王瑞潔， 李 龍， 秦彩霞

(西安工程大學(xué) 紡織與材料學(xué)院， 陜西 西安 710048)

山羊絨混紡紡織品具有羊絨的手感，且成本低，在市場上受到客戶歡迎。目前，羊毛、桑蠶絲與山羊絨混紡產(chǎn)品種類較多。關(guān)于山羊絨混紡的研究報(bào)道也很多，如：利用FA507型緊密紡紗機(jī)紡制天絲/山羊絨混紡紗[1]；利用棉紡細(xì)紗機(jī)紡制山羊絨/大豆蛋白復(fù)合纖維混紡針織紗[2]；在FA506型細(xì)紗機(jī)上紡制棕色棉/山羊絨混紡紗[3]和山羊絨/長絨棉混紡緊密針織紗[4]；用F2505型細(xì)紗機(jī)紡制竹纖維/牽切絲光羊毛/絹絲/天絲/山羊絨混紡紗[5]；利用FA507型細(xì)紗機(jī)紡制山羊絨/納米絨/品德爾/納卡混紡紗[6]和莫代爾/細(xì)絨棉/山羊絨混紡紗[7]；在FA502型細(xì)紗機(jī)上紡制苧麻/山羊絨混紡針織紗[8-9]等。以上有關(guān)報(bào)道在細(xì)紗工序主要是通過改變細(xì)紗機(jī)工藝參數(shù)的方法解決紡制細(xì)紗中的問題，對混紡紗的紡紗線密度極限也沒有進(jìn)行紡紗實(shí)踐。在紡紗過程中，牽伸隔距影響在牽伸區(qū)中纖維變速點(diǎn)的分布[10]，以至于影響細(xì)紗條干與紡紗的順利進(jìn)行。

由于成本因素，低比例山羊絨混紡紗精紡面料在市場受到歡迎，但是羊毛纖維的長度與山羊絨纖維長度有較大差異，在棉紡細(xì)紗機(jī)上紡制羊毛/山羊絨混紡紗時(shí)，牽伸區(qū)隔距難以兼顧二者的長度。為紡制受市場歡迎的高支低比例山羊絨混紡紗，并使其具有較好的紗線條干均勻度，本文在棉紡細(xì)紗機(jī)上采用滑溜牽伸方式紡制低比例山羊絨混紡紗，以期為該類產(chǎn)品開發(fā)提供參考。

1 低比例山羊絨混紡紗設(shè)計(jì)

1.1 原料選擇

根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)3種混紡紗：羊毛/山羊絨(84/16)混紡紗(試樣編號為A)、羊毛/山羊絨(65/35)混紡紗(試樣編號為B)、羊毛/山羊絨/桑蠶絲(80/10/10)混紡紗(試樣編號為C)。不同成分山羊絨混紡紗所用羊毛、山羊絨與桑蠶絲的規(guī)格如表1、2所示?？梢钥吹缴窖蚪q與羊毛的平均長度、桑蠶絲與山羊絨的平均長度差異均較大。羊毛、山羊絨、桑蠶絲由寧夏德泓國際絨業(yè)有限公司提供。

表1 羊毛/山羊絨混紡紗原料參數(shù)Tab.1 Parameter of material for wool/cashmere blend yarn

表2 羊毛/山羊絨/桑蠶絲混紡紗原料參數(shù)Tab.2 Parameter of material for wool/cashmere/silk blend yarn

1.2 紡紗工藝路線

制條工藝路線: 散纖維—和毛加油(悶倉12 h、倒倉、再悶倉12 h)—梳毛—頭道針梳—二道針梳—三道針梳—毛型精梳—四道針梳—五道針梳。

紡紗工藝路線: 前紡頭道針梳—前紡二道針梳—前紡三道針梳—毛型粗紗—棉型細(xì)紗—絡(luò)筒—并線—倍捻。

原料的混合通過4道工序來實(shí)現(xiàn)。一是和毛, 各組分紡紗原料按照一定比例喂入和毛機(jī), 利用錫林、工作輥與剝毛輥的作用實(shí)現(xiàn)原料的初步混合; 二是梳毛, 將和毛機(jī)初步混合的原料喂入梳毛機(jī), 利用梳毛機(jī)上的大錫林、工作輥和剝毛輥組成的梳理環(huán), 在梳理原料的同時(shí)實(shí)現(xiàn)原料的混合, 同時(shí)大錫林上返回負(fù)荷的存在也有助于原料的混合; 三是針梳, 將梳毛機(jī)形成的條子在針梳機(jī)上經(jīng)過多道并合針梳, 改善條子結(jié)構(gòu)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)原料之間的良好混合; 四是精梳, 精梳機(jī)不僅梳理去除纖維條中短纖維, 同時(shí)實(shí)現(xiàn)原料之間的充分混合。經(jīng)過上述 4道工序, 可以實(shí)現(xiàn)不同原料之間的充分混合, 確保各種原料成分在紗線中均勻分布。

1.3 理論紡紗線密度

精梳毛紗的細(xì)紗紡紗極限以截面纖維根數(shù)確定，一般正常紡紗時(shí)紗線截面纖維根數(shù)不少于38～40根。單紗截面內(nèi)纖維根數(shù)與紡紗線密度的關(guān)系為：

Nt=πd2ρn4 000

式中：Nt為單紗線密度，tex；d為纖維平均直徑，μm；ρ為纖維密度，g/cm3；n為單紗中的纖維根數(shù)，根。

根據(jù)公式以及文獻(xiàn)[10]的混料成分指標(biāo)計(jì)算方法，羊毛與山羊絨密度ρ取1.32 g/cm3，桑蠶絲密度[11]取1.25 g/cm3，得到單紗截面纖維根數(shù)達(dá)到38根時(shí)，A、B、C的理論紡紗線密度極限分別為10.86、10.66、8.68 tex。

1.4 滑溜牽伸探討

由于山羊絨與羊毛纖維、桑蠶絲纖維長度差異大，在細(xì)紗機(jī)上羅拉隔距難以確定。為保證在細(xì)紗牽伸過程中對所有紡紗原料進(jìn)行有效控制，減少浮游纖維的無規(guī)運(yùn)動，從而提高細(xì)紗條干均勻度，在牽伸區(qū)采用滑溜牽伸?；餇可斓膶?shí)質(zhì)是對牽伸區(qū)中的中(上)膠輥進(jìn)行開槽處理(見圖1)。對于膠輥開槽的深度，要確保后區(qū)牽伸時(shí)中羅拉鉗口對纖維的握持力，同時(shí)也要保證前區(qū)牽伸時(shí)中羅拉鉗口對纖維的控制力，以實(shí)現(xiàn)對長度差異較大纖維的良好控制與牽伸，保證紡紗的順利實(shí)施以及改善細(xì)紗的條干指標(biāo)。本文實(shí)驗(yàn)中，中皮輥的開槽深度為(0.75±0.05)mm。

圖1 細(xì)紗機(jī)用皮輥外觀形態(tài)Fig.1 Appearance of ring frame leather roller for non-slipping draft(a)and slipping draft(b)

2 低比例山羊絨混紡紗紡紗實(shí)踐

在JWF-1516型棉紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上，分別采用滑溜牽伸與非滑溜牽伸方式紡制低比例山羊絨混紡紗，分析各種成分混紡紗的紡紗極限線密度與紗線質(zhì)量與性能。

2.1 羊毛/山羊絨混紡紗紡制

分別采用滑溜牽伸與非滑溜牽伸方式紡制羊毛/山羊絨混紡紗。設(shè)計(jì)混紡紗A的單紗線密度分別為11.1 tex(90 Nm)和10 tex(100 Nm)，捻度為 950 捻/m，捻向Z。設(shè)計(jì)混紡紗B的單紗線密度分別為11.1 tex，捻度為980 捻/m，捻向Z。細(xì)紗機(jī)牽伸隔距均為總隔距135 mm，前隔距68 mm，后隔距67 mm。因企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)不需要，沒有進(jìn)行單紗線密度為10 tex混紡紗B的紡紗實(shí)踐。

2.2 羊毛/山羊絨/桑蠶絲混紡紗紡制

采取非滑溜牽伸方式紡制混紡紗C，設(shè)計(jì)單紗線密度為8.3 tex(120 Nm)，細(xì)紗設(shè)計(jì)捻度為 1 160 捻/m。細(xì)紗斷頭嚴(yán)重，不能正常紡紗。采取滑溜牽伸方式紡制單紗線密度8.3 tex的混紡紗C，紡紗可以順利進(jìn)行。

3 混紡紗性能測試與結(jié)果分析

3.1 紗線性能測試

參照GB/T 3292.1—2008《紡織品 紗條條干不勻試驗(yàn)方法 第1部分 電容法》，利用CT200型條干均勻度測試分析儀測試紗線條干均勻度指標(biāo)。

參照GB/T 3916—2013《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定》，在YG(B)021 DX型單紗強(qiáng)力儀上測試紗斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長率。隔距采用500 mm，拉伸速度為 500 mm/min。

參照GB/T 4743—2009《紡織品 卷裝紗 絞紗法線密度的測定》，使用YG(B)086型縷紗測長機(jī)測試并計(jì)算紗線的線密度、線密度偏差率及線密度變異系數(shù)。

3.2 羊毛/山羊絨混紡紗

3.2.1單紗線密度為11.1tex的混紡紗

單紗線密度為11.1 tex的混紡紗A的單紗質(zhì)量指標(biāo)見表3，拉伸性能指標(biāo)見表4。 對比2種牽伸方式可知：采用滑溜牽伸后，細(xì)紗條干CVm值從非滑溜牽伸的19.88%降低到19.23%，細(xì)節(jié)(-50%)減少了123個(gè)/km，粗節(jié)(+50%)減少了63個(gè)/km，棉結(jié)(+200%)減少了26個(gè)/km；同時(shí)，采用滑溜牽伸后，由于細(xì)紗條干指標(biāo)改善，細(xì)紗斷裂強(qiáng)力比非滑溜牽伸提高了 5.1 cN，斷裂伸長率提高了5.7%。

表3 羊毛/山羊絨(84/16)混紡紗條干均勻度Tab.3 Single yarn evenness of wool/cashmere(84/16)blends

注：Um為線性不均率，%。

表4 羊毛/山羊絨(84/16)混紡紗拉伸性能Tab.4 Single yarn tensile property of wool/cashmere(84/16)blends

單紗線密度為11.1 tex的混紡紗B的單紗條干指標(biāo)見表5，拉伸性能見表6?？梢钥闯觯翰捎没餇可旌?，單紗條干CVm值比非滑溜牽伸的單紗條干CVm值略有降低，細(xì)節(jié)(-50%)降低了60個(gè)/km；粗節(jié)(+50%)降低了33個(gè)/km；棉結(jié)(+200%)減少了29個(gè)/km；采用滑溜牽伸后，單紗斷裂強(qiáng)力比非滑溜牽伸的單紗斷裂強(qiáng)力下降了15cN；斷裂伸長率提高了2.7%。

表5 羊毛/山羊絨(65/35)混紡單紗條干Tab.5 Single yarn evenness of wool/cashmere(65/35)blends

表6 羊毛/山羊絨(65/35)混紡紗拉伸性能Tab.6 Single yarn tensile property of wool/cashmere(65/35)blends

3.2.2單紗線密度為10tex的混紡紗

采用非滑溜牽伸方式紡制單紗線密度為10 tex的混紡紗A時(shí)，細(xì)紗斷頭嚴(yán)重，不能正常紡紗。采用滑溜牽伸方式紡紗可以順利進(jìn)行，紡制的混紡紗條干不勻率CVm值為19.0%，細(xì)節(jié)(-50%)為 363個(gè)/km， 粗節(jié)(+50%)為72個(gè)/km，棉結(jié)(+200%)為54個(gè)/km?；旒徏喌膯渭喞鞌嗔褟?qiáng)力為 58.3 cN，拉伸斷裂伸長率為11.1%。單紗實(shí)測捻度為980 捻/m，捻度偏差率3.1%，捻度變異系數(shù)7%。

羊毛/山羊絨(84/16)混紡合股紗(10 tex×2)的實(shí)測單紗線密度為10.25 tex，公定單紗線密度為10.2 tex，單紗線密度偏差為2%，線密度變異系數(shù)為1%，實(shí)測捻度為1 041 捻/m，捻度偏差為4.1%，捻度變異系數(shù)為7.2%，平均斷裂強(qiáng)力為129.8 cN，斷裂強(qiáng)力變異系數(shù)為10.3%，條干不勻率CVm值為12.6%。

3.2.3測試結(jié)果分析

采用滑溜牽伸方式, 細(xì)紗的粗節(jié)和細(xì)節(jié)明顯降低， 因?yàn)樵诨餇可旆绞街? 中羅拉鉗口對纖維形成彈性握持與控制, 既可以使大于羅拉中心距離的長纖維能順利通過中羅拉鉗口, 同時(shí)通過雙皮圈形成的附加摩擦力界對短纖維運(yùn)動進(jìn)行良好控制, 減少細(xì)節(jié)與粗節(jié)的產(chǎn)生。 由于細(xì)紗中細(xì)節(jié)的降低, 細(xì)紗在拉伸時(shí)的弱環(huán)減少, 拉伸強(qiáng)力增加。在滑溜牽伸條件下，混紡紗A的實(shí)際紡紗線密度可以達(dá)到其理論紡紗線密度極限值。

3.3 羊毛/山羊絨/桑蠶絲混紡紗

采取滑溜牽伸方式紡制單紗線密度為8.3 tex的混紡紗C，紡紗可以順利進(jìn)行。紡制的8.3 tex混紡單紗條干不勻率CVm值為18.8%，細(xì)節(jié)(-50%)為370個(gè)/km， 粗節(jié)(+50%)為48個(gè)/km，棉結(jié)(+200%)為56個(gè)/km。測試得到紡制的單紗拉伸斷裂強(qiáng)力為45.7 cN，拉伸斷裂伸長率為4.6%，實(shí)測細(xì)紗捻度為1164 捻/m，捻度偏差率0.3%，捻度變異系數(shù)5.8%。

混紡紗C的合股紗(8.3 tex×2)的實(shí)測單紗線密度為8.49 tex，單紗線密度偏差為0.8%，單紗線密度變異系數(shù)為1.2%。實(shí)測捻度為1 172.8 捻/m，捻度偏差為 -0.6%，捻度變異系數(shù)為8.3%。平均斷裂強(qiáng)力124.6 cN，斷裂強(qiáng)力變異系數(shù)為11%，條干均勻度CVm為13%。

采用滑溜牽伸，混紡紗C的單紗實(shí)際紡紗線密度可以達(dá)到其理論紡紗線密度的極限值。

4 結(jié) 論

在JWF-1516型棉紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上，分別采用滑溜牽伸與非滑溜牽伸方式紡制了3種比例山羊絨混紡紗，通過對比其可紡性、紗線條干及其疵點(diǎn)、拉伸性能，得出以下結(jié)論：

1)滑溜牽伸在紡紗過程中可較好地控制長度差異較大的纖維在牽伸區(qū)中的運(yùn)動。

2)與非滑溜牽伸相比，在棉環(huán)錠紡紗機(jī)上采取滑溜牽伸可順利紡制低線密度山羊絨混紡紗，且可達(dá)到或接近理論紡紗線密度的極限值。

3)滑溜牽伸可以改善單紗的條干指標(biāo)，對于紡制相同線密度的羊毛/山羊絨混紡紗，采取滑溜牽伸紡制細(xì)紗的粗節(jié)、細(xì)節(jié)、棉結(jié)測試值明顯低于非滑溜牽伸紡制細(xì)紗的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 薛子平，李來成. 70天絲/30山羊絨紡制緊密紡生產(chǎn)實(shí)踐與研究[J]. 上海毛麻科技，2016(1)：11-13.

XUE Ziping, LI Laicheng. Study on compact spinning of 70 tencel/30 cashmere[J]. Shanghai Wool & Jute Journal, 2016(1)：11-13.

[2] 蔡永東. 山羊絨大豆蛋白復(fù)合纖維半精紡針織紗線的生產(chǎn)技術(shù)[J]. 毛紡科技，2008,36(10)：28-31.

CAI Yongdong. Processing technology of semi-worsted knitted yarn spun with cashmere/soybean fiber[J]. Wool Textile Journal, 2008,36(10)：28-31.

[3] 趙慶福. 棕棉/遠(yuǎn)紅外粘膠纖維/山羊絨混紡紗的開發(fā)[J]. 上海紡織科技，2008(12)：23-24.

ZHAO Qingfu. Development of brown cotton/far-infrared viscose fiber/cashmere blended yarn[J]. Shanghai Textile Science & Technology, 2008(12)：23-24.

[4] 雒書華,劉琳. 4.9tex長絨棉羊絨混紡緊密針織紗的紡制[J].棉紡織技術(shù)，2010(12)：40-43.

LUO Shuhua, LIU Lin. Spinning of 4.9 tex long-staple cotton cashmere blended compact knitting yarn[J]. Cotton Textile Technology, 2010(12)：40-43.

[5] 張巍然，韓偉，封紅武. 竹纖維混紡針織紗的開發(fā)[J]. 毛紡科技，2008,36(1)：24-26.

ZHANG Weiran, HAN Wei, FENG Hongwu. Development of bamboo fiber blended yarn[J]. Wool Textile Journal, 2008,36(1)：24-26.

[6] 秦記珍，狄友波，曲嫻，等. 山羊絨/納米絨/品德爾/納卡半精紡針織紗的開發(fā)[J]. 毛紡科技，2009, 37(10)：31-34.

QIN Jizhen, DI Youbo, QU Xian, et al. Exploitation of cashmere/nano-pindarl/pindarl/nanosilk semi-worsted knitting yarn[J]. Wool Textile Journal, 2009,37(10)：31-34.

[7] 杜俊萍,楊慶斌，湯龍世.莫代爾/細(xì)絨棉/山羊絨半精紡針織紗線的開發(fā)[J]. 青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版)，2009(1)：62-65.

DU Junping, YANG Qingbin, TANG Longshi. Development of modal/upland cotton/cashmere semi-worsted spinning knitted yarn[J]. Journal of Qingdao University(Engineering Technology Edition), 2009(1)：62-65.

[8] 魏國,謝春萍, 蘇旭中, 等. 苧麻/山羊絨纖維混紡針織紗的開發(fā)[J].毛紡科技，2009,37(1)：34-36.

WEI Guo, XIE Chunping, SU Xuzhong, et al. Development of ramie/cashmere blended knitting yarn[J]. Wool Textile Journal, 2009,37(1)：34-36.

[9] 吳登鵬，杜龍軍，吳學(xué)平，等. 苧麻/山羊絨纖維混紡針織紗的開發(fā)[J].輕紡工業(yè)與技術(shù)，2011(6)：16-17.

WU Dengpeng, DU Longjun, WU Xueping, et al. Jute/cashmere fiber blended knitting yarn[J]. Light and Textile Industry and Technology, 2011(6)：16-17.

[10] 郁崇文. 紡紗學(xué)[M]. 北京：中國紡織出版社，2009:132-138.

YU Chongwen. Spinning[M]: Beijing: China Textile & Apparel Press, 2009:132-138.

[11] 姚穆. 紡織材料學(xué)[M]. 北京：中國紡織出版社，2015:107.

YAO Mu. Textile Materials[M]. Beijing: China Textile & Apparel Press，2015:107.