許云生，趙麗麗，厲 勇，劉仁奇，馬夢(mèng)焱，李 杰，王政委

(1.山東南山智尚科技股份有限公司，山東 煙臺(tái) 265706；2.山東南山科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，山東 煙臺(tái) 265700)

在綠色可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的引導(dǎo)下，各毛紡企業(yè)紛紛摒棄采用化學(xué)助劑或其他化學(xué)處理方法提升面料的功能性[1-3]，轉(zhuǎn)而采取技術(shù)改造、設(shè)備更新以及新原料的應(yīng)用等措施，開(kāi)發(fā)越來(lái)越多的輕薄高支羊毛織物功能性產(chǎn)品，并深受?chē)?guó)際市場(chǎng)青睞，但此類(lèi)羊毛織物在實(shí)際使用中仍然會(huì)存在抗皺性差、缺乏機(jī)可洗性的問(wèn)題。

織物的抗皺性能與紗線(xiàn)的捻度、織物的緊密程度、織物的組織等密切相關(guān)。通?？拱櫺阅軆?yōu)良的織物緊密程度較大、紗線(xiàn)捻度較大，這都會(huì)造成織物手感偏板硬的問(wèn)題[3-4]。鑒于目前國(guó)內(nèi)外在不使用任何抗皺整理劑就能保證織物良好的手感、風(fēng)格以及抗皺性能的前提下，對(duì)紡紗系統(tǒng)方面缺少研究的現(xiàn)象[5-7]，本文主要從紡紗皮圈結(jié)構(gòu):單列孔皮圈和雙列孔皮圈及其工藝參數(shù)等方面進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)比單列孔皮圈、雙列孔皮圈對(duì)集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)的強(qiáng)力、伸長(zhǎng)回復(fù)率等方面，研究其對(duì)羊毛精紡面料抗皺性能的影響。

1 紡紗工藝路線(xiàn)

毛條染色、前紡和后紡階段的工藝路線(xiàn)：毛條染色→復(fù)洗成球→復(fù)精梳混條→復(fù)精梳前一針→復(fù)精梳前二針→復(fù)精梳前三針→復(fù)精梳→復(fù)精梳后一針→復(fù)精梳后二針→前紡混條→前紡一針→前紡二針→前紡三針→前紡四針→粗紗→細(xì)紗→絡(luò)筒→蒸紗。細(xì)紗工藝參數(shù)：紗線(xiàn)線(xiàn)密度29.4 tex，實(shí)際牽伸倍數(shù)17.68倍，錠速9 000 r/min，紗線(xiàn)捻度900捻/m，捻向?yàn)镾捻。蒸紗工藝：85 ℃，15 min，2個(gè)循環(huán)。

2 紡紗技術(shù)研究

采用線(xiàn)密度為12.5 tex的羊毛纖維在Zinser CompACT3德國(guó)青澤集聚紡紗機(jī)上使用不同孔列數(shù)結(jié)構(gòu)的打孔皮圈，在其他條件，如吸風(fēng)負(fù)壓、前皮輥加壓、粗紗喂入間距、細(xì)紗支數(shù)、細(xì)紗捻度均相同的情況下紡制線(xiàn)密度為29.4 tex的紗線(xiàn)，比較打孔皮圈結(jié)構(gòu)形式對(duì)集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)結(jié)構(gòu)與性能的影響。

2.1 單列孔皮圈紡制集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)

2根粗紗間隔喂入細(xì)紗機(jī)牽伸區(qū)，經(jīng)過(guò)牽伸從前羅拉口輸出后，2根須條匯聚后再經(jīng)過(guò)下方具有負(fù)壓區(qū)的單列孔皮圈進(jìn)行集聚單列孔皮圈紡制集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)示意圖見(jiàn)圖1。在紡紗過(guò)程中，紗線(xiàn)由鋼絲圈在鋼領(lǐng)跑動(dòng)產(chǎn)生捻回，之后通過(guò)導(dǎo)紗鉤，到達(dá)負(fù)壓集聚區(qū)上的前皮輥。在前皮輥與前鉗口線(xiàn)之間的區(qū)域須條上沒(méi)有捻度，利用該區(qū)域的負(fù)壓對(duì)匯聚的須條進(jìn)行集聚。2根須條并合之后，負(fù)壓對(duì)單列孔皮圈上的纖維須條產(chǎn)生集聚作用，在生產(chǎn)中可以觀察到纖維須條受負(fù)壓作用而緊貼在打孔皮圈處，須條外側(cè)纖維端集聚在紗體中。

圖1 單列孔皮圈紡制集聚賽絡(luò)紡織線(xiàn)示意圖

2根須條在離開(kāi)前鉗口后形成的三角區(qū)較小，在A處匯聚后，由于負(fù)壓集聚區(qū)的作用，須條緊貼于打孔皮圈，纖維端被集聚在須條中，在須條經(jīng)過(guò)前皮輥輸出后，從鋼絲圈傳遞到負(fù)壓集聚區(qū)上的前皮輥處的捻回使須條捻合。由于在須條經(jīng)前皮輥輸出后就受到捻回的捻合作用，幾乎沒(méi)有三角區(qū)存在，所以形成的紗線(xiàn)結(jié)構(gòu)類(lèi)似于單紗結(jié)構(gòu)。這種紗線(xiàn)在經(jīng)受拉伸力作用時(shí)，紗線(xiàn)外層纖維首先承受外力作用，直至紗線(xiàn)斷裂，因此紗線(xiàn)的斷裂伸長(zhǎng)率較大。

單列孔皮圈外形結(jié)構(gòu)示意圖皮圈形狀見(jiàn)圖2～4，圓形孔與橢圓孔交替排列，其中圓形孔半徑r1=0.35 mm，橢圓形孔眼的長(zhǎng)半徑a=1.08 mm，短半徑b=0.35 mm；橢圓形孔眼與圓形孔之間距離為2.6 mm。須條在皮圈孔上排列的寬度小于孔的尺寸，在理論上單列孔皮圈上的孔形成的負(fù)壓，可以對(duì)原料線(xiàn)密度為12.5 tex羊毛紡制的29.4 tex的纖維須條進(jìn)行集聚，形成集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)。

圖2 單列孔皮圈外形結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 單列孔皮圈的橢圓形孔

圖4 單列孔皮圈的圓形孔

2.2 雙列孔皮圈紡制集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)

2根粗紗間隔喂入細(xì)紗機(jī)牽伸區(qū)，經(jīng)過(guò)牽伸從前羅拉口輸出后，經(jīng)過(guò)具有負(fù)壓區(qū)的打孔皮圈進(jìn)行集聚，在須條離開(kāi)負(fù)壓集聚區(qū)上的前皮輥之后再進(jìn)行匯聚，形成集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)[8-10]。雙列孔皮圈紡制集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)示意圖見(jiàn)圖5。

圖5 雙列孔皮圈紡制集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)示意圖

對(duì)于雙列孔皮圈紡制集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)，由鋼絲圈在鋼領(lǐng)跑動(dòng)產(chǎn)生的捻回，經(jīng)過(guò)導(dǎo)紗鉤，到達(dá)須條匯聚點(diǎn)B處。在每根須條經(jīng)負(fù)壓區(qū)的前皮輥輸出之后，每根須條將有1個(gè)小三角區(qū)，然后在B處捻合匯聚成紗。這種紗線(xiàn)結(jié)構(gòu)中，每單根須條上具有極少量捻回，賽絡(luò)紡紗線(xiàn)2股纖維束以螺旋狀相互捻合在一起，相互之間較為分明，互不相混。將賽絡(luò)紡紗線(xiàn)退捻到捻度即將退盡時(shí), 紗體中有2股似分未分的纖維束。這種紗線(xiàn)在經(jīng)受拉伸力作用時(shí)，由于紗線(xiàn)有類(lèi)似同向捻的股線(xiàn)結(jié)構(gòu)，纖維之間相互捻合，滑移性略減小，無(wú)法保證外層纖維首先承受外力作用，直至紗線(xiàn)斷裂，因此紗線(xiàn)的斷裂伸長(zhǎng)率較單列孔皮圈集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)會(huì)略低一些。

紡紗使用的雙列孔皮圈，1個(gè)橢圓形孔眼和2個(gè)圓形孔眼交替，有助于減小阻力和排除細(xì)小雜質(zhì)，網(wǎng)孔不易被堵塞。雙排平行排列增加集聚寬度，分別對(duì)2根須條進(jìn)行集聚，集聚程度增加，有效縮小纖維須條的寬度，進(jìn)一步降低紗線(xiàn)條干不勻率、改善紗線(xiàn)質(zhì)量。

2.3 普通環(huán)錠紡紗

對(duì)于普通環(huán)錠紡紗線(xiàn)[11-12]，經(jīng)過(guò)前鉗口輸出的纖維須條，在捻合點(diǎn)Z與前鉗口之間形成三角區(qū)，由于沒(méi)有集聚作用，三角區(qū)較長(zhǎng)，纖維端會(huì)伸出三角區(qū)的邊界，形成毛羽。普通環(huán)錠紡紗示意圖[8]見(jiàn)圖6。

圖6 普通環(huán)錠紡紗示意圖

在2根普通環(huán)錠單紗并合與加捻形成股線(xiàn)時(shí)，紗線(xiàn)結(jié)構(gòu)類(lèi)似“麻花”結(jié)構(gòu)。在股線(xiàn)受到拉伸力作用時(shí)，由于紗線(xiàn)中纖維受到的捻度束縛作用，纖維的滑移性減小，股線(xiàn)的拉伸斷裂伸長(zhǎng)率小。

2.4 3種紡紗方法紡出紗線(xiàn)的結(jié)構(gòu)對(duì)比

單列孔皮圈集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)呈單束結(jié)構(gòu)，雙列孔皮圈集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)呈雙束結(jié)構(gòu)，這是紡紗方法不同所致。單列孔皮圈集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)是2根須條先匯聚后再經(jīng)過(guò)負(fù)壓區(qū)的單列孔皮圈進(jìn)行集聚，故其紗線(xiàn)結(jié)構(gòu)既不完全是單紗結(jié)構(gòu)，也不完全是賽絡(luò)紡紗線(xiàn)結(jié)構(gòu)，是一種集上述2種紗線(xiàn)結(jié)構(gòu)為一體的結(jié)構(gòu)；而雙列孔皮圈集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)則是每根須條經(jīng)過(guò)具有負(fù)壓區(qū)的打孔皮圈進(jìn)行集聚，在須條離開(kāi)負(fù)壓集聚區(qū)上的前皮輥之后再進(jìn)行匯聚，故呈雙束結(jié)構(gòu)，仍保有類(lèi)似雙股線(xiàn)的因素。

從單列孔皮圈集聚賽絡(luò)紡線(xiàn)與雙列孔皮圈集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)的紡紗原理上分析，單列孔皮圈集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)斷裂伸長(zhǎng)率大。這是因?yàn)閱瘟锌灼と圪惤j(luò)紡紗線(xiàn)類(lèi)似于單紗，拉伸斷裂時(shí)紗線(xiàn)外層纖維先斷裂，然后中間纖維再斷裂，故紗線(xiàn)斷裂伸長(zhǎng)率大。

3 不同結(jié)構(gòu)皮圈對(duì)紗線(xiàn)性能的影響

分別測(cè)試單列孔皮圈、雙列孔皮圈、普通環(huán)錠紡紗線(xiàn)的拉伸性能，其紗線(xiàn)的拉伸性能見(jiàn)表1，紗線(xiàn)的其他性能見(jiàn)表2。

表1 不同皮圈結(jié)構(gòu)紡制紗線(xiàn)的拉伸測(cè)試結(jié)果

表2 單列孔皮圈紡制的集聚賽絡(luò)紗的其他性能

由表1、2示出：

①斷裂伸長(zhǎng)率：?jiǎn)瘟锌灼と徶频募圪惤j(luò)紡紗線(xiàn)>雙列孔皮圈紡制的集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)>普通環(huán)錠紡單紗的合股紗。

②定負(fù)荷伸長(zhǎng)彈性率：?jiǎn)瘟锌灼と徶频募圪惤j(luò)紡紗線(xiàn)>雙列孔皮圈紡制的集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)>普通環(huán)錠紡單紗的合股紗。

從織物廣義彈性而言，紗線(xiàn)的彈性回復(fù)率大、斷裂伸長(zhǎng)率大，則織物容易變形，也容易回復(fù)，織物彈性回復(fù)較好。從研究結(jié)果可以看出：?jiǎn)瘟锌灼と徶频募圪惤j(luò)紡紗線(xiàn)的定負(fù)荷伸長(zhǎng)彈性率較大，即彈性回復(fù)率較大、斷裂伸長(zhǎng)率較大，故單列孔皮圈紡制的集聚賽絡(luò)紡紗線(xiàn)對(duì)織物彈性回復(fù)的貢獻(xiàn)大，有助于織物彈性回復(fù)率的提高。

4 不同結(jié)構(gòu)皮圈對(duì)織物抗皺性能影響

采用上述的單列孔皮圈和雙列孔皮圈集聚紡紗線(xiàn)方式，紡制出捻度為900捻/m、線(xiàn)密度為29.4 tex紗線(xiàn)，織造出經(jīng)向密度為275根/(10 cm)，緯向密度為243根/(10 cm)，2/1斜紋組織，織物面密度為250 g/m2的織物。根據(jù)GB/T 3819—1997《紡織品 織物折痕回復(fù)性的測(cè)定 回復(fù)角法》和AATCC 128—2017《織物折皺回復(fù)性外觀法》，研究分析不同的皮圈結(jié)構(gòu)所紡紗線(xiàn)對(duì)織物抗皺性的影響見(jiàn)表3。

表3 不同皮圈結(jié)構(gòu)對(duì)織物折皺回復(fù)角的影響 (°)

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)紡紗皮圈結(jié)構(gòu)的研究實(shí)驗(yàn)得出，單列孔皮圈紡制的賽絡(luò)紡紗線(xiàn)的斷裂伸長(zhǎng)、斷裂強(qiáng)力、定負(fù)荷伸長(zhǎng)彈性率，即彈性回復(fù)率，均大于雙列孔皮圈紡制的賽絡(luò)紡紗線(xiàn)；單列孔皮圈集聚賽絡(luò)紡織物的折皺回復(fù)角大于雙列孔集聚賽絡(luò)紡織物，二者均大于普通環(huán)錠紡織物。本文研究可為消費(fèi)者提供抗皺性能優(yōu)良的羊毛精紡產(chǎn)品，在占據(jù)羊毛精紡抗皺市場(chǎng)方面具有重要的研究意義；對(duì)科研人員及設(shè)備研發(fā)人員更進(jìn)一步的研究適合紡制不同種類(lèi)紗線(xiàn)的織物抗皺性能及其他性能的研究提供一定的借鑒意義。