棉漢麻假捻賽絡(luò)集聚混紡紗的性能研究

丁文勝 張瑞云 程隆棣 方 斌 俞建勇

(1.中國(guó)紡織機(jī)械協(xié)會(huì)，北京,100028；2.東華大學(xué)，上海，201620；3.紹興華通色紡有限公司，浙江紹興,312073)

漢麻纖維具有優(yōu)異的吸濕快干性、天然的抗菌防霉防螨性、防靜電性以及獨(dú)特的異味吸附性和卓越的防紫外線性能，是優(yōu)良的紡織原料[1-2]。棉漢麻混紡紗針織物容易產(chǎn)生緯斜，不僅影響織物及服裝的美觀和舒適，而且降低了針織面料的裁剪利用率[3-5]。目前國(guó)內(nèi)棉漢麻混紡單紗的捻向一般為Z捻，大部分采用ZZS雙股紗線，以降低緯斜效果，但其工藝流程長(zhǎng)，而且漢麻原料價(jià)格昂貴，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增高。本文研究假捻賽絡(luò)集聚紡29.5 tex紗替代相同號(hào)數(shù)賽絡(luò)集聚紡或相同號(hào)數(shù)的ZZS14.76 tex×2股線的可行性，以低成本生產(chǎn)緯斜小的棉漢麻針織物產(chǎn)品。假捻賽絡(luò)集聚紡紗具有毛羽少、外觀光潔、蓬松、染色性能好等特點(diǎn)，能夠較好地滿足高檔針織用紗的條件。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)材料及條件

表1為混紡紗原料品質(zhì)指標(biāo)。

表1混紡紗原料品質(zhì)指標(biāo)

原料平均長(zhǎng)度/mm長(zhǎng)度變異系數(shù)/%≤40 mm纖維含量/%細(xì)度/dtex細(xì)度CV/%強(qiáng)力/cN斷裂伸長(zhǎng)率/%U靜U動(dòng)黑龍江漢麻新疆長(zhǎng)絨棉39.936.527.420.872.785.03.4671.42019839.5244.54.146.400.362 70.632 40.333 60.618 5

混紡紗投料比為棉/漢麻70/30?？紤]到漢麻纖維的性能特點(diǎn)，棉漢麻混紡粗紗捻系數(shù)偏大設(shè)計(jì)為104；在加工過(guò)程中對(duì)溫濕度的控制也很重要，尤其細(xì)紗車間相對(duì)濕度宜偏大控制，保持在70%～80%為宜。實(shí)際生產(chǎn)中，細(xì)紗車間的溫度25 ℃左右，相對(duì)濕度75%左右。

1.2 試驗(yàn)方案

方案A和B分別采用賽絡(luò)集聚紡和假捻賽絡(luò)集聚紡生產(chǎn)29.5 tex單紗，方案C先采用賽絡(luò)集聚紡紡14.76 tex單紗，其捻度為100捻/10 cm，然后采用ZZS方式反向加捻，股線與單紗的捻比為2∶3，通過(guò)設(shè)置相應(yīng)倍捻工藝參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)股線捻度，最終紡制出14.76 tex×2股線產(chǎn)品。

2 結(jié)果與分析

2.1 紡紗質(zhì)量分析

通過(guò)3種方案生產(chǎn)相同號(hào)數(shù)的棉漢麻混紡紗，在滿足紗線高品質(zhì)要求的同時(shí)，假捻賽絡(luò)集聚紡還能達(dá)到降低針織物緯斜的效果，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2不同工藝紗線性能指標(biāo)

方案捻向捻度/捻·(10 cm)-1條干CV/%-40%細(xì)節(jié)/個(gè)·km-1-50%細(xì)節(jié)/個(gè)·km-1+50%粗節(jié)/個(gè)·km-1+200%棉結(jié)/個(gè)·km-1強(qiáng)力/cN斷裂伸長(zhǎng)率/%扭結(jié)數(shù)/個(gè)3 mm毛羽指數(shù)ABCZZS68.561.560.514.6613.2411.183011200051472584423483.0487.0507.85.25.56.2423055.753.063.06

如表2所示，方案B在捻度比方案A小10.2%的情況下，其條干CV及常發(fā)性紗疵、強(qiáng)力指標(biāo)都有不同程度的改善，尤其-40%細(xì)節(jié)減少了63%，+200%棉結(jié)減少了24.1%；與方案C相比，方案B在捻度略高的情況下，其條干CV及常發(fā)性紗疵、強(qiáng)力指標(biāo)都明顯處于劣勢(shì)，尤其-40%細(xì)節(jié)是方案C的5.5倍，+50%粗節(jié)是方案C的23.5倍。分析其原因：由于假捻賽絡(luò)集聚紡紗線在前羅拉和假捻器之前的區(qū)域中被賦予較高的捻度，纖維所受張力增大，增強(qiáng)了纖維在三角區(qū)中的轉(zhuǎn)移，有助于纖維在紗內(nèi)部位置的變化以及增強(qiáng)纖維相互之間的抱合力[6-7]，所以假捻賽絡(luò)集聚紡具有低捻高強(qiáng)的特點(diǎn)。而股線是由兩根單紗通過(guò)反向加捻而成的，股線中的單紗已經(jīng)有一定的捻度，單紗結(jié)構(gòu)緊密，雖然反向加捻時(shí)股線中單紗有少許退捻，但是紗線整體更加緊密，紗線中纖維抱合力更強(qiáng)。

此外，紗線的殘余扭矩通過(guò)扭結(jié)數(shù)來(lái)衡量，由表2可以看出，方案A扭結(jié)數(shù)最多，方案B次之，方案C最少，紗線中的殘余應(yīng)力越少，其針織物就越不容易出現(xiàn)扭斜現(xiàn)象。

對(duì)于毛羽指標(biāo)，方案A3 mm毛羽指數(shù)最高，方案B次之，方案C最低。方案B與方案A相比，3 mm毛羽指數(shù)減少了50.9%，但與方案C相持平。在假捻集聚紡紡紗過(guò)程中，經(jīng)過(guò)加捻退捻時(shí)，通過(guò)假捻器龍帶的運(yùn)動(dòng)，一部分短毛羽和在紡紗三角區(qū)形成的較長(zhǎng)毛羽通過(guò)龍帶搓動(dòng)會(huì)被包纏在紗線表面，并受到在這個(gè)過(guò)程中紗線結(jié)構(gòu)改變的影響而被部分嵌入紗線內(nèi)部，從而減少了最終假捻集聚紡紗線中毛羽的數(shù)量；而股線的毛羽指數(shù)低，是因?yàn)楣删€中的賽絡(luò)集聚紡單紗毛羽本身就少，因?yàn)槠浼喬?hào)比較細(xì)，賽絡(luò)集聚紡加捻三角區(qū)比較短，此外在合股加捻的過(guò)程中，部分毛羽又被捻入股線中，合股時(shí)的反向加捻使纖維趨于和紗軸平行，也減少了毛羽的產(chǎn)生[8]。

方案B紡制的棉漢麻假捻賽絡(luò)集聚混紡紗線的條干、強(qiáng)力和毛羽等主要質(zhì)量指標(biāo)均達(dá)到GB/T 29862—2013優(yōu)等品。

2.2 紗線表面結(jié)構(gòu)分析

通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察，3個(gè)方案紡制紗線的表面結(jié)構(gòu)分別見圖1、圖2和圖3。

圖1 方案A 29.5 tex賽絡(luò)集聚紡紗

圖3 方案C 14.76 tex×2股線

如圖1、圖2和3所示，相同號(hào)數(shù)的賽絡(luò)集聚紡紗單紗、假捻賽絡(luò)集聚紡單紗和賽絡(luò)集聚紡股線，其紗線表面毛羽對(duì)比為A>B>C；A的捻回更大，B和C相近；股線結(jié)構(gòu)沒有單紗穩(wěn)定，更容易脫散；假捻賽絡(luò)集聚紡紗蓬松，染色性能更好；在手感方面A較硬，B和 C柔軟，柔軟度C>B。

2.3 針織物緯斜分析

將加捻后的股線在14針手搖橫機(jī)上編織成緯平針織物。為了真實(shí)反映織物的緯斜程度，參照GB 14801—1993 《機(jī)織物與針織物緯斜和弓緯試驗(yàn)方案》測(cè)出緯斜角度，并直觀觀察緯斜傾斜方向?？椌暺结樋椢飼r(shí)幅寬應(yīng)控制在45 cm～50 cm，將編織好的緯平針織物進(jìn)行水洗處理，水洗目的是使紗線內(nèi)纖維間的內(nèi)應(yīng)力得到釋放，水洗后織物的縱向扭斜更容易表現(xiàn)出來(lái)，此時(shí)紗線中的應(yīng)力也基本完全松弛[9]。不同工藝紗線織物緯斜角度對(duì)比結(jié)果見表3。

表3不同工藝紗線織物緯斜角度

方案捻向緯斜角度/(°)緯斜方向ABCZZS19121右上斜右上斜右上斜

由表3可以看出，3種方案緯斜方向均為向右上斜， 采用方案A和方案B單紗編織的織物，其捻向決定了織物緯斜方向，Z 捻單紗織成的織物線圈縱向向右上斜，而與方案C由兩根Z 捻單紗反向加捻成的S捻雙股線則不同，其織物線圈縱向向右上斜。從表3中緯斜角度可以看出，方案B相對(duì)方案A緯斜角度下降了36.8%，而由于方案C緯斜角度為1°，所以通過(guò)股線工藝的紗線緯斜幾乎沒有。

通常針織物的緯斜角度小于5°時(shí)可不用再進(jìn)行工藝調(diào)整，為了進(jìn)一步降低棉漢麻加捻賽絡(luò)集聚紡紗(方案B)的針織物緯斜角度，我們進(jìn)行了不同捻度下的針織物緯斜角度對(duì)比試驗(yàn)，單紗捻度為Z捻，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4假捻賽絡(luò)集聚紡不同捻度下織物緯斜角度

捻度/捻·(10 cm)-1緯斜角度/(°)緯斜方向52.053.956.961.563.2567912右上斜右上斜右上斜右上斜右上斜

由表4可以看出，隨著紗線捻度的減小，緯斜角度隨之減小，而假捻賽絡(luò)集聚紡技術(shù)能夠紡出緯斜角度小于5°的低捻度紗。因此，假捻賽絡(luò)集聚紡紡紗技術(shù)能夠很大程度上降低針織物緯斜，在滿足針織物緯斜質(zhì)量要求的前提下能夠取代生產(chǎn)股線的工藝，這樣不僅可以縮短工藝流程，而且還可以降低生產(chǎn)難度和生產(chǎn)成本。

3 結(jié)論

(1)通過(guò)相同號(hào)數(shù)的賽絡(luò)集聚紡單紗、假捻賽絡(luò)集聚紡單紗和賽絡(luò)集聚紡股線的成紗質(zhì)量對(duì)比分析可以得出，假捻賽絡(luò)集聚紡紗線在捻度比賽絡(luò)集聚紡低的情況下，其條干CV及常發(fā)性紗疵、強(qiáng)力、毛羽指數(shù)等主要質(zhì)量指標(biāo)均明顯改善，雖然差于同號(hào)數(shù)的賽絡(luò)集聚紡股線，但與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照均達(dá)到優(yōu)等水平。

(2)通過(guò)掃描電鏡觀察可以看出，假捻賽絡(luò)集聚紡比賽絡(luò)集聚紡紗線蓬松，柔軟性更好，染色性能好；股線結(jié)構(gòu)沒有單紗穩(wěn)定，更容易脫散，但柔軟性更好。

(3)通常當(dāng)針織物的緯斜角度小于5°時(shí)就可徹底解決針織物的緯斜問(wèn)題。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比得出，同號(hào)數(shù)的賽絡(luò)集聚紡股線針織物的緯斜角度為1°，幾乎沒有緯斜問(wèn)題；而假捻賽絡(luò)集聚紡技術(shù)能夠紡出緯斜角度緯小于5°的低捻度紗。因此，假捻賽絡(luò)集聚紡紡紗技術(shù)在滿足針織物緯斜質(zhì)量要求的前提下能夠取代生產(chǎn)股線的工藝，這樣不僅可以縮短工藝流程，而且還可以降低生產(chǎn)難度和生產(chǎn)成本。綜合考慮，假捻賽絡(luò)集聚紡各項(xiàng)指標(biāo)均可滿足要求，在紡紗廠更具有應(yīng)用價(jià)值。