提高羊毛精紡面料抗皺性能的紡紗技術

許云生，趙麗麗，厲 勇，劉仁奇，馬夢焱，李 杰，王政委

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

在綠色可持續發展戰略的引導下，各毛紡企業紛紛摒棄采用化學助劑或其他化學處理方法提升面料的功能性[1-3]，轉而采取技術改造、設備更新以及新原料的應用等措施，開發越來越多的輕薄高支羊毛織物功能性產品，并深受國際市場青睞，但此類羊毛織物在實際使用中仍然會存在抗皺性差、缺乏機可洗性的問題。

織物的抗皺性能與紗線的捻度、織物的緊密程度、織物的組織等密切相關。通常抗皺性能優良的織物緊密程度較大、紗線捻度較大，這都會造成織物手感偏板硬的問題[3-4]。鑒于目前國內外在不使用任何抗皺整理劑就能保證織物良好的手感、風格以及抗皺性能的前提下，對紡紗系統方面缺少研究的現象[5-7]，本文主要從紡紗皮圈結構:單列孔皮圈和雙列孔皮圈及其工藝參數等方面進行研究，通過對比單列孔皮圈、雙列孔皮圈對集聚賽絡紡紗線的強力、伸長回復率等方面，研究其對羊毛精紡面料抗皺性能的影響。

1 紡紗工藝路線

毛條染色、前紡和后紡階段的工藝路線：毛條染色→復洗成球→復精梳混條→復精梳前一針→復精梳前二針→復精梳前三針→復精梳→復精梳后一針→復精梳后二針→前紡混條→前紡一針→前紡二針→前紡三針→前紡四針→粗紗→細紗→絡筒→蒸紗。細紗工藝參數：紗線線密度29.4 tex，實際牽伸倍數17.68倍，錠速9 000 r/min，紗線捻度900捻/m，捻向為S捻。蒸紗工藝：85 ℃，15 min，2個循環。

2 紡紗技術研究

采用線密度為12.5 tex的羊毛纖維在Zinser CompACT3德國青澤集聚紡紗機上使用不同孔列數結構的打孔皮圈，在其他條件，如吸風負壓、前皮輥加壓、粗紗喂入間距、細紗支數、細紗捻度均相同的情況下紡制線密度為29.4 tex的紗線，比較打孔皮圈結構形式對集聚賽絡紡紗線結構與性能的影響。

2.1 單列孔皮圈紡制集聚賽絡紡紗線

2根粗紗間隔喂入細紗機牽伸區，經過牽伸從前羅拉口輸出后，2根須條匯聚后再經過下方具有負壓區的單列孔皮圈進行集聚單列孔皮圈紡制集聚賽絡紡紗線示意圖見圖1。在紡紗過程中，紗線由鋼絲圈在鋼領跑動產生捻回，之后通過導紗鉤，到達負壓集聚區上的前皮輥。在前皮輥與前鉗口線之間的區域須條上沒有捻度，利用該區域的負壓對匯聚的須條進行集聚。2根須條并合之后，負壓對單列孔皮圈上的纖維須條產生集聚作用，在生產中可以觀察到纖維須條受負壓作用而緊貼在打孔皮圈處，須條外側纖維端集聚在紗體中。

圖1 單列孔皮圈紡制集聚賽絡紡織線示意圖

2根須條在離開前鉗口后形成的三角區較小，在A處匯聚后，由于負壓集聚區的作用，須條緊貼于打孔皮圈，纖維端被集聚在須條中，在須條經過前皮輥輸出后，從鋼絲圈傳遞到負壓集聚區上的前皮輥處的捻回使須條捻合。由于在須條經前皮輥輸出后就受到捻回的捻合作用，幾乎沒有三角區存在，所以形成的紗線結構類似于單紗結構。這種紗線在經受拉伸力作用時，紗線外層纖維首先承受外力作用，直至紗線斷裂，因此紗線的斷裂伸長率較大。

單列孔皮圈外形結構示意圖皮圈形狀見圖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壓，可以對原料線密度為12.5 tex羊毛紡制的29.4 tex的纖維須條進行集聚，形成集聚賽絡紡紗線。

圖2 單列孔皮圈外形結構示意圖

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紡紗線

2根粗紗間隔喂入細紗機牽伸區，經過牽伸從前羅拉口輸出后，經過具有負壓區的打孔皮圈進行集聚，在須條離開負壓集聚區上的前皮輥之后再進行匯聚，形成集聚賽絡紡紗線[8-10]。雙列孔皮圈紡制集聚賽絡紡紗線示意圖見圖5。

圖5 雙列孔皮圈紡制集聚賽絡紡紗線示意圖

對于雙列孔皮圈紡制集聚賽絡紡紗線，由鋼絲圈在鋼領跑動產生的捻回，經過導紗鉤，到達須條匯聚點B處。在每根須條經負壓區的前皮輥輸出之后，每根須條將有1個小三角區，然后在B處捻合匯聚成紗。這種紗線結構中，每單根須條上具有極少量捻回，賽絡紡紗線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。將賽絡紡紗線退捻到捻度即將退盡時, 紗體中有2股似分未分的纖維束。這種紗線在經受拉伸力作用時，由于紗線有類似同向捻的股線結構，纖維之間相互捻合，滑移性略減小，無法保證外層纖維首先承受外力作用，直至紗線斷裂，因此紗線的斷裂伸長率較單列孔皮圈集聚賽絡紡紗線會略低一些。

紡紗使用的雙列孔皮圈，1個橢圓形孔眼和2個圓形孔眼交替，有助于減小阻力和排除細小雜質，網孔不易被堵塞。雙排平行排列增加集聚寬度，分別對2根須條進行集聚，集聚程度增加，有效縮小纖維須條的寬度，進一步降低紗線條干不勻率、改善紗線質量。

2.3 普通環錠紡紗

對于普通環錠紡紗線[11-12]，經過前鉗口輸出的纖維須條，在捻合點Z與前鉗口之間形成三角區，由于沒有集聚作用，三角區較長，纖維端會伸出三角區的邊界，形成毛羽。普通環錠紡紗示意圖[8]見圖6。

圖6 普通環錠紡紗示意圖

在2根普通環錠單紗并合與加捻形成股線時，紗線結構類似“麻花”結構。在股線受到拉伸力作用時，由于紗線中纖維受到的捻度束縛作用，纖維的滑移性減小，股線的拉伸斷裂伸長率小。

2.4 3種紡紗方法紡出紗線的結構對比

單列孔皮圈集聚賽絡紡紗線呈單束結構，雙列孔皮圈集聚賽絡紡紗線呈雙束結構，這是紡紗方法不同所致。單列孔皮圈集聚賽絡紡紗線是2根須條先匯聚后再經過負壓區的單列孔皮圈進行集聚，故其紗線結構既不完全是單紗結構，也不完全是賽絡紡紗線結構，是一種集上述2種紗線結構為一體的結構；而雙列孔皮圈集聚賽絡紡紗線則是每根須條經過具有負壓區的打孔皮圈進行集聚，在須條離開負壓集聚區上的前皮輥之后再進行匯聚，故呈雙束結構，仍保有類似雙股線的因素。

從單列孔皮圈集聚賽絡紡線與雙列孔皮圈集聚賽絡紡紗線的紡紗原理上分析，單列孔皮圈集聚賽絡紡紗線斷裂伸長率大。這是因為單列孔皮圈集聚賽絡紡紗線類似于單紗，拉伸斷裂時紗線外層纖維先斷裂，然后中間纖維再斷裂，故紗線斷裂伸長率大。

3 不同結構皮圈對紗線性能的影響

分別測試單列孔皮圈、雙列孔皮圈、普通環錠紡紗線的拉伸性能，其紗線的拉伸性能見表1，紗線的其他性能見表2。

表1 不同皮圈結構紡制紗線的拉伸測試結果

表2 單列孔皮圈紡制的集聚賽絡紗的其他性能

由表1、2示出：

①斷裂伸長率：單列孔皮圈紡制的集聚賽絡紡紗線>雙列孔皮圈紡制的集聚賽絡紡紗線>普通環錠紡單紗的合股紗。

②定負荷伸長彈性率：單列孔皮圈紡制的集聚賽絡紡紗線>雙列孔皮圈紡制的集聚賽絡紡紗線>普通環錠紡單紗的合股紗。

從織物廣義彈性而言，紗線的彈性回復率大、斷裂伸長率大，則織物容易變形，也容易回復，織物彈性回復較好。從研究結果可以看出：單列孔皮圈紡制的集聚賽絡紡紗線的定負荷伸長彈性率較大，即彈性回復率較大、斷裂伸長率較大，故單列孔皮圈紡制的集聚賽絡紡紗線對織物彈性回復的貢獻大，有助于織物彈性回復率的提高。

4 不同結構皮圈對織物抗皺性能影響

采用上述的單列孔皮圈和雙列孔皮圈集聚紡紗線方式，紡制出捻度為900捻/m、線密度為29.4 tex紗線，織造出經向密度為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GB/T 3819—1997《紡織品 織物折痕回復性的測定 回復角法》和AATCC 128—2017《織物折皺回復性外觀法》，研究分析不同的皮圈結構所紡紗線對織物抗皺性的影響見表3。

表3 不同皮圈結構對織物折皺回復角的影響 (°)

5 結束語

通過對紡紗皮圈結構的研究實驗得出，單列孔皮圈紡制的賽絡紡紗線的斷裂伸長、斷裂強力、定負荷伸長彈性率，即彈性回復率，均大于雙列孔皮圈紡制的賽絡紡紗線；單列孔皮圈集聚賽絡紡織物的折皺回復角大于雙列孔集聚賽絡紡織物，二者均大于普通環錠紡織物。本文研究可為消費者提供抗皺性能優良的羊毛精紡產品，在占據羊毛精紡抗皺市場方面具有重要的研究意義；對科研人員及設備研發人員更進一步的研究適合紡制不同種類紗線的織物抗皺性能及其他性能的研究提供一定的借鑒意義。