陶繼昊，逄邵偉，邢明杰

(1.青島大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，山東 青島 266071； 2.青島市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，山東 青島 266101)

我國兔毛年產(chǎn)量約1萬t, 占世界兔毛總產(chǎn)量的90%,兔毛產(chǎn)量和使用量均位居世界前列[1-3]。兔毛纖維具有蓬松質(zhì)輕、吸濕性和保暖性好的優(yōu)點，兔毛織物表面滑潤、手感柔軟。由于兔毛纖維表面光滑，卷曲數(shù)和摩擦因數(shù)小，抱合力較差等原因，使得兔毛纖維的可紡性較差，導(dǎo)致兔毛織物有嚴(yán)重的掉毛現(xiàn)象[4-6]。為了更好地解決兔毛產(chǎn)品的掉毛問題，本文采用環(huán)錠紡、包覆紡和集聚賽絡(luò)菲爾紡3種紡紗方法紡制兔毛紗，在包覆紡和集聚賽絡(luò)菲爾紡中加入滌綸長絲，利用滌綸良好的拉伸斷裂性能在一定程度上彌補兔毛纖維拉伸斷裂強度低的缺陷[7-9]，同時采用高比例兔毛纖維確保了紗線及織物手感柔軟、保暖和吸濕好的優(yōu)點。

1 原料性能

兔毛纖維原料產(chǎn)地為山東省蒙陰縣，細(xì)度8.76～54.25 μm、平均長度35.23 mm、卷曲率3.87%、斷裂強度17.9 cN/tex。兔毛纖維直徑變異系數(shù)較大，導(dǎo)致了兔毛纖維在梳理過程容易損傷，所以在生產(chǎn)過程中應(yīng)盡量去除粗毛以提高兔毛纖維的可紡性。兔毛纖維長度差異較大，整齊度較好，但短絨率較高，使得兔毛纖維梳理困難，同時較多的短絨使兔毛纖維成紗中斷頭和毛羽多，強力不足。由于兔毛纖維的正皮質(zhì)層和偏皮質(zhì)層隨機分布，所以其平均卷曲率偏低，這是兔毛織物掉毛的主要原因。

2 紡紗工藝

2.1 工藝流程

環(huán)錠紡：兔毛纖維→AS181A梳棉機→ DSDr-01A型數(shù)字式小樣并條機→DSRo-01型數(shù)字式小樣粗紗機→SDLY015C型細(xì)紗試驗機。

包覆紡：兔毛纖維 →AS181A梳棉機→DSDr-01A型數(shù)字式小樣并條機→DSRo-01型數(shù)字式小樣粗紗機→HKV141D-Ι型包覆絲機(加入滌綸長絲)。

集聚賽絡(luò)菲爾紡：兔毛纖維 →AS181A梳棉機→DSDr-01A型數(shù)字式小樣并條機→DSRo-01型數(shù)字式小樣粗紗機→JWF1510JM賽絡(luò)緊密紡細(xì)紗機(加入滌綸長絲)。

2.2 原料預(yù)處理

紡紗前需對兔毛進(jìn)行預(yù)處理，兔毛纖維含油脂率較低，基本在1.5%以下，所以可以省去紡織前的洗毛工序。但兔毛具有比電阻大、質(zhì)量輕、卷曲少和蓬松度高的特點，紡紗時靜電現(xiàn)象比較明顯，纖維相互不容易抱合，所以，為提高兔毛纖維紡紗性能，兔毛原料中要添加適量性能優(yōu)良的抗靜電油劑，與和毛油一同放入噴霧壺中對兔毛進(jìn)行噴灑，悶毛24 h以上進(jìn)行梳理。

2.3 梳理工序

采用AS181A梳棉機進(jìn)行梳理。由于兔毛纖維長度和粗細(xì)不均勻[10-11]，有較大的剛性和比電阻，在梳理過程中兔毛纖維不易成網(wǎng)，極易斷頭，因此，兔毛梳理工序的工藝原則為：較慢速度，減小定量，喇叭口壓力適當(dāng)增加。工藝參數(shù)為：生條定量18.0 g/(5 m)，喇叭口壓力90 N左右，錫林針齒工作角75°，同時確定各針面相應(yīng)梳針工作角。為減少梳理時對兔毛纖維的損傷，應(yīng)適當(dāng)減小道夫、錫林的轉(zhuǎn)速，道夫和錫林轉(zhuǎn)速分別為10 r/min和350 r/min，同時將蓋板速度設(shè)置為最小值，以減少蓋板花(附在蓋板上的纖維)，可降低原料損耗。蓋板和錫林之間的距離應(yīng)適當(dāng)加大，分別為0.30、0.25、0.25、0.25、0.30 mm，保持刺輥與錫林、錫林與道夫間隔距基本不變。

2.4 并條工序

采用DSDr-01A型數(shù)字式小樣并條機。因為兔毛纖維粗細(xì)不勻、長度差異大、比電阻大，并條工序的重點是增加兔毛纖維伸直的程度，防止纖維纏繞和堵塞，維持條干水平在一定范圍內(nèi)。并條工序采取重加壓、降低轉(zhuǎn)速、增大隔距和配置較小總牽伸倍數(shù)的工藝原則。采取二道并條工藝和皮輥涂抗靜電劑措施。

2.5 粗紗工序

采用DSRo-01型數(shù)字式小樣粗紗機。為了增加兔毛纖維的分離度和伸直平行度，維持粗紗伸長率和紗條的條干均勻度穩(wěn)定，避免條干出現(xiàn)惡化，采用雙短膠圈和三羅拉組合的牽伸形式，粗紗工藝原則為較大隔距、重加壓、較大捻系數(shù)、小后區(qū)牽伸。工藝參數(shù)為：粗紗捻系數(shù)75，總牽伸倍數(shù)12.45，翼錠轉(zhuǎn)速500 r/min。為減少靜電對紗線質(zhì)量的影響，應(yīng)適度增大粗紗回潮率，將車間相對濕度控制在65%±5%。

2.6 細(xì)紗工序

細(xì)紗工序采用環(huán)錠紡、包覆紡和集聚賽絡(luò)菲爾紡3種紡紗方法。其中環(huán)錠紡采用SDLY015C型小型細(xì)紗試驗機，牽伸倍數(shù)21.9，捻度80捻/(10 cm)；包覆紡采用HKV141D-Ι型包覆絲機，包覆度300圈/m,預(yù)加張力15 cN；集聚賽絡(luò)菲爾紡采用改進(jìn)后的JWF1510JM賽絡(luò)緊密紡細(xì)紗機，牽伸倍數(shù)65.6，捻度102捻/(10 cm)。包覆紡和集聚賽絡(luò)菲爾紡加入滌綸長絲，在一定程度上可以彌補兔毛纖維拉伸斷裂強度低的缺陷。

3 產(chǎn)品性能

3.1 紗線結(jié)構(gòu)

采用JSM-6390LV低真空掃描電鏡觀察環(huán)錠紡、包覆紡和集聚賽絡(luò)菲爾紡3種兔毛紗的縱向結(jié)構(gòu)，如圖1所示。從圖1(a)可以看出，環(huán)錠紡?fù)妹喞w維之間抱合力不夠緊密，纖維較為蓬松，同時紗線表面毛羽較多，這種結(jié)構(gòu)造成了兔毛產(chǎn)品掉毛較多。在環(huán)錠紡?fù)妹喌募徶七^程中，粗紗進(jìn)入細(xì)紗機的牽伸系統(tǒng)時被拉伸至設(shè)定的細(xì)度，然后經(jīng)過鋼領(lǐng)和鋼絲圈的加捻作用，被卷繞到紗管上，形成兔毛細(xì)紗，在此過程中，牽伸、加捻和卷繞是同時進(jìn)行的。環(huán)錠紡?fù)妹喼型妹w維在紗體中螺旋排列，受到加捻三角區(qū)的影響，兔毛纖維并不是全部被加捻到紗線中，邊緣的兔毛纖維一端被捻入紗體，另一端裸露在紗體之外成為毛羽，造成環(huán)錠紡?fù)妹喖嗴w表面雜亂無章，致使環(huán)錠紡?fù)妹啅娏Σ蛔恪?/p>

圖1 3種兔毛紗縱向結(jié)構(gòu)

從圖1(b)(c)可以看出，包覆紡?fù)妹喓图圪惤j(luò)菲爾紡?fù)妹喚哂邢鄬o密的紗體結(jié)構(gòu)，毛羽也比環(huán)錠紡?fù)妹喩?。包覆紡?fù)妹喭鈱拥臏炀]長絲對紗線具有一定的壓力，對紗線表面的毛羽有束縛作用，在拉伸過程中，滌綸長絲對紗體中心的兔毛纖維有擠壓作用，使兔毛纖維相互間抱合增強，另外滌綸長絲的力學(xué)性能優(yōu)良，所以可使包覆紡?fù)妹喌膹娚煨阅艿玫矫黠@提升，產(chǎn)品落毛率明顯下降。集聚賽絡(luò)菲爾紡?fù)妹喪怯?根兔毛紗先加捻抱合成類似股線結(jié)構(gòu)，后與滌綸長絲并合，是傳統(tǒng)賽絡(luò)紡和賽絡(luò)菲爾紡的結(jié)合與創(chuàng)新，當(dāng)紗線受到外力作用時，2根兔毛紗之間有一定的抱合力和摩擦力，其與滌綸長絲間的作用力可以更好地抵御外力的作用，使集聚賽絡(luò)菲爾紡?fù)妹喌目估阅茉?種紗線中最好，不易產(chǎn)生掉毛現(xiàn)象。

3.2 紗線和織物性能

分別對3種兔毛紗的強伸性能、條干均勻度和毛羽進(jìn)行測試，采用YG061F電子單紗強力儀測試紗線斷裂性能，YG135G型條干儀測試紗線條干均勻度，YG172A型紗線毛羽測試儀測試紗線毛羽。測試結(jié)果如表1所示。

表1 兔毛紗性能

將3種兔毛紗用針織單面圓機進(jìn)行編織，對織物的起毛起球性能和掉毛性能進(jìn)行測試，測試結(jié)果如表2所示。

表2 兔毛針織物掉毛性能

4 紡紗方法的優(yōu)化選擇

灰色近優(yōu)綜合的判定方法是依據(jù)灰色理論形成的，其利用數(shù)學(xué)運算構(gòu)建各影響因素之間的幾何關(guān)系，可以客觀的展現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)，避免了主觀評判的干擾，是一種很好的優(yōu)化選擇方法。本文采用該方法對3種兔毛紗線的成紗質(zhì)量和織物性能進(jìn)行綜合評價，對紡紗方法進(jìn)行優(yōu)化選擇。將3種紡紗方法作為灰色近優(yōu)綜合判定的實驗方案，以紗線斷裂強度、斷裂伸長率、棉結(jié)數(shù)量、毛羽數(shù)量，及織物抗起毛起球等級和落毛率作為兔毛產(chǎn)品的測試性能指標(biāo)。性能指標(biāo)測試值選取表1和表2中的紗線斷裂強度、斷裂伸長率、棉結(jié)、毛羽、耐磨級別和落毛率6項指標(biāo)數(shù)據(jù)，建立灰色系統(tǒng)模型，性能指標(biāo)和紡紗方法的白化灰矩陣見式(1)(2)，其中：[]中第1列數(shù)據(jù)為環(huán)錠紡?fù)妹a(chǎn)品性能指標(biāo)，第2列數(shù)據(jù)為包覆紡?fù)妹a(chǎn)品性能指標(biāo)，第3列數(shù)據(jù)為集聚賽絡(luò)菲爾紡?fù)妹a(chǎn)品性能指標(biāo)。m為環(huán)錠紡、包覆紡和集聚賽絡(luò)菲爾紡3種試驗方案，每個方案的影響因素用Yj表示，其中j=1，2，…，n，第m種方案n維指標(biāo)的復(fù)合灰元用Rn×m表示，其中Mij為灰元，代表第i種試驗方案的第j項影響因素。

(1)

(2)

式中：f為斷裂強度，cN/tex；l為斷裂伸長率，%；g為棉結(jié)數(shù)，個/km；h為毛羽數(shù)，個/km；r為耐磨級別；s為落毛率，%。

(3)

根據(jù)計算得出的優(yōu)化白化灰矩陣S，按照公式計算每種紡紗方法的近優(yōu)度，列出近優(yōu)度白化灰矩陣，見式(4)：

Sj[0.616,0.906,0.954]

(4)

將計算得到的3種紡紗方法的近優(yōu)度從大到小排列順序為：集聚賽絡(luò)菲爾紡>包覆紡>環(huán)錠紡。由于近優(yōu)度越接近于1時產(chǎn)品性能最優(yōu)，所以根據(jù)灰色近優(yōu)綜合判定，采用集聚賽絡(luò)菲爾紡制成的兔毛產(chǎn)品性能最為優(yōu)良，包覆紡次之，然后是環(huán)錠紡?fù)妹a(chǎn)品。

5 結(jié) 論

本文采用環(huán)錠紡、包覆紡和集聚賽絡(luò)菲爾紡3種紡紗方法，成功紡制出兔毛紗，對兔毛紗及其織物進(jìn)行性能測試和分析，得出如下結(jié)論：

①環(huán)錠紡?fù)妹喞w維之間抱合力不緊密，纖維較為蓬松，同時紗線表面毛羽較多，這種結(jié)構(gòu)造成了兔毛產(chǎn)品掉毛較多，包覆紡?fù)妹喓图圪惤j(luò)菲爾紡?fù)妹喚哂邢鄬o密的紗體結(jié)構(gòu)。

②集聚賽絡(luò)菲爾紡?fù)妹喌臄嗔褟姸缺拳h(huán)錠紡?fù)妹喓桶布復(fù)妹喎謩e高174%和26%，集聚賽絡(luò)菲爾紡和包覆紡?fù)妹喌臈l干均勻性比環(huán)錠紡紗差，由于集聚賽絡(luò)菲爾紡和包覆紡?fù)妹喼屑尤肓藴炀]長絲，因此明顯減少了紗線的棉結(jié)和毛羽數(shù)。

③將3種兔毛紗線用針織單面圓機進(jìn)行編織，對織物的抗起毛起球性能和掉毛性能進(jìn)行測試，結(jié)果表明：環(huán)錠紡?fù)妹嗎樋椕媪掀鹈鹎虻燃墳?級，包覆紡和集聚賽絡(luò)菲爾紡?fù)妹嗎樋椢锏钠鹈鹎虻燃墳?.5級。根據(jù)FZ/T 81007—2012《單、夾服裝》得出：環(huán)錠紡?fù)妹嗎樋椕媪蠟楹细衿?，包覆紡和集聚賽絡(luò)菲爾紡?fù)妹嗎樋椕媪蠟橐坏绕贰?種紡紗方法的兔毛針織物平均掉毛量從大到小排列為環(huán)錠紡?fù)妹樋椢?包覆紡?fù)妹樋椢?集聚賽絡(luò)菲爾紡?fù)妹樋椢铩?/p>

④采用灰色近優(yōu)綜合判定的方法對3種紡紗方法進(jìn)行優(yōu)化選擇，得出紡紗性能優(yōu)良的順序為集聚賽絡(luò)菲爾紡>包覆紡>環(huán)錠紡。