集聚赛络假捻纱与集聚赛络纱的性能对比

路明娜， 程隆棣， 董国虎， 方 斌(. 东华大学 纺织学院， 上海 060； . 绍兴华通色纺有限公司， 浙江 绍兴 3073)

集聚赛络假捻纱与集聚赛络纱的性能对比

路明娜1， 程隆棣1， 董国虎1， 方 斌2
(1. 东华大学 纺织学院， 上海 201620； 2. 绍兴华通色纺有限公司， 浙江 绍兴 312073)

为解决针织物在穿着过程中纬斜严重的问题，以大麻/棉(30/70)纱线为原料，分别采用集聚赛络假捻纺和集聚赛络纺生产15 tex细纱，并对成纱的捻度、湿扭结数、毛羽、强度等性能进行了显著性分析。结果表明：线密度、捻度均相同时，集聚赛络假捻纺可顺利纺纱，但集聚赛络纺因强度低使断头率偏高；集聚赛络假捻纱的捻度、湿扭结数、断裂强度、3 mm以上的有害毛羽数、条干均匀性均显著优于集聚赛络纱，线密度相同时，集聚赛络假捻纱的设计捻度可降低16%，且成纱湿扭结数降低约33%，3 mm以上的有害毛羽数降低约90%，条干CV值降低约4.3%，而二者在粗节、细节、棉结方面均无显著差异，因此，由集聚赛络假捻纱为原料制成的针织物纬斜现象得到明显改善。

集聚赛络假捻纺； 假捻器； 纬斜； 残余扭矩

现代纺织行业竞争日益激烈，高产高效是企业实现进一步发展最有效的手段。高产高效必然要求高速，但高速生产会使纺纱张力增大，直接造成细纱断头率增加，细纱品质下降。若要在高速的前提下保证生产正常进行，必须增大细纱捻度，以提高细纱的强力，促使纺纱张力与纱线强力处于相对平衡的状态，降低细纱断头率。捻度不仅影响强力，还是影响成纱残余扭应力的决定性因素之一，细纱捻度与织物紧度共同决定了针织物表面的线圈形态，即针织物表面的线圈歪斜程度。加捻过程中纤维发生弯曲变形，纤维中存在残余扭应力，应力产生应变，使纱线有解捻的趋势，因此细纱中会存在不稳定的捻度。细纱捻度越大，纱体内纤维的回弹性越大，残余扭应力越大，残余扭矩越大，存在的不稳定捻度越多，能量越高。从能量学角度来讲，事物均有向能量最低状态即稳定状态靠近的趋势，细纱的稳定状态是未加上任何捻度时的状态。细纱加捻后能量升高，会有通过解捻来降低能量以达到稳定状态的趋势，且捻度越大，这种趋势越明显，表现在织物上就是线圈歪斜程度越严重，因此，增大捻度虽在一定程度上提高了强力，但也加剧了纤维的扭转，增大了纱线的残余扭矩，尤其对含高刚性模量的大麻纤维，其针织物会出现更加严重的纬斜[1-3]，是针织物产品普遍存在的问题。细纱残余扭矩越大，针织物表面的线圈歪斜现象越明显，一般通过测试湿扭结数来评估纱线的残余扭矩。本文尝试了一种新型的复合纺纱技术—集聚赛络假捻纺技术，通过测试分析纱线性能，探究该技术可否在保证高质高产的前提下，尽可能消除纬斜现象。

1 集聚赛络假捻纺原理

集聚赛络纺纱技术与传统环锭纺的不同是增加了双须条喂入装置和气流集聚装置[4]，使集聚赛络纺技术同时具有集聚和合股二方面的作用[5]，集聚赛络纱有强度高、毛羽少、条干均匀、纱体结构紧密等优点[6-8]，但集聚赛络纺技术并没有改变纱体的结构和纤维内部的应力分布，没有降低细纱的残余扭矩，因此针织物的纬斜现象并未得到改善。为保证成纱质量优异的同时降低针织物的纬斜，本文采用集聚赛络假捻纺技术进行低扭矩纱线的试生产。

集聚赛络假捻纺是将集聚赛络纺和假捻纺技术相结合形成的一种新型复合纺纱技术，即在集聚赛络纺设备的基础上，在前罗拉和导纱钩之间安装一组假捻器，使细纱依次经过牵伸、合股、假捻、加捻、卷绕作用。2根粗纱以一定间距通过双喇叭口，平行地进入牵伸区，经前罗拉牵伸后进入气动集聚区。气动集聚区中，吸风笛管上对应的每个锭位都开有气流导向槽,吸风管内部处于负压状态,负压吸管上套有网格圈。由前罗拉钳口输出的2根须条在负压吸管的吸附作用下，在气流导向槽对应的网格圈处发生集聚作用，须条在集聚合股的同时向前运动至输出钳口输出，进入假捻区，再依次经过假捻器、导纱钩。纱条与假捻器相接触的点称为捻点。假捻器与纱条间存在摩擦力，其中一个分力沿纤维轴向，另一个分力沿纤维径向。由于径向分力的作用，纱条会偏离原来的运动路径，沿假捻器的运动方向发生一定程度的位移，从而在假捻点处形成包围弧。包围弧的大小、纱条的输出速度、假捻器的转速是影响假捻效率的主要因素。纱条在前罗拉和假捻器间加上强捻，在假捻器和导纱钩间发生解捻。离开导纱钩后的纱线捻回恢复到设计捻度。之后，纱条在钢丝圈的回转作用下加上真捻，并最终卷绕在纱管上。钢丝圈和锭子的速度差决定了细纱的卷绕速度。可看出，与传统环锭纺技术相比，集聚赛络假捻纺的主要不同是增加了集聚、合股、假捻作用。

2 实验研究与分析

2.1 实验条件

选择黑龙江大麻纤维(主体长度为39.9 mm，线密度为3.47 dtex，强度为11.39 cN/tex，平均模量为160.74 cN/tex)和新疆长绒棉(2级以上、主体长度不低于29 mm)为原料，采用棉/大麻(配比为70/30)，在细纱机上安装龙带(假捻装置)生产集聚赛络假捻纱，在同一台细纱机上纺制集聚赛络纱，实验锭速均为11 047 r/min。

测试仪器：Y331A型纱线捻度仪(南通宏大仪器公司)、YG136条干均匀度测试分析仪(陕西长岭纺织机电科技有限公司)、YG029Z型全自动单纱强力仪(山东莱州电子仪器公司)、湿扭结数测试仪(宁波德昌经密纺织机械有限公司)。

测试环境：温度22 ℃，相对湿度65%。

纺纱方案见表1。纺制C组紧密赛络纱时，断头率偏高，说明设计捻度太低，强度无法满足批量生产对高速高产的要求，考虑到实际生产的需要，本文主要对比分析A、B纱的性能特点，C组仅作为参考。

表1 纺纱方案Tab.1 Experiment approaches

2.2 纱线性能测试结果

3种纱线的性能测试结果见表2。

表2 不同纱线的性能Tab.2 Properties of different yarns

2.3 测试结果分析

2.3.1统计学分析

对表2进行直观分析可看出，与集聚赛络纱(B、C)相比，集聚赛络假捻纱(A)的湿扭结数更少、3 mm以上的有害毛羽根数更少、条干均匀度更好。C纱纺纱过程中断头率较高，因此C纱的粗节、细节、棉结均多于A、B，条干也最差。对比A、C纱，直观分析表明线密度、捻度相同时，集聚赛络假捻纱的许多性能均优于集聚赛络纱，且捻度为750 捻/m时，集聚赛络假捻纱的强度能满足正常生产需求，但是集聚赛络纱却有很高的断头率，可见集聚赛络假捻纱具有“低扭高强”的特点。对比A、B，集聚赛络假捻纱的捻度明显降低，断裂强度略低，断裂伸长也有所降低，二者的粗节、细节、棉结基本无差异。为分析纺纱方式对成纱各项指标的影响是否显著，现采用SPSS统计软件对成纱的捻度、湿扭结数、3 mm以上的有害毛羽根数、条干、断裂强度进行独立样本T检验，分析2种纺纱方式下，纱线品质差异的显著性。

表3示出A、B 2种成纱捻度的独立样本T检验的结果。假设H1：A、B 2组数据方差一致；H2：假设没有充分理由证明2组数据之间存在显著差异。由于方差齐次性检验的显著性系数sig.1=0.111>0.050，故小概率事件未发生，接受原假设H1，即 2组数据方差相等。方差相等时，sig.2=0.000<0.050，小概率事件发生，即采用A、B 2种纺纱方式生产出的2种细纱的捻度有明显差异。结合表2可知，A、B 2组成纱的实际捻度与设计捻度基本相符，即集聚赛络假捻纺的设计捻度降低约16%仍可保证正常生产。

表4示出A、C细纱湿扭结数的独立样本T检验。分析表4可知，捻度、线密度均相同时，A纱的湿扭结数仍显著低于C纱，A纱湿扭结数降低了约17%，即纺纱方式对成纱湿扭结数有显著影响。表5为A、B细纱湿扭结数的独立样本T检验，由表可知，A纱的湿扭结数也显著低于C纱，结合表2 可知，线密度相同时，捻度越高，湿扭结数越多。

表3 A、B细纱捻度的统计量Tab.3 Yarn twist of A and B

注：f为方差齐性假设的Levene检验中的F检验的f值；Sig.1为方差齐性假设中的显著性系数；t为均值方程T检验中的t值；Sig.2为均值方程T检验中的显著性系数。

表4 A、C细纱湿扭结数的统计量Tab.4 Yarn wet snarling number of A and C

表5 A、B细纱湿扭结数的统计量Tab.5 Yarn wet snarling number of A and B

表6示出A、B细纱3 mm以上的有害毛羽根数的独立样本T检验，分析表4可知，纺纱方式对成纱3 mm以上毛羽根数影响显著。结合表2可知，A、C相比，捻度相同，A的毛羽降低了约92%；A、B相比，在A纱捻度低于B纱16%的前提下，A纱毛羽仍降低了约90%。

表6 A、B细纱3 mm以上毛羽根数的统计量Tab.6 Yarn hairiness above 3 mm of A and B

表7示出A、B细纱条干CV值的独立样本T检验。分析表7可知，纺纱方式对成纱条干CV值影响显著。结合表2可知，在捻度降低16%的前提下，集聚赛络假捻纱的条干CV值反而降低了约4.3%。

表7 A、B细纱条干CV值的统计量Tab.7 Yarn evenness variation of A and B

表8、9分别示出A与B、A与C细纱强度的独立样本T检验。分析可知，A纱强度显著高于C纱，B纱强度显著高于A纱，结合表2，B纱捻度高于A纱16%时，其强度高于A纱6.25%。捻度相同(A与C)时,集聚赛络假捻纱的强度显著高于集聚赛络纱，C纱强度偏低导致断头率偏高，同捻度的A纱却可以正常生产。

表8 A、B细纱强度的统计量Tab.8 Yarn strength of A and B

表9 A、C细纱强度伸长率的统计量Tab.9 Yarn strength of A and C

2.3.2原理性分析

经过直观分析和数理统计分析可得出：对于线密度相同的细纱，集聚赛络假捻纱的湿扭结数、捻度、3 mm以上的有害毛羽数、条干均匀性均显著优于集聚赛络纱，即集聚赛络假捻纺在保留集聚赛络纺优势的基础上进一步提高了成纱品质。集聚赛络假捻纺最大的特点是在保证正常生产的前提下，降低了细纱的捻度和湿扭结数，纱线的残余应力减小，织物表面的线圈歪斜现象将得到有效改善。残余应力的降低源于假捻器的假捻作用，假捻器的存在使位于前罗拉和假捻器间的纱条先被加上了强捻，该区捻度远大于成纱捻度，且进一步减小甚至消除了位于前罗拉钳口处的加捻三角区。加捻三角区的存在阻碍了捻度的向上传递，纺纱段表层的纤维得不到有效控制，很多浮游纤维未被包缠入纱体而形成毛羽，严重影响成纱的条干均匀性。捻回的传递受阻直接导致纺纱段纱体强力下降，造成纺纱段的大量断头。集聚赛络假捻纺技术的牵伸区有气压集聚、合股的作用，纱体排列较紧密，纤维的伸直平行度较好，进入假捻区后又被加上强捻，这使得纱体的钳口线很窄，加捻三角区几近消除，捻度可以顺利传至前钳口处，增加了对浮游纤维的控制，表层纤维被较好地包覆进纱体，促进了纤维的内外转移，纤维轴向的堆砌密度更大，纱体结构更为紧密，纱体内纤维的取向度减小，纤维间的抱合力、摩擦力增大，沿纱体轴向的有效分力增大，因而增加了纱线的断裂强度，大大降低了纺纱段的断头率，提高了纺纱效率和细纱的条干均匀性。这意味着若要纺出相同线密度的细纱，在保证正常生产的前提下，集聚赛络假捻纺的最小设计捻度可以比传统环锭纺的最小设计捻度小很多，捻度小则纱体内残余扭应力小，不稳定的捻度数量少，纱体能量低，宏观表现为织物的纬斜现象将得到明显缓解。位于假捻器和导纱钩间的纱条要解捻，由假捻器回转加上的捻回数等于解捻的捻回数，因此假捻器起到的是假捻作用，不影响最终成纱的实际捻度，只是改变了成纱的纱体结构和张力分布。

经过加捻-解捻过程的纱条形成了一种特殊结构。集聚赛络假捻纱与普通假捻纱类似，假捻纱内纤维的螺旋轨迹呈非同轴异形螺旋线，纤维螺旋线的中心轴线常与纱的中心轴线偏离[9]。纱体内部分纤维片段有局部反转的现象，即纤维片段的螺旋轨迹显示的捻度方向与成纱的实际捻度方向相反[10]。因反转片段产生的残余扭应力方向与复合纱内部的残余扭应力方向相反，方向相反的残余应力得以抵消，所以这些反转纤维片段的存在有助于平衡单纱中残余扭应力，即降低成纱的残余扭矩，进而改善针织物的纬斜现象。紧密赛络假捻纱低扭矩、低捻度、强度高、毛羽少、条干均匀的特点，使其成为开发低纬斜针织产品的理想原料。

3 结 论

1)集聚赛络纺是在传统环锭纺技术的基础上增加了集聚和合股的作用，集聚赛络假捻纺是在集聚赛络纺技术的基础上，在前罗拉和导纱钩之间增设了假捻装置，使细纱依次经过牵伸、合股、假捻、加捻、卷绕装置。

2)纺纱方式对成纱的捻度、湿扭结数、3 mm以上的有害毛羽数、条干均匀性、断裂强度均有显著影响。细纱线密度相同时，在保证强度满足正常生产的前提下，集聚赛络假捻纱与集聚赛络纱相比，若集聚赛络假捻纱的设计捻度降低16%，湿扭结数降低了约33%，3 mm以上的有害毛羽数降低了约90%，条干CV值降低了约4.3%，而粗节、细节、棉结无显著差异。

3)集聚赛络假捻纱在保留集聚赛络纱优势的同时，进一步提高了纱线质量。集聚赛络假捻纺基本消除了加捻三角区，且在加捻-解捻的过程中形成了特殊的结构，这决定了其特殊的物理性能，即低残余扭矩、低捻度、强度高、毛羽少、条干均匀的特点。

4)织物表面的纬斜程度主要取决于细纱的捻度及织物的紧度，集聚赛络假捻纱低残余扭矩、低捻度的特点可有效解决针织物表面的纬斜现象，可用于开发高档针织内衣面料。

FZXB

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ComparisononyarnpropertiesbetweencompactSirofalsetwistyarnandcompactSiroyarn

LU Mingna1， CHENG Longdi1， DONG Guohu1， FANG Bin2
(1.CollegeofTextiles,DonghuaUniversity,Shanghai201620,China;2.ShaoxingHuatongTextileCo.,Ltd.,Shaoxing,Zhejiang312073,China)

To solve the problem of serious weft oblique phenomenon of knitted fabric, using the hemp/cotton (30/70) as raw material, two kinds of new spinning methods, compact Siro false twist spinning and compact sirospun, were introduced to produce the 15 tex yarn. Using visual analysis method and independent samples T test of the SPSS software, the significance analysis was carried out to compare the yarn twist, wet snarling number, yarn hairiness, yarn strength and other performances of the different kinds of modified yarn. The result shows if yarn count and twist factor of the two different types of yarns are the same, the compact Siro false twist spinning can produce smoothly, but the compact sirospun has higher breakage due to its low strength. Based on normal production, compared with compact sirospun, compact Siro false twist spinning shows significantly better performances in yarn twist, wet snarling number, yarn strength, harmful yarn hairiness number above 3 mm, yarn evenness. Even when the the designed twist factor is reduced by about 16%, the spinning process can also work well. What`s more, the wet snarling number is reduced by about 33%, the number of hairiness over 3 mm is reduced by about 90%, yarn evenness CV value is reduced by about 4.3%. However, the two spinning methods do not have significant difference in thick knots, the details, and cotton knots. Therefore, the weft skew phenomenon of knitted fabric made of compact Siro false twist spinning is improved obviously.

compact Siro false twist spinning; false twist; weft oblique phenomenon; residual torque

10.13475/j.fzxb.20161104805

2016-11-20

2017-05-03

国家重点研发计划资助项目(2017YFB0309100)

路明娜(1991—)，女，硕士生。主要研究方向为纺织产品开发。程隆棣，通信作者， E-mail： ldch@dhu.edu.cn。

TS 124.5

A