亞麻/有色滌綸長(zhǎng)絲包纏復(fù)合紗的外觀與性能

敖利民， 唐 雯， 王愛林

(1. 嘉興學(xué)院 材料與紡織工程學(xué)院， 浙江 嘉興 314001； 2. 嘉興學(xué)院 商學(xué)院，浙江 嘉興 314001； 3. 嘉興市本色亞麻紡織有限公司， 浙江 嘉興 314000)

空心錠包覆紡紗是以紗線為原料，利用空心錠包纏技術(shù)加工具有包纏結(jié)構(gòu)復(fù)合紗線的紡紗方法，其典型應(yīng)用是以化纖長(zhǎng)絲紗(一般為錦綸或滌綸)為外包纏紗，對(duì)施加一定倍數(shù)預(yù)牽伸的氨綸芯絲進(jìn)行螺旋線狀包纏，加工成彈力包覆紗，用于彈力織物的織造[1]。采用2組空心錠串聯(lián)，也可實(shí)現(xiàn)外包纏紗對(duì)芯紗的2次交叉包纏，以穩(wěn)定成紗結(jié)構(gòu)，提高包覆效果。從其技術(shù)本質(zhì)上來(lái)看，空心錠包覆紡紗技術(shù)可視作一種紗線再加工技術(shù)，即以紗線為原料再造紗線的技術(shù)，可用于各種紗線材料的復(fù)合，加工由不同材質(zhì)、結(jié)構(gòu)，甚至不同顏色紗線構(gòu)成的包纏結(jié)構(gòu)復(fù)合紗線，達(dá)到以下技術(shù)目標(biāo)：改進(jìn)紗線性能缺陷以提高其可織性，如顯著減少紗線長(zhǎng)毛羽、降低條干及強(qiáng)力不勻率，實(shí)現(xiàn)免漿織造[2]；改善織物的舒適性，如束縛、隔離紗線剛硬毛羽、減少毛羽再生，以減輕乃至消除織物刺癢感[3]；賦予紗線新的性能、功能，如引入具有功能性的紗線進(jìn)行復(fù)合，賦予復(fù)合紗一種或幾種功能性；獲取混色外觀效果，如采用不同顏色芯紗和外包纏紗復(fù)合獲取具有混色效果紗線[4-5]等。

亞麻織物具有良好的吸放濕性與挺爽、不沾身等優(yōu)點(diǎn),但亞麻纖維因其結(jié)晶度高，彎曲剛度大，拉伸模量高，彈性差，導(dǎo)致其織物染色困難[6]，彈性和耐磨性差，易起皺。亞麻面料的缺陷可通過(guò)與其具有性能互補(bǔ)性的纖維(如彈性、耐磨性優(yōu)良的滌綸)的混紡、交織進(jìn)行彌補(bǔ)，但目前市場(chǎng)中的亞麻紗生產(chǎn)仍大都采用長(zhǎng)麻、濕法紡紗系統(tǒng)，加工中各工序需注重逐步提高亞麻工藝?yán)w維的分裂度，混紡技術(shù)的應(yīng)用具有較大的局限性。亞麻混紡紗主要用短麻(落麻)紡紗，加工方法多采用棉紡工藝或半精紡工藝，混紡紗中亞麻含量較高時(shí)紡紗困難，且麻纖維短，毛羽多，貼身穿著時(shí)會(huì)引起敏感人群的刺癢感。交織工藝雖技術(shù)難度較小，但不利于亞麻織物的風(fēng)格保持。

利用空心錠包覆紡紗技術(shù)，以滌綸長(zhǎng)絲紗為外包纏紗，亞麻純紡紗為芯紗，可紡制包纏復(fù)合紗，對(duì)亞麻紗進(jìn)行再加工，通過(guò)滌綸與亞麻組分的復(fù)合，改善亞麻紗及其織物的性能。若采用有色滌綸紗與本色或漂白亞麻紗進(jìn)行包纏復(fù)合，則會(huì)產(chǎn)生混色效果，可對(duì)亞麻紗及其織物賦色，實(shí)現(xiàn)復(fù)合紗織物的免染，具有一定的環(huán)保意義。本文主要對(duì)亞麻紗與有色滌綸長(zhǎng)絲包纏復(fù)合紗的外觀特征及其主要性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。

1 紗線紡制與性能測(cè)試

1.1 紗線原料品種與規(guī)格

實(shí)驗(yàn)所用亞麻紗為合作亞麻紗廠紡制的濕法長(zhǎng)麻紡亞麻漂白紗，即粗紗經(jīng)過(guò)煮練和漂白后紡制成的純紡亞麻紗，紗線具有足夠的白度和清潔度(若粗紗僅經(jīng)煮練而不漂白，則可紡制本色亞麻紗)，線密度為27.8 tex。

外包纏紗為合作工廠提供的長(zhǎng)絲織造用有色滌綸網(wǎng)絡(luò)絲，線密度為167 dtex(36 f)，顏色有黑色、藏青、寶藍(lán)、大紅4種。選擇網(wǎng)絡(luò)絲的目的是因?yàn)榻?jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)加工的復(fù)絲與無(wú)捻復(fù)絲相比，單絲間具有一定抱合性，作為外包纏紗具有較好的可加工性。

1.2 紡紗設(shè)備

紡紗設(shè)備采用HKV141D型空心錠包覆機(jī)。如前所述，該類設(shè)備的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)適用于以氨綸絲為芯絲紡制彈力包覆紗，為適于非彈性亞麻芯紗的喂入，需對(duì)芯紗喂入部分進(jìn)行必要的改造，將芯紗的喂入由積極喂入改為消極喂入[7]，加裝芯紗張力裝置，保證亞麻芯紗在退繞后以一定張力喂入。成紗過(guò)程如圖1所示。

1—筒子；2—亞麻紗；3—導(dǎo)紗鉤；4—彈簧式張力器；5—空心錠；6—鋁錠管；7—外包纏紗氣圈；8—會(huì)合導(dǎo)紗鉤；9—引紗輥；10—導(dǎo)紗桿；11—橫動(dòng)導(dǎo)紗桿；12—導(dǎo)紗瓷眼；13—卷繞輥；14—筒管。圖1 成紗過(guò)程示意圖Fig.1 Diagram of spinning process

作為芯紗的亞麻紗2從筒子1上退繞下來(lái)后，經(jīng)導(dǎo)紗鉤3、彈簧式張力器4，從下方穿過(guò)空心錠5的中心管。外包纏紗經(jīng)專用絡(luò)筒機(jī)卷繞在鋁錠管6(一種有邊筒管)上，鋁錠管活套在空心錠上并用錠帽固定，空心錠在錠帶的摩擦傳動(dòng)下高速回轉(zhuǎn)，帶動(dòng)鋁錠管及其上的包纏紗高速回轉(zhuǎn)，從鋁錠管上退繞下來(lái)的外包纏紗與從空心錠中心管上端引出的亞麻芯紗在導(dǎo)紗鉤8處會(huì)合(外包纏紗因高速回轉(zhuǎn)形成氣圈7)，隨空心錠回轉(zhuǎn)的外包纏紗螺旋線狀纏繞到芯紗上形成復(fù)合紗。成紗由引紗輥9引出，繞過(guò)導(dǎo)紗桿10，穿過(guò)橫動(dòng)導(dǎo)紗桿11上的導(dǎo)紗瓷眼12，卷繞到卷繞輥13摩擦傳動(dòng)的筒管14上，并在橫動(dòng)導(dǎo)紗桿的橫動(dòng)引導(dǎo)下，完成卷繞成形。

紡紗的主要工藝參數(shù)為包纏捻度，即單位長(zhǎng)度芯紗上纏繞的外包纏紗圈數(shù)。包纏捻度影響外包纏紗對(duì)芯紗的包覆效果，可通過(guò)改變引紗輥的引紗速度改變包纏捻度(空心錠轉(zhuǎn)速一般保持不變)。

1.3 紡紗方案

為觀察復(fù)合紗的混色外觀效果，分別以藏青、寶藍(lán)、大紅3種顏色滌綸絲為外包纏紗，亞麻紗為芯紗，采用同樣包纏捻度紡制復(fù)合紗。考慮到企業(yè)紡制包纏紗的常規(guī)包纏捻度為400～500捻/m，結(jié)合所備捻度變換齒輪齒數(shù)限制，包纏捻度選擇為424捻/m(實(shí)測(cè)空心錠轉(zhuǎn)速為15 435 r/min，引紗速度為36.4 m/min，計(jì)算捻度取整)。

為考察隨著包纏捻度變化包纏紗外觀和主要性能的變化情況，以黑色滌綸網(wǎng)絡(luò)絲為外包纏紗，紡制4種捻度的復(fù)合紗。4種捻度分別為368、532、611、718捻/m。

1.4 紡紗工藝要點(diǎn)

亞麻芯紗筒子的安置，須使導(dǎo)紗鉤位于亞麻筒子中心線正上方，以保證亞麻紗的順利退繞。

由于亞麻芯紗彈性差，在退繞喂入過(guò)程中張力波動(dòng)較大，造成芯紗張力的較大波動(dòng)，影響包纏的穩(wěn)定進(jìn)行。紡紗時(shí)，應(yīng)通過(guò)調(diào)整彈簧式張力裝置調(diào)整芯紗張力，使芯紗和外包纏紗的交會(huì)點(diǎn)穩(wěn)定保持在會(huì)合導(dǎo)紗鉤處，張力過(guò)大或過(guò)小會(huì)導(dǎo)致芯紗或成紗斷頭。

外包纏紗卷繞方向與空心錠回轉(zhuǎn)方向須相反，包纏才能正常進(jìn)行，需要在開機(jī)紡紗前進(jìn)行確認(rèn)[7]。

1.5 紗線性能測(cè)試

由于亞麻芯紗線密度較大，由其紡制的復(fù)合紗外觀特征和混色效果可通過(guò)對(duì)成紗筒紗及紗線黑板進(jìn)行直接觀察與比較分析。

紗線的拉伸性能測(cè)試參照GB/T 3916—2013《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定(CRE法)》，所用儀器為 YG061FQ型電子單紗強(qiáng)力儀，試樣長(zhǎng)度為500 mm，拉伸速度為500 mm/min，測(cè)試次數(shù)為50次。測(cè)試環(huán)境溫度為18 ℃，相對(duì)濕度為62%(后同)。

紗線條干測(cè)試參照GB/T 3292.1—2008《紡織品 紗線條干不勻試驗(yàn)方法 第1部分：電容法》，所用測(cè)試儀器為YG139BA型條干均勻度測(cè)試儀，測(cè)試速度為200 m/min，測(cè)試時(shí)間為1 min，每個(gè)試樣測(cè)試次數(shù)為3次。該儀器設(shè)有“毛羽模塊”，在條干測(cè)試時(shí)打開毛羽模塊，即可在測(cè)試紗線條干的同時(shí)測(cè)試紗線毛羽，所得結(jié)果為毛羽值H(1 cm長(zhǎng)紗線伸出紗體外的毛羽累計(jì)長(zhǎng)度，mm)。

2 復(fù)合紗的外觀特征

2.1 彩色復(fù)合紗

圖2(a)自左至右依次示出藏青、寶藍(lán)、大紅 3種顏色外包纏紗，圖2(b)示出由3種外包纏紗紡制的復(fù)合紗的成紗筒紗，自左至右排列次序與圖2(a)所示3種顏色外包纏紗相對(duì)應(yīng)。

圖2 彩色滌綸絲及其雙色包纏復(fù)合紗外觀Fig.2 Yarn appearances of colored polyester yarn (a) and their composite yarn (b)

從圖2可以看出，復(fù)合紗整體呈現(xiàn)和外包纏紗同樣的顏色，但由于與白色芯紗的混色效應(yīng)，復(fù)合紗顏色要淺于外包纏紗，呈細(xì)小色塊非均勻混雜的麻青色、麻藍(lán)色和麻紅色。

復(fù)合紗的混色通過(guò)外包纏紗對(duì)芯紗的螺旋線狀纏繞包覆、色塊分割實(shí)現(xiàn)。圖3示出亞麻芯紗和 3種彩色包纏紗黑板的局部照片(圖中所示刻度尺最小刻度單位為mm)。從圖3(b)～(d)可看出，彩色外包纏紗對(duì)白色芯紗的螺旋狀纏繞、覆蓋，將復(fù)合紗的可視面分割成間隔分布的2種顏色色塊：外包纏紗彩色色塊和芯紗白色色塊，2種色塊沿紗線長(zhǎng)度方向間隔分布，在較小的紗線直徑尺度內(nèi)，在視覺上形成類似麻灰紗黑白纖維混色時(shí)細(xì)小黑白色塊混雜所呈麻灰色的麻彩混色效果。

圖3 亞麻紗和3種彩色復(fù)合紗黑板(局部)照片F(xiàn)ig.3 Show boards of linen yarn and 3 kinds of colored composite yarn(partial). (a) Linen yarn; (b) Navy blue; (c) Royal blue; (d) Bright red

圖3(a)所示為長(zhǎng)麻紡亞麻原紗，由于亞麻工藝?yán)w維剛硬，抱合力差，成紗條干差，具有顯著的粗細(xì)不勻特征(形成亞麻織物特有粗獷、不勻外觀風(fēng)格)。從圖3(b)～(d)可以看出，粗細(xì)不勻的亞麻紗經(jīng)包纏加工后，復(fù)合紗具有顯著的捻回不勻特征：粗節(jié)處包纏捻回少，細(xì)節(jié)處包纏捻回多；捻回多的細(xì)節(jié)處色塊分割更細(xì)碎，外包纏紗對(duì)芯紗的包覆度也越大，顏色也就更深，反之，捻回少的粗節(jié)處色塊分割相對(duì)粗略，外包纏紗對(duì)芯紗的包覆度小，顏色更淺，從而使紗線呈現(xiàn)出弱段彩效果。這是由于當(dāng)外包纏紗對(duì)芯紗進(jìn)行纏繞時(shí)，外包纏紗的張力作用在芯紗圓周外緣的切線方向，形成對(duì)芯紗的扭轉(zhuǎn)力矩，克服芯紗的抗扭剛度導(dǎo)致芯紗扭轉(zhuǎn)，抵消了一定的包纏捻度。芯紗直徑越粗(粗節(jié)處)，外包纏紗張力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩越大，芯紗自轉(zhuǎn)抵消的包纏捻度越大，因而粗節(jié)處包纏捻回越少，反之，細(xì)節(jié)處包纏捻回則較多。

這種弱段彩效果，可在視覺上保留甚至凸顯亞麻紗長(zhǎng)度方向上的不均勻，從而保留亞麻紗粗細(xì)不勻的外觀風(fēng)格。

2.2 麻灰復(fù)合紗

圖4示出不同捻度亞麻/滌綸長(zhǎng)絲包纏復(fù)合紗的局部黑板照片。

與上述3種彩色復(fù)合紗的混色效應(yīng)同理，黑色外包纏紗對(duì)白色芯紗的包纏，使復(fù)合紗整體呈現(xiàn)黑白色塊混雜的麻灰效果。從圖4可看出，隨著包纏捻度的增加，芯紗和外包纏紗的色塊分割更細(xì)碎，混色的質(zhì)地也更細(xì)致。而且隨著包纏捻度增加，黑色外包纏紗對(duì)白色芯紗的包覆度越大，紗線整體灰度越深。

3 結(jié)果與分析

3.1 拉伸性能分析

3.1.1 芯紗與外包纏紗的斷裂不同時(shí)性

由不同拉伸斷裂性能紗線復(fù)合而成的紗線，在受到拉伸作用時(shí)，有可能發(fā)生不同時(shí)斷裂的情況，即斷裂伸長(zhǎng)率小的紗線斷裂時(shí)，斷裂伸長(zhǎng)率大的紗線可能不同時(shí)發(fā)生斷裂。當(dāng)然，是否會(huì)發(fā)生不同時(shí)斷裂，與復(fù)合紗的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，如果各紗線組分間具有足夠的抱合力，則發(fā)生不同時(shí)斷裂的可能性會(huì)降低。

由于亞麻紗為高強(qiáng)低伸型，其斷裂強(qiáng)力遠(yuǎn)大于外包纏滌綸網(wǎng)絡(luò)絲，而斷裂伸長(zhǎng)遠(yuǎn)小于滌綸網(wǎng)絡(luò)絲，在復(fù)合紗的拉伸過(guò)程中，有可能發(fā)生不同時(shí)斷裂。

在復(fù)合紗拉伸試驗(yàn)中，確實(shí)觀察到了芯紗和外包纏紗的不同時(shí)斷裂現(xiàn)象，即在有些試樣的拉伸試驗(yàn)中，亞麻芯紗斷裂后外包纏滌綸紗并未斷裂，但并非所有試樣都會(huì)發(fā)生不同時(shí)斷裂現(xiàn)象，有些試樣芯紗和外包纏紗會(huì)同時(shí)斷裂。

對(duì)于通用拉伸試驗(yàn)應(yīng)用程序，拉伸過(guò)程的結(jié)束通過(guò)斷裂門限的設(shè)定進(jìn)行控制。斷裂門限即一次拉伸過(guò)程中達(dá)到的最大負(fù)荷(斷裂強(qiáng)力)的設(shè)定百分比值。在一次拉伸過(guò)程中，拉伸負(fù)荷達(dá)到最大值后開始下降，負(fù)荷值下降到最大拉伸負(fù)荷的設(shè)定百分比值時(shí)，如最大拉伸負(fù)荷的80%，即認(rèn)為拉伸過(guò)程結(jié)束，強(qiáng)力儀移動(dòng)夾持器返回。

為觀察亞麻/滌綸長(zhǎng)絲包纏復(fù)合紗斷裂不同時(shí)現(xiàn)象發(fā)生的比率，以及發(fā)生不同時(shí)斷裂時(shí)亞麻紗斷裂后剩余滌綸絲的斷裂情況，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)探索，將拉伸試驗(yàn)斷裂門限設(shè)定為2%(拉伸負(fù)荷降到最大拉伸負(fù)荷的2%時(shí)，拉伸過(guò)程結(jié)束，夾持器返回)，可完成在有不同時(shí)斷裂現(xiàn)象發(fā)生試樣的完整拉伸過(guò)程，獲取完整實(shí)時(shí)拉伸曲線。這樣，亞麻芯紗斷裂時(shí)復(fù)合紗的拉伸斷裂指標(biāo)由應(yīng)用程序計(jì)算并顯示，而滌綸外包纏紗斷裂時(shí)的負(fù)荷、伸長(zhǎng)指標(biāo)可通過(guò)實(shí)時(shí)拉伸曲線的“指向-讀數(shù)”功能獲取[8]。

圖5示出有不同時(shí)斷裂現(xiàn)象發(fā)生的麻灰復(fù)合紗拉伸斷裂曲線。

圖5 典型不同時(shí)斷裂拉伸斷裂曲線Fig.5 Typical tensile curve of non-simultaneous fracture

從圖5可以看出，不同時(shí)斷裂拉伸曲線由2部分組成：第1部分為亞麻芯紗斷裂前，曲線特征與亞麻紗的拉伸斷裂曲線相近(高強(qiáng)低伸斷裂曲線)；第2部分為亞麻芯紗斷裂后，芯紗斷裂發(fā)生處承受拉伸作用的外包纏紗拉伸曲線。由于斷裂點(diǎn)兩側(cè)復(fù)合紗拉伸模量遠(yuǎn)大于滌綸外包纏紗，可以認(rèn)為此時(shí)受拉變形的只是芯紗斷裂處的未斷裂外包纏滌綸紗段。該部分曲線的特征，即第2次斷裂的力學(xué)特征(斷裂強(qiáng)力和伸長(zhǎng))，取決于承受拉伸作用的外包纏紗長(zhǎng)度。

圖6示出有不同時(shí)斷裂發(fā)生的麻灰復(fù)合紗斷裂過(guò)程視頻截圖。當(dāng)拉伸至亞麻芯紗(圖中白色紗線)斷裂時(shí)，在斷裂發(fā)生處，螺旋狀纏繞在芯紗上的外包纏紗(圖中黑色紗線)迅即從斷裂點(diǎn)兩側(cè)的芯紗斷裂端上脫散，使繼續(xù)承受拉伸作用的外包纏紗長(zhǎng)度增加，導(dǎo)致拉伸負(fù)荷急劇下降。此后，隨著下夾頭的繼續(xù)下行，雖然外包纏紗的脫散還可以持續(xù)，但由于已脫散出的芯紗斷裂端較長(zhǎng)，外包纏紗脫散的阻力增大，螺旋狀外包纏紗甚至?xí)捎诿撊Σ荒艹浞滞瓿芍匦屡c芯紗斷裂端扭絞在一起，如圖6所示芯紗下斷裂端，繼續(xù)脫散困難，在芯紗斷裂處，形成芯紗斷裂端對(duì)外包纏紗兩側(cè)的握持，承受拉伸作用的外包纏紗長(zhǎng)度基本不再增加。在繼續(xù)拉伸作用下，芯紗斷裂處承受拉伸負(fù)荷的外包纏紗不斷伸長(zhǎng)，直至斷裂。

芯紗斷裂后外包纏紗是否會(huì)同時(shí)斷裂，即是否會(huì)發(fā)生不同時(shí)斷裂，以及芯紗斷裂后外包纏紗斷裂的力學(xué)性能，主要取決于芯紗和外包纏紗的結(jié)合牢度。當(dāng)芯紗斷裂時(shí)，如果外包纏紗與芯紗結(jié)合緊密，外包纏紗不能在芯紗斷裂瞬間從芯紗上脫散，或只能少量脫散，在芯紗斷裂發(fā)生處承受拉伸負(fù)荷的外包纏紗長(zhǎng)度很短，不能提供足夠的快速伸長(zhǎng)以緩沖芯紗斷裂瞬間的較大拉伸負(fù)荷，外包纏紗也會(huì)與芯紗同時(shí)斷裂。如果外包纏紗與芯紗結(jié)合相對(duì)較弱，在芯紗斷裂瞬間，外包纏紗就可從芯紗斷裂處兩側(cè)斷裂端快速脫散足夠的長(zhǎng)度，外包纏紗脫散過(guò)程以及脫散下來(lái)外包纏紗本身的伸長(zhǎng)，足以緩沖此時(shí)拉伸負(fù)荷的沖擊，則外包纏紗不會(huì)發(fā)生斷裂，拉伸負(fù)荷下降到與外包纏紗此時(shí)伸長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的大小，并開始進(jìn)入外包纏紗拉伸斷裂的過(guò)程。

外包纏紗與芯紗的結(jié)合力，即外包纏紗從芯紗上脫圈、脫散的阻力，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，是外包纏紗沿軸向與芯紗產(chǎn)生滑移時(shí)的摩擦力，因此，其大小主要取決于外包纏紗對(duì)芯紗包纏時(shí)的張力(螺旋狀纏繞的向心壓力)以及外包纏紗與芯紗之間的摩擦因數(shù)，外包纏紗纏繞張力越大，外包纏紗與芯紗摩擦因數(shù)越大，外包纏紗與芯紗結(jié)合力越大。當(dāng)然，外包纏紗對(duì)芯紗的包纏捻度也是極其重要的因素，它決定了包纏螺旋線的螺旋角，包纏捻度越大，螺旋角越大，在相同的外包纏紗脫圈張力作用下，脫圈張力沿脫圈方向的分力就越小，脫圈阻力也就越大。另外，亞麻芯紗的粗細(xì)不勻，也使得芯紗斷裂后外包纏紗的脫圈存在一定的不確定性，但由于亞麻芯紗斷裂基本發(fā)生在細(xì)節(jié)(弱環(huán))處，總體來(lái)看，有利于芯紗斷裂時(shí)外包纏紗從兩側(cè)芯紗斷裂端的脫圈。

復(fù)合紗的斷裂不同時(shí)性，可用一定次數(shù)拉伸試驗(yàn)中，發(fā)生芯紗和外包纏紗不同時(shí)斷裂的次數(shù)比來(lái)表征，用以判斷復(fù)合紗中芯紗和外包纏紗的抱合牢度。此外，芯紗斷裂后外包纏紗繼續(xù)拉伸至斷裂時(shí)的第2次斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)指標(biāo)可作為參考指標(biāo)，用以分析芯紗斷裂后外包纏紗的脫散性能。

3.1.2 不同捻度紗線的拉伸斷裂性能

表1示出黑色滌綸網(wǎng)絡(luò)絲、亞麻芯紗及4種捻度復(fù)合紗的主要拉伸斷裂性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果。表中不同時(shí)斷裂百分比是指在50次拉伸試驗(yàn)中，發(fā)生不同時(shí)斷裂的試驗(yàn)次數(shù)所占百分比。第2次斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)，是指在發(fā)生不同時(shí)斷裂的拉伸試驗(yàn)中，芯紗斷裂后，繼續(xù)拉伸至外包纏紗斷裂時(shí)的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)均值。

表1 拉伸斷裂性能測(cè)試結(jié)果Tab. 1 Test results of tensile fracture

從表1數(shù)據(jù)可看出：1)4種捻度包纏紗的斷裂強(qiáng)力均大于亞麻原紗，且隨著包纏捻度的增加，包纏紗斷裂強(qiáng)力有所下降。外包纏紗對(duì)芯紗強(qiáng)力的貢獻(xiàn)緣于包纏作用的2個(gè)效應(yīng)：其一，包纏復(fù)合的并合效應(yīng)。螺旋狀纏繞在芯紗上的外包纏紗，可將其強(qiáng)力沿復(fù)合紗軸向的分力貢獻(xiàn)給復(fù)合紗[9-10]，使得復(fù)合紗的強(qiáng)力有所提高。包纏捻度增加，螺旋線螺旋角增大，意味著外包纏紗強(qiáng)力貢獻(xiàn)給紗線強(qiáng)力的軸向分力將減少，這將導(dǎo)致復(fù)合紗強(qiáng)力隨包纏捻度的增加而下降；其二，外包纏紗對(duì)芯紗纏繞的緊密效應(yīng)。外包纏紗對(duì)芯紗的螺旋狀纏繞，形成對(duì)芯紗的徑向向心壓力，使芯紗結(jié)構(gòu)更緊密，不易發(fā)生斷裂，有利于增大復(fù)合紗強(qiáng)力，尤其是細(xì)節(jié)(弱環(huán))處包纏捻回分布較多，芯紗纖維間抱合力更高，也就更有利于復(fù)合紗強(qiáng)力的提高。包纏捻度增大，意味著單位長(zhǎng)度紗線上捻回?cái)?shù)增加，外包纏紗對(duì)芯紗緊密作用更大，有利于提高復(fù)合紗強(qiáng)力。

在試驗(yàn)涉及的包纏捻度范圍內(nèi)，當(dāng)捻度較低時(shí)，捻度增大的有利效果(緊密效應(yīng))和不利效果(有效分力下降)的作用相當(dāng)，復(fù)合紗線強(qiáng)力隨包纏捻度增大幾乎沒有變化；但當(dāng)捻度較大時(shí)，不利效果增強(qiáng)，而有利效果增強(qiáng)不顯著，導(dǎo)致隨著捻度的增加，復(fù)合紗強(qiáng)力下降。這是因?yàn)椋p捻度增加是通過(guò)引紗速度的降低實(shí)現(xiàn)的，作為加捻器的空心錠錠速不變，這意味著外包纏紗纏繞到芯紗上的張力(氣圈張力)構(gòu)成中，芯紗張力會(huì)因引紗速度降低而有所下降，離心力、哥氏力、空氣阻力、紗線重力等基本保持不變，導(dǎo)致纏繞張力隨包纏捻度的增加而降低，即雖然包纏捻度增加了，但纏繞張力卻下降了，隨著捻度的增加，緊密效應(yīng)的有利效果增強(qiáng)不顯著。

2)4種捻度包纏紗的斷裂伸長(zhǎng)均大于亞麻原紗，但隨著捻度的增加，4種包纏紗的斷裂伸長(zhǎng)變化并不明顯。不考慮不同時(shí)斷裂現(xiàn)象，包纏對(duì)于復(fù)合紗斷裂伸長(zhǎng)的影響主要在于包纏作用的緊密效應(yīng)。緊密效應(yīng)有利于斷裂伸長(zhǎng)的增加，源于緊密效應(yīng)使纖維間產(chǎn)生一定滑移時(shí)還可承受一定的負(fù)荷，加之包纏復(fù)合對(duì)于亞麻芯紗弱環(huán)的增強(qiáng)，也可提高斷裂伸長(zhǎng)，但斷裂伸長(zhǎng)還是主要取決于芯紗纖維本身的伸長(zhǎng)能力以及芯紗斷裂時(shí)纖維間容許相互滑移的長(zhǎng)度。亞麻纖維伸長(zhǎng)能力很小，而纖維間容許滑移的長(zhǎng)度雖然因緊密作用有增加，但并不會(huì)因包纏捻度增大、纖維間緊密度的增加而不斷增加，更何況隨著包纏捻度的增加，緊密效應(yīng)的增加因纏繞張力的下降而趨于不顯著。

復(fù)合紗斷裂伸長(zhǎng)率的提高，對(duì)改善織物彈性是有利的。

3)4種捻度包纏紗均有不同時(shí)斷裂現(xiàn)象的發(fā)生，但隨著包纏捻度的增加，發(fā)生不同時(shí)斷裂的比率下降，第2次斷裂時(shí)的斷裂伸長(zhǎng)逐漸減小，而斷裂強(qiáng)力均與外包纏紗本身的斷裂強(qiáng)力大致相當(dāng)，且變化不大。如前所述，包纏捻度低，芯紗與外包纏紗的結(jié)合力相對(duì)較弱，芯紗斷裂時(shí)外包纏紗易脫散，導(dǎo)致試樣易于發(fā)生不同時(shí)斷裂現(xiàn)象；而且包纏捻度低時(shí)，外包纏紗脫散的阻力也較小，芯紗斷裂后脫散的外包纏紗長(zhǎng)度(繼續(xù)承擔(dān)拉伸負(fù)荷的長(zhǎng)度)也就較長(zhǎng)，斷裂時(shí)的斷裂伸長(zhǎng)也就越大。雖然紗線的斷裂強(qiáng)力與承擔(dān)拉伸負(fù)荷的試樣長(zhǎng)度相關(guān)，但從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著包纏捻度的增大，外包纏紗斷裂時(shí)的斷裂伸長(zhǎng)減小(繼續(xù)承受拉伸負(fù)荷的外包纏紗長(zhǎng)度減小)，斷裂強(qiáng)力也呈現(xiàn)略有增加的趨勢(shì)，但不同包纏捻度間差異并不顯著，與外包纏紗原紗的差異也不顯著。這是由于滌綸網(wǎng)絡(luò)絲彈性好，加之線密度與性能均一度高，幾乎不受弱環(huán)定律影響，其拉伸斷裂強(qiáng)度受試樣長(zhǎng)度影響并不顯著。

3.2 條干和毛羽

亞麻原紗與4種包纏捻度復(fù)合紗的條干、紗疵及毛羽測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 條干與紗疵及毛羽測(cè)試結(jié)果Tab. 2 Test results of yarn unevenness, defects and hairiness

從表2中數(shù)據(jù)可看出：包纏復(fù)合紗的條干值相比亞麻原紗有顯著改善，顯然，這是由于包纏復(fù)合的并合效應(yīng)，而細(xì)節(jié)處包纏捻回較多，也會(huì)在一定程度上降低條干不勻的程度。相對(duì)而言，與亞麻原紗相比，復(fù)合紗的紗疵，包括細(xì)節(jié)、粗節(jié)和棉結(jié)等減少程度更為顯著，這一方面是并合效應(yīng)的結(jié)果，另一方面則是由于外包纏紗對(duì)芯紗的纏繞，細(xì)節(jié)處捻回多，粗節(jié)處捻回少，可在一定程度上使粗細(xì)節(jié)之間的差異變小。

由于外包纏紗對(duì)芯紗纏繞的束縛、覆蓋作用[2,7]，復(fù)合紗的毛羽相比亞麻原紗有了較為顯著的減少，并且隨著包纏捻度的增加而不斷減少?？梢灶A(yù)見，由于外包纏紗對(duì)芯紗的包覆、隔離作用，包纏作用相比其他減少紗線毛羽的措施而言，復(fù)合紗受到摩擦作用時(shí)毛羽更不易再生。

4 外包纏紗與包纏捻度的選擇

4.1 彩色外包纏紗種類與線密度

改變彩色外包纏紗的線密度，可改變復(fù)合紗可視面彩色色塊的大小，因而改變復(fù)合紗及其織物的整體顏色深度，但外包纏紗線密度大小也影響紗線的整體風(fēng)格與性能，如果外包纏紗線密度太大，復(fù)合紗可能會(huì)部分喪失亞麻風(fēng)格和性能，需要根據(jù)紗線產(chǎn)品的用途綜合考慮。

包纏加工技術(shù)對(duì)彩色外包纏紗的種類限制較小，外包纏紗既可選擇長(zhǎng)絲紗，也可選擇短纖紗，甚至復(fù)合紗。外包纏紗的材料選擇要考慮復(fù)合紗性能的優(yōu)化，比如改善亞麻紗及其產(chǎn)品的舒適性、外觀保持性等。本文選擇彩色滌綸絲，其出發(fā)點(diǎn)是因?yàn)闇炀]剛?cè)嵝院?，可在一定程度上改善亞麻織物抗皺性與耐磨性差等缺點(diǎn)；如果出于改善織物觸感的考慮，也可采用錦綸長(zhǎng)絲紗、棉紗、莫代爾紗等短纖紗，甚至蠶絲紗，等。

4.2 包纏捻度

由以上分析可知，包纏捻度不但影響復(fù)合紗外觀的混色效果，更對(duì)復(fù)合紗的性能有較大影響。在實(shí)際生產(chǎn)中改變包纏捻度是通過(guò)改變引紗速度實(shí)現(xiàn)的，而引紗速度與產(chǎn)量成反比，捻度增大1倍，產(chǎn)量就減少到原來(lái)的1/2，因此，包纏捻度的選擇，需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)予以綜合考慮。

彩色包纏復(fù)合紗賦予亞麻紗線及其織物色彩外觀，織物產(chǎn)品可不再進(jìn)行染色或印花加工，但仍需進(jìn)行必要的整理加工，以繼續(xù)提高織物中亞麻纖維的分裂度，改善織物舒適性。制定整理工藝時(shí)，應(yīng)考慮彩色外包纏紗的理化性能，避免外包纏紗的褪色、變色。

5 結(jié) 論

利用空心錠包覆紡紗技術(shù)，以彩色滌綸網(wǎng)絡(luò)絲為外包纏紗對(duì)漂白亞麻紗進(jìn)行包纏，可為亞麻紗賦色，獲得具有彩色外觀的亞麻復(fù)合紗。

彩色包纏復(fù)合紗沿其長(zhǎng)度方向間隔分布亞麻芯紗的白色和外包纏紗的彩色(或黑色)色塊，具有麻彩(或麻灰)外觀視覺特征。包纏捻度越大，色塊分割越細(xì)致，混色質(zhì)地越細(xì)膩。改變外包纏紗的線密度和包纏捻度，可改變復(fù)合紗的顏色深度。

亞麻芯紗粗節(jié)處包纏捻度小，呈色淺；細(xì)節(jié)處包纏捻度大，呈色深，復(fù)合紗呈現(xiàn)弱段彩效果，在視覺上保留甚至強(qiáng)化了亞麻紗的粗細(xì)不勻特征。

包纏復(fù)合具有并合效應(yīng)和緊密效應(yīng)，可在一定程度上增加復(fù)合紗的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率，同時(shí)可顯著改善紗線條干，減少紗疵和毛羽。隨著包纏捻度的增大，條干、紗疵及毛羽的改善效果提高。

亞麻/滌綸長(zhǎng)絲包纏復(fù)合紗具有不同時(shí)斷裂特征。隨著包纏捻度的增大，不同時(shí)斷裂發(fā)生的可能性下降，芯紗斷裂后外包纏紗二次斷裂的斷裂伸長(zhǎng)減小，而斷裂強(qiáng)力無(wú)顯著變化。

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