包覆工藝對(duì)滌綸低彈絲雙包粘膠紗性能的影響

張新宇 吳仕奇 徐 超

（浙江雅娜紡織有限公司，浙江嘉興，314413）

包覆紗又稱包纏紗，它是以長(zhǎng)絲或短纖紗為芯紗，外包另一種長(zhǎng)絲或短纖紗而成的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)紗線。目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)包覆紗采用空心錠花式捻線機(jī)生產(chǎn)加工，其工藝過程是芯紗在一定的速度下通過喂入羅拉進(jìn)入空心錠子，而外包紗則從空心錠紗管上退繞下來，并在芯紗上形成真捻起到固定作用[1]。

包覆紗有單包與雙包之分。在雙包包覆紗中，由于外包的兩層包覆紗包纏方向分別為Z向、S向，組成“X”形的包覆，紗線受到一定的外部載荷時(shí)，雙向的包纏長(zhǎng)絲能夠向內(nèi)部擠壓，從而使芯紗始終保持著伸直的狀態(tài)，有利于提高紗線的斷裂強(qiáng)力，并能很好消除單層包覆時(shí)發(fā)生的變形和捻度不勻等問題，在服用和產(chǎn)業(yè)用紡織品開發(fā)方面具有廣泛的應(yīng)用前景。然而生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)雙包包覆紗生產(chǎn)工藝對(duì)成紗質(zhì)量有不確定的影響，有時(shí)甚至?xí)?dǎo)致用戶索賠。為此，本文采用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)安排試驗(yàn)，通過建立數(shù)學(xué)模型，分析包覆工藝參數(shù)對(duì)紗線質(zhì)量的影響，討論其變化規(guī)律[2]，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐與市場(chǎng)需求建立一種新的紗線設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)方法。

1 試驗(yàn)

1.1 原料和試驗(yàn)儀器

芯紗為14.5 tex粘膠短纖紗，外包的兩種包覆紗均為111 dtex/36 F滌綸低彈絲。

紗線強(qiáng)力測(cè)試：YG021B型電子單紗強(qiáng)力儀，拉伸速度500 m/min，樣本數(shù)20個(gè)。條干測(cè)試：YG137型條干均勻度測(cè)試分析儀，測(cè)試速度200 m/min，樣本數(shù)20個(gè)。毛羽測(cè)試：YG171B-2型毛羽測(cè)試儀，測(cè)試速度30 m/min，樣本數(shù)20個(gè)。測(cè)試條件：溫度18℃，相對(duì)濕度60%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以卷繞速度、上排捻度（Z）、下排捻度（S）等包覆工藝參數(shù)為研究對(duì)象，采用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)安排試驗(yàn)[3]，其因素水平編碼表見表1。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果

在WF系列雙層雙面包覆機(jī)上，根據(jù)表1試驗(yàn)安排，選用試驗(yàn)方案20次（中心點(diǎn)試驗(yàn)次數(shù)選用6次）。考察包覆紗質(zhì)量的指標(biāo)為紗線斷裂強(qiáng)力、條干CV值、3 mm毛羽數(shù)。

首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除異常值處理，進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)及方差一致性檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果表明，剔除異常值后的每個(gè)方案各指標(biāo)數(shù)據(jù)均在不同程度上滿足正態(tài)性，方案間相應(yīng)指標(biāo)數(shù)據(jù)也都在不同程度上滿足方差一致性。然后分別求取各方案指標(biāo)數(shù)據(jù)的平均值，具體紡紗方案及測(cè)試結(jié)果見表2。

表1 三因素水平編碼表

表2 紡紗方案及測(cè)試結(jié)果

2 分析與討論

2.1 回歸方程的建立

采用Origin8.0軟件，經(jīng)運(yùn)算分析，并對(duì)回歸系數(shù)、回歸方程的顯著性進(jìn)行檢驗(yàn)，獲得包覆工藝參數(shù)對(duì)紗線質(zhì)量影響的有效回歸方程。斷裂強(qiáng)力的回歸方程Y1=1 007.3-38.60X1-0.49X2+3.7e-4X32，條干CV值的回歸方程Y2=31.5-1.8X1-0.019 5X2-0.015 8X3+0.06X12，3 mm毛羽數(shù)的回歸方程Y3=12.67-0.033X3+2.6e-5X32。

2.2 包覆工藝對(duì)紗線斷裂強(qiáng)力的影響

包覆工藝對(duì)紗線斷裂強(qiáng)力的影響見圖1。由圖1可見，隨著卷繞速度的增加，紗線的斷裂強(qiáng)力呈下降的趨勢(shì)。這是因?yàn)榫砝@速度增加時(shí)，紗線會(huì)繃緊，而包覆紗主要的強(qiáng)力來源是芯紗，生產(chǎn)過程中張力過大會(huì)使芯紗預(yù)伸長(zhǎng)增大而造成成紗斷裂強(qiáng)力的降低。圖1（a）顯示上排捻度對(duì)于紗線斷裂強(qiáng)力的變化是隨著捻度的升高而降低，其影響基本呈線性變化；圖1（b）顯示下排捻度對(duì)紗線斷裂強(qiáng)力的變化是隨著捻度的升高而變大，其變化幅度是開始慢，后來增加得快。這是因?yàn)橄屡虐驳氖切炯唽樱饕呛托炯喗佑|，而捻度大的時(shí)候，芯紗斷裂強(qiáng)力變得快的原因是由于紗線包覆緊密之后，外包絲對(duì)紗線的內(nèi)部壓力就會(huì)起到一定作用，而不是僅僅依靠芯紗的斷裂強(qiáng)力。當(dāng)包覆紗線密度變大時(shí)，這個(gè)效果就會(huì)越來越顯著。

圖1 包覆工藝對(duì)紗線斷裂強(qiáng)力的影響

2.3 包覆工藝對(duì)紗線條干均勻度的影響

包覆工藝對(duì)紗線條干均勻度的影響見圖2。由圖2可見，紗線的條干均勻度與卷繞速度、上排捻度、下排捻度都有關(guān)系且互相制約。一般隨著卷繞速度的升高，紗線條干CV值呈現(xiàn)先降低后增大的規(guī)律，這是因?yàn)樵谒沙诰砝@的時(shí)候，如果卷繞速度較快，紗線會(huì)因受到張力而張緊，條干均勻度就會(huì)比較好，但如果卷繞速度過快的話，紗線反而會(huì)因較大的張力而產(chǎn)生意外伸長(zhǎng)，導(dǎo)致紗線條干均勻度的惡化。

上排捻度、下排捻度對(duì)紗線條干影響的差異效果相差不大，并且紗線條干CV值隨著上下排捻度的升高而變小，這主要是因?yàn)樵诩喚€合股過程中，捻度升高，一段紗線的外包絲覆蓋圈數(shù)就比較多，這樣會(huì)產(chǎn)生以下幾個(gè)好處。一是捻度升高，紗線表面包覆的滌綸低彈絲屬于長(zhǎng)絲，表面光滑均勻，且覆蓋率較大，可使得條干較為均勻。二是捻度較高，使得紗線的捻度均勻率變得比低捻的時(shí)候高，因?yàn)閱挝婚L(zhǎng)度內(nèi)圈數(shù)多，導(dǎo)致長(zhǎng)絲的滑脫幾率比較小，從而也從另一方面使得條干變好。

圖2 包覆工藝對(duì)紗線條干均勻度的影響

2.4 包覆工藝對(duì)紗線毛羽的影響

從包覆工藝對(duì)紗線3 mm毛羽數(shù)影響的回歸方程來看，紗線毛羽只與下排捻度有關(guān)。這是因?yàn)樵诘谝淮伟策^程中的包覆捻向?yàn)镾向，就可以比較好地貼伏毛羽，包覆絲和紗線的毛羽剛好貼合在一起。而第二次包覆的效果是一種錦上添花的效果，給紗線一種蓬松感，而真正的貼伏或者覆蓋毛羽是在下排包覆的時(shí)候就基本完成了。

3 結(jié)語

在WF系列雙層雙面包覆機(jī)上，卷繞速度、上排捻度、下排捻度等包覆工藝參數(shù)對(duì)滌綸低彈絲雙包粘膠短纖復(fù)合紗性能均有不同程度的影響。隨著卷繞速度的降低或下排捻度的增加，紗線的斷裂強(qiáng)力呈增大趨勢(shì)；隨著卷繞速度的升高，紗線條干CV值呈現(xiàn)先降低后增大的規(guī)律；隨著上下排捻度的增加，紗線條干CV值逐漸降低；紗線毛羽只與下排捻度有關(guān)。

研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，從包覆紗的成紗性能和包覆覆蓋效果來看，包覆捻度應(yīng)當(dāng)偏大為好，但包覆太大時(shí)會(huì)導(dǎo)致紗線手感發(fā)硬，生產(chǎn)成本增加。因此在生產(chǎn)中，在保證成紗指標(biāo)符合要求及最大限度提高設(shè)備生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)合理選取包覆捻度。