噴氣紡不同工藝參數(shù)對(duì)紗線質(zhì)量的影響

R. N. Narkhedkar，M. S. Kulkarni

DKTE紡織與工程學(xué)會(huì)(印度)

J 20型噴氣紡紗機(jī)含有120個(gè)獨(dú)立的紡紗頭，如圖1所示。位于機(jī)器兩側(cè)的紡紗頭可單獨(dú)工作，由此可實(shí)現(xiàn)在同一臺(tái)機(jī)器上同時(shí)生產(chǎn)兩種不同的紗線。J 20型噴氣紡紗機(jī)的紡紗頭可生產(chǎn)質(zhì)量非常高的紗線，生產(chǎn)效率高且靈活性大，噴氣紗的獨(dú)特性能使紡紗廠、下游產(chǎn)品加工商及終端產(chǎn)品用戶均可從中受益。

圖1 J 20型噴氣紡紗機(jī)

1 材料

本文在J 20型噴氣紡紗機(jī)上，使用纖維長(zhǎng)度為38 mm的聚酯/黏膠(質(zhì)量比為60/40)混紡紗條進(jìn)行紡紗試驗(yàn)。所采用的紗條經(jīng)3道并條，以使紗條中的纖維具有良好的取向性。紗條線密度為3 640 tex。

2 方法

采用J 20型噴氣紡紗機(jī)制備紗線試樣。在紡紗機(jī)上設(shè)置3個(gè)變量，分別為紗線輸出速度(A)、噴嘴壓力(B)和后牽伸倍數(shù)(C)，每個(gè)變量包含3個(gè)水平。采用Taguchi法進(jìn)行試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，機(jī)器參數(shù)設(shè)置如表1所示。

表1 J 20型噴氣紡紗機(jī)的機(jī)器參數(shù)設(shè)置

3 試驗(yàn)

紗線性能測(cè)試指標(biāo)及原理如表2所示。

表2 紗線性能測(cè)試指標(biāo)及原理

4 結(jié)果與討論

不同紡紗工藝參數(shù)下，采用J 20型噴氣紡紗機(jī)制備的紗線的性能測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表3 紗線測(cè)試和質(zhì)量指標(biāo)值

4.1 紗線不均勻率U(%)

J 20型噴氣紡紗機(jī)工藝參數(shù)對(duì)紗線U(%)影響的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，J 20型噴氣紡紗機(jī)的紗線輸出速度對(duì)U的影響未呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律。隨著噴嘴壓力的增大，紗線不勻率U增大。這是因?yàn)殡S著噴嘴壓力的增大，紗線結(jié)構(gòu)內(nèi)部可能會(huì)有更多的纖維混合，導(dǎo)致紗線外層的不規(guī)則纖維及浮游纖維增多所致。牽伸倍數(shù)與紗線U值呈反比關(guān)系。從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度分析，牽伸倍數(shù)對(duì)U值無(wú)顯著的影響，而噴嘴壓力在置信度為5%時(shí)對(duì)紗線U值的影響較為顯著。

圖2 紡紗工藝參數(shù)對(duì)紗線U值的影響

4.2 總紗疵數(shù)(IPI)

不同噴氣紡紗工藝參數(shù)下，所紡紗線的總紗疵數(shù)測(cè)試結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，J 20型噴氣紡紗機(jī)的紗線輸出速度對(duì)總紗疵數(shù)的影響未呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律。但隨著噴嘴壓力的增大，總紗疵數(shù)稍有增大。而隨著牽伸倍數(shù)的增大，總紗疵數(shù)明顯減小。一般情況下，隨著總牽伸倍數(shù)的增加，紗線出現(xiàn)缺陷的機(jī)會(huì)增多。因紗條在主牽伸區(qū)的牽伸已為后區(qū)牽伸做好了準(zhǔn)備，故隨著后區(qū)牽伸倍數(shù)的增大，紗線均勻度改善，總紗疵數(shù)明顯下降((P<0.05)?？梢?jiàn)，牽伸前的材料準(zhǔn)備非常重要。

圖3 紡紗工藝參數(shù)對(duì)紗線總紗疵數(shù)的影響

4.3 單紗強(qiáng)度(RKM)

紡紗工藝參數(shù)對(duì)單紗強(qiáng)度影響的分析結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，在本文所研究的3種工藝參數(shù)中，噴嘴壓力對(duì)紗線強(qiáng)度有明顯的影響。隨著噴嘴壓力的增大，紗線強(qiáng)度明顯增加(P=0.023 474，<0.05)。這是因?yàn)閲娮靿毫υ龃罂墒辜喚€中的纖維緊密堆砌，從而有助于提高紗線的強(qiáng)度。而隨著紗線輸出速度的增加，可用于束縛纖維并形成紗線的時(shí)間減少，導(dǎo)致紗線強(qiáng)度急劇下降。

圖4 紡紗工藝參數(shù)對(duì)單紗強(qiáng)度的影響

4.4 Uster紗疵

Uster紗疵對(duì)優(yōu)質(zhì)織物的生產(chǎn)而言至關(guān)重要。因此，本文對(duì)Uster紗疵進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果如圖5所示。

圖5 紡紗工藝參數(shù)對(duì)紗線Uster紗疵數(shù)的影響

圖5表明，盡管紗線的均勻度改善，總紗疵數(shù)隨著后牽伸倍數(shù)的增大而呈下降趨勢(shì)，但Uster紗疵數(shù)隨著后牽伸倍數(shù)的增大而增大。這是因?yàn)橛糜诩徶萍喚€的棉條已經(jīng)過(guò)3道并條，纖維在紗條中具有良好的取向性，因而紗線的均勻度和外觀較好。對(duì)于Uster紗疵，紗線輸出速度和噴嘴壓力對(duì)其沒(méi)有規(guī)律性的影響，但隨著噴嘴壓力的增大，因紗線結(jié)構(gòu)中纖維的黏合性得以改善，Uster紗疵數(shù)有所減少。

4.5 細(xì)節(jié)數(shù)

在對(duì)Uster紗疵進(jìn)行分析的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)紡紗機(jī)工藝參數(shù)影響紗線的細(xì)節(jié)數(shù)，如圖6所示。由圖6可知，紗線輸出速度和噴嘴壓力變化對(duì)紗線細(xì)節(jié)數(shù)沒(méi)有規(guī)律性的影響。但隨著后牽伸倍數(shù)的增大，紗線中出現(xiàn)長(zhǎng)片段的細(xì)節(jié)，導(dǎo)致‘H’級(jí)細(xì)節(jié)出現(xiàn)的幾率大幅增加。這是因?yàn)殡S著后牽伸倍數(shù)的增大，牽伸區(qū)的黏滑效應(yīng)增加，導(dǎo)致紗線的細(xì)節(jié)數(shù)增多。

圖6 紡紗工藝參數(shù)對(duì)紗線細(xì)節(jié)數(shù)(-30%)的影響

5 結(jié)論

本文研究了J 20型噴氣紡紗機(jī)工藝參數(shù)對(duì)所紡紗線質(zhì)量的影響。在不同的紗線輸出速度、噴嘴壓力和后牽伸倍數(shù)下，制備紗線試樣，并對(duì)單紗強(qiáng)度、紗線摩擦因數(shù)、紗線不勻率U(%)、紗線疵點(diǎn)和分級(jí)試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試，得出如下研究結(jié)論。

——降低J 20型噴氣紡紗機(jī)噴嘴壓力，所紡紗線的單紗強(qiáng)度降低。隨著紗線輸出速度的增加，單紗強(qiáng)度先降低后增加。

——當(dāng)后牽伸倍數(shù)增至4以上或減至4以下時(shí)，所得紗線的強(qiáng)度降低，因此，可認(rèn)為4倍的牽伸量有利于生產(chǎn)出質(zhì)量較優(yōu)的紗線。

——紗線摩擦不受機(jī)器工藝參數(shù)變化的(明顯)影響。研究還表明，在保持其他參數(shù)不變的情況下，隨著后牽伸倍數(shù)的增大，單紗強(qiáng)度增加。

——噴嘴壓力和紗線U值間存在正相關(guān)關(guān)系，后牽伸倍數(shù)和紗線缺陷間存在間接關(guān)系。

——J 20型噴氣紡紗機(jī)的噴嘴壓力越大，紗線細(xì)節(jié)(-30%)數(shù)越多，隨著噴嘴壓力的降低，細(xì)節(jié)出現(xiàn)的幾率減小。

——隨著后牽伸倍數(shù)增大，紗線的缺陷增加，而隨著后牽伸倍數(shù)減小，紗線的缺陷有所減少。