喷气涡流纺缝纫线的开发与性能测试

赵 娜，赵学玉，丁莉燕，邢明杰,田邵旭

(1.青岛大学 纺织服装学院，山东青岛 266071；2.高密市元信纺织有限公司，山东潍坊 260500)

喷气涡流纺缝纫线的开发与性能测试

赵 娜1，赵学玉1，丁莉燕1，邢明杰1,田邵旭2

(1.青岛大学 纺织服装学院，山东青岛 266071；2.高密市元信纺织有限公司，山东潍坊 260500)

采用喷气涡流纱作为原料，开发了一种新型缝纫线，并对其性能进行测试与分析。测试结果表明，喷气涡流纺缝纫线单线强力好，符合国家标准GB/T 6836-2007优等品要求；喷气涡流纺缝纫线纱疵少，降低了缝纫过程中的断针率和纱线断头率；喷气涡流纺缝纫线毛羽指数低，减小了毛羽对缝纫产生的危害；喷气涡流纺缝纫线断裂伸长率较大，降低了缝纫线的断头率。实验结果显示，喷气涡流纺缝纫线符合缝纫线的内在质量要求，属于质量较优的缝纫线品种。

喷气涡流纱 缝纫线 产品开发 性能测试

随着纺织科技的进步，人们对服装的舒适性能以及高档化的追求不断地提高，作为必不可少的、重要的服装辅料之一的缝纫线也随之发展起来。在服装辅助料中，缝纫线的消耗量比较大，它的质量对制成品的生产制作、外观效果以及复用性能有直接的影响关系。

目前为止，缝纫线的生产方式有三种环锭纺、赛络纺、喷气纺，其中最常用的是环锭纺。但是目前尚未采用喷气涡流纺纺纱工艺来生产缝纫线，因此，本课题采用喷气涡流纱作为单纱原料来生产一种新型的缝纫线品种。实验以40S的单纱与缝纫线为例。

1 原料

实验的缝纫线所选用的原料是缝纫线专用的涤纶纤维。之所以选用此种纤维，是因为该纤维具有高强低伸的特点。对于对强力要求较高的缝纫线而言，选用此纤维有利于提高缝纫线的强力，达到最佳的强力效果。纱线的原料规格如表1所示。

表1 缝纫线原料规格

2 纺纱工艺及工艺流程

2.1 喷气涡流纺纺纱工艺

喷气涡流纺是利用压缩空气在涡流腔体内形成一个高速旋转的涡流场，使须条的自由端纤维对内层的纤维产生相对的角位移，进而使须条获得真捻，使纤维加捻成纱。MVS喷气涡流纺纱机主要包括以下几部分：牵伸、涡流加捻、空心锭子、成纱、卷绕等等。棉条喂入后经过牵伸机构牵伸之后，平行纤维束从前罗拉钳口输出，在负压的作用下被吸入喷嘴前端的螺旋引导面上，纤维束的前端在引导针的周围，受到前边形成的纱线尾端的拉引力作用导入到引纱管中，后端则在高速涡流产生的轴向分力的作用下，部分自由端纤维在入口处呈现倒伞形状，倒伞状纤维便露在喷孔喷出的回旋气流中。随着气流的回转加捻到纱线的尾端上，形成实捻状纱线输出。其纺纱原理及电子显微镜图像如下页图1、图2所示。[1]

图1 喷气涡流纺纱原理

1—螺旋引导面 2—引导针 3—喷射孔 4—空心锭子 5—纱条

图2 喷气涡流纱线结构电子显微镜图像

2.2 缝纫线倍捻工艺

如图3所示，纱筒置于空心管上，纱线由纱筒顶端引出，经由空心管再经过径向孔。储纱盘随锭子转动进行回转，纱线随锭子转动加上双倍的捻回，故称之倍捻。图4中(1)图的纱线AC段，这部分的加捻性质与环锭纺普通捻线基本相同。已经加了捻回的AC段纱线从径向孔引出的时候，由额外加上了一个捻回，如纱线BC段。因此，整个纱线随着锭子转一圈加上两个捻回。在整个的加捻过程中，纱线形成了两个气圈，第一个气圈是从纱筒退绕处到空心管的入口处形成，第二个气圈形成于纱线离开储纱盘引向导纱钩的过程中。[2]

图3 倍捻捻线工艺过程示意图

1—纱筒 2—导纱钩3—空心管4—储纱盘5—罗拉

倍捻纱线的原理图如图4所示。倍捻原理是从假捻概念而来的，如图4(1)可见，假捻即将纱线的两段进行握持，在握持点中间加一加捻器进行加捻，从A向C看，纤维逆时针回转，AC为S捻，从B向C看，纤维顺时针回转，BC为Z捻，从AB整体来看，AC与BC捻回数量相等方向相反，相互抵消，整体没有捻回，结果为假捻。

(1) (2)

之所以AC、BC两段纱线捻向不同，是因为AB两点位于加捻点C 的不同侧，C点加捻，两侧产生反向捻向。若把AB两点置于加捻点的同一侧，即在C点不动的情况下，将B点转移至A点一侧。如图4(2)所示，将原先的加捻点C扩大成包含纱段(AC、BC)的整个平面，因此，AC 段纱线以本身的轴线作自转，BC段纱线以AB的轴线作公转。此刻，从A看向C，以及从B看向C，均为逆时针加捻，即AC、BC两段纱线均获得S捻。如果纱线沿着轴向进行移动，AC段的S捻将会传输到CB段，此刻，纱线获得两个S捻。

从纱线移动速度角度推理倍捻原理，假设纱线的轴向移动速度是v(m/s)，加捻器速度是n(r/min)，在纱线处于稳定状态时，AC纱段的捻度平衡方程式：T1=n/v；BC纱段的捻度平衡方程式:T2=n/v+T1=2n/v.根据以上方程式可以看出，在倍捻捻线中纱线获得的捻回为加捻器捻回数的两倍，即获得倍捻。

2.3 工艺流程

2.3.1 喷气涡流纱工艺流程

原料——清梳联合机——梳棉机——并条机——喷气涡流纺纱机——成品

2.3.2 缝纫线工艺流程

喷气涡流纱——络筒——并纱——捻线(倍捻)——蒸纱——松筒——压纱——包装

3 纱线的捻向

喷气涡流纺的捻度、捻向受喷嘴相关工艺参数的影响，一般而言，喷气涡流纺单纱的捻向为Z捻。所以，实验用的喷气涡流纺单纱选用的是常规的Z捻纱线。从缝纫线缝合时织物表面光泽考虑，缝纫线的捻向一般采用单纱与缝纫线反捻的方式，即单纱为S捻，缝纫线即为SZ捻，单纱为Z捻，缝纫线为ZS捻。因此，实验所用缝纫线为ZS捻。

4 纱线性能研究

4.1 强力

相比其他织造用的纱线，缝纫线与之最大的不同之处在于它对纱线强度的要求要更高一些。因此，强力对缝纫线而言是一个非常重要的指标，它直接影响着缝纫线的内在质量。喷气涡流单纱以及缝纫线的强力如表2所示。

表2 喷气涡流纺单纱、缝纫线强力(N)对比

根据中华人民共和国缝纫线国家标准GB/T 6836-2007，涤纶缝纫线单线断裂强力要求，对于40S双股的缝纫线，合格品的缝纫线单线断裂强力不低于860 cN/50cm，一等品的缝纫线单线断裂强力不低于900 cN/50cm，优等品的缝纫线单线断裂强力不低于940 cN/50cm。[3]通过表2数据可以发现，喷气涡流纺缝纫线的强力能达到957cN/50cm。通过对比涤纶缝纫线单线断裂强力要求表，可以看出，实验中的喷气涡流纺缝纫线单线断裂强力符合其优等品的要求。

其次，通过表2，对比喷气涡流纺单纱与缝纫线的强力可以发现，缝纫线的强力要大于单纱的两倍，这其中有两个原因：其一，由于喷气涡流纱结构的双重性，喷气涡流纱经过加捻合并形成缝纫线之后，其内外层结构都发生了相应的变化。因为外层纤维呈规则的螺旋状，经过合股工艺，反向加捻之后，开始阶段，纱体蓬松，外层纤维的捻度有所减小，相应的外层纤维的强力减小了，由于芯纤维在二次加捻之前为无捻度纤维平行伸直的状态，通过二次加捻作用之后，芯层的纤维由原来的伸直无捻度状态变成了有捻度状态，根据纱线捻度与强力的关系可知，当纱线捻度由0增大的时候，其强力增大，且增大的程度近似直线上升，大于喷气涡流纱外包纤维的强力减小的程度，因此，喷气涡流纺缝纫线中单纱的强力增加了；其二，两根单纱不并纱的情况下，强力为单纱的两倍，而缝纫线是两根单纱通过反向二次加捻之后形成的股线，由原因一我们已经得知，喷气涡流纺缝纫线经过合股加捻之后，单纱的强力增加了。此外，单纱与单纱之间又因合股工艺加上了新的捻度，根据纱线捻度与强力的关系可知，其强力增加了。此外，合股加捻后期，缝纫线中单纱的纱线结构由蓬松逐渐变得紧密，且纤维与缝纫线的轴向夹角也变小，在拉伸方向的有效分力也增加，因此，缝纫线的强力又增加了。[4]所以，从以上两个原因我们可知，喷气涡流纺缝纫线的强力要比单纱的两倍强力大许多。

4.2 纱疵

纱疵是指附着在纱线上并且影响纱线质量的物体。纱疵对于纱线以及织物的内在以及外观质量至关重要。文章对纱线的常发性纱疵做了检测，结果如表3所示。

表3 喷气涡流纺单纱、缝纫线纱疵对比

通过表3数据对比喷气涡流纺单纱与缝纫线的纱疵可以发现，经过合股加捻之后，喷气涡流纺缝纫线的千米纱疵数大大降低了。因为在单纱中，纱线的粗细节以及棉结的分布是不均匀的，两股单纱加捻合股之后，两个纱疵刚好接触的几率很小，这就使得纱疵在缝纫线中得到了一定的弥补。因此，相对于单纱，缝纫线的千米纱疵数大大减小。在千米纱疵中，纱线细节对于纱线强力有一定的影响，但是对于缝纫线穿针走纱的影响并不大。而千米粗节与千米棉结对于缝纫线穿针走纱影响很大，如果缝纫线中的粗节与棉结较多，纱线在缝纫穿针走纱时，容易把缝纫针别断，从而严重影响衣物的缝制。因此，纱疵少也是缝纫线的内在质量的要求之一。所以，喷气涡流纺缝纫线在纱疵数量方面符合缝纫线的质量要求。

4.3 毛羽

毛羽的长短、形态等受纺纱方法、工艺参数等影响较大，毛羽是影响缝纫线外观和风格的重要质量指标之一。对于缝纫线而言，毛羽越少越好。此外，毛羽对纱线光泽、手感以及外观等不利。喷气涡流纺的单纱、缝纫线毛羽指数对比如表4所示。

表4 喷气涡流纺单纱、缝纫线毛羽指数对比

由于喷气涡流纺自身的工艺特点，相比其他工艺的纱线，喷气涡流纱的毛羽量很少，由表4可以发现，经过纱线合股加捻之后，缝纫线的毛羽量变得更少了。对于缝纫线而言，在纱线穿针走纱进行缝纫的过程中，如果毛羽量比较多，经过各种摩擦之后，毛羽之间容易相互缠结，进而可能形成较大的棉球，从而影响纱线穿针走线，最终导致别断缝纫针，影响缝纫线的质量。因此，喷气涡流纺缝纫线大大降低了毛羽对纱线缝纫过程造成的危害，大大提高了缝纫线的质量。因此，喷气涡流纺缝纫线在毛羽方面符合缝纫线的内在质量要求。

4.4 伸长率

对于缝纫线而言，如果具有良好的断裂伸长率，在缝纫的过程中就可以缓冲外力的作用，从而降低缝纫线在使用过程中的断头率。喷气涡流纺单纱、缝纫线断裂伸长率对比如表5所示。

表5 喷气涡流纺单纱、缝纫线断裂伸长率(%)对比

通过分析表5的数据可得，喷气涡流纺缝纫线的断裂伸长率相比于单纱的增加了许多。这是因为合股加捻对缝纫线的断裂伸长率产生了较大的影响。在一般情况之下，断裂伸长产生来自于三部分：一是纱线内纤维的相互滑移，二是纤维拉伸的时候产生的伸长，三是加捻时捻回角与纱线中直径的变化引起的。随着合股加捻程度的增大，纤维间的紧密程度增加，因此，由纤维间的滑脱产生的断裂伸长逐渐减小。部分二、三是断裂伸长产生的主要部分，在临界捻度范围之内，二、三两部分产生的断裂伸长会呈现增大的趋势。[4]因此，经过合股加捻形成缝纫线之后，断裂伸长率增加。如果缝纫线拥有较好的断裂伸长率，则在缝纫过程中可以大大减缓因为纱疵所导致的穿针走纱过程中的外力作用，从而降低缝纫线的断头率，提高缝纫质量。所以，喷气涡流纺缝纫线在断裂伸长率方面符合缝纫线的质量要求。

5 结论

综合上述性能测试，其实验结果表明，喷气涡流纺缝纫线无论是从强力、纱疵、毛羽还是伸长率等方面，都符合于缝纫线的内在质量要求，属于质量优异的的缝纫线品种。

(1)在强力方面，喷气涡流纺缝纫线的单线强力很高，符合于国家标准优等品质量要求。

(2)在纱疵方面，喷气涡流纺缝纫线具有较少的纱疵，大大减少了缝纫过程中的出现的断针情况以及降低了纱线的断头率。

(3)在毛羽方面，喷气涡流纺缝纫线的毛羽指数非常低，因此也减少了因为毛羽问题对缝纫线缝制过程造成的危害。

(4)在断裂伸长率方面，喷气涡流纺缝纫线的断裂伸长率较大，可以降低缝纫线的断头率，提高缝纫质量。

因此，喷气涡流纺缝纫线是一种质量优异的缝纫线新品种。

[1] 邢明杰.喷气涡流纺纱特征的研究[J].棉纺织技术,2009,37(8):15-18.

[2] 是润淦.倍捻的原理及倍捻机的主要技术参数[J].丝绸,1988(3):21-24.

[3] GB/T 6836-2007,缝纫线[S].北京:中国标准出版社,2007.

[4] 姚穆 .纺织材料学(第3版)[M].北京：中国纺织出版社2009.

DevelopmentandPerformanceTestofMVSSewingThread

ZHAONa1,ZHAOXue-yu1，DINGLi-yan1,XINGMing-jie1，TIANShao-xu2

(1.CollegeofTextile&Clothing,QingdaoUniversity,Qingdao266071;2.GaomiYuanxinTextileCo.,Ltd,Weifang260500)

A new type of sewing thread was made with MVS single yarn as raw material and its related performance was tested and analyzed. The test results showed the following performance characteristics: the MVS sewing thread had a good strength to meet the top quality requirements of national standard GB/T 6836-2007; it had fewer yarn defects, reducing the broken needle rate and yarn breakage rate during the sewing process; its hairiness index was so low that it could reduce the hairiness hazards during the sewing process; it had a high elongation at break, which reduced the sewing thread’s breakage rate. According to the experimental results, the sewing thread met the internal quality requirements of the sewing thread and was classified to a better quality sewing thread group.

MVS sewing thread product development performance testing

2017-07-07

赵娜(1991-)，女，硕士研究生，研究方向：新型纺纱。

邢明杰(1964-)，男，博士，教授，硕士生导师。

TS104

A

1008-5580(2017)04-0097-05