曹夢龍， 徐伯俊， 蘇旭中， 劉新金， 王　靖， 賀文慧

(1. 江南大學(xué) 生態(tài)紡織教育部重點實驗室，江蘇 無錫 214122；2. 江蘇蘇絲絲綢股份有限公司，江蘇 宿遷 223700)

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研究與技術(shù)

三種不同工藝條件對新型sirofil-spun三色花式紗外觀與成紗質(zhì)量的影響

曹夢龍1， 徐伯俊1， 蘇旭中1， 劉新金2， 王靖1， 賀文慧1

(1. 江南大學(xué) 生態(tài)紡織教育部重點實驗室，江蘇 無錫 214122；2. 江蘇蘇絲絲綢股份有限公司，江蘇 宿遷 223700)

探討三種不同工藝條件對新型sirofil-spun三色花式紗外觀與成紗質(zhì)量的影響。采用新型sirofil-spun紡紗方法即對sirofil-spun和嵌入式紡紗原理的結(jié)合，并且在三種不同工藝條件下，通過改變粗紗與長絲的相對位置，即粗紗靠左側(cè)長絲、粗紗在兩根長絲之間和粗紗靠右側(cè)長絲，形成不同的成紗方式紡制出新型的三色花式紗；利用i-speed高速攝影機和MDA1300視頻顯微鏡對所紡出花式紗的外觀進行觀察與分析，并且對三種花式紗線的強伸性能、條干、毛羽進行對比分析。研究結(jié)果表明：三種不同工藝條件下會形成不同的成紗加捻機理，紡成花式紗的三種色彩產(chǎn)生不同的排列；粗紗靠近左側(cè)長絲喂入的成紗方式所紡三色花式紗的成紗質(zhì)量較好。

新型sirofil-spun紡紗；三色花式紗；斷裂強力；條干；毛羽

新型紡紗方法很多，近年來在環(huán)錠紡紗機上出現(xiàn)了許多新型的紡紗方式，如緊密紡、賽絡(luò)紡、賽絡(luò)菲兒紡、包芯紡、竹節(jié)紡等。不同的紡紗方式會形成不同的紡紗機理，不同的成紗機理會影響成紗的外觀與紗線質(zhì)量，對成紗機理進行分析顯得尤為重要[1]。高速攝影技術(shù)是以極高的頻率記錄高速運動過程的一種手段，獲得的信息記錄在一幀幀圖片上，在指定的軟件上慢速放映，再現(xiàn)被記錄對象的運動過程[2]。

本文采用i-speed高速攝影機拍攝新型sirofil-spun的成紗機理，即拍攝長絲與紗加捻過程中的加捻三角區(qū)[3]，通過軟件對采集完的片段進行一幀幀地放映，截圖呈現(xiàn)出每一種成紗機理并分析；以三種不同的成紗機理進行紡紗，對花式紗進行條干、強伸性及毛羽進行測試，分析不同成紗機理對花式紗的成紗質(zhì)量產(chǎn)生的影響[4]。

1　新型sirofil-spun紡紗技術(shù)與成紗原理

新型sirofil-spun是在對sirofil-spun和嵌入式紡紗原理的基礎(chǔ)上，開創(chuàng)出的sirofil-spun新技術(shù)[5-6]。在QFA1528細(xì)紗機上進行裝置的改裝，在手動搖架上加裝一種新型的雙槽導(dǎo)絲輪，并安裝長絲張力盤；其紡紗技術(shù)原理是采用兩根長絲以一定間距通過長絲張力盤繞過雙槽導(dǎo)絲輪喂入前膠輥與從后羅拉喂入的粗紗匯聚，在前羅拉下的加捻作用下成紗，捻合成具有股線風(fēng)格的新型sirofil-spun花式紗線(圖1)。普通sirofil-spun采用一根短纖維須條和一根長絲加捻成紗的，并且須條和長絲的質(zhì)量、模量和轉(zhuǎn)動慣量完全不同，所以在sirofil-spun加捻過程中存在著須條和長絲運動的不穩(wěn)定性，最終形成的sirofil紗也存在著結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。因此需要對須條或長絲的張力、扭矩進行補償，以改善這種缺點[7]。新型sirofil-spun采用兩根長絲與一根粗紗，使得形成對稱的加捻三角區(qū)，解決了sirofil-spun中的須條與一根長絲的運動不穩(wěn)定性。不同的成紗機理對新型花式紗的外觀和成紗質(zhì)量有影響，根據(jù)分析新型sirofil-spun的成紗原理得知，有三種不同的成紗加捻方式(圖2)。

圖1　新型sirofil-spun紡紗原理示意Fig.1　The principle diagram of new type of sirofil-spun

圖2　三種不同的成紗加捻模型Fig.2　Twisting models of three different kinds of yarns

2　實　驗

2.1方案設(shè)計

為了探究不同的成紗工藝對新型sirofil-spun花式紗外觀與成紗質(zhì)量的影響，設(shè)計實驗方案，對三種不同的成紗工藝進行編號：編號1為粗紗先于右側(cè)長絲進行結(jié)合，即粗紗與右側(cè)長絲間距為4 mm；編號2為粗紗位于兩根長絲中間；編號3為粗紗先于左側(cè)長絲進行結(jié)合，即粗紗與左側(cè)長絲間距為4 mm[8]。分別采用高速攝影技術(shù)拍攝三種不同的加捻機理即加捻三角區(qū)，對紡出的花式紗在MDA1300視頻顯微鏡下進行觀察花式紗的外觀，并且對三種不同成紗工藝所紡出的紗線強伸性能、條干、毛羽進行測試與分析。

2.2原料

三種不同成紗工藝的花式紗均采用新型sirofil-spun與紡紗方式，兩根長絲均為有色錦綸長絲，細(xì)度為8.33 tex(75 D)，另一根采用普梳棉粗紗，其粗紗定量為5.0 g/10 m，紡制成15 tex/8.33 tex/8.33 tex新型花式紗。

2.3細(xì)紗機的改裝

新型sirofil-spun采用兩根長絲喂入前膠輥，為了使兩根長絲以一定間距平行地喂入，需要對QFA1528型細(xì)紗機進行加裝雙槽導(dǎo)絲輪裝置，這樣可以避免兩根長絲在喂入的過程中相互纏繞，并以一定的間距平行地喂入。由于QFA1528型細(xì)紗機為手動搖架，需采用特殊的支架進行安裝雙槽導(dǎo)絲輪[9]。長絲的預(yù)加張力需要在長絲張力盤的控制下，這樣長絲才能順利喂入，紡紗才能穩(wěn)定運行。

2.4紡紗工藝參數(shù)

在QFA1528型機器上紡制15 tex/8.33 tex/8.33 tex紗，雙絲間距采用16 mm，長絲預(yù)加張力定為15 cN。具體的紡紗工藝[10]為：編號1對應(yīng)圖2(a)成紗模型，即粗紗與右側(cè)長絲間距4mm，編號2對應(yīng)圖2(b)成紗模型，即粗紗位于兩根長絲中間，編號3對應(yīng)圖2(c)成紗模型，即粗紗與左側(cè)長絲間距4mm；捻系數(shù)為360，鋼絲圈選為U1ULudr1/0。

2.5測試儀器與環(huán)境

YG086型縷紗測長機(江蘇蘇州奇樂科技有限公司)，JA2003型電子天平(上海五久自動化設(shè)備有限公司)，i-speed高速攝影機(上海西努光學(xué)科技有限公司)，MDA1300視頻顯微鏡(南京米厘特儀器儀表有限公司)，YG068C型單紗強力儀(蘇州長風(fēng)紡織機電科技有限公司)，USTER@TESTER5條干檢測儀(瑞士烏斯特技術(shù)有限公司)，YG173A型紗線毛羽測試儀(陜西長嶺紡織機電科技有限公司)。

測試環(huán)境溫度為20 ℃，相對濕度為65%。

3　結(jié)果與分析

3.1不同成紗機理對花式紗的外觀影響分析

通過i-speed高速攝影機拍攝紡紗過程中的加捻機理，對采集完的片段進行一幀幀地放映并截圖呈現(xiàn)出每一種成紗加捻機理，如圖3所示。分別以三種不同工藝條件下進行紡紗，采用MDA1300視頻顯微鏡觀察不同成紗加捻機理產(chǎn)生的不同的花式效果，如圖4所示。

圖3　三種成紗加捻圖Fig.3　Twisting diagram of three kinds of yarn

圖4　三種花式紗外觀圖Fig.4　Appearance diagram of three kinds of fancy yarns

經(jīng)過MDA1300視頻顯微鏡觀察可以看出，三種不同工藝條件會對花式紗的外觀產(chǎn)生影響。從3(a)可以看出，棉紗先與右側(cè)紅色錦綸長絲進行結(jié)合加捻之后，又與左側(cè)青藍(lán)色錦綸長絲進行加捻，最終形成外觀如圖4(a)所示，呈白青紅三色交替花式紗線，從紗管整體來看青色比重大于紅色；從3(b)可以看出，棉紗與兩根有色長絲等間距喂入前鉗口羅拉，并在一點處進行加捻成紗，形成青色紅色間隔的三色花式紗線，如圖4(b)所示；從圖3(c)可以看出，棉紗先與左側(cè)青藍(lán)色錦綸長絲進行結(jié)合加捻之后，又與右側(cè)紅色錦綸長絲進行加捻，最終形成外觀如圖4(c)所示，呈白紅青三色交替花式紗線，從紗管整體來看紅色比重大于青色。綜上，可得出不同的成紗加捻方式對花式紗的外觀會產(chǎn)生影響。

3.2成紗質(zhì)量的分析

3.2.1強伸性

使用YG061型單紗強力儀測試三種不同工藝條件下新型sirofil-spun花式紗拉伸性能，具體的性能測試數(shù)據(jù)見表1。

表1　拉伸性能Tab.1　Tensile properties

由表1可以看出，不同成紗加捻方式對紗線的斷裂強力有一定影響，3號花式紗其粗紗先于左側(cè)的長絲進行結(jié)合加捻再與右側(cè)的長絲進行結(jié)合加捻的斷裂強力明顯高于另外兩種花式紗。由于捻度的傳遞自下往上，并且紗線的捻向為“Z”捻向，棉束中右側(cè)的纖維先進行轉(zhuǎn)移卷捻再與左側(cè)的纖維進行抱合，紗線中的纖維將受力不均；因此3號工藝條件下粗紗先于左側(cè)長絲進行結(jié)合加捻的方式，使得左、右兩側(cè)的長絲受力得到均衡，即粗紗先于左側(cè)的長絲進行結(jié)合彌補了左側(cè)長絲的受力不均，由于“Z”捻作用使得加捻三角區(qū)中受力均勻，從而紡制成紗線的斷裂強力和斷裂伸長較高。

3.2.2條干均勻度

使用USTER@TESTER5條干檢測儀測試三種不同工藝條件下新型sirofil-spun花式紗的條干均勻度，具體的條干CV值數(shù)據(jù)見表2。

表2　條干均勻度Tab.2　Evenness

從表2可以看出，編號2成紗方式所紡制的花式紗條干、粗結(jié)、細(xì)節(jié)及棉結(jié)均不及編號1、3成紗方式所紡的花式紗。由于編號2成紗方式是兩根有色長絲與一根棉須條匯聚一點結(jié)合加捻成紗，紡紗過程中的高速運動，紡紗加捻三角區(qū)的匯聚點不斷波動，使得須條與長絲的運動不穩(wěn)定，最終成紗條干和粗細(xì)結(jié)略差些。

3.2.3毛羽

使用YG173A型紗線毛羽測試儀測試三種不同工藝條件下新型sirofil-spun花式紗的毛羽，具體的毛羽測試數(shù)據(jù)見表3。

表3　毛羽測試Tab.3　Hairiness test

從表3可以看出，編號2成紗方式所紡制花式紗的毛羽值與編號1、3成紗方式所紡的花式紗相比較多，由于編號1和編號3成紗方式是粗紗先與一根長絲進行包纏，突出的毛羽卷入紗體，再與另一根長絲進行包纏，剩下突出毛羽進一步卷入紗體，使得毛羽進一步減少。編號1和編號3成紗方式所紡花式紗的毛羽相差不大，這是說明粗紗須條先與左側(cè)長絲或先與右側(cè)長絲結(jié)合對毛羽值影響不大。

4　結(jié)　論

通過對細(xì)紗機裝置的改裝，設(shè)計實驗方案并進行實驗分析，得出不同工藝條件下對新型sirofil-spun花式紗外觀與成紗質(zhì)量產(chǎn)生影響。

1)通過采用i-speed高速攝影機進行紡紗過程中加捻三角區(qū)的拍攝，并對所紡出的紗線進行外觀的觀察，得出不同工藝條件下會使花式紗的三種色彩產(chǎn)生不同的排列。

2)通過對細(xì)紗機裝置的改裝后進行紡紗，經(jīng)過測試得編號2成紗方式(粗紗位于兩長絲中間)所紡的花式紗強力較好；編號2成紗方式所紡制花式紗的條干、粗結(jié)、細(xì)節(jié)及棉結(jié)均不及編號1、3成紗方式所紡的花式紗；編號1、3成紗方式所紡的花式紗的毛羽較編號2成紗方式所紡制花式紗相比減少；從而得出編號3成紗方式即粗紗先與左側(cè)有色長絲結(jié)合加捻再與右側(cè)右側(cè)長絲結(jié)合加捻的成紗方式所紡花式紗的成紗質(zhì)量較好。

新型sirofil-spun花式紗具有三色立體效果，此花式紗構(gòu)成的織物具有三維立體混色的風(fēng)格，色彩自然而又含蓄，朦朧感強，能滿足現(xiàn)代消費者個性化需求，并具有較高的附加值。

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Effect of three different process conditions on appearance and yarn quality of new tri-color fancy sirofil yarn

CAO Menglong1, XU Bojun1, SU Xuzhong1, LIU Xinjin2, WANG Jing1, HE Wenhui1

(1. Key Laboratory of Science & Technology of Eco-Textile, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi 214122, China;2. Jiangsu Spcc-Silk Co.,Ltd., Suqian 223700, China)

In this paper, the effects of different process conditions on the appearance and yarn quality of the tri-color fancy yarn were discussed. The new sirofil-spun spinning method combines sirofil-spun with embedded spinning principle. a new type of tri-color fancy yarn was spun by changing the relative position of roving and filament (i.e. rough yarn is close to filament in the left side; rough yarn is between two filaments; rough yarn is close to filament in the right side) under three different process conditions. I-speed high-speed camera and MDA1300 video microscope were used to observe and analyze the appearance of fancy yarn. And the properties of three color fancy yarns (including tensile property, evenness and hairiness) were tested and compared. The results show that three kinds of different process conditions will form different yarn twisting mechanism, and three colors generate different arrangement; the quality of yarns spun by feeding rough yarn close to the filament in the left side) is better.

new sirofil-spun spinning; tri-color the fancy yarn; breaking intensity; evenness; hairiness

10.3969/j.issn.1001-7003.2016.07.006

2016-01-18;

2016-06-02

江蘇省博士后科研資助計劃項目(1501146B)；中國博士后科學(xué)基金項目(2015M581722)；江蘇省自然科學(xué)基金項目(BK2012254)；江蘇省產(chǎn)學(xué)研項目(BY2014023，BY2012051，BY2013015-24);江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化項目(BA2014080)；紡織服裝產(chǎn)業(yè)河南省協(xié)同創(chuàng)新項目(hnfx14002)；廣東省產(chǎn)學(xué)研項目(2013B090600038)；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)；國家大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目(201510295079)

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