雙分梳轉(zhuǎn)杯色紡紗的工藝與性能研究

李鑒洲，江 慧，汪 軍，b

(東華大學(xué) a.紡織學(xué)院；b.紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室：上海 201620)

0 引言

轉(zhuǎn)杯紡是最早取得成效的新型紡紗方法之一[1]，早在1937年已有專利[2]，其發(fā)展較為成熟、應(yīng)用廣泛。相比傳統(tǒng)環(huán)錠紡技術(shù)，轉(zhuǎn)杯紡具有工藝流程短、紡紗速度高、卷裝容量大等優(yōu)點(diǎn)[3]，因此得到市場和紡織企業(yè)越來越多的關(guān)注。

色紡紗因其具有環(huán)保性、時尚性、功能性和多組分等特點(diǎn)，以及獨(dú)特的混色效果，越來越受到廣大消費(fèi)者的喜愛[4]。雙分梳轉(zhuǎn)杯紡技術(shù)代表了轉(zhuǎn)杯紡技術(shù)的發(fā)展方向之一，但是其在色紡紗領(lǐng)域的應(yīng)用研究較為少見。

筆者將在前人研究雙分梳轉(zhuǎn)杯紡技術(shù)的基礎(chǔ)上，在雙分梳轉(zhuǎn)杯試驗(yàn)機(jī)上紡制麻灰粘膠色紡紗，研究混紡比例和喂入通道對紗線主要性能的影響。

1 雙分梳轉(zhuǎn)杯試驗(yàn)設(shè)備

張玉澤[5]等為了解決傳統(tǒng)轉(zhuǎn)杯紡由于單一分梳輥對于原料通用性不強(qiáng)、混紡紗難以成紗或成紗質(zhì)量差的問題，設(shè)計了一種具有兩套喂入分梳機(jī)構(gòu)裝置的新型雙分梳轉(zhuǎn)杯紡紗器，如圖1所示。

1—左分梳腔體；2—左排雜腔；3—左分梳輥；4—左喂給板壓力控制彈簧；5—左喂給板；6—左喂給羅拉；7—右喂給羅拉；8—右喂給板；9—右喂給板壓力控制彈簧；10—紡紗器底座；11—右分梳輥；12—右排雜腔；13—右分梳腔體。圖1 雙分梳轉(zhuǎn)杯紡紗器

張玉澤以雙分梳紡紗器為核心，搭建了雙分梳轉(zhuǎn)杯原理機(jī)，并試紡驗(yàn)證了其紡紗可行性。張倩[6]在雙分梳轉(zhuǎn)杯原理機(jī)上進(jìn)行滌棉混紡試驗(yàn)，證明雙分梳技術(shù)有利于提高混紡紗的成紗質(zhì)量?；萘譂齕7]在雙分梳轉(zhuǎn)杯原理機(jī)上進(jìn)行機(jī)械改進(jìn)，搭建了雙分梳轉(zhuǎn)杯單頭試驗(yàn)機(jī)，并進(jìn)行技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)。本試驗(yàn)就在該設(shè)備上進(jìn)行測試。

2 試驗(yàn)方案與紗線性能測試

2.1 試驗(yàn)方案

在雙分梳轉(zhuǎn)杯試驗(yàn)機(jī)上紡制色紡紗，需考慮諸多紡紗工藝參數(shù)的影響。為盡量排除纖維本身性能差異帶來的影響，筆者選擇性能相近的黑色粘膠條和白色粘膠條作為試驗(yàn)原料紡制麻灰紗。試驗(yàn)原料性能參數(shù)，如表1所示。

表1 試驗(yàn)原料性能參數(shù)

分梳輥?zhàn)鳛榧徏喥鞯年P(guān)鍵部件，其規(guī)格會對紗線質(zhì)量產(chǎn)生重要影響[8]。粘膠纖維是再生纖維素纖維，性能與棉接近，長度較短，較柔軟，易損傷，故分梳輥均選用工作角較小的OK40型金屬針布齒條。

雙分梳轉(zhuǎn)杯試驗(yàn)機(jī)存在兩個分梳輥和A，B兩個喂入通道。在紡紗過程中不僅要保證分梳效果的一致性，也要考慮喂入通道的影響。在雙分梳轉(zhuǎn)杯試驗(yàn)機(jī)的控制面板上，在條子定量不變的情況下，改變混紡比例或者喂入通道，喂入速度會自動發(fā)生相應(yīng)改變。

在保證色紡紗可紡性的前提下，保持各工藝參數(shù)一致。紡紗基本工藝參數(shù)見表2。

表2 紡紗基本工藝參數(shù)

整體紡紗方案選擇混紡比例為9水平、喂入通道為2水平，設(shè)計的紡紗方案共18種。紡紗試驗(yàn)方案見表3。

表3 紡紗試驗(yàn)方案

按照表3試驗(yàn)方案紡制出來的麻灰粘膠色紡紗外觀，如圖2所示。

圖2 麻灰粘膠紗

2.2 性能測試

按照表3試驗(yàn)方案進(jìn)行紗線紡制后，對所紡紗線進(jìn)行預(yù)調(diào)濕、調(diào)濕，即將紗線置于溫度為20 ℃、濕度為65%的恒溫、恒濕環(huán)境中平衡24 h，然后進(jìn)行紗線強(qiáng)伸性能、毛羽根數(shù)和條干性能的測試。

在XL-1A型紗線強(qiáng)伸度儀上測試各紗線的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率。采用等速伸長模式，測試速度為500 mm/min，預(yù)加張力為25 cN(張力系數(shù)為0.5 cN/tex)，每次測試長度為500 mm，每種紗線測試30次，取其平均值。

在GT3000型條干均勻度測試分析儀上測試各紗線的條干不勻率。測試速度為200 m/min，測試時間為1 min，每種紗線測試長度為200 m。

在YG-172A型紗線毛羽測試儀上測試各紗線的毛羽指數(shù)。測試速度為30 m/min，每次測試片段長度為10 m，每種紗線測試10次，取其3 mm以上毛羽根數(shù)的平均值。

為方便理解，下文中將測試指標(biāo)斷裂強(qiáng)度(cN/tex)、斷裂伸長率(%)、條干不勻率(%)、3 mm以上毛羽根數(shù)[根/(10 m)]分別標(biāo)記為X1，X2，X3，X4。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 測試結(jié)果

各試驗(yàn)方案所紡紗線的測試結(jié)果見表4。

表4 各試驗(yàn)方案紗線性能測試結(jié)果

3.2 直觀分析

對表4中的測試數(shù)據(jù),用excel數(shù)據(jù)分析工具箱進(jìn)行描述統(tǒng)計分析。A系列即為A1～A9試驗(yàn)方案，B系列即為B1～B9試驗(yàn)方案。結(jié)果見表5。

表5 各試驗(yàn)方案測試結(jié)果描述統(tǒng)計

從表5試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，混紡比例對于各紗線斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率、條干不勻率的影響都相對平穩(wěn)，這些指標(biāo)無顯著差異；混紡比例對毛羽根數(shù)的影響波動較大。各試驗(yàn)方案的毛羽根數(shù)數(shù)據(jù)曲線，如圖3所示。

圖3 混紡比例、喂入通道對紗線毛羽根數(shù)的影響

從圖3可以更直觀地看出，不同混紡比例下的紗線毛羽根數(shù)波動較大。究其原因，可能是左、右纖維條喂入的比例不同，對轉(zhuǎn)杯內(nèi)纖維混合與分布有較大影響，需要以后進(jìn)一步深入研究。

3.3 配對t檢驗(yàn)

配對t檢驗(yàn)，用于檢驗(yàn)配對試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的差異對比關(guān)系。方案A系列和方案B系列每組保持混紡比例一致，只有喂入通道發(fā)生了交換，才可進(jìn)行配對。

采用配對t檢驗(yàn)，可研究不同喂入通道下混紡比例對紗線各項(xiàng)性能影響的差異性。將配對差值視為一個樣本，原假設(shè)為該樣本的均值為0，t為t檢驗(yàn)的數(shù)值，p為對應(yīng)的發(fā)生概率。取顯著性水平α=0.05，配對t檢驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表6 配對t檢驗(yàn)結(jié)果

從表6可以看出，所有指標(biāo)的p值均大于顯著性水平α。因此可認(rèn)為，在不同喂入通道下紡制的紗線，其所有性能指標(biāo)配對數(shù)據(jù)均未呈現(xiàn)出差異性。

配對t檢驗(yàn)結(jié)果表明：在纖維原料性能相近的情況下，混紡比例對不同喂入通道下紡制的紗線的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率、條干不勻率和毛羽根數(shù)均無顯著性影響。

4 結(jié)論

4.1選用性能相近的纖維原料，在雙分梳轉(zhuǎn)杯試驗(yàn)機(jī)上紡制18種麻灰粘膠色紡紗，并測試其紗線斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率、毛羽根數(shù)和條干不勻率。

4.2通過直觀分析法和配對t檢驗(yàn)法進(jìn)行分析，試驗(yàn)結(jié)果表明：在纖維原料性能相近的情況下，其混紡比例對雙分梳轉(zhuǎn)杯色紡紗的力學(xué)性能、條干性能影響較為平穩(wěn)，紗線指標(biāo)無顯著差異，但對紗線毛羽根數(shù)的影響波動較大；且在不同混紡比例下改變兩根條子的喂入通道，對最后成紗性能也無顯著影響。