兩種集聚紡紗線性能對比分析

蔣仕培

（江蘇雙山集團股份有限公司，江蘇射陽 224300 ）

集聚紡技術是基于傳統環錠紡基礎上的一次實質性的技術飛躍，是在環錠細紗機上進行改造的一種新型紡紗技術[1-3]。近幾年又得到了飛快的發展和進步，各種新型集聚紡不斷被研制，江南大學和常州恒基紡織機械有限公司聯合研制的全聚紡是其中一種[4]。全聚紡是一種新型集聚紡系統，該系統通過采用一種大直徑窄槽式負壓空心羅拉代替環錠細紗機的前羅拉，并配合相應專件以及吸風系統及其配套組件的整體優化設計，全面提高吸風系統集聚負壓利用效率，從而改善成紗質量，減少系統能耗[4]。

1 高速攝影技術簡介

高速攝影技術是以高頻記錄高速運動過程的一種方法，將獲得的信息以一幀幀圖片記錄，在指定的軟件上慢速放映，實現被記錄運動對象的慢速回放過程[5]。高速攝像可以實現短時間內對高速目標運動過程的采集，采集完的片段以較慢的速度放映，所記錄的目標運動過程可以被緩慢、清晰地呈現出來。本實驗是利用高速攝影技術拍攝纖維束在全聚紡與網格圈型集聚紡的集聚區的運動過程，分析對比不同集聚方式對紗線質量的影響。

高速攝像機的工作原理是：被記錄的高速運動目標受到強光的照射產生反射光，其中一部分光可以透過高速成像系統的成像物鏡成像后，落在光電成像器件的像感面上，光電器件快速響應像感面上的目標像，實現圖像的光電轉換，最終將帶有圖像信息的各個電荷包轉移到讀出寄存器中，讀出信號可以經過信號處理后傳輸至電腦中，圖像通過電腦讀出并將結果輸出[6]。

2 紡紗實驗

2.1 實驗原料

實驗選用干定量為4.5g/10m的純粘膠粗紗，定量為3.54g/10m的純棉精梳粗紗。

2.2 實驗方案

分別在全聚紡及網格圈型集聚紡裝置上紡制9.8tex的粘膠紗和7.3tex的純棉紗。全聚紡紗和網格圈型集聚紡紗均在經過改造的DTM129型細紗機上紡制。具體紡紗工藝參數如表1所示。

表1 紡紗工藝

2.3 實驗測試儀器及測試條件

實驗主要對紗線的毛羽、強力、條干等性能指標進行測試，使用YG135G型條干檢測儀測試紗線的條干指標，棉紗測試速度是200m/min，時間為2min，粘膠紗測試速度為100m/min，時間為2min；采用YG172A型紗線毛羽測試儀測量紗線的毛羽指數，測試速度30m/min，片段長度10m，每管隨機測量10個紗線片段；YG063型全自動單紗強力儀測試紗線的強力，記錄紗線斷裂強力。所有試樣的測試環境：溫度（20±2）℃，相對濕度（65±2）%。

3 實驗結果及分析

3.1 紗線性能的測試結果

采用兩種不同紡紗方式紡制9.7tex的粘膠紗和7.3tex的純棉紗，測試的紗線的性能指標結果如表2所示。

表2 兩種紡紗方式紡制粘膠紗的測試結果

3.2 集聚區形態分析

利用OLYMPUS i-speed3高速攝影機拍攝全聚紡和網格圈型集聚紡9.8tex粘膠紗和7.3tex棉紗時集聚區內纖維的運動過程。然后將拍攝的視頻片段在i-SPEED Viewer軟件上以低幀數放映，采集集聚區內紗線運動的片段圖片，粘膠紗全聚紡圖片如圖1所示，粘膠紗網格圈型集聚紡圖片如圖2所示，全聚紡棉紗圖片如圖3所示，網格圈型棉紗圖片如圖4所示。

圖1 9.8tex全聚紡粘膠紗集聚區形態

圖2 9.8tex網格圈型粘膠紗集聚區形態

圖3 7.3tex全聚紡棉紗集聚區形態

圖4 7.3tex網格圈型棉紗集聚區形態

3.3 實驗結果分析

3.3.1 粘膠紗實驗結果分析

從表2中可以看出：與網格圈型集聚紡紡制的9.8tex的粘膠紗線相對比，全聚紡粘膠紗的條干有所改善，3mm有害毛羽較多，強力略低。對于成紗條干：圖1中全聚紡裝置紡制粘膠紗時，粘膠纖維在氣流導向片的作用下向中間平移集聚，而圖2中網格圈型集聚紡集聚區內粘膠纖維在負壓作用下向左翻轉集聚，因此全聚紡裝置紡紗時，粘膠纖維須條有一定的寬度使纖維排列均勻，集聚時紗線均勻度較好，故全聚紡紗線的條干有所改善；對于成紗毛羽：網格圈型集聚紡裝置紡制粘膠紗時，粘膠纖維緊貼在網格圈表面上，沿著氣流導向槽的方向向左翻轉，邊緣纖維的頭端基本都被卷繞到紗線的主體內，而全聚紡裝置集聚區粘膠纖維邊緣纖維不易卷入紗體內，故全聚紡的有害毛羽較多；對于成紗強力：由于全聚紡紡制紗線時纖維在紗體內排列比較均勻，紗線斷裂時，增加了纖維的斷裂同時性，但是纖維間的抱合力不強，而網格圈型集聚紡紡制紗線時，纖維翻轉集聚，纖維間存在相互抱合，糾纏，紗線斷裂時，纖維間的抱合力較強但是纖維的斷裂同時性較少，但粘膠纖維屬于長纖維，斷裂時，纖維的滑移是主要影響因素，故全聚紡在紗線強力方面較低。

3.3.2 棉紗實驗結果分析

從表2中可以看出：與網格圈型集聚紡制的7.3tex的棉紗相對比，全聚紡條干較優，毛羽較差，強力較好。對于成紗條干：在圖3中可以看出棉纖維的集聚過程也是平行向中間集聚，圖4中網格圈型集聚紡集聚是在紗線向左翻轉集聚，與粘膠紗條干較優的原因一樣，故全聚紡棉紗條干較優；對于成紗毛羽：從圖中可以明顯看出，棉紗纖維的邊緣纖維數量明顯多于粘膠紗線，網格圈型集聚紡在集聚過程中把絕大部分的邊緣纖維都卷入了紗線主體內，全聚紡在集聚過程中，邊緣纖維在氣壓作用下，一部分邊緣纖維也被順直帶入了紗體中，但還是有少部分纖維露在紗線外面，故全聚紡棉紗的毛羽較差；對于成紗條干：棉纖維屬于短纖維，全聚紡使纖維的斷裂同時性大大增加，網格圈型集聚紡主要是增加了纖維間的抱合力，棉紗斷裂時，纖維的斷裂同時性占主要影響原因，故全聚紡的強力相對較好。

4 結論

通過高速攝影技術拍攝粘膠紗和棉紗紡制過程中集聚區內纖維的運動形態，分析了全聚紡和網格圈型集聚紡兩種不同集聚方式對所紡制的紗線性能的影響。實驗結果表明：與網格圈型集聚紡相比，全聚紡粘膠紗的條干有所改善，3mm有害毛羽較多，強力略低；與網格圈型集聚紡相比，全聚紡棉紗條干較優，毛羽較差，強力較好。

[1]楊 興, 汪 軍, 楊建平. 集聚紡紗的發展現狀及展望[J].東華大學學報(自然科學版).2003(2): 65-66.

[2]劉 娜. 緊密紡紗技術簡析[J]. 毛紡科技.2006 (7): 26-29.

[3]苑淑花, 李濟群. 淺談緊密紡紗技術的最新進展[J]. 紡織導報. 2008(9): 90-92.

[4]謝春萍, 高衛東, 劉新金, 蘇旭中, 朱預坤. 一種新型窄槽式負壓空心羅拉全聚紡系統[J].紡織學報. 2013(6):149-153.

[5]曾泳春. 纖維在噴嘴高速氣流場中運動的研究和應用[D]. 東華大學. 2003.

[6]孟宣宣. 基于高速攝像技術的光纖激光焊接過程研究[D]. 華中科技大學. 2011.