楊 陳，林燕萍，王晨露，孫 敏

(1.江西服裝學(xué)院，江西 南昌 330201； 2.江西省現(xiàn)代服裝工程技術(shù)研究中心，江西 南昌 330201；3.紹興文理學(xué)院，浙江 紹興 312000； 4.重慶城市管理職業(yè)學(xué)院，重慶 401331)

紡紗工藝的選擇與參數(shù)設(shè)置能夠很大程度上影響成紗的質(zhì)量與生產(chǎn)成本[1-3]。目前，傳統(tǒng)紡紗工藝中較為常用的為賽絡(luò)紡紗工藝與環(huán)錠紡紗工藝2種工藝。賽絡(luò)紡紗工藝在環(huán)錠紡紗工藝的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的雙股粗紗同時(shí)輸入牽伸的紡紗方式，該方式紡制的成紗在條干、毛羽、強(qiáng)力指標(biāo)等方面均較優(yōu)[4-5]，同時(shí)還可以根據(jù)紗線指標(biāo)的變化及時(shí)靈活地調(diào)整工藝參數(shù)，具有很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但也存在一定的弊端，如賽絡(luò)集聚紡的突發(fā)性易引起質(zhì)量問題[6-8]。傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗工藝較賽絡(luò)紡紗工藝簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求低，具有一定的成本優(yōu)勢(shì)[9-10]。本文以粘膠纖維與不銹鋼纖維為原料，分別利用賽絡(luò)紡紗工藝與環(huán)錠紡紗工藝紡制不銹鋼纖維/粘膠纖維混紡紗線，并通過成紗測(cè)試結(jié)果評(píng)價(jià)2種紡紗工藝紡制不銹鋼纖維/粘膠纖維混紡紗線的優(yōu)劣，為不銹鋼纖維/粘膠纖維功能紗線的紡制提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 紡紗材料

普通粘膠纖維(1.5 dtex,33 mm，新鄉(xiāng)化纖股份有限公司)、不銹鋼纖維(纖維直徑選擇6～8 μm，萊蕪龍志工貿(mào)有限公司)。

1.2 測(cè)試儀器

YG139Y細(xì)紗條干均勻度測(cè)試儀(蘇州長(zhǎng)風(fēng)紡織機(jī)電科技有限公司)、INSTRON 5590萬能材料試驗(yàn)機(jī)(美國(guó)英斯特朗公司)、YG172A紗線毛羽測(cè)試儀(陜西長(zhǎng)嶺紡織機(jī)電科技有限公司)。

1.3 紡紗工藝

紡制紗線線密度為29.53 tex的不銹鋼纖維與粘膠纖維的混紡紗線，其中不銹鋼纖維的含量分別為0、3%、6%、9%、12%、15%、20%。該實(shí)驗(yàn)之所以將紗線中不銹鋼纖維含量控制在20%是受實(shí)驗(yàn)條件所限，同時(shí)從下文的測(cè)試中可以觀察到當(dāng)紗線中的不銹鋼纖維含量超過12%時(shí)，成紗質(zhì)量有所下降。

1.3.1 環(huán)錠紡紗工藝

環(huán)錠紡紗工藝流程：FA002自動(dòng)抓棉機(jī)→FA016預(yù)混棉機(jī)→FA106梳針滾筒→FA046+FA141成卷機(jī)→FA201B梳棉機(jī)→FA305C并條機(jī)(頭并)→FA305C并條機(jī)(二并)→A454G粗紗機(jī)→FA516細(xì)紗機(jī)→1332M絡(luò)筒機(jī)。

環(huán)錠紡紗工藝參數(shù)：FA106梳針滾筒輸出速度為480 r/min，F(xiàn)A141成卷機(jī)定量420 g/m，輸出速度為12 r/min，F(xiàn)A201B梳棉機(jī)牽伸倍數(shù)為93倍，定量為4.83 g/m，輸出速度為25 r/min；錫林—蓋板間隔距設(shè)置為0.23、0.20、0.20、0.20、0.18 mm；FA305C并條機(jī)(頭并)總牽伸倍數(shù)為6.308 6倍，后區(qū)牽伸倍數(shù)設(shè)置為1.73倍，輸出速度為38.78 km/(臺(tái)·h)，輸出定量為4.26 g/m；FA305C并條機(jī)(二并)總牽伸倍數(shù)為8.602 6倍，后區(qū)牽伸倍數(shù)設(shè)置為1.35倍，輸出速度為38.78 km/(臺(tái)·h)，輸出定量為4.26 g/m，主要間隔距離為14、20 mm；A454G粗紗機(jī)主要間隔距離為25、35 mm，總牽伸倍數(shù)為8.10倍，后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.35倍，捻系數(shù)為70，錠速為700 r/min；FA502細(xì)紗機(jī)主要間隔距離為19、36 mm，捻系數(shù)為350，總牽伸倍數(shù)為36.3倍，后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.25倍，錠速設(shè)置為1.406×104r/min；1332M絡(luò)筒機(jī)輸出速度為560 m/min，總牽伸倍數(shù)為21.40倍，后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.25倍。

該紡紗工藝紡出的不銹鋼纖維含量分別為0、3%、6%、9%、12%、15%、20%，不銹鋼纖維/粘膠纖維紗線實(shí)際線密度與設(shè)計(jì)規(guī)格的質(zhì)量偏差率分別為：1.83%、1.94%、2.12%、2.23%、2.35%、2.59%、2.72%。傳統(tǒng)環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)紡制的不銹鋼纖維含量為12%不銹鋼纖維/粘膠纖維紗線見圖1。

1.3.2 賽絡(luò)紡紗工藝

賽絡(luò)紡紗工藝流程：FA002自動(dòng)抓棉機(jī)→FA016預(yù)混棉機(jī)→FA106梳針滾筒→FA046+FA141成卷機(jī)→FA201B梳棉機(jī)→FA305C并條機(jī)(二并)→A454G粗紗機(jī)。經(jīng)上述賽絡(luò)紡紗工藝流程后紡制的粗紗從2個(gè)喇叭口喂入后，在前鉗口出一定長(zhǎng)度之前的牽伸區(qū)保持分離狀態(tài)，其后進(jìn)行并合、加捻，從而制備雙股賽絡(luò)紡紗線單紗。

賽絡(luò)紡紗工藝參數(shù)：FA016預(yù)混棉機(jī)輸出速度為480 r/min；FA141成卷機(jī)輸出速度為12 r/min，輸出定量為478 g/m；FA201B梳棉機(jī)的總牽伸倍數(shù)為93倍，輸出定量為4.88 g/m，輸出速度設(shè)置為25 r/min；錫林—蓋板間隔距設(shè)置為0.23、0.20、0.20、0.20、0.18 mm；FA305C并條機(jī)(頭并)主要間隔距離為14、20 mm，總牽伸倍數(shù)為6.308 6倍，后區(qū)牽伸倍數(shù)設(shè)置為1.73倍，輸出速度為6.46×102r/min，輸出定量為4.48 g/m；FA305C并條機(jī)(二并)總牽伸倍數(shù)為8.602 6倍，后區(qū)牽伸倍數(shù)設(shè)置為1.35倍，輸出速度為646 r/min，輸出定量為4.14 g/m，主要間隔距離為14、20 mm；A454G粗紗機(jī)主要間隔距離為25、35 mm，總牽伸倍數(shù)為8.10倍，后區(qū)牽伸倍數(shù)為1.35倍，捻系數(shù)為70，錠速為700 r/min；經(jīng)緯1562全自動(dòng)細(xì)紗機(jī)主要間隔距離為19、36 mm，捻系數(shù)350，錠速為1.01×105r/min，總牽伸倍數(shù)為35.6倍，后區(qū)牽伸倍數(shù)設(shè)置為1.25倍；1332M絡(luò)筒機(jī)輸出速度為560 m/min。

該紡紗工藝紡出的不銹鋼纖維含量分別為0、3%、6%、9%、12%、15%、20%，不銹鋼纖維/粘膠紗線實(shí)際線密度與設(shè)計(jì)規(guī)格的質(zhì)量偏差率分別為：1.43%、1.64%、2.01%、2.25%、2.65%、2.89%、2.95%。賽絡(luò)紡細(xì)紗機(jī)紡制的不銹鋼纖維含量為12%的不銹鋼纖維/粘膠纖維紗線見圖2。上述2種紡紗工藝在頭并時(shí)均采用6根并合，二并8根并合。

圖2 賽絡(luò)紡細(xì)紗機(jī)與所紡紗線圖像

1.4 紗線性能測(cè)試

1.4.1 條干均勻度測(cè)試

根據(jù)GB/T 3292.1—2008《紡織品 紗線條干不勻試驗(yàn)方法 第1部分 電容法》標(biāo)準(zhǔn)，利用YG139Y細(xì)紗條干均勻度測(cè)試儀測(cè)試混紡紗線的條干均勻度，條干均勻度測(cè)試儀測(cè)試速度設(shè)置為200 m/min，測(cè)試紗線片段30片，計(jì)算30次測(cè)試結(jié)果的平均值。

1.4.2 毛羽指數(shù)測(cè)試

根據(jù)FZ/T 01086—2020《紡織品 紗線毛羽測(cè)定方法 投影計(jì)數(shù)法》，利用YG172A紗線毛羽測(cè)試儀測(cè)試混紡紗線的毛羽指數(shù)，測(cè)試紗線片段長(zhǎng)度為10 m，測(cè)試速度設(shè)置為30 m/min，毛羽長(zhǎng)度定義為2 mm以上，測(cè)試紗線片段30片，計(jì)算30次測(cè)試結(jié)果的平均值。

1.4.3 力學(xué)性能測(cè)試

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3916—2013《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定》，利用INSTRON 5590萬能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試混紡紗線的斷裂伸長(zhǎng)率、斷裂強(qiáng)力等力學(xué)性能指標(biāo)。INSTRON 5590萬能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試參數(shù)設(shè)置：選擇等速拉伸，紗線夾持測(cè)試有效長(zhǎng)度為500 mm，拉伸速度為100 mm/min，測(cè)試紗線片段30片，計(jì)算30次測(cè)試結(jié)果的平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 紗線條干均勻度分析

不同不銹鋼纖維含量的不銹鋼纖維/粘膠纖維混紡紗線的條干均勻度測(cè)試結(jié)果見表1。

表 1 不同不銹鋼纖維含量混紡紗線的條干均勻度

2.2 紗線毛羽指數(shù)分析

不同不銹鋼纖維含量規(guī)格的不銹鋼纖維/粘膠纖維混紡紗線的毛羽指數(shù)測(cè)試結(jié)果見表2。

表2 不同不銹鋼纖維含量紗線的毛羽指數(shù)

從表2可以看出，在環(huán)錠紡紗工藝與賽絡(luò)紡紗工藝條件下，紡制紗線的毛羽指數(shù)隨著不銹鋼纖維含量的增加而增加，說明混紡紗線中隨著不銹鋼纖維含量的增加，紗線內(nèi)纖維的握持程度下降，造成毛羽指數(shù)增加。相比傳統(tǒng)的環(huán)錠紡紗工藝，賽絡(luò)紡紗工藝極大地降低了紡制紗線的毛羽指數(shù)，這是由于賽絡(luò)紡紗工藝是從前羅拉輸出后，2根弱捻紗條在捻合階段相互為中心相互卷繞，把紗條主體的毛羽卷進(jìn)紗線內(nèi)部，并得到良好的握持，該工藝很大程度上降低了紗線的毛羽指數(shù)，從該角度分析可以得出紡制不銹鋼纖維與粘膠纖維混紡紗線，賽絡(luò)紡紗工藝優(yōu)于環(huán)錠紡工藝。

2.3 紗線力學(xué)性能分析

不同不銹鋼纖維含量規(guī)格的不銹鋼纖維/粘膠纖維混紡紗線的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果見表3。從表3可以看出，在環(huán)錠紡紗工藝與賽絡(luò)紡紗工藝條件下，紡制紗線的斷裂強(qiáng)力隨著不銹鋼纖維含量升高而降低，斷裂伸長(zhǎng)率隨著不銹鋼纖維含量升高而提高，由此可知，混紡紗線中不銹鋼纖維的混入降低了粘膠纖維間纖維的抱合力，致使紗線內(nèi)纖維相對(duì)滑移的摩擦力降低，紗線斷裂強(qiáng)力下降，斷裂伸長(zhǎng)率增加。在不銹鋼纖維含量超12%后，這種變化增幅增加，成紗質(zhì)量下降速度增加。由紡制紗線力學(xué)性能角度可以推知不銹鋼纖維與粘膠纖維混紡紗線中的不銹鋼纖維含量應(yīng)控制在12%以內(nèi)，以避免影響紗線的成紗質(zhì)量。在環(huán)錠紡紗工藝條件下紡制紗線的力學(xué)性能略低于賽絡(luò)紡紗工藝條件下紡制的紗線。這是由于紗線在加捻過程中，賽絡(luò)紡紗工藝更有利于控制紗線中纖維的內(nèi)外轉(zhuǎn)移程度，引導(dǎo)纖維規(guī)律排列，提高紗線強(qiáng)力。同時(shí)紗線條干均勻度與紗線毛羽的降低也是致使紗線力學(xué)性能提高的重要因素。

表3 不同不銹鋼纖維含量紗線的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果

3 結(jié)束語

本文通過環(huán)錠紡紗工藝與賽絡(luò)紡紗工藝條件紡制了不同不銹鋼纖維含量的不銹鋼纖維/粘膠纖維混紡紗線，并利用條干均勻度、紗線毛羽指數(shù)與紗線力學(xué)性能評(píng)價(jià)紡制紗線的性能，測(cè)試表明條干均勻度、紗線毛羽指數(shù)與紗線力學(xué)性能隨著混紡紗線中不銹鋼纖維含量的升高而下降，認(rèn)為不銹鋼纖維/粘膠纖維混紡紗線中的不銹鋼纖維含量應(yīng)控制在12%以內(nèi)。同時(shí)采用賽絡(luò)紡紗工藝條件紡制了不同不銹鋼纖維含量的不銹鋼纖維/粘膠纖維混紡紗線的條干均勻度、紗線毛羽指數(shù)與紗線力學(xué)性能優(yōu)于環(huán)錠紡紗工藝，該工藝適宜于紡制不銹鋼纖維/粘膠纖維混紡紗線，具有很強(qiáng)的紡制技術(shù)優(yōu)勢(shì)。