空芯纱理论空芯率对成纱毛羽和针织物性能的影响

樊洁 林晓云 张双双

摘 要：空芯纱是采用赛络菲尔纺纺纱方法，以水溶性维纶为芯纱，棉纤维为外包纤维纺成皮芯结构的包芯纱，然后溶解包芯纱中的水溶性维纶，成为空芯纱。芯纱维纶线密度不同，空芯纱理论空芯率不同，随着空芯率增加，空芯纱有害毛羽数量增加，空芯纱针织物活络率增加，织物手感柔软。

关键词：空芯纱；水溶性维纶；赛络菲尔纺；空芯率

中图分类号：TS104 文献标志码：B 文章编号：1674-2346（2016）04-0015-03

空芯纱纱线的轴心部分存在中空，按照现在的纺织机械和技术水平，无法直接在纺纱机上纺制出中空纱线，而是采用赛络菲尔纺（sirofilspun）纺包芯纱的方法，制成皮芯结构的复合纱，然后在后续加工中溶解芯纱，从而形成具有中空结构的空芯纱。

空芯纱形成中空技术关键是溶解皮芯结构中的芯纱，目前一般采用水溶性维纶纤维制成的短纤维纱作为芯纱纺制包芯纱，然后将包芯筒子纱溶于一定温度的水里，芯纱维纶与热水充分溶解后溶于水溶液，成为中空的空芯纱。也可以将包芯筒子纱织成织物后再溶于一定温度的水里，与将筒子纱溶于一定温度的水里相比，织物中维纶芯纱与水溶液接触充分，溶解迅速、彻底，可有效节省能源。

1 水溶性维纶纤维的性质

空芯纱皮芯结构中的芯纱能够迅速有效地溶解是空芯纱形成的关健，而水溶性维纶纤维就具有这一优良特性。水溶性维纶纤维是改性聚乙烯醇（PVA）纤维，其分子式为（CH2CHOH）n，由于分子结构中每个链上与水亲和性非常好，在一定温度的水中纤维能快速全部溶解，溶于水后无味无毒，水溶液呈无色透明状，能在较短时间内自然生物降解，具有低成本、可水解、无污染的特点，可利用其水溶特性制备多种新型纱线。

2 赛络菲尔纺纺纱原理

空芯纱成纱方法首先采用环锭纺塞络菲尔纺纺纱技术纺制具有皮芯结构的包芯纱，溶掉芯纱后成为包芯纱。赛络菲尔纺是从赛络纺纺纱技术发展而来的，纺纱原理如图1（赛络菲尔纺纺纱原理）所示：维纶纱线保持一定的张力经过导丝轮，粗纱纱条经三罗拉牵伸机构牵伸后形成的须条在前罗拉钳口处与维纶纱线汇合，在加捻机构的加捻作用下，因维纶纱线具有一定的张力具有拉紧作用，形成以维纶为芯纱、棉纤维为外包纤维的皮芯结构的包芯纱，卷绕到纱管上。

3 试样制备

3.1 空芯纱试样

为验证空芯率对空芯纱和空芯纱织物性能的影响，分别在苏州华飞制造的赛络菲尔纺纺纱小样机上纺制3种空芯率不同的纱线试样。

试样1： 28tex纯棉纱线试样，空芯率为0%；

试样2： 28tex+9.8tex包芯纱 28tex为外包棉纤维线密度，9.8tex为40度水溶性维纶芯纱的线密度，维纶水溶后理论上该试样空芯率为25.9%；

试样3：28tex+9.8tex？包芯纱 28tex为外包棉纤维线密度， 9.8tex？表示2根9.8tex 40度水溶的维纶纱作为芯纱平行喂入，维纶水溶后理论上该试样空芯率为41.2%。

为保证维纶溶解后3种纱线具有可比性，3种包芯纱外包棉纤维采用同一种粗纱，赛络菲尔纺纺纱工艺参数中设置相同。3种纱线试样主要纺纱工艺参数设置如表1所示。

3.2 织物试样

因筒子纱密度大，维纶纱线与水接触不充分，维纶溶解比较困难，因此采用将3种纱线试样在同一针数的手摇针织横机上织成纵密和横密均相同的纬平针织物，3块纬平针织物的纵密平均值都为40横列/5cm，横密平均值都为36纵行/5cm。为减少水溶时间，将3块纬平针织物溶于90度恒温水溶液里50分钟以上，至织物表面没有粘稠糊状，此时维纶全部溶解，制成3种空芯率不同的空芯纱织物。

4 纱线毛羽试验

毛羽不仅影响纱线表面光洁度和强力，而且影响后道工序加工过程的顺利进行，它是评价纱线外观质量的重要标志之一。针织物要求针织用纱线毛羽少，条干均匀，而织物退维后不会影响纱线的毛羽情况，因此采用YG172A纱线毛羽测试仪测试了3种纱线试样的毛羽情况，测试结果见表2不同空芯率纱线试样毛羽原始值。（试样1为纯棉纱，试样2为28tex+9.8tex棉包1根维纶包芯纱，试样3为28tex+9.8tex？棉包2根维纶包芯纱）

纺纱上一般把2mm以上毛羽称为有害毛羽，根据表2，将3种纱线试样2mm以上有害毛羽做成柱状图，如图2 所示：

图2纱线毛羽柱状图中，横坐标为有害毛羽长度，纵坐标为纱线毛羽数量平均值。从图2可以看出，随着毛羽长度的增加，3种试样毛羽数量急剧减少；随着维纶芯纱根数的增加，包芯纱毛羽大大增加，同是3mm有害毛羽，试样3毛羽数量远远多于试样2，试样2毛羽数量又多于试样1 。

因此可以得出结论：随着芯纱维纶线密度增加，纱线空芯率增加，毛羽数量也会增加。这是因为随着维纶根数增加，外包棉纤维线密度一样，纱线整体线密度增加，细纱加捻时加捻三角区底边长度增加，而三角区高度不变，势必会造成加捻三角区外的纤维增加，从而造成毛羽数量增长。因此建议纺制空芯纱时，要增加织物空芯率，为减少有害毛羽数量，提高空芯纱质量，可采用赛络菲尔纺纱机器上安装紧密纺装置减少毛羽。

5 织物风格

织物的风格，从广义来说应是人们综合触觉、视觉以及听觉等方面对织物品质的评价。织物风格评定可以分为主观评定和客观评定。主观评定简便快捷，但检验人员之间的手感反应常存在差异。客观评定是织物风格仪评定法，可以定量地表示织物风格特征及其程度。织物风格仪主要用来测量棉、麻、丝、化纤（包括混纺）等一般机织产品和部分针织产品的弯曲特性。本次试验采用YG821L型织物风格仪测试织物的活络率、弯曲刚性、弯曲刚性指数和最大抗弯力4个指标，见表3所示：

由表3可以看出：1）随着棉针织物空芯率增大，织物活泼率增大，弯曲刚性指数减小，试样1纯棉针织物、试样2空芯纱针织物、试样3空芯纱针织物活络率依次增大，弯曲刚性指数依次减小。棉织物活泼率大，弯曲刚性指数小，说明织物的手感较活络，弹跳感好；织物活络率小，弯曲刚性指数大，说明织物的手感较呆滞，外形保持性差。2）随着棉针织物空芯率增大，织物最大抗弯力减小，试样1纯棉针织物、试样2空芯纱针织物、试样3空芯纱针织物活络率依次减小。织物最大抗弯力小，说明织物手感较柔软；织物最大抗弯力大，说明织物手感较刚硬。

6 结论

1）随着纱线空芯率增加，纱线加捻三角区增大，造成有害毛羽增加，因此为减少纱线有害毛羽数量，建议采用紧密纺赛络菲尔纺纺纱装置。

2）随着棉针织物空芯率增大，织物的手感较活络性增加，弹跳感好，织物手感柔软。

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