DS软牵伸纺纱技术在半精梳棉纱中的应用

宋 洪 崔月敏 程隆棣 邓万胜 吉宜军

1. 东华大学 纺织面料技术教育部重点实验室 (中国)

2. 张家港广众纺机科技有限公司 (中国)

3. 南通双弘纺织有限公司 (中国)

对于环锭纺而言，牵伸系统占据了极其重要的地位，是环锭纺技术的关键。传统环锭纺的牵伸机构为双皮圈牵伸机构，由弹性钳口所形成的摩擦力界控制着纤维须条的运动[1-2]，但是随着使用时间和纺纱速度增加，皮圈间摩擦增大，皮圈使用寿命缩短，弹性下降，影响了成纱质量。

针对上述现象，人们围绕环锭纺牵伸区做了大量的创新与改进。例如周秀玲[3]、倪士敏[4]建议上、下皮圈合理搭配使用以延长皮圈的寿命，使胶辊和皮圈发挥其最佳效用，促使成纱质量有效提升。程登木[5]提出一种聚纤纺牵伸形式，去掉上下皮圈来改善成纱条干不匀的情况，实现了先集聚后牵伸。但是由于该装置是集聚与牵伸同时进行，因此集聚的效果难以达到要求，且对网格圈依赖过高，容易造成网格圈磨损加剧，故难以大面积推广使用。

邓万胜[6]提出了双S曲线软牵伸系统的新型牵伸控制理念，采用由S形曲线板、S形曲线管和网格圈构成的牵伸机构替代双胶圈牵伸机构，此机构改进了细纱主牵伸区的摩擦力界分布，加强了对纤维的控制，提高了成纱质量。但是试验发现：锭差差异大，下网格圈容易磨损，易产生积花等现象，因此将原双S曲线软牵伸机构改进成目前的DS磁力软牵伸纺纱技术(简称DS软牵纺)。该技术去掉了双S牵伸机构的S形曲线管下方的张力座、张力架、直线弹簧、张力座滚针等部件，同时改变网格圈的位置，将之前包在S形曲线管以及张力座滚针和中罗拉外侧改为现在的包围在中胶辊、上弹簧张力座以及S形曲线板外。郭徐易[7]介绍了DS软牵伸装置及工作原理，采用DS软牵伸系统和环锭纺牵伸系统纺制同规格纱线，测试并分析了两种牵伸系统纺出纱线的条干、强力和毛羽等指标，测试结果表明DS软牵伸系统能有效提高成纱质量。

本文通过对不同棉条配比的DS半精梳棉纱的条干、纱疵、强力及毛羽指标等各项性能的测试分析，探究DS软牵纺半精梳纱线的应用。半精梳纱生产成本比精梳纱低[8]，将DS软牵纺半精梳纱的技术大规模推广到产业中，将会降低原料成本，给纺纱企业带来更多的经济效益和社会效益。

1 试验部分

1.1 试验原料

试验原料精梳棉及普梳条熟条由南通双弘纺织有限公司提供，其AFIS检测指标如表1所示。

1.2 纺纱试验设计

试样制备在南通双弘纺织有限公司完成，分别采用DS软牵纺和环锭纺纺制了4种不同配棉比例(精梳棉占比为100%、87.5%、75%、62.5%)的纯棉18.2 tex纱线，精梳棉并条配比如表2所示。首先对DS软牵纺全精梳纱线和环锭纺全精梳纱线的纱线条干、纱疵、毛羽及强力进行对比分析。再将环锭纺全精梳纱线作为对照组与DS软牵纺纺制的三种半精梳纱线进行对比，分别对比分析了纱线条干不匀率、粗细节、棉结、毛羽及强力。

表1 棉条原料AFIS检测指标

表2 环锭纺全精梳纱与DS半精梳纱线并条配比

1.3 AFIS测试

根据NY/T 3272—2018《棉纤维物理性能试验方法AFIS单纤维测试方法》，对环锭纺及DS半精梳纺熟条取样，预调湿24 h，使用AFIS测试仪检测，每种试样测试10组并取平均值，以确保检测结果的可靠性[9]。

1.4 纱线性能测试

根据FZ/T 01086—2000《纺织品 纱线毛羽测定方法 投影计数法》，使用毛羽测试仪测试纱线毛羽；根据GB/T 3292.1—2008《纺织品 纱线条干不匀试验方法 第1部分：电容法》，使用乌斯特条干仪测试纱线条干；根据GB/T 3916—2013《纺织品 卷装纱 单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》，使用单纱强力仪测试单纱强力值。所有试样均进行24 h预调湿，每一试验取10组试样进行测试并取平均值。

2 试验结果

2.1 DS全精梳与环锭纺全精梳成纱质量测试结果与分析

DS全精梳与环锭纺全精梳纱线的条干均匀度CV值、粗细节、毛羽及断裂强力等各项测试结果由表3所示。测试结果显示，与环锭纺全精梳棉纱相比，DS软牵纺全精梳成纱条干不匀率更低，棉结数量均降低。其中细节(-40%)和粗节(+35%)以及棉结(+140%)数量较环锭纺纱线降低显著。

DS软牵纺全精梳成纱具有更低的条干不匀率是由于DS软牵伸装置(图1)上曲线板的前鼻靠近前钳口，使得钳口的摩擦力界向前罗拉钳口延伸，牵伸变速点分布向罗拉钳口靠近，纤维浮游区长度缩短，从而使前罗拉对浮游纤维的控制力加强。因此纤维须条排列更加整齐，纤维之间抱合紧密度和均匀度均有所提高，成纱条干均匀度也相应提高，纱疵量减少。

表3 环绽纺与DS软牵扯纺全精梳成纱质量水平对比

1—前胶辊；2—S曲线板；3—上永久磁钢；4—张力架；5—网格圈；6—碳纤维尼龙支架；7—中胶辊；8—前罗拉；9—下永久磁钢；10—曲线管；11—中罗拉；12—纤维须条。

2.2 DS半精梳与环锭纺全精梳成纱质量测试结果与分析

DS软牵纺半精梳纱线与环锭纺全精梳纱线性能测试结果如表4所示。DS软牵纺半精梳纱线的毛羽、强力较环锭纺全精梳纱线没有较大差异，但是DS软牵纺3种方案的半精梳纱线的细节、粗节及条干均匀度均优于环锭纺全精梳纱线，尤其是DS半精梳1纱线(并一根普梳)的常发性纱疵明显少于传统环锭纺全精梳纱线，成纱质量明显改善。DS软牵纺半精梳成纱棉结数量多于环锭纺全精梳成纱，这是因为在半精梳成纱过程中分别并入了不同根数的普梳条，普梳条未经过精梳工序，而精梳工序的作用是精细梳理，不仅排除结杂而且清除短绒，提高纤维的整齐度，大幅降低结杂和短绒。短绒含量越多，纤维不易在须条中伸直平行，容易形成毛羽，经摩擦后扭结形成棉结，因短绒容易扩散，易黏附在通道部分部件上，使胶辊、胶圈更易聚集产生飞花。经过与纱条相互摩擦后，相互扭结，夹在生条内形成棉结。随着短绒率的增加，成纱棉结不断增加。

为探究传统环锭纺全精梳与DS软牵纺半精梳加工的纱线在条干、常发性纱疵的数量、毛羽以及强力方面的显著性差异，采用单因素方差分析(ANOVA)[10-11]的方法对表4中各种指标所对应的4种方案间的差异进行显著性分析，不同水平下，各总体均值服从方差相同的正态分布，结果见表5。

表4 DS软牵纺半精梳与环绽纺全精梳成纱质量对比

表5 不同指标方差分析结果

由表5可知：毛羽、强力方差分析所得P值明显大于显著性水平α=0.05，说明这4种方案纺出的纱线在毛羽、强力这些方面不存在显著性差异。纱线的细节(-40%、-50%)方差分析所得P值均小于显著性水平α=0.05，因此可以认为：环锭纺全精梳纱线和DS半精梳纱线在细节(- 40%、-50%)间存在显著性差异。

除此之外，这4种方案条干不匀率和其他常发性纱疵(粗节)方差分析所得P值远小于显著性水平α=0.01，表明环锭纺全精梳纱线和DS半精梳纱线在条干不匀率和其他常发性纱疵(粗节)之间的显著性差异极大。

单因素方差分析结果表明，DS软牵纺半精梳纱线和环锭纺全精梳纱线在强力、毛羽方面没有较大差别，但是DS软牵纺半精梳纱线在纱线的条干不匀率及纱疵含量上都有所改善。

3 结语

本文分别采用了环锭纺和DS软牵纺纺制纯棉全精梳纱线和半精梳纱线，并对比了成纱的纱线质量，测试结果表明，DS软牵纺可有效改善纱线条干不匀率，降低纱线常发性纱疵。

比较线密度为18.2 tex的环锭纺全精梳纱线和DS软牵纺半精梳纱线的条干、纱疵、强力等指标，结果表明，两者的强力、毛羽差别不大，而DS软牵纺半精梳纱线的成纱条干有明显改善，细结、粗结等常发性纱疵的数量明显降低。用单因素方差分析法对测试数据进行分析统计，分析结果表明，同种线密度的DS软牵纺半精梳的纱线质量优于环锭纺全精梳纱线。因此，采用软牵纺纺制半精梳纱线有利于降低原料成本，这为后续DS软牵伸投入产业使用提供了试验依据。