不同引紗方法對云紋紗成紗外觀及質(zhì)量的影響

高 娜， 李 強,2， 徐伯俊， 劉新金,3， 王廣斌(. 生態(tài)紡織教育部重點實驗室(江南大學(xué))， 江蘇 無錫 222； 2. 浙江金三發(fā)集團有限公司， 浙江 湖州 3300；3. 江蘇蘇絲絲綢股份有限公司， 江蘇 宿遷 223700; . 新疆天山毛紡織股份有限公司， 新疆 烏魯木齊 83005)

不同引紗方法對云紋紗成紗外觀及質(zhì)量的影響

高 娜1， 李 強1,2， 徐伯俊1， 劉新金1,3， 王廣斌4
(1. 生態(tài)紡織教育部重點實驗室(江南大學(xué))， 江蘇 無錫 214122； 2. 浙江金三發(fā)集團有限公司， 浙江 湖州 313100；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， 新疆 烏魯木齊 830054)

為改善云紋紗外觀及提高其成紗質(zhì)量，探究了3種不同引紗方法對云紋紗成紗外觀及質(zhì)量的影響。在牽伸細(xì)紗機上分別紡制29.2、14.6、9.7、7.3和5.8 tex的云紋紗，對每種線密度的云紋紗，保證其他工藝參數(shù)一致，通過改變飾紗的喂入方式紡制而得，即飾紗分別從細(xì)紗機后羅拉、中后羅拉、中前羅拉喂入。通過觀察成紗外觀，并對其強伸性能、條干、毛羽指標(biāo)進行測試和對比分析。結(jié)果表明：不同的引紗方法會產(chǎn)生不同的成紗外觀，較其他2種方式，飾紗從中后羅拉喂入時，所紡成的云紋紗成紗3 mm內(nèi)有益毛羽較多，3 mm以上有害毛羽較少，強力及成紗品質(zhì)指數(shù)均高于其他2種方式，成紗質(zhì)量較優(yōu)，且成紗包纏結(jié)構(gòu)較為緊密，立體感更強。

云紋紗； 斷裂強力； 毛羽； 條干

云紋紗的紡制是在綜合賽絡(luò)紡與賽絡(luò)菲爾紡紡紗方法的基礎(chǔ)上，開創(chuàng)出的一種新方法。該方法是以無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)紡的形式同時將基紗與飾紗一并喂入細(xì)紗機，進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[1]。對于云紋紗，不同的飾紗引紗方法會形成不同的成紗機制，影響成紗外觀與質(zhì)量，所以對飾紗引紗方式的分析尤為重要[2]。

本文通過采用不同的引紗方法進行紡紗，利用數(shù)碼顯微系統(tǒng)VHX-5000觀察了云紋紗成紗外觀，并對其強伸性能、條干、毛羽指標(biāo)進行測試，探討了不同引紗方法對云紋紗成紗質(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，可以為云紋紗的后續(xù)研究提供重要的參考。

1 試驗部分

1.1 細(xì)紗機改裝

為探究不同引紗方法即飾紗的牽伸形式對云紋紗成紗質(zhì)量及外觀的影響，且盡可能使飾紗纖維更好地附著在基紗主體上，本文試驗在裝有網(wǎng)格圈式集聚紡裝置的四羅拉三區(qū)牽伸TH558型細(xì)紗機上進行，紡紗原理示意圖如圖1所示。由于飾紗為細(xì)紗，飾紗較細(xì)強力不高時，若張力不穩(wěn)定或過大，飾紗易被拉斷，故為保證飾紗在退繞時張力穩(wěn)定一致，紡紗過程中加裝張力控制裝置3，置于粗紗上導(dǎo)紗桿4上；為使飾紗纖維更好地附著在基紗主體上，在前羅拉與中前羅拉之間加裝紗線集棉器12；由于飾紗纖維染色后的整齊度和光潔度遭到破壞，且染色纖維之間不光潔，相互纏繞，使它們在通過任何一個紡紗部件時都易被拉彎或拉彎基紗纖維，造成毛羽增加，因此，試驗前區(qū)和中區(qū)均選用SX2-6833B型大前沖上銷[3]，為須條增加一個大且連續(xù)的膠圈摩擦力界，同時也進一步縮小纖維的浮游區(qū)，使纖維變速點穩(wěn)定、前移[4]，不會被膠輥或羅拉黏連，盡可能減少毛羽的產(chǎn)生。在粗紗架上相應(yīng)地增加1倍細(xì)紗吊鉤。無色或淺色粗紗1(基紗)經(jīng)由粗紗上導(dǎo)紗桿4、下導(dǎo)紗桿5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)墓に囅掠呻p孔喇叭口6喂入細(xì)紗機后羅拉，分別經(jīng)由后區(qū)、雙膠圈牽伸的中區(qū)和前區(qū)進入由異形管和網(wǎng)格圈組成的集聚區(qū)，在氣流負(fù)壓的作用下，被吸附到網(wǎng)格圈上，實現(xiàn)須條與斷裂飾紗纖維的集聚，之后沿著氣流導(dǎo)向槽輸送到輸出膠輥14的后側(cè)[5]，前羅拉11通過過橋齒輪13帶動輸出羅拉15，使集聚后的紗條在輸出羅拉15與輸出膠輥14的握持下輸出，經(jīng)加捻卷繞形成云紋紗16。

注：1—基紗(無色或淺色粗紗)； 2—飾紗(有色細(xì)紗)； 3—張力控制裝置； 4—粗紗上導(dǎo)紗桿； 5—粗紗下導(dǎo)紗桿； 6— 雙孔喇叭口； 7—后羅拉； 8—后膠輥； 9—中后羅拉； 10—中前羅拉； 11—前羅拉； 12—紗線集棉器； 13—過橋齒輪； 14—輸出膠輥； 15—輸出羅拉； 16—云紋紗。圖1 云紋紗紡紗原理圖Fig.1 Principle diagram of cloud yarn

1.2 方案設(shè)計

根據(jù)云紋紗成紗原理分析得知，有3種不同的引紗方法，如圖2所示。

為探究不同引紗方法對云紋紗外觀及質(zhì)量的影響，設(shè)計試驗方案，對3種不同成紗工藝分別為：在細(xì)紗機后羅拉處安裝雙孔喇叭口，無色或淺色粗紗同有色細(xì)紗一并由后羅拉喂入，即飾紗經(jīng)過三區(qū)牽伸；在細(xì)紗機后羅拉與中后羅拉處分別安裝單眼角尺喇叭口，無色或淺色粗紗同有色細(xì)紗分別由細(xì)紗機后羅拉與中后羅拉喂入，即飾紗經(jīng)過二區(qū)牽伸；在細(xì)紗機后羅拉與中前羅拉處分別安裝單眼角尺喇叭口，無色或淺色粗紗同有色細(xì)紗分別由細(xì)紗機后羅拉與中前羅拉喂入，即飾紗經(jīng)過一區(qū)牽伸。在3種不同紡紗工藝下分別紡制29.2、14.6、9.7、7.3和5.8 tex的云紋紗，利用數(shù)碼顯微系統(tǒng)VHX-5000觀察分析其成紗外觀，并對其強伸性能、條干、毛羽指標(biāo)進行測試。

注：1—后羅拉； 2—本色棉粗紗(基紗)； 3—玫紅色棉細(xì)紗(飾紗)； 4—中后羅拉； 5—中前羅拉； 6—前羅拉； 7—云紋紗成紗。圖2 不同的引紗方法Fig.2 Different drawing methods.(a) Decorative yarn fed from back roller; (b)Decorative yarn fed from medium-back roller; (c)Decorative yarn feeding from medium-front roller

1.3 試驗原料

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度應(yīng)相近，又因?qū)υ萍y紗的研究仍處于初級階段，故本文試驗以棉為研究對象，基紗為本色精梳棉粗紗，定量為5.0 g/10 m，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。按照試驗方案在3種不同紡紗工藝下紡制不同線密度的云紋紗。

1.4 紡紗工藝參數(shù)

在裝有網(wǎng)格圈式集聚紡裝置的四羅拉三區(qū)牽伸TH558型細(xì)紗機上進行，在3種不同的紡紗工藝下分別紡制29.2、14.6、9.7、7.3和5.8 tex云紋紗。具體紡紗工藝[6]為：編號1對應(yīng)圖2(a)成紗模型，即飾紗從細(xì)紗機后羅拉喂入；編號2對應(yīng)圖2(b)成紗模型，即飾紗從細(xì)紗機中后羅拉喂入；編號3對應(yīng)圖2(c)成紗模型，即飾紗從細(xì)紗機中前羅拉喂入。3種模型中，基紗均由細(xì)紗機后羅拉喂入。其他主要紡紗工藝參數(shù)如表1所示。經(jīng)多次試驗，相同工藝下紡得的云紋紗比普通紗質(zhì)量偏高1.2%～1.4%，即飾紗對成紗的線密度基本不影響，主要起到增加色彩的作用，故本試驗中，該紡紗工藝參數(shù)對3種飾紗不同的喂入方式同樣適用。

表1 主要紡紗工藝參數(shù)Tab.1 Main spinning process parameters

注：E實為實際牽伸倍數(shù)；E機為機械牽伸倍數(shù)；E后、E中、E前分別為細(xì)紗機后區(qū)、中區(qū)、前區(qū)的牽伸倍數(shù)。

1.5 試驗指標(biāo)及測試方法

根據(jù)成紗質(zhì)量要求，確定本文試驗指標(biāo)為斷裂強力、斷裂伸長率、斷裂強度、3 mm內(nèi)毛羽根數(shù)(S1+2)、3 mm及以上毛羽根數(shù)(S3)以及條干 CV值共6項[7]。采用數(shù)碼顯微系統(tǒng)VHX-5000觀察紗線的縱向結(jié)構(gòu)；采用YG063型全自動單紗強力儀測試單紗斷裂強度、斷裂伸長率等指標(biāo)；采用瑞士茨威格的HL400型紗線毛羽測試儀測試毛羽指標(biāo)；采用瑞士烏斯特的UT5-C800條干均勻度測試分析儀測試條干CV值。

所有試樣進行測試時，室內(nèi)溫度均為20 ℃，相對濕度均為65%。且在對所有試樣進行測試前，按GB/T 6529—2008《紡織品調(diào)濕和試驗用標(biāo)準(zhǔn)大氣》的規(guī)定，均對試樣在試驗用大氣((20±2) ℃，(65±2)%)環(huán)境下調(diào)濕24 h，使其達到平衡[8]。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 影響云紋紗外觀因素分析

分別以3種不同工藝條件進行紡紗，采用數(shù)碼顯微系統(tǒng)VHX-5000觀察不同引紗方法的成紗外觀，其超景深圖如圖3～7所示。

圖3 29.2 tex云紋紗成紗外觀超景深圖(×100)Fig.3 Appearance of 29.2 tex cloud yarn(×100).(a)Decorative yarn fed from back roller; (b)Decorative yarn fed from medium-back roller;(c)Decorative yarn fed from medium-front roller

圖4 14.6 tex云紋紗成紗外觀超景深圖(×200)Fig.4 Appearance of 14.6 tex cloud yarn(×200).(a)Decorative yarn fed from back roller; (b)Decorative yarn fed from medium-back roller; (c)Decorative yarn fed from medium-front roller

圖5 9.7 tex云紋紗成紗外觀超景深圖(×200)Fig.5 Appearance of 9.7 tex cloud yarn(×200).(a)Decorative yarn fed from back roller; (b)Decorative yarn fed from medium-back roller;(c)Decorative yarn fed from medium-front roller

圖6 7.3 tex云紋紗成紗外觀超景深圖(×200)Fig.6 Appearance of 7.3 tex cloud yarn(×200).(a)Decorative yarn fed from back roller; (b)Decorative yarn fed from medium-back roller;(c)Decorative yarn fed from medium-front roller

圖7 5.8 tex云紋紗成紗外觀超景深圖Fig.7 Appearance of 5.8 tex cloud yarn(×200).(a)Decorative yarn fed from back roller; (b)Decorative yarn fed from medium-back roller; (c)Decorative yarn fed from medium-front roller

從成紗外觀圖可看出，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)，且3種不同工藝條件會對云紋紗外觀產(chǎn)生一定的影響。圖3～7(a)、(c)中，紗體結(jié)構(gòu)較為松散，飾紗纖維附著牢度較差，毛羽裸露較多，且圖3～7(c)中不僅飾紗纖維形成的毛羽較多，基紗纖維亦形成了較多的毛羽，纖維伸直度不夠；圖3～7(b)中，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，飾紗由中后羅拉喂入時，云紋紗成紗縱向結(jié)構(gòu)較好，外觀較優(yōu)。

2.2 成紗質(zhì)量分析

根據(jù)1.5所述成紗質(zhì)量指標(biāo)，對紗線性能進行測試，試驗數(shù)據(jù)見表2。

表2 不同引紗方法成紗質(zhì)量對比Tab.2 Comparison of yarn quality withdifferent drawing methods

結(jié)合測試數(shù)據(jù)可知，不同的飾紗喂入方式對云紋紗成紗質(zhì)量有一定的影響。飾紗由中后羅拉喂入時，云紋紗成紗斷裂強力、強度、斷裂伸長率稍高于其他2種方式成紗，其中飾紗由中前羅拉喂入時成紗強力、斷裂伸長率最低；毛羽方面，飾紗由中后羅拉喂入時，云紋紗3 mm以上有害毛羽數(shù)量均較其他2種方式成紗少，3 mm內(nèi)有效毛羽數(shù)量反而較多；其中飾紗由中前羅拉喂入時云紋紗條干不勻率與其他2種方式成紗相比較高，飾紗由后羅拉或中后羅拉喂入，所得云紋紗條干不勻率相比有波動，如飾紗由中后羅拉喂入時，紡制的14.6、7.3 tex云紋紗，條干不及由后羅拉喂入成紗方式紡制的相同線密度的云紋紗，對于其他3種線密度而言，飾紗由中后羅拉喂入時成紗方式條干要優(yōu)于由后羅拉喂入。

2.3 成紗綜合性能分析

由表2試驗數(shù)據(jù)可看出，飾紗由中后羅拉喂入時，云紋紗3 mm以上有害毛羽數(shù)量均少于其他2種云紋紗，3 mm內(nèi)有益毛羽數(shù)量較其他2種方式多，即飾紗從細(xì)紗機中后羅拉喂入時，毛羽性能優(yōu)于飾紗由后羅拉或中前羅拉喂入。

但3種不同引紗方法下紡制的云紋紗強力相差不大，且飾紗由中后羅拉喂入時14.6、7.3 tex云紋紗條干不勻率稍高于飾紗由后羅拉喂入云紋紗，條干不勻率對比有波動。為進一步考量不同引紗方法對成紗質(zhì)量的綜合影響，本文利用成紗品質(zhì)指數(shù)P[9]來進行綜合評價，其定義為P=T/CV(T為單紗斷裂強度，CV值為條干不勻率)。由此可知，成紗品質(zhì)指數(shù)與單紗斷裂強度呈正比，與條干CV值呈反比，即成紗品質(zhì)指數(shù)越大，成紗綜合性能越好。3種不同引紗方法下紡制的云紋紗成紗品質(zhì)指數(shù)如表3所示。

根據(jù)測試數(shù)據(jù)可知，飾紗由中后羅拉喂入時，云紋紗的品質(zhì)指數(shù)明顯高于其他2種成紗。試驗表明，較其他2種方式，飾紗由細(xì)紗機中后羅拉喂入時，成紗綜合性能較優(yōu)。分析原因：飾紗由中后羅拉喂入，經(jīng)過中區(qū)、前區(qū)二區(qū)牽伸時，相比于飾紗由后羅拉喂入，少了一區(qū)飾紗纖維對基紗纖維運動的阻礙與影響，故其質(zhì)量優(yōu)于飾紗由后羅拉喂入所得云紋紗；相比于飾紗由中前羅拉喂入，其經(jīng)過過渡且具有一定牽伸能力的中區(qū)，進入前牽伸區(qū)的須條以及飾紗纖維受到一個預(yù)整理作用，纖維經(jīng)牽伸伸直，受到了良好的握持凝聚作用，運動狀態(tài)得到改善，使得成紗質(zhì)量較飾紗由中前羅拉喂入所得云紋紗有所提高。

表3 不同引紗方法下云紋紗的成紗品質(zhì)指數(shù)Tab.3 Yarn quality index of cloud yarn preparedby three different drawing methods

3 結(jié) 論

1)對TH558型細(xì)紗機進行簡單改裝，即安裝雙孔喇叭口、集棉器，合理選擇工藝參數(shù)，成功紡制出新型花色紗云紋紗。

2)紡制云紋紗時，基紗(無色或淺色粗紗)均由細(xì)紗機后羅拉喂入，飾紗由細(xì)紗機中后羅拉喂入較飾紗由細(xì)紗機后羅拉與中前羅拉喂入所紡得的云紋紗成紗包纏結(jié)構(gòu)更加緊密，立體感更強；且其強力稍高，3 mm內(nèi)有益毛羽增多，3 mm以上有害毛羽減少；雖條干不勻率對比有波動，但其成紗品質(zhì)指數(shù)均高于其他2種方式。

綜合可得，在合適的紡紗工藝下，基紗(無色或淺色粗紗)由細(xì)紗機后羅拉喂入，飾紗由細(xì)紗機中后羅拉喂入時，所紡得的云紋紗成紗外觀及質(zhì)量最優(yōu)。

FZXB

[1] 楊衛(wèi)國, 阮浩芬, 唐佩君, 等. 一種云紋紗的紡制方法: 中國, 101929013A[P]. 2010-12-29.

YANG Weiguo, RUAN Haofen, TANG Peijun, et al. A spinning method for cloud yarn: China, 101929013A[P]. 2010-12-29.

[2] 謝春萍, 徐伯俊. 新型紡紗[M]. 北京: 中國紡織出版社, 2012: 131.

XIE Chunping, XU Bojun. Modern Spinning Technolo-gy[M]. Beijing: China Textile & Apparel Press, 2012: 131.

[3] 代麗梅, 謝春萍, 劉新金, 等. 超大牽伸集聚紡萊賽爾紗的工藝研究[J]. 棉紡織技術(shù), 2015, 43(7): 59-63.

DAI Limei, XIE Chunping, LIU Xinjin, et al. Processing study of lyocell condensed yarn in super large draft[J]. Cotton Textile Technology, 2015, 43(7):59-63.

[4] 郭明瑞. 四羅拉超大牽伸工藝研究[D]. 無錫:江南大學(xué), 2014: 10-11.

GUO Mingrui. Processing study of four-rollers super large draft[D]. Wuxi: Jiangnan University, 2014: 10-11.

[5] 楊士奎. 四羅拉網(wǎng)格圈型緊密紡關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 無錫: 江南大學(xué), 2010: 3-4.

YANG Shikui. Research on key technologies of four-rollers compact spinning with lattice apron[D]. Wuxi: Jiangnan University, 2010: 3-4.

[6] 陳玉峰, 陸振挺, 馬新幫. 棉紡賽絡(luò)紡工藝研究和實踐[J]. 棉紡織技術(shù), 2010, 38(1): 55-58.

CHEN Yufeng, LU Zhenting, MA Xinbang. Technology study and practice of cotton Siro-spun[J]. Cotton Textile Technology, 2010, 38(1): 55-58.

[7] 代麗梅, 謝春萍, 劉新金, 等. 萊賽爾紗超大牽伸紡紗工藝的優(yōu)化[J]. 紡織學(xué)報, 2016, 37(3): 25-30.

DAI Limei, XIE Chunping, LIU Xinjin, et al. Process optimization of superhigh draft spinning of Lyocell yarns[J]. Journal of Textile Research, 2016, 37(3): 25-30.

[8] 鄭瑩瑩, 徐伯俊, 劉新金, 等. 超大牽伸數(shù)控細(xì)紗機紡紗工藝試驗研究[J]. 棉紡織技術(shù), 2014, 42(2): 17-21.

ZHENG Yingying, XU Bojun, LIU Xinjin, et al.Research of super large draft processing parameter test on numerical control spinning frame [J]. Cotton Textile Technology, 2014, 42(2): 17-21.

[9] 任家智, 楊玉廣. 細(xì)紗機后區(qū)壓力棒牽伸的效果及牽伸倍數(shù)的優(yōu)化[J]. 紡織學(xué)報, 2009, 30 (5): 34-37.

REN Jiazhi,YANG Yuguang. Effect of pressure bar in back drafting zone of SKF drafting system on spun yarn quality and optimizing drafting ratio[J]. Journal of Textile Research, 2009, 30 (5): 34-37.

Influenceofdifferentdrawingmethodsonappearanceandyarnqualityofcloudyarn

GAO Na1， LI Qiang1,2， XU Bojun1， LIU Xinjin1,3， WANG Guangbin4
(1.KeyLaboratoryofEco-Textiles(JiangnanUniversity),MinistryofEducation,Wuxi,Jiangsu214122,China; 2.ZhejiangKingsafeClothingGroupCo.,Ltd.,Huzhou,Zhejiang313100,China; 3.JiangsuSPCC-SilkCo.,Ltd.,Suqian,Jiangsu223700,China; 4.XinjiangTianshanWoolTextileCo.,Ltd.,Urumqi,Xinjiang830054,China)

In order to improve the appearance and improve the yarn quality of cloud yarn, the influences of three different drawing methods on the appearance and yarn quality of cloud yarn were discussed. Different cloud yarns of 29.2, 14.6, 9.7, 7.3, 5.8 tex were spun on a TH558 super high draft ring spinning machine, which was equipped with a four-line draft system and four rollers, by changing the feeding way of decorative yarn, namely feeding from the back roller, medium-back roller and medium-front roller of spinning frame, respectively under the condition of same other process parameters. A VHX-5000 digital microscopic system was adopted to observe and analyze the appearance of cloud yarn, and carry out a testing and comparative analysis for its tensile property, evenness and hairiness. The results show that different drawing methods produce different yarn appearances, and compared with the other two ways, the yarn spun by decorative yarn feeding from the medium-back roller has a better yarn quality, namely more useful hairiness (within 3 mm) and less harmful hairiness(beyond 3 mm), higher strength and yarn quality index. Also, its structure is relatively compact and the three-dimension effect is stronger.

cloud yarn; breaking strength; hairiness; evenness

10.13475/j.fzxb.20161203606

TS 111.8

A

2016-12-27

2017-02-21

江蘇省自然科學(xué)基金項目(BK20151359)；江蘇省產(chǎn)學(xué)研項目(BY2015019-10，BY2016022-27)；江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化項目(BA2014080)；江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項目(蘇政辦發(fā)[2014]37號)

高娜(1992—)，女，碩士生。主要從事紡紗新技術(shù)的研究。徐伯俊，通信作者，E-mail: wxxbj@sina.com。