包覆工藝對滌綸低彈絲雙包粘膠紗性能的影響

張新宇 吳仕奇 徐 超

（浙江雅娜紡織有限公司，浙江嘉興，314413）

包覆紗又稱包纏紗，它是以長絲或短纖紗為芯紗，外包另一種長絲或短纖紗而成的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)紗線。目前市場上絕大多數(shù)包覆紗采用空心錠花式捻線機生產(chǎn)加工，其工藝過程是芯紗在一定的速度下通過喂入羅拉進入空心錠子，而外包紗則從空心錠紗管上退繞下來，并在芯紗上形成真捻起到固定作用[1]。

包覆紗有單包與雙包之分。在雙包包覆紗中，由于外包的兩層包覆紗包纏方向分別為Z向、S向，組成“X”形的包覆，紗線受到一定的外部載荷時，雙向的包纏長絲能夠向內(nèi)部擠壓，從而使芯紗始終保持著伸直的狀態(tài)，有利于提高紗線的斷裂強力，并能很好消除單層包覆時發(fā)生的變形和捻度不勻等問題，在服用和產(chǎn)業(yè)用紡織品開發(fā)方面具有廣泛的應(yīng)用前景。然而生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)雙包包覆紗生產(chǎn)工藝對成紗質(zhì)量有不確定的影響，有時甚至?xí)?dǎo)致用戶索賠。為此，本文采用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計安排試驗，通過建立數(shù)學(xué)模型，分析包覆工藝參數(shù)對紗線質(zhì)量的影響，討論其變化規(guī)律[2]，結(jié)合生產(chǎn)實踐與市場需求建立一種新的紗線設(shè)計理念與設(shè)計方法。

1 試驗

1.1 原料和試驗儀器

芯紗為14.5 tex粘膠短纖紗，外包的兩種包覆紗均為111 dtex/36 F滌綸低彈絲。

紗線強力測試：YG021B型電子單紗強力儀，拉伸速度500 m/min，樣本數(shù)20個。條干測試：YG137型條干均勻度測試分析儀，測試速度200 m/min，樣本數(shù)20個。毛羽測試：YG171B-2型毛羽測試儀，測試速度30 m/min，樣本數(shù)20個。測試條件：溫度18℃，相對濕度60%。

1.2 試驗設(shè)計

以卷繞速度、上排捻度（Z）、下排捻度（S）等包覆工藝參數(shù)為研究對象，采用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計安排試驗[3]，其因素水平編碼表見表1。

1.3 試驗結(jié)果

在WF系列雙層雙面包覆機上，根據(jù)表1試驗安排，選用試驗方案20次（中心點試驗次數(shù)選用6次）?？疾彀布嗁|(zhì)量的指標為紗線斷裂強力、條干CV值、3 mm毛羽數(shù)。

首先對原始數(shù)據(jù)進行剔除異常值處理，進行正態(tài)性檢驗及方差一致性檢驗。檢驗結(jié)果表明，剔除異常值后的每個方案各指標數(shù)據(jù)均在不同程度上滿足正態(tài)性，方案間相應(yīng)指標數(shù)據(jù)也都在不同程度上滿足方差一致性。然后分別求取各方案指標數(shù)據(jù)的平均值，具體紡紗方案及測試結(jié)果見表2。

表1 三因素水平編碼表

表2 紡紗方案及測試結(jié)果

2 分析與討論

2.1 回歸方程的建立

采用Origin8.0軟件，經(jīng)運算分析，并對回歸系數(shù)、回歸方程的顯著性進行檢驗，獲得包覆工藝參數(shù)對紗線質(zhì)量影響的有效回歸方程。斷裂強力的回歸方程Y1=1 007.3-38.60X1-0.49X2+3.7e-4X32，條干CV值的回歸方程Y2=31.5-1.8X1-0.019 5X2-0.015 8X3+0.06X12，3 mm毛羽數(shù)的回歸方程Y3=12.67-0.033X3+2.6e-5X32。

2.2 包覆工藝對紗線斷裂強力的影響

包覆工藝對紗線斷裂強力的影響見圖1。由圖1可見，隨著卷繞速度的增加，紗線的斷裂強力呈下降的趨勢。這是因為卷繞速度增加時，紗線會繃緊，而包覆紗主要的強力來源是芯紗，生產(chǎn)過程中張力過大會使芯紗預(yù)伸長增大而造成成紗斷裂強力的降低。圖1（a）顯示上排捻度對于紗線斷裂強力的變化是隨著捻度的升高而降低，其影響基本呈線性變化；圖1（b）顯示下排捻度對紗線斷裂強力的變化是隨著捻度的升高而變大，其變化幅度是開始慢，后來增加得快。這是因為下排包覆的是芯紗層，主要是和芯紗接觸，而捻度大的時候，芯紗斷裂強力變得快的原因是由于紗線包覆緊密之后，外包絲對紗線的內(nèi)部壓力就會起到一定作用，而不是僅僅依靠芯紗的斷裂強力。當(dāng)包覆紗線密度變大時，這個效果就會越來越顯著。

圖1 包覆工藝對紗線斷裂強力的影響

2.3 包覆工藝對紗線條干均勻度的影響

包覆工藝對紗線條干均勻度的影響見圖2。由圖2可見，紗線的條干均勻度與卷繞速度、上排捻度、下排捻度都有關(guān)系且互相制約。一般隨著卷繞速度的升高，紗線條干CV值呈現(xiàn)先降低后增大的規(guī)律，這是因為在松弛卷繞的時候，如果卷繞速度較快，紗線會因受到張力而張緊，條干均勻度就會比較好，但如果卷繞速度過快的話，紗線反而會因較大的張力而產(chǎn)生意外伸長，導(dǎo)致紗線條干均勻度的惡化。

上排捻度、下排捻度對紗線條干影響的差異效果相差不大，并且紗線條干CV值隨著上下排捻度的升高而變小，這主要是因為在紗線合股過程中，捻度升高，一段紗線的外包絲覆蓋圈數(shù)就比較多，這樣會產(chǎn)生以下幾個好處。一是捻度升高，紗線表面包覆的滌綸低彈絲屬于長絲，表面光滑均勻，且覆蓋率較大，可使得條干較為均勻。二是捻度較高，使得紗線的捻度均勻率變得比低捻的時候高，因為單位長度內(nèi)圈數(shù)多，導(dǎo)致長絲的滑脫幾率比較小，從而也從另一方面使得條干變好。

圖2 包覆工藝對紗線條干均勻度的影響

2.4 包覆工藝對紗線毛羽的影響

從包覆工藝對紗線3 mm毛羽數(shù)影響的回歸方程來看，紗線毛羽只與下排捻度有關(guān)。這是因為在第一次包覆過程中的包覆捻向為S向，就可以比較好地貼伏毛羽，包覆絲和紗線的毛羽剛好貼合在一起。而第二次包覆的效果是一種錦上添花的效果，給紗線一種蓬松感，而真正的貼伏或者覆蓋毛羽是在下排包覆的時候就基本完成了。

3 結(jié)語

在WF系列雙層雙面包覆機上，卷繞速度、上排捻度、下排捻度等包覆工藝參數(shù)對滌綸低彈絲雙包粘膠短纖復(fù)合紗性能均有不同程度的影響。隨著卷繞速度的降低或下排捻度的增加，紗線的斷裂強力呈增大趨勢；隨著卷繞速度的升高，紗線條干CV值呈現(xiàn)先降低后增大的規(guī)律；隨著上下排捻度的增加，紗線條干CV值逐漸降低；紗線毛羽只與下排捻度有關(guān)。

研究同時發(fā)現(xiàn)，從包覆紗的成紗性能和包覆覆蓋效果來看，包覆捻度應(yīng)當(dāng)偏大為好，但包覆太大時會導(dǎo)致紗線手感發(fā)硬，生產(chǎn)成本增加。因此在生產(chǎn)中，在保證成紗指標符合要求及最大限度提高設(shè)備生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)合理選取包覆捻度。