双分梳转杯色纺纱的工艺与性能研究

李鉴洲，江 慧，汪 军，b

(东华大学 a.纺织学院；b.纺织面料技术教育部重点实验室：上海 201620)

0 引言

转杯纺是最早取得成效的新型纺纱方法之一[1]，早在1937年已有专利[2]，其发展较为成熟、应用广泛。相比传统环锭纺技术，转杯纺具有工艺流程短、纺纱速度高、卷装容量大等优点[3]，因此得到市场和纺织企业越来越多的关注。

色纺纱因其具有环保性、时尚性、功能性和多组分等特点，以及独特的混色效果，越来越受到广大消费者的喜爱[4]。双分梳转杯纺技术代表了转杯纺技术的发展方向之一，但是其在色纺纱领域的应用研究较为少见。

笔者将在前人研究双分梳转杯纺技术的基础上，在双分梳转杯试验机上纺制麻灰粘胶色纺纱，研究混纺比例和喂入通道对纱线主要性能的影响。

1 双分梳转杯试验设备

张玉泽[5]等为了解决传统转杯纺由于单一分梳辊对于原料通用性不强、混纺纱难以成纱或成纱质量差的问题，设计了一种具有两套喂入分梳机构装置的新型双分梳转杯纺纱器，如图1所示。

1—左分梳腔体；2—左排杂腔；3—左分梳辊；4—左喂给板压力控制弹簧；5—左喂给板；6—左喂给罗拉；7—右喂给罗拉；8—右喂给板；9—右喂给板压力控制弹簧；10—纺纱器底座；11—右分梳辊；12—右排杂腔；13—右分梳腔体。图1 双分梳转杯纺纱器

张玉泽以双分梳纺纱器为核心，搭建了双分梳转杯原理机，并试纺验证了其纺纱可行性。张倩[6]在双分梳转杯原理机上进行涤棉混纺试验，证明双分梳技术有利于提高混纺纱的成纱质量。惠林涛[7]在双分梳转杯原理机上进行机械改进，搭建了双分梳转杯单头试验机，并进行技术研究和产品开发。本试验就在该设备上进行测试。

2 试验方案与纱线性能测试

2.1 试验方案

在双分梳转杯试验机上纺制色纺纱，需考虑诸多纺纱工艺参数的影响。为尽量排除纤维本身性能差异带来的影响，笔者选择性能相近的黑色粘胶条和白色粘胶条作为试验原料纺制麻灰纱。试验原料性能参数，如表1所示。

表1 试验原料性能参数

分梳辊作为纺纱器的关键部件，其规格会对纱线质量产生重要影响[8]。粘胶纤维是再生纤维素纤维，性能与棉接近，长度较短，较柔软，易损伤，故分梳辊均选用工作角较小的OK40型金属针布齿条。

双分梳转杯试验机存在两个分梳辊和A，B两个喂入通道。在纺纱过程中不仅要保证分梳效果的一致性，也要考虑喂入通道的影响。在双分梳转杯试验机的控制面板上，在条子定量不变的情况下，改变混纺比例或者喂入通道，喂入速度会自动发生相应改变。

在保证色纺纱可纺性的前提下，保持各工艺参数一致。纺纱基本工艺参数见表2。

表2 纺纱基本工艺参数

整体纺纱方案选择混纺比例为9水平、喂入通道为2水平，设计的纺纱方案共18种。纺纱试验方案见表3。

表3 纺纱试验方案

按照表3试验方案纺制出来的麻灰粘胶色纺纱外观，如图2所示。

图2 麻灰粘胶纱

2.2 性能测试

按照表3试验方案进行纱线纺制后，对所纺纱线进行预调湿、调湿，即将纱线置于温度为20 ℃、湿度为65%的恒温、恒湿环境中平衡24 h，然后进行纱线强伸性能、毛羽根数和条干性能的测试。

在XL-1A型纱线强伸度仪上测试各纱线的断裂强度和断裂伸长率。采用等速伸长模式，测试速度为500 mm/min，预加张力为25 cN(张力系数为0.5 cN/tex)，每次测试长度为500 mm，每种纱线测试30次，取其平均值。

在GT3000型条干均匀度测试分析仪上测试各纱线的条干不匀率。测试速度为200 m/min，测试时间为1 min，每种纱线测试长度为200 m。

在YG-172A型纱线毛羽测试仪上测试各纱线的毛羽指数。测试速度为30 m/min，每次测试片段长度为10 m，每种纱线测试10次，取其3 mm以上毛羽根数的平均值。

为方便理解，下文中将测试指标断裂强度(cN/tex)、断裂伸长率(%)、条干不匀率(%)、3 mm以上毛羽根数[根/(10 m)]分别标记为X1，X2，X3，X4。

3 试验结果分析

3.1 测试结果

各试验方案所纺纱线的测试结果见表4。

表4 各试验方案纱线性能测试结果

3.2 直观分析

对表4中的测试数据,用excel数据分析工具箱进行描述统计分析。A系列即为A1～A9试验方案，B系列即为B1～B9试验方案。结果见表5。

表5 各试验方案测试结果描述统计

从表5试验数据可以看出，混纺比例对于各纱线断裂强度、断裂伸长率、条干不匀率的影响都相对平稳，这些指标无显著差异；混纺比例对毛羽根数的影响波动较大。各试验方案的毛羽根数数据曲线，如图3所示。

图3 混纺比例、喂入通道对纱线毛羽根数的影响

从图3可以更直观地看出，不同混纺比例下的纱线毛羽根数波动较大。究其原因，可能是左、右纤维条喂入的比例不同，对转杯内纤维混合与分布有较大影响，需要以后进一步深入研究。

3.3 配对t检验

配对t检验，用于检验配对试验数据之间的差异对比关系。方案A系列和方案B系列每组保持混纺比例一致，只有喂入通道发生了交换，才可进行配对。

采用配对t检验，可研究不同喂入通道下混纺比例对纱线各项性能影响的差异性。将配对差值视为一个样本，原假设为该样本的均值为0，t为t检验的数值，p为对应的发生概率。取显著性水平α=0.05，配对t检验结果如表6所示。

表6 配对t检验结果

从表6可以看出，所有指标的p值均大于显著性水平α。因此可认为，在不同喂入通道下纺制的纱线，其所有性能指标配对数据均未呈现出差异性。

配对t检验结果表明：在纤维原料性能相近的情况下，混纺比例对不同喂入通道下纺制的纱线的断裂强度、断裂伸长率、条干不匀率和毛羽根数均无显著性影响。

4 结论

4.1选用性能相近的纤维原料，在双分梳转杯试验机上纺制18种麻灰粘胶色纺纱，并测试其纱线断裂强度、断裂伸长率、毛羽根数和条干不匀率。

4.2通过直观分析法和配对t检验法进行分析，试验结果表明：在纤维原料性能相近的情况下，其混纺比例对双分梳转杯色纺纱的力学性能、条干性能影响较为平稳，纱线指标无显著差异，但对纱线毛羽根数的影响波动较大；且在不同混纺比例下改变两根条子的喂入通道，对最后成纱性能也无显著影响。