R. N. Narkhedkar，M. S. Kulkarni

DKTE紡織與工程學會(印度)

J 20型噴氣紡紗機含有120個獨立的紡紗頭，如圖1所示。位于機器兩側的紡紗頭可單獨工作，由此可實現(xiàn)在同一臺機器上同時生產(chǎn)兩種不同的紗線。J 20型噴氣紡紗機的紡紗頭可生產(chǎn)質量非常高的紗線，生產(chǎn)效率高且靈活性大，噴氣紗的獨特性能使紡紗廠、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

1 材料

本文在J 20型噴氣紡紗機上，使用纖維長度為38 mm的聚酯/黏膠(質量比為60/40)混紡紗條進行紡紗試驗。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型噴氣紡紗機制備紗線試樣。在紡紗機上設置3個變量，分別為紗線輸出速度(A)、噴嘴壓力(B)和后牽伸倍數(shù)(C)，每個變量包含3個水平。采用Taguchi法進行試驗方案的設計，機器參數(shù)設置如表1所示。

表1 J 20型噴氣紡紗機的機器參數(shù)設置

3 試驗

紗線性能測試指標及原理如表2所示。

表2 紗線性能測試指標及原理

4 結果與討論

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

表3 紗線測試和質量指標值

4.1 紗線不均勻率U(%)

J 20型噴氣紡紗機工藝參數(shù)對紗線U(%)影響的統(tǒng)計分析結果如圖2所示。由圖2可知，J 20型噴氣紡紗機的紗線輸出速度對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。這是因為隨著噴嘴壓力的增大，紗線結構內部可能會有更多的纖維混合，導致紗線外層的不規(guī)則纖維及浮游纖維增多所致。牽伸倍數(shù)與紗線U值呈反比關系。從統(tǒng)計學角度分析，牽伸倍數(shù)對U值無顯著的影響，而噴嘴壓力在置信度為5%時對紗線U值的影響較為顯著。

圖2 紡紗工藝參數(shù)對紗線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)測試結果如圖3所示。由圖3可知，J 20型噴氣紡紗機的紗線輸出速度對總紗疵數(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)缺陷的機會增多。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?，牽伸前的材料準備非常重要。

圖3 紡紗工藝參數(shù)對紗線總紗疵數(shù)的影響

4.3 單紗強度(RKM)

紡紗工藝參數(shù)對單紗強度影響的分析結果如圖4所示。由圖4可知，在本文所研究的3種工藝參數(shù)中，噴嘴壓力對紗線強度有明顯的影響。隨著噴嘴壓力的增大，紗線強度明顯增加(P=0.023 474，<0.05)。這是因為噴嘴壓力增大可使紗線中的纖維緊密堆砌，從而有助于提高紗線的強度。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間減少，導致紗線強度急劇下降。

圖4 紡紗工藝參數(shù)對單紗強度的影響

4.4 Uster紗疵

Uster紗疵對優(yōu)質織物的生產(chǎn)而言至關重要。因此，本文對Uster紗疵進行了測試，結果如圖5所示。

圖5 紡紗工藝參數(shù)對紗線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，但Uster紗疵數(shù)隨著后牽伸倍數(shù)的增大而增大。這是因為用于紡制紗線的棉條已經(jīng)過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。對于Uster紗疵，紗線輸出速度和噴嘴壓力對其沒有規(guī)律性的影響，但隨著噴嘴壓力的增大，因紗線結構中纖維的黏合性得以改善，Uster紗疵數(shù)有所減少。

4.5 細節(jié)數(shù)

在對Uster紗疵進行分析的過程中，發(fā)現(xiàn)紡紗機工藝參數(shù)影響紗線的細節(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紗線細節(jié)數(shù)沒有規(guī)律性的影響。但隨著后牽伸倍數(shù)的增大，紗線中出現(xiàn)長片段的細節(jié)，導致‘H’級細節(jié)出現(xiàn)的幾率大幅增加。這是因為隨著后牽伸倍數(shù)的增大，牽伸區(qū)的黏滑效應增加，導致紗線的細節(jié)數(shù)增多。

圖6 紡紗工藝參數(shù)對紗線細節(jié)數(shù)(-30%)的影響

5 結論

本文研究了J 20型噴氣紡紗機工藝參數(shù)對所紡紗線質量的影響。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，并對單紗強度、紗線摩擦因數(shù)、紗線不勻率U(%)、紗線疵點和分級試驗指標進行了測試，得出如下研究結論。

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

——當后牽伸倍數(shù)增至4以上或減至4以下時，所得紗線的強度降低，因此，可認為4倍的牽伸量有利于生產(chǎn)出質量較優(yōu)的紗線。

——紗線摩擦不受機器工藝參數(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，單紗強度增加。

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

——J 20型噴氣紡紗機的噴嘴壓力越大，紗線細節(jié)(-30%)數(shù)越多，隨著噴嘴壓力的降低，細節(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。