空心錠假捻對羊毛圈圈紗圈圈密度的影響

張 倩,任學勤,沈正杰

(西安工程大學 紡織科學與工程學院,陜西 西安710048)

花式紗線是在紡紗或制線過程中采用特定原料、特殊設備或特種工藝對纖維或紗線進行加工而得到的具有特殊結構和外觀效果的紗線[1]?；ㄊ郊喚€的花型皆是通過飾紗表現出來的,主要反映紗線的外觀效果;芯紗作為紗線強力的主體,起骨架作用,是紗線在紡制和織造過程中承受張力的主要部分;固紗用來固定花型,使花型按生產時的方式固定下來,從而避免沿長度方向發生滑移[2]。

早在1986年,國內就已經出現對圈圈紗試制工藝的相關研究[3],經過30多年的發展,對于圈圈紗的生產工藝、性能測試等諸多方面的研究已較為廣泛。林曉云、張美玲等對圈圈紗紡制過程中諸多影響因素的分析研究[4-5]表明:影響圈圈紗成紗效果的因素有很多,例如生產車間的溫濕度、選用的紡紗原料以及紡紗工藝參數、設備狀態等;張傳亭及劉光彬等的研究結果[6]結合企業實際生產中所得經驗也表明:在圈圈紗的紡制過程中,圈圈紗捻度對圈圈紗圈圈直徑、密度都有較大影響。在合理捻度范圍內,對于紗線生產過程中假捻(成花捻度)與圈圈密度兩者之間的關系,卻沒有較多的相關研究報道。

羊毛作為紡織工業的重要原料,深受大眾喜愛和歡迎,它具有彈性好、吸濕性強、保暖性好等優點,且羊毛纖維長度較棉纖維長,紡制圈圈紗時更易成花且花型更加均勻[7]。試驗以0.25 g/m白色羊毛粗紗作為飾紗,7.8 tex白色錦綸長絲作為芯紗和固紗,利用新型空心錠花式紗線紡紗機紡制羊毛圈圈紗。采用直接計數法記錄圈圈密度;以30捻/m的捻度變化梯度改變羊毛圈圈紗的紗線捻度,紡制7款不同捻度的羊毛圈圈紗。所得試驗結果進行對比分析,發現空心錠假捻對羊毛圈圈紗的圈圈密度具有較為顯著的影響,為花式紗線企業優化羊毛圈圈紗產品質量以及豐富設備控制提供參考。

1 試驗部分

1.1 儀器及設備

YG086C型縷紗測長儀(常州中纖儀器);電子秤;Y331紗線捻度儀(常州市華紡紡織儀器有限公司);空心錠花式紗線紡紗小樣機(蘇州市華飛紡織科技有限公司);30 c m鋼尺;超聲波霧化器;空調等。

試驗所用紡紗設備是一款新型空心錠花式紗線紡紗機,其中空心錠是經過改造的新型空心錠(圖1)。普通空心錠固紗管位置和下方假捻器是連在一起,由同一根皮帶傳動;而試驗所用新型空心錠將固紗管位置和下方假捻器分開進行獨立控制,各自由一根皮帶單獨傳動,可分別獨立進行控制,因此試驗可單獨改變假捻器運行速度。

1.2 紡紗原理

圈圈紗由芯紗、飾紗和固紗三部分組成,花式紗線簡圖如圖2所示,是在紡制過程中采用特種工藝對紗線或纖維進行加工而得到的具有封閉圈圈外觀效應的紗線[8]。飾紗經過前中后三組羅拉組成的牽伸裝置,被一定的牽伸倍數牽伸后,變成須條,芯紗羅拉輸出的芯紗穿過導紗瓷管在前羅拉出口處與飾紗須條匯合,芯紗和飾紗再一起穿過空心錠,來自空心錠筒管上的固紗以一定捻度將超喂形成的圈圈包纏固定,再經過假捻器最終由輸出羅拉輸出。

圖1 新型空心錠

圖2 花式紗線簡圖

1.3 原料

隨著人們消費水平不斷提高,在紡織品領域,服裝的流行趨勢需要紗線既具有天然纖維柔軟舒適的特點,又兼具回歸大自然的簡約色彩,因而自然又百搭的白色羊毛紡織品受到越來越多消費者的喜愛和追捧[9]。試驗選擇0.25 g/m,纖維長度100 mm,纖維平均細度19.5μm的白色羊毛粗紗作為飾紗,7.8 tex白色錦綸長絲作為芯紗和固紗,紡制羊毛圈圈紗。

1.4 工藝設計

試驗選擇相同原料,設計7種不同紗線捻度,紡制細度為38 tex左右的羊毛圈圈紗。經紡紗試驗預準備階段發現:圈圈紗的紗線捻度在390捻/m以下時,由于來自于空心錠筒管上的固紗對紗線外表面的飾紗包纏捻回數過少,導致固紗對飾紗超喂所形成的圈圈花型捆綁不良,圈圈花型稀疏且發生較嚴重滑移現象,不能正常成紗;同時,由于紡紗過程中飾紗超喂比保持恒定不變,輸出羅拉速度與紗線捻度成反比,當圈圈紗的紗線捻度達到630捻/m以上時,相同長度的飾紗分布在更短的紗線上,紗線外表面捻回數過多,即飾紗被固紗包纏過于緊密,導致圈圈直徑過小,紗線手感偏硬,紗線表面幾乎無圈圈花型。當紗線捻度以10捻/m的變化梯度改變時,由于捻度變化梯度過小,在一定長度的圈圈紗上圈圈數量幾乎無明顯變化;當紗線捻度以50捻/m的變化梯度改變時,由于捻度變化梯度過大,對比發現在一定長度的圈圈紗上圈圈數量變化過大,試驗所得數據過于粗糙。

同理,影響圈圈密度的除紗線捻度之外,假捻影響也很顯著。假捻器轉速為空心錠轉速與假捻/真捻的比例之積,在空心錠轉速保持一定的情況下,為保證紡紗設備在開機時能正常運轉,假捻器轉速有一定上限,所以選擇在假捻/真捻的比例為1.0至1.6范圍之內進行羊毛圈圈紗與假捻關系的探究。

因此,工藝設計方案選擇在紗線打樣間進行,溫度為(25±1)℃,濕度(69±1)%RH;選用新型空心錠花式紗線紡紗小樣機在同一紗錠上生產羊毛圈圈紗。生產過程中以420捻/m至600捻/m作為羊毛圈圈紗的捻度變化范圍,以30捻/m作為圈圈紗的捻度變化梯度生產7款不同捻度的羊毛圈圈紗;空心錠轉速5 000 r/min恒定不變,在假捻/真捻的比例由1.1逐漸增大到1.6范圍內,以0.1為假捻(成花捻度)與真捻(捆綁捻度)的轉速比例變化改變假捻器轉速;紡制羊毛圈圈紗,將其圈圈密度與假捻/真捻為1.0的羊毛圈圈紗進行對比,探究空心錠假捻對羊毛圈圈紗圈圈密度的影響[10]。

在空心錠花式紗線紡紗小樣機上試紡制羊毛圈圈紗并不斷調整工藝參數后,得出紡紗各項工藝參數如表1所示:

表1 工藝設計方案

1.5 測試

(1)紗線細度 使用YG086C型縷紗測長儀,每次繞紗30 m,電子秤稱其重量,計算圈圈紗公制支數,分別測量3次,求其平均值。在實際生產中,花式紗線一般采用公制支數來衡量紗線細度,試驗時,公制支數可通過公式直接換算成特克斯。

(2)捻度 圈圈紗由芯紗、飾紗和固紗三部分組成,形成的圈圈花型是由紗線外表面的固紗包纏固定得到的。固紗對飾紗的捆綁捻度即為圈圈紗的紗線捻度。使用Y331紗線捻度儀,反向退捻至飾紗與芯紗平行時,測得羊毛圈圈紗的捻度,分別測量3次,求其平均值。

(3)圈圈密度 使用30 c m鋼尺測量出圈圈紗固定長度20 c m,在羊毛圈圈紗處于自然伸長狀態時,對每種不同捻度羊毛圈圈紗分別數出10段20 c m內圈圈紗的圈圈數量,采用直接計數法統計圈圈紗圈圈數量,并取其平均值。

2 結果與分析

經測試,所得不同捻度羊毛圈圈紗細度均達到38.4 tex,圈圈紗表面圈圈花型均勻,風格細膩,手感柔軟。直接計數法得出各款羊毛圈圈紗圈圈密度如表2所示。

表2 7種不同捻度羊毛圈圈紗的圈圈密度單位:個·m-1

將所得假捻/真捻為1.1至1.6之間的所有羊毛圈圈紗的圈圈密度,與其對應捻度的假捻/真捻為1.0時的羊毛圈圈紗的圈圈密度進行對比和分析。由表2中所示數據橫向對比顯示:在420捻/m至600捻/m的圈圈紗捻度范圍內,當假捻/真捻的比例不變時,羊毛圈圈紗的圈圈密度隨紗線捻度(捆綁捻度)的增大而增多。當紗線捆綁捻度增大時,一定量的飾紗須條在相同紗線長度上分布了更多的圈圈,因此圈圈紗的圈圈直徑略微減小,但圈圈密度增多;由表2中所示數據縱向對比顯示:同一紗線捻度的圈圈紗,當假捻/真捻的比例(即成花捻度)由1.0逐漸增大到1.6時,羊毛圈圈紗的圈圈密度隨假捻的增大而增多。即當紗線捻度(即捆綁捻度)一定時,隨著假捻器轉速的不斷增大,羊毛圈圈紗成花捻度不斷增大,飾紗須條經過假捻器假捻轉速的提高翻出更多花型,使得圈圈密度增大,并且圈圈直徑不變。羊毛圈圈紗捆綁捻度不變,但圈圈密度增多,因此可得到圈圈花型蓬松豐滿同時紗線手感柔軟的羊毛圈圈紗。

3 結語

不同的纖維具有不同的物理性能和化學性質,纖維的強力、彈性恢復率等因素影響紗線成花的性能,即使紡制同一種花式紗線,只要原料改變,原來的工藝必須進行相應的調整,才能紡出高質量的紗線。因此,在實際生產中,研究結論只針對生產相關毛型花式紗線提供參考。選用新型空心錠花式紗線紡紗機生產羊毛圈圈紗時,空心錠假捻器運行速度對羊毛圈圈紗的圈圈密度有較大影響。紗線捻度在400～600捻/m范圍時,羊毛圈圈紗圈圈密度與空心錠假捻運行速度之間存在正相關,即在合理捻度范圍內,假捻器運行速度增大,則羊毛圈圈紗圈圈密度增大。當紗線捻度增大時,羊毛圈圈紗在一定的范圍內,圈圈密度亦增大,但使用普通空心錠時固紗包纏捻度增大會導致紗線手感變硬。而選擇試驗所用新型空心錠時,因可單獨控制假捻器轉速,即空心錠轉速(紗線捆綁捻度)不變,增大假捻器運行(成花捻度)速度即使得紗線成花捻度增大,從而在合理的紗線捻度范圍內,羊毛圈圈紗圈圈密度豐滿的同時保證紗線手感柔軟。為選用新型空心錠花式紗線紡紗機的企業,生產羊毛圈圈紗或拉毛紗時更加方便地調整紗線生產工藝參數、優化圈圈紗產品質量提供一定的依據,也為花式紗線企業豐富設備控制提供參考。