基于单龙带式假捻的低扭矩色纺纱性能研究

虞美雅 董正梅 方欣蓓 方 斌 邹专勇

（1.绍兴文理学院，浙江绍兴，312000；2.喜临门家具股份有限公司，浙江绍兴，312300；3.绍兴华通色纺有限公司，浙江绍兴，312000）

赛络集聚纺是在传统环锭细纱机上增加双须条喂入装置，加装空气、机械或空气-机械式集聚装置，从而具有赛络纺与集聚纺技术复合特征的一种新型纺纱方法。该纺纱方法对双须条进行集聚，并加捻成单纱，具有合股纱和集聚纱的力学性能和风格特点[1-2]。浙江省常山纺织有限责任公司、山东联润色纺科技有限公司、山东华兴纺织集团有限公司将该技术与色纺工艺相结合，开发了多组分混纺的赛络集聚色纺纱[3-5]，丰富了色纺纱品类，并解决了色纺纱成纱断裂强力偏低、表面毛羽多等突出问题，但纱线存在较大的残余扭矩，其织物存在纬斜、螺旋线纹、表面不平整的现象[6]。通过加装单龙带假捻装置，借助单龙带单向传动作用使纱条被加上假捻，捻度向上传递的同时纱条向下回转解捻，可使部分纤维形成反转片段，从而降低纱线残余扭矩[7-8]。路明娜[9]、丁文胜[10]等基于单龙带假捻技术探索了在赛络集聚低扭矩本色纱的开发应用，但研究并未从原料选配方面思考对纱线残余扭矩的影响，也未关注在色纺纱产品开发中的应用。本文将赛络集聚纺技术与单龙带假捻技术相结合，引入色纺纱加工领域，开发低扭矩赛络集聚色纺纱，以改善色纺织物的布面外观质量，提升产品附加值。

1 试验部分

1.1 原料及样品纱线制备

试验首先在配置德昌赛络集聚纺的FA506型细纱机上加装单龙带假捻装置，用于开发低扭矩赛络集聚纱线。然后选用断裂强度2.94 cN/dtex、断裂伸长率9.0%、马克隆值4.17、细 度 1.73 dtex、短 绒 率（＜12.7 mm）8.4%、上半部平均长度28.71 mm的细绒棉为纤维原料（部分用于散纤维染色制备色纤维），根据表1的样品纱线制备方案，完成样品纱线制备。所有样品纱线的捻系数均采用305。表1中，除纱线3纺纱方式为赛络集聚纺外，其他均为低扭矩赛络集聚纺；H125、H138、H165，色比逐渐增加。

1.2 样品纱线结构表征与性能测试

采用SNE-3000M型扫描电镜显微镜，观察纱线纵向表观形态，并测量纱线直径，每个样品纱线直径取60次测试的平均值。

采用YG061Z型电子单纱强力仪测试纱线强伸性能，夹持隔距500 mm，拉伸速度500 mm/min，每个样品纱线的断裂强度和断裂伸长率均取60次测试的平均值。

采用YG133B/M型条干测试仪测试纱线的条干均匀性，测试速度400 m/min，测试时间1 min，每个样品纱线的条干CV值、细节、粗节和棉结取3次测试的平均值。

采用YG171D型毛羽测试仪测试纱线的毛羽，测试速度30 m/min，纱线片段长度10 m。每个样品纱线的毛羽H值取10次测试的平均值。

参照ISO 3343—2010《增强纱线 捻度平衡指数的测定》测试原理，自制装置测试纱线的湿扭结数，纱线片段长度50 cm，预加张力0.2 cN/dtex，水中静置时间15 min。每个样品纱线的湿扭结数取10次测试的平均值。

2 结果与分析

2.1 纱线表观形态观察与直径分析

典型的样品纱线表观形态SEM照片如图1所示。

图1 典型样品纱线表观形态SEM图

由图1可知，无论是本色纱还是色纺纱，也无论普通赛络集聚纺还是低扭矩赛络集聚纺，3 mm以上的有害毛羽均较少，但纱线表观直径、蓬松性等方面受色比、线密度、纺纱方法影响。比较图 1（a）、图 1（c）和图 1（f）可知，随着色比的加深，纱线的条干均匀度变差，表面毛羽也增多；高色比（H165）低扭矩赛络集聚色纺纱直径增加显著，且纱线拥有较大蓬松性。由图1（b）和图1（c）可知，相较于普通赛络集聚色纺纱，低扭矩赛络集聚色纺纱直径略粗，蓬松性更大，纤维对纱体的表观包缠更加均匀。由图 1（c）和图 1（d）可知，随着低扭矩赛络集聚纱线密度降低，纱线外观直径明显变细，纱体更加紧密，纤维对纱体的表观包缠均匀性变差。由图 1（c）和图 1（e）可知，原料棉纤维精梳占比下降，纱线直径变大，结构更为蓬松，毛羽有所增加，纱线条干均匀度下降。

典型的样品纱线直径对比如图2所示。由图 2可知，比较纱线1、纱线4、纱线9，本色和H138色号下的两种纱线直径极其接近，表明低色比对低扭矩赛络集聚色纺纱的直径影响并不显著，但随着色比的继续增大，纱线直径显著增大，原因在于色比越高，可纺性下降，纱线条干恶化所致。对比纱线3和纱线4，低扭矩赛络集聚色纺纱直径大于普通赛络集聚色纺纱，这是因为低扭矩赛络集聚纺技术在集聚的基础上采用单龙带假捻器，使部分纱段解捻进而导致纱体蓬松，直径增大。对比纱线4和纱线6，随着纱线线密度减小，纱线直径显著减少，原因在于纱线线密度越小，纱中横截面内纤维根数也相应减少，这一现象与纱线表观形态观察中横截面的变化相一致。对比纱线4和纱线7，原棉的精梳占比增高，成纱直径稍有减小，可能是因为须条中纤维的长度整齐度变化引起，但这一变化并不显著。

图2 典型样品纱线直径

2.2 影响纱线性能的因素分析

2.2.1 纺纱方法

普通赛络集聚色纺纱和低扭矩赛络集聚色纺纱的性能对比如图3所示。由图3（a）可知，采用低扭矩纱线加工技术后，纱线的断裂强度稍有上升，而断裂伸长率明显下降。这是因为单龙带的假捻作用增强了纤维的内外转移作用，使纤维间的抱合力、摩擦力增大，从而提高了成纱断裂强度，减少了纤维滑移。图3（b）表明，相较于普通赛络集聚色纺纱，低扭矩赛络集聚色纺纱的条干CV和毛羽H值呈下降趋势，原因在于纤维须条在单龙带定向运动下被假捻，须条中纤维位置重新排列，更多的纤维头端被捻入纱体，从而改善了纱线条干，减少了毛羽数量。图3（c）表明低扭矩赛络集聚色纺纱的湿扭结数少，单龙带假捻器可有效释放纤维内应力，大幅降低纱线残余扭矩，这有助于改善针织物纬斜、机织物“蛇仔纹”等现象，提高织物外观质量。

图3 不同纺纱方法的纱线性能对比

2.2.2 纤维色比

纤维色比对低扭矩赛络集聚色纺纱性能的影响规律如图 4所示。由图 4（a）和图 4（b）可知，随着纤维色比的增加，纱线的强伸性能和条干均匀性总体呈恶化趋势，这是因为纤维色比越高，纱体所含的有色纤维量越多，而有色纤维的强伸性能以及条干均匀度都不及本色纤维，导致纺纱过程可纺性下降。纱线毛羽H值从本色到H125色号时下降13.5%，但随着色比的继续增大，毛羽H值无明显变化。这可能是因为有色纤维的加入，因本色与有色纤维性能差异，有助于龙带假捻过程纤维间位置的重排。由图4（c）可知，低色比对纱线的湿扭结数无明显影响，但高色比下纱线的湿扭结数显著增大，原因可能是色比过高，纱线条干恶化，龙带的假捻作用变弱。

图4 不同纤维色比的纱线性能对比

2.2.3 精梳占比

不同精梳占比的低扭矩赛络集聚本色纱和低扭矩赛络集聚色纺纱的性能比较如图5所示。比较纱线1、纱线2、纱线4和纱线7可知，精梳占比对本色纱和色纺纱的影响规律一致。随着精梳占比的上升，本色纱和色纺纱的强伸性能和条干均匀度变好，这是因为精梳占比高的纱线中含有精梳棉更多，纤维的物理性能更高，长度整齐度更好，从而提高了成纱断裂强度，改善了成纱条干。纱线的毛羽H值和湿扭结数呈增大趋势，表明高的精梳占比对低扭矩赛络集聚纱的表面毛羽以及残余扭矩具有负面影响，原因可能是精梳占比越高，须条中纤维的平行伸直度越好，龙带假捻过程纤维的位置重排效应减弱。

图5 不同精梳占比的纱线性能对比

2.2.4 纱线线密度

纱线线密度对低扭矩赛络集聚色纺纱性能的影响规律如图6所示。随着纱线线密度的不断减小，纱线的断裂强度随之下降，条干均匀度变差，湿扭结数的变化不大但呈略有上升的趋势。这是因为线密度较大的纱线在纺纱过程中与单龙带假捻设备的接触面积较大，纤维的内外转移加剧，假捻效益增强，从而提高了成纱断裂强度和条干均匀度，降低了残余扭矩。毛羽H值随纱线线密度的减少先大幅下降，随后趋于稳定，并略有增大，原因在于纱线直径的减少使得纱线形成过程的加捻三角区变得更小，有利于成纱毛羽的减少，但同时也减少了纱条与单龙带的接触面积，从而减弱了假捻作用对毛羽的改善效果。

图6 不同纱线线密度的纱线性能对比

3 结论

在赛络集聚纺设备上加装单龙带假捻装置，实现了赛络集聚与低扭矩纺纱技术复合，可用于低扭矩赛络集聚色纺纱的开发。通过研究纺纱方法、纤维色比、精梳占比、纱线线密度等工艺参数对纱线性能的影响，可得出如下结论。

（1）单龙带假捻装置可增大纱线直径，提高纱体结构的蓬松性和表观包缠的均匀性，对纱线的断裂强度、残余扭矩以及表面毛羽具有改善作用，但会导致纱线的断裂伸长率降低。

（2）增大纤维色比，纱线的强伸性能和条干均匀度总体呈恶化趋势，毛羽先大幅下降随后趋于稳定，低色比对纱线的直径和残余扭矩无明显影响，但高色比会使纱线直径和残余扭矩显著增大，且纱体拥有较大的蓬松性。

（3）提高精梳占比，可小幅减少纱线直径，无论是本色纱还是色纺纱，其强伸性能和条干均匀度均得到改善，但对表面毛羽以及残余扭矩具有不同程度的负面效果。

（4）减少纱线线密度，纱体结构紧密且直径显著减少，纱线的断裂强度随之下降、条干均匀度变差，表面毛羽先大幅下降，随后趋于稳定，并略有增大，残余扭矩的变化不大但呈略有上升的趋势。