低捻紗的紡制及成紗性能研究

毛慶楷 李惠軍

（新疆大學，新疆烏魯木齊，830046）

低捻紗具有紗體柔軟手感好、扭矩較低和使用柔軟劑較少的特點，是一種良好的針織用紗，其結構和性能擁有較大的研究前景［1‐3］。而且假捻法低捻紗可以有效改善低捻紗的部分性能，使低捻紗的可紡性和織造性能有效提高［4］。

一般來說，比正常紗線捻度低20%及以上的紗線就是低捻紗［5］，但低捻紗捻系數的最低水平卻沒有明確的表述，不同紡紗方式紡制的低捻紗性能也是有明顯區別的［6］，而且不同假捻法紡紗方式紡低捻紗的表現也有顯著的區別［7‐9］。本研究為了探討低捻紗的最低捻度和不同紡紗方式對低捻紗性能的影響，以及假捻器對不同紡紗方式低捻紗的作用和區別，分別從捻系數、紡紗方式與假捻器的作用3 方面對低捻紗進行研究，為后續對低捻紗的進一步研究提供一定的經驗。

1 低捻紗的紡制方案

原料選用新疆長絨棉（137B2），其性能優良，是一種良好的低捻紗及針織用紗原料。

假捻器是通過在前羅拉和導紗鉤之間加裝一個假捻裝置，形成一個摩擦力界，在經過摩擦力界時假捻裝置給予紗線假捻，增強紗線性能，從而達到降低捻度的同時紗線性能也符合要求的目的，其特點在于經過假捻裝置前后的紗線捻度不變。目前假捻器的機理一致，僅外在的表現形式有所差別，主要有一轉一捻型假捻器、摩擦型假捻器、膠圈式假捻器、搓環假捻器等［10］。本試驗使用的假捻器如圖1 所示，是一種摩擦型假捻器，將假捻裝置和導紗鉤結合在一起，在安裝時僅需將細紗機的導紗鉤換成假捻器，改裝方便快捷，每個假捻裝置都有單獨的電機控制，但轉速一致。

圖1 假捻器示意圖

1.1 低捻紗的紡紗工藝

在EJM178 型細紗機上，經過改裝，分別采用普通環錠紡、賽絡紡、集聚紡、賽絡集聚紡生產JC 11.66 tex 低捻紗，并對4 種紡紗方式的紡紗工藝進行優化，確定出最終主要工藝參數：假捻器轉速均為200 r/min，壓力棒隔距塊規格均為3.0 mm，鋼絲圈型號均為OSS 9/0#，賽絡紡與賽絡集聚紡的喇叭口中心距均為5 mm，集聚紡與賽絡集聚紡的吸風負壓均為40 Pa，粗紗定量均為3.6 g/10 m。

1.2 低捻紗的制備方案

當錠子轉速保持一致時，捻系數越小，紗線輸出速度越快，為了減少紗線輸出速度對低捻紗的影響，4 種紡紗方式紗線從前羅拉的輸出速度也一致，都為13 m/min。確定以環錠紡、集聚紡、賽絡紡和賽絡集聚紡4 種紡紗方式，在不安裝假捻器的前提下，分別紡制捻系數為222、188 和154的低捻紗，共計12 組紗線。在紗線的紡制過程中，只有采用普通環錠紡紡制捻系數為188 和154的低捻紗時斷頭過多，因此實際的紗線測試數據僅有10 組。

將以上10 種不安裝假捻器的低捻紗作為對照組，而后使用假捻器以4 種紡紗方式分別紡制捻 系數為222、188 和154 的 低捻紗，共計12 組紗線。但與前文對照組相同的是采用普通環錠紡紡制捻系數為188 和154 的低捻紗時斷頭過多，因此在有無假捻器對低捻紗成紗性能的影響試驗中也僅有10 組。

2 性能測試

測試儀器：USTER TENSORAPID 型強伸儀，USTER ZWEIGLE HL400 型毛羽測試儀，USTER TESTER 型條干儀。測試條件：在標準溫濕度下平衡24 h 后進行測試，溫度24.17 ℃，相對濕度63.27 %；每種紗測試10 只管紗，結果取平均值。

3 試驗結果分析

3.1 紡紗方式對低捻紗性能的影響

在不加裝假捻器的前提下，對比紡紗方式以及捻系數對低捻紗性能的影響，所得10 組低捻紗的測試結果如表1 所示。

表1 不同紡紗方式的低捻紗性能

由表1 可以看出，4 種紡紗方式中，低捻紗斷裂強力從大到小排列順序為賽絡集聚紡低捻紗、集聚紡低捻紗、賽絡紡低捻紗、普通環錠紡低捻紗。其中，集聚紡與賽絡紡低捻紗的斷裂強力相近，普通環錠紡低捻紗斷裂強力遠低于其他3 種紡紗方式低捻紗。主要原因是紡紗方式不同會導致紗線結構不同，集聚區使得集聚紡低捻紗紗體中纖維緊密，纖維平行度高，成紗后纖維間抱合力大且纖維強力利用系數高［11］18‐19；賽絡紡低捻紗紗體有類似股線的結構，抱合力高，所以斷裂強力較高；集聚紡和賽絡紡對低捻紗斷裂強力的影響效果接近。

4 種紡紗方式中，低捻紗3 mm 毛羽數從少到多分別是賽絡集聚紡低捻紗、賽絡紡低捻紗、集聚紡低捻紗、普通環錠紡低捻紗。主要原因是不同紡紗方式在紡紗時對紗體的作用不同導致的，集聚區的存在使得集聚紡低捻紗紗體凝聚，邊緣纖維大多貼附在紗體上，同時使得加捻三角區寬度明顯變小，減少了因為纖維的內外轉移產生纖維露 出紗體的情況，從而減少了毛羽 的產生［11］19‐20；賽絡紡可在加捻三角區須條交匯時將加捻過程中露出的纖維頭部卷繞到紗體中，從而明顯減少了低捻紗的毛羽；賽絡紡比集聚紡對減少低捻紗毛羽效果更顯著；賽絡集聚紡低捻紗集集聚紡低捻紗和賽絡紡低捻紗的優點于一體，3 mm 毛羽數最少，但與賽絡紡低捻紗差別不大。

4 種紡紗方式中，集聚紡低捻紗條干均勻度明顯優于賽絡紡和普通環錠紡，且集聚紡和賽絡集聚紡的條干均勻度整體接近，普通環錠紡與賽絡紡低捻紗條干均勻度也整體接近，賽絡紡對低捻紗條干均勻度影響相對不顯著。這主要是因為集聚區使得集聚紡低捻紗的紗體緊密均勻，纖維平行度高，故而條干均勻度更好；而賽絡紡低捻紗與普通環錠紡低捻紗的區別在于加捻三角區，雖然理論上根據并合理論須條交匯會減小低捻紗的條干不勻率，但根據試驗結果顯示，該理論對賽絡紡低捻紗并不適用，賽絡紡對低捻紗條干均勻度影響不顯著，這可能是因為低捻紗捻度較低須條交匯抱合不緊密導致的，或是賽絡紡和賽絡集聚紡的喇叭口中心距沒有選擇最合適的規格。

3.2 低捻紗最低捻系數的確定

低捻紗性能與正常捻紗線不同，無法直接按照棉紗的國標來評判，也沒有明確的關于低捻紗性能的標準。為了明確低捻紗的最低捻系數，為開發更柔軟的針織用紗提供一定的借鑒作用，從捻系數222 開始向下探索4 種紡紗方式低捻紗的最低捻系數。

在對試驗中獲得的多種JC 11.66 tex 低捻紗進行性能測試后，再參考棉紗國標，將斷裂強力作為判斷低捻紗最低捻系數的主要因素，GB/T 398—2018《棉本色紗線》對11.1 tex～13.0 tex 精梳棉紗二等紗線的單紗斷裂強度要求在13.2 cN/tex以上，因此將154 cN 作為JC 11.66 tex 低捻紗最低捻度的斷裂強力標準，并且當斷裂強力低于154 cN 時，低捻紗將不能正常紡紗、測試及進行后道工序生產。經過紡紗試驗及性能測試，確定出最低斷裂強力下的低捻紗捻度，即普通環錠紡、賽絡紡、集聚紡和賽絡集聚紡的最低捻度（捻/m）/捻 系 數 分 別 為650/222、450/154、450/154、400/137。因此，當紡紗方式采用賽絡集聚紡，且原料為100%長絨棉時，JC 11.66 tex 低捻紗最低捻系數可低至137，且此時單紗斷裂強度符合國標二等棉紗要求。

3.3 有無假捻器對低捻紗性能的影響

將以上10 種不安裝假捻器的低捻紗作為對照組，使用假捻器時4 種紡紗方式對低捻紗性能的影響如表2 所示。

表2 不同紡紗方式有假捻器時的低捻紗性能

由表1 和表2 可以看出，首先，假捻器對集聚紡低捻紗的強力有明顯的提高，最高可提高10.8%（此時捻系數為222），對普通環錠紡低捻紗的斷裂強力提高不明顯，最多為5.3%，對賽絡紡低捻紗和賽絡集聚紡低捻紗沒有顯著作用。這是因為假捻器對低捻紗先加捻后退捻的作用過程中，低捻紗紗體變得更加緊密，抱合力增加；而對賽絡集聚紡和賽絡紡低捻紗沒有明顯效果，可能是因為賽絡集聚紡低捻紗具有和賽絡紡低捻紗一樣的類纜繩結構，再次加捻退捻對其斷裂強力影響不大。

其次，假捻器對減少集聚紡低捻紗和普通環錠紡低捻紗的毛羽有顯著效果，3 mm 毛羽數最大可降低25.2%和47.9%，主要是因為假捻器可以在加捻退捻過程中將部分毛羽卷繞到紗體中，并且減小了加捻時捻度的傳遞距離，減少了毛羽的產生。對賽絡集聚紡低捻紗和賽絡紡低捻紗的3 mm 毛羽數影響較小，可在較小程度上減少毛羽數，原因是賽絡集聚紡低捻紗和賽絡紡低捻紗在加捻三角區上大部分的毛羽都被卷繞到紗體中，毛羽少，故而假捻器的加捻退捻對這兩種低捻紗的毛羽影響較小。

最后，假捻器對不同紡紗方式紡制的低捻紗條干CV總體上有微弱的改善，但最高也只有3%，且由于每個數據都為1 組數據的平均值，每組條干CV的數值波動基本上都在3%以上，所以假捻器對低捻紗條干均勻度無顯著影響。原因是低捻紗條干均勻度主要由牽伸區和粗紗所影響，假捻器的安裝位置在細紗管與前羅拉鉗口之間，即取代了導紗鉤的位置，故而對低捻紗條干CV的影響不顯著。

4 結論

本研究探討了不同紡紗方式、不同捻系數和有無假捻器工藝條件下JC 11.66 tex 低捻紗的工藝和成紗性能，得到以下結論。

（1）4 種紡紗方式中，集聚紡低捻紗與賽絡紡低捻紗的斷裂強力非常接近，普通環錠紡低捻紗斷裂強力遠低于其他3 種紡紗方式低捻紗，故在紡制JC 11.66 tex 低捻紗時不推薦使用普通環錠紡；賽絡集聚紡低捻紗的3 mm 毛羽數最少，賽絡紡低捻紗毛羽數比集聚紡低捻紗少；集聚紡低捻紗條干明顯優于賽絡紡低捻紗。

（2）生產JC 11.66 tex 低捻紗時，普通環錠紡、賽絡紡、集聚紡和賽絡集聚紡的最低捻度（捻/m）/捻 系 數 分 別 為650/222、450/154、450/154、400/137。

（3）假捻器對不同紡紗方式的低捻紗斷裂強力都有一定的提高，對集聚紡低捻紗斷裂強力有明顯的提高；假捻器對減少普通環錠紡和集聚紡低捻紗的3 mm 毛羽數有較大的作用，對賽絡集聚紡和賽絡紡低捻紗的毛羽影響效果較小；假捻器對低捻紗條干CV沒有明顯的作用。