必要牽伸，從而達(dá)到提高紗線質(zhì)量和強(qiáng)力的目的。全聚紡紗線與環(huán)錠紡紗線相比，它的有害毛羽降低了70%，但同時(shí)相比于四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡紗線又能保留豐富的1～2mm有益毛羽，紗線條干均勻度好。因此，由全聚紡紗線織造的面料布面光潔，染色均勻橫檔少，深受市場(chǎng)歡迎。另外，全聚紡細(xì)紗機(jī)是由環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)改造而來(lái)，安裝方便，裝置成本更低，更加有利于國(guó)產(chǎn)老機(jī)改造。而且它在實(shí)現(xiàn)負(fù)壓氣流完全集聚效果的前提下，能有效降低能耗及改造過(guò)程中的物耗，給企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

1窄槽式負(fù)壓空心羅拉，2吸風(fēng)組件，

3阻捻皮輥，4氣流導(dǎo)向裝置，5前皮輥

3試驗(yàn)

3.1試樣

選擇11.7tex的精梳棉/長(zhǎng)絨棉20/80全聚紡和四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡這2種紗線，進(jìn)行紗線性能測(cè)試。選擇4組結(jié)構(gòu)規(guī)格相同的全聚紡針織物試樣和四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡針織物，進(jìn)行織物性能對(duì)比測(cè)試，試樣規(guī)格見(jiàn)表1。紗線和織物均由江蘇悅達(dá)紡織集團(tuán)有限公司提供。

3.2儀器

USTER毛羽儀、USTER紗線疵點(diǎn)分級(jí)儀（烏斯特技術(shù)公司），G 068C型全自動(dòng)單紗強(qiáng)力儀（蘇州長(zhǎng)風(fēng)紡織機(jī)電科技有限公司），PhabrOmeter織物手感評(píng)價(jià)系統(tǒng)（美國(guó)欣賽寶科技公司），電子單紗織物強(qiáng)力試驗(yàn)機(jī)HD 026N+（南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司），高速攝影機(jī)Olympus iSpeed3（日本奧林巴斯公司）。

3.3測(cè)試內(nèi)容和方法

紗線性能主要從紗線的毛羽、強(qiáng)力和條干三個(gè)方面進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，利用USTER毛羽儀測(cè)定紗線毛羽，利用USTER紗線疵點(diǎn)分級(jí)儀測(cè)定紗線條干不勻率，利用YG 068C全自動(dòng)單紗強(qiáng)力儀測(cè)定紗線強(qiáng)力。

4結(jié)果與分析

4.1紗線性能測(cè)試

紗線性能測(cè)試結(jié)果如表2所示。

3從表2可知，全聚紡紗線的條干水平相比于網(wǎng)格圈緊密紡有所改善，粗結(jié)、細(xì)節(jié)和棉結(jié)也有所減?。幻鹬笖?shù)雖然有所增加但是變化不大，紗線斷裂強(qiáng)力稍差，但是紗線綜合指標(biāo)相比之下要好于四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡。這是因?yàn)槿奂徬到y(tǒng)相比于網(wǎng)格圈緊密紡系統(tǒng)采用的大直徑窄槽式負(fù)壓空心羅拉配合經(jīng)過(guò)優(yōu)化的吸風(fēng)組件增加了集聚區(qū)的長(zhǎng)度，改善了紗線集聚效果，使紗線成紗綜合質(zhì)量有所提高。而四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡集聚過(guò)程中產(chǎn)生的附加捻度較大，使紗體中的纖維相互扭轉(zhuǎn)糾纏現(xiàn)象較明顯，大幅提高了纖維間的抱合力，使得紡紗過(guò)程中紗線斷頭減少，強(qiáng)力有所提高。

4.2織物風(fēng)格測(cè)試

織物風(fēng)格是織物本身所固有的，作用于人的感官所產(chǎn)生的綜合效應(yīng)[8]。為了測(cè)試織物的相對(duì)手感值，本文將一組純棉織物作為參考樣品，并將其手感值記為0來(lái)計(jì)算其他織物相對(duì)于它的相對(duì)手感值。所測(cè)試織物的相對(duì)手感值數(shù)值越大表示手感越好。另外，硬挺度表示織物的挺括程度，柔軟度表示織物的柔軟性能，光滑度則表示織物的表面光滑程度，測(cè)試所得數(shù)值越大代表其性能越好。而懸垂系數(shù)代表了織物的懸垂性能，測(cè)試所得的懸垂系數(shù)越大，則織物的懸垂性能越差[9]。試樣手感特征值如表3所示。

從表3可知，全聚紡針織物的硬挺度要大于四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡針織物。這是因?yàn)槿奂徏喚€由于全聚紡裝置的空心羅拉上方裝有氣流導(dǎo)向裝置，促使須條中的纖維均勻排列于羅拉表面，使?fàn)可靺^(qū)輸出的纖維排列整齊，并得到良好的集聚，紡成的細(xì)紗中纖維能均勻排列。另一方面由于全聚紡成紗條干均勻、疵點(diǎn)少，使紗線緊密，因此，由全聚紡紗線織成的針織物硬挺度高。

紗線毛羽是影響織物柔軟度和光滑度的一個(gè)重要因素，毛羽越多織物越蓬松，織物的柔軟度越好。結(jié)合表2可知，全聚紡紗線毛羽指數(shù)略高于緊密紡紗線，這是因?yàn)橄啾扔诰o密紡，全聚紡紗線不僅能將有害毛羽降低70%，而且能夠大量保留3mm以下有益毛羽。因此，全聚紡針織物毛羽相比于緊密紡針織物更蓬松柔軟度更好。

織物的光滑度和紗線條干均勻度與紗線表面毛羽有關(guān)。3mm以上有害毛羽不僅影響織物織造，而且織物在織造過(guò)程中紗線表面的有害毛羽會(huì)因?yàn)槟Σ?，毛羽之間相互糾纏容易起毛起球[10]，影響織物的表面光滑度。但另一方面，有益毛羽能掩蓋布面疵點(diǎn)及一些條干不勻，使織物表面更加勻整。因此，結(jié)合表2毛羽指數(shù)和條干CV值可知，在全聚紡紗線和緊密紡紗線都能降低表面有害毛羽的情況下，由于全聚紡針織物有益毛羽多，紗線條干更均勻，使織造成的織物表面更加勻整，光潔、滑爽，所以全聚紡針織物的光滑度大于四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡針織物。

織物懸垂性指的是織物在本身質(zhì)量及織物剛?cè)岢潭扔绊懴拢憩F(xiàn)出的自然懸垂的特征。由表3可知，四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡針織物的懸垂性能要好于全聚紡針織物，這是因?yàn)閼掖剐阅艿暮脡挠煽椢锏挠餐Χ葲Q定，和硬挺度呈反比，織物越硬挺，懸垂性越差。因此，緊密紡針織物的懸垂性能要好于全聚紡針織物。

織物的折痕回復(fù)性能是指當(dāng)織物受到外力發(fā)生形變，撤去外力時(shí)，織物回復(fù)到原來(lái)樣子的能力。由于緊密紡紗線毛羽較少，因此紗線之間空隙較大。結(jié)合表3可知，當(dāng)織物發(fā)生變形時(shí)，緊密紡針織物相比于全聚紡針織物的折皺回復(fù)能力更好。

織物的手感由原料、紗線線密度等多種因素共同決定，由表3可知，全聚紡針織物和緊密紡針織物相對(duì)手感值之間相差不大。9.8tex和11.7tex的兩組織物中，全聚紡針織物的相對(duì)手感要略差于緊密紡針織物。而21tex和24.6tex的兩組織物中，全聚紡針織物的相對(duì)手感要略好于緊密紡針織物。

4.3織物穩(wěn)定性測(cè)試

利用高速攝影儀拍攝織物拉伸斷裂過(guò)程，利用自帶的iSPEED Viewer圖像處理軟件導(dǎo)出圖片，視頻從0開(kāi)始至40s結(jié)束，每隔5s取幀獲取一張圖片，將圖片導(dǎo)入CAD軟件中測(cè)量織物徑向長(zhǎng)度L。圖3為針織物拉伸伸長(zhǎng)過(guò)程，表4為織物斷裂強(qiáng)力，表5為織物徑向長(zhǎng)度及變化率。緊密紡紗線最大伸長(zhǎng)為172.35mm，徑向伸長(zhǎng)變化率L′波動(dòng)范圍為1.53～2.03mm/s；24.6tex全聚紡紗線在40s時(shí)最大伸長(zhǎng)為166.23mm，徑向伸長(zhǎng)變化率L′波動(dòng)范圍為0.86～2.33mm/s。緊密紡紗線最大伸長(zhǎng)為168.48mm，徑向伸長(zhǎng)變化率L′波動(dòng)范圍為1.39～2.22mm/s。由此可見(jiàn)，相同原料和線密度的緊密紡針織物在拉伸過(guò)程中，最大拉伸長(zhǎng)度略大于全聚紡針織物，但變化率波動(dòng)范圍小。對(duì)于四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡而言，牽伸區(qū)后的吸風(fēng)裝置在集聚纖維束時(shí)可以減小輸出前羅拉時(shí)的須條寬度，從而減小加捻三角區(qū)，使纖維內(nèi)外轉(zhuǎn)移變小。但是全聚紡因?yàn)槔w維從前鉗口進(jìn)入集聚區(qū)時(shí)，由于負(fù)壓作用纖維會(huì)平行向紗體中間集聚，使?fàn)可靺^(qū)輸出的纖維排列結(jié)構(gòu)得以保持，并在集聚區(qū)內(nèi)得到良好的集聚效果。由于集聚過(guò)程會(huì)一直延續(xù)到阻捻鉗口下，所以纖維在加捻成紗前穿插糾纏較少，內(nèi)外轉(zhuǎn)移相比于緊密紡要小。因此，在拉伸過(guò)程中四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡針織物由于纖維內(nèi)外轉(zhuǎn)移系數(shù)較全聚紡高，拉伸過(guò)程中纖維易糾纏在一起，使緊密紡針織物的拉伸長(zhǎng)度較長(zhǎng)，變化率波動(dòng)范圍更穩(wěn)定。結(jié)合織物斷裂強(qiáng)度可知，緊密紡針織物的拉伸性能要比全聚紡針織物好。

5結(jié)論

1）通過(guò)對(duì)上述兩種不同紡紗方式的紗線性能和由其織制成的針織物性能進(jìn)行測(cè)試分析可以得到：織物受到紗線條干和毛羽影響，由于全聚紡紗線條干均勻度高，并且能大量保留有益毛羽，使全聚紡針織物的硬挺度、柔軟度和光滑度要好于四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡針織物；但是因?yàn)樗牧_拉網(wǎng)格圈緊密紡紗線毛羽少，紗線之間空隙大，使由其制成的針織物折皺回復(fù)性能要優(yōu)于全聚紡針織物。另外，得益于硬挺度較小，四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡針織物的懸垂性能也較為優(yōu)異；由于一款織物的相對(duì)手感值由多種因素共同決定，所以在這里全聚紡針織物和四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡針織物相對(duì)手感值之間差異性不大。

2）由于四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡內(nèi)外轉(zhuǎn)移系數(shù)比全聚紡高，拉伸過(guò)程中纖維容易糾纏在一起，使四羅拉網(wǎng)格圈緊密紡針織物的拉伸長(zhǎng)度較長(zhǎng)，織物穩(wěn)定性更好。拉伸性能相較于全聚紡針織物也更好。參考文獻(xiàn)：

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（a）control group； （b）S1； （c）S2； （d）S3