摘  要：探討亞麻棉噴氣渦流混紡紗中亞麻所占比例對(duì)紗線及其織物性能的影響。基于噴氣渦流紡的工藝要求制備了亞麻/棉30/7027.7tex和亞麻/棉60/4027.7tex的噴氣渦流混紡紗，對(duì)紗線的形貌、單纖維長(zhǎng)度、棉結(jié)及力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試及對(duì)比分析；再將混紡紗線用手搖針織橫機(jī)織成織物，對(duì)織物的懸垂性、硬挺度進(jìn)行了測(cè)試分析。試驗(yàn)結(jié)果表明：與亞麻/棉60/4027.7tex相比，亞麻/棉30/7027.7tex紗線表面光潔，棉結(jié)紗疵較少，手感較柔軟，纖維長(zhǎng)度分布離散度小，主要紡紗長(zhǎng)度在20mm~44mm之間，紗線整體條干均勻度好，力學(xué)性能較佳；織物懸垂性較好、剛?cè)嵝暂^小。認(rèn)為：亞麻所占比例的研究有助于判斷亞麻占比范圍內(nèi)混紡紗及其織物的性能變化趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：噴氣渦流紡；亞麻；混紡紗；力學(xué)性能；棉結(jié)；懸垂性能

 

噴氣渦流紡作為一種新型的紡紗技術(shù)，具有紡紗流程簡(jiǎn)單，設(shè)備智能化程度和生產(chǎn)效率都較高的優(yōu)點(diǎn)，且紡制的紗線毛羽少、染色性能和耐磨性好^［1?2］。但其對(duì)原料要求較“苛刻”，對(duì)剛性大的纖維適紡性稍差，如麻纖維、滌綸、較粗的天然纖維和化學(xué)纖維等^［3?4］。同時(shí)國(guó)內(nèi)用粘膠纖維生產(chǎn)噴氣渦流紡針織紗仍占主導(dǎo)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)激烈^［5］。因而，創(chuàng)新開發(fā)多樣化、性能化、高附加值的新型噴氣渦流紡紗線，成為噴氣渦流紡企業(yè)提質(zhì)增效、轉(zhuǎn)型發(fā)展的必由之路。

為改善上述噴氣渦流紡存在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一的問題^［6］，噴氣渦流混紡紗應(yīng)運(yùn)而生，其不僅能夠使不同纖維原料間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，增強(qiáng)紗線及織物的功能性，而且還具備噴氣渦流紡紗線的特殊結(jié)構(gòu)形態(tài)^［7］。如亞麻棉混紡，由于亞麻纖維比細(xì)絨棉纖維強(qiáng)度高，細(xì)絨棉纖維比亞麻纖維細(xì)、斷裂伸長(zhǎng)率高，細(xì)絨棉纖維有天然的卷曲可以增加與亞麻纖維之間的抱合力，兩種纖維混紡可以優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高噴氣渦流紡亞麻棉的可紡性^［8?9］。

近幾年國(guó)內(nèi)許多紡紗企業(yè)在開發(fā)噴氣渦流紡麻類纖維混紡紗中進(jìn)行了積極的研究和探索。江蘇悅達(dá)紡織有限公司分享了亞麻/棉55/4519.6tex混紡紗和苧麻/棉52/4819.6tex混紡紗兩款產(chǎn)品在噴氣渦流紡紗機(jī)上的生產(chǎn)情況。寧波奉化雙盾紡織公司介紹了棉/亞麻65/3520tex混紡紗在噴氣渦流紡紗機(jī)上的生產(chǎn)實(shí)踐^［10］。他們主要研究了混紡紗的制備及成紗工藝（主牽伸倍數(shù)、羅拉隔距等）對(duì)紗線性能的影響，但是對(duì)噴氣渦流亞麻混紡紗及織物的外觀、力學(xué)性能等對(duì)比分析頗少。

為了探究亞麻棉噴氣渦流混紡紗中亞麻所占比例對(duì)紗線及織物性能的影響，本研究開發(fā)了一款棉麻類噴氣渦流混紡紗，根據(jù)紡紗要求以及噴氣渦流紡的紡亞麻最高極限，將亞麻混紡比設(shè)為亞麻/棉30/70和亞麻/棉60/40，并對(duì)比分析了兩種比例亞麻對(duì)混紡紗外觀、單纖維長(zhǎng)度、力學(xué)性能等的影響。同時(shí)探究了在相同號(hào)數(shù)的條件下，兩種比例亞麻混紡紗的包纏纖維數(shù)量對(duì)紗線硬度和織物的懸垂性、彎曲剛度等性能的影響，以期研發(fā)綜合性能較好的亞麻棉噴氣渦流混紡紗。

1試驗(yàn)部分

1.1主要材料與儀器

材料：精梳亞麻纖維須條，由黑龍江圓寶紡織有限公司提供；細(xì)絨棉纖維（馬克隆值3.7、品級(jí)2級(jí)）須條，由RIETER公司提供。

儀器：RSB?50型自調(diào)勻整并條機(jī)；J26型噴氣渦流紡紗機(jī)；黑板卡；AFIS單纖維測(cè)試儀；YG（B）063型全自動(dòng)單紗強(qiáng)力機(jī)；GSJX?HF?42型手搖針織橫機(jī)；YG811型織物懸垂性測(cè)試儀；YB（B）022D型全自動(dòng)織物硬挺度儀。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1紗線及織物的制備

紗線制備：首先對(duì)亞麻條進(jìn)行給濕養(yǎng)生預(yù)處理24h，經(jīng)養(yǎng)生處理后的亞麻纖維實(shí)測(cè)回潮率在12.5%左右，后將精梳亞麻與精梳細(xì)絨棉纖維須條以亞麻/棉30/70、亞麻/棉60/40兩種比例在并條機(jī)上進(jìn)行混和，采用兩道并合工藝，末并須條4420tex。按照紡紗工藝條件制得混紡紗線。

織物制備：分別將兩種比例的亞麻棉噴氣渦流混紡紗線用手搖針織橫機(jī)織成織物。

1.2.2紗線的黑板圖觀察

參照FZ/T32004—2009《亞麻棉混紡本色紗線》依次將兩種混紡比的亞麻棉噴氣渦流混紡紗線均勻纏繞在300mm×150mm的黑板卡上，取黑板區(qū)域280mm×130mm的數(shù)據(jù)。

1.2.3單纖維長(zhǎng)度及棉結(jié)的測(cè)試

用AFIS單纖維測(cè)試儀，將測(cè)試樣在開松單元被開松為單纖維狀態(tài)，對(duì)須條中的每根單纖維的長(zhǎng)度、根數(shù)平均長(zhǎng)度、短纖含量、根數(shù)長(zhǎng)度變異系數(shù)以及上四分位長(zhǎng)度等主要指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)比USTER公報(bào)對(duì)原棉棉結(jié)、籽皮棉結(jié)和雜質(zhì)數(shù)量范圍的等級(jí)描述，進(jìn)行混紡紗單纖維棉結(jié)的測(cè)試。

1.2.4紗線力學(xué)性能測(cè)試

參照GB/T3916—2013《紡織品卷裝紗單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定（CRE法）》，采用YG（B）063型全自動(dòng)單紗強(qiáng)力機(jī)測(cè)試紗線的力學(xué)性能。

1.2.5織物懸垂性測(cè)試

參照GB/T23329—2009《紡織品織物懸垂性的測(cè)定》，利用YG811型織物懸垂性測(cè)試儀對(duì)織物的懸垂性進(jìn)行測(cè)試。

1.2.6織物剛?cè)嵝詼y(cè)試

參照GB/T18318.1—2009《紡織品彎曲性能的測(cè)定第1部分：斜面法》，利用YB（B）022D型全自動(dòng)織物硬挺度儀對(duì)織物的硬挺度進(jìn)行測(cè)試。

2結(jié)果與分析

2.1紗線及織物規(guī)格

亞麻/棉30/7027.7tex（紗線1）和亞麻/棉60/4027.7tex（紗線2）及其所織針織物規(guī)格如下。

 

由以上數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)紗線線密度相同時(shí)，紗線1的條干CV比紗線2低了5個(gè)百分點(diǎn)，且紗線斷裂強(qiáng)力較高。織物1的織物厚度較薄，織物密度較小。分析原因是與棉纖維及亞麻纖維本身的性能有關(guān)，亞麻纖維本身長(zhǎng)度分布就沒有棉纖維均勻且短纖含量較多，纖維離散度較大會(huì)導(dǎo)致紗線條干CV增加，紗線強(qiáng)力降低，亞麻所占比例越大這種情況越明顯，而且亞麻棉混紡紗及織物規(guī)格對(duì)紗線及織物的性能有潛在的影響。

2.2紗線的外觀形貌分析

兩種比例的亞麻棉噴氣渦流混紡紗的黑板圖如圖1所示。

 

圖1 相同號(hào)數(shù)亞麻棉混紡紗黑板圖

紗線黑板不僅能直觀地反應(yīng)紗線短片段的不勻情況，還可具體分辨出紗線上的粗細(xì)節(jié)、毛羽及棉結(jié)。從黑板局部圖中可以看出，紗線1的棉結(jié)較多，但粗細(xì)節(jié)較少，紗線整體條干均勻度好，紗線表面光潔、紗疵很少；紗線2的粗節(jié)片段多且長(zhǎng)，毛羽數(shù)也較多，導(dǎo)致紗線整體均勻度較差，而且紗線外觀有很多黃色的紗疵。

2.3單纖維長(zhǎng)度及棉結(jié)分析

纖維長(zhǎng)度及短纖含量是控制成紗質(zhì)量的核心要素。根據(jù)USTER纖維長(zhǎng)度匯總柱狀圖規(guī)定：大于12mm是纖維正常長(zhǎng)度、小于等于12mm是短纖維。不同亞麻比例的單纖維長(zhǎng)度測(cè)試分布圖（根數(shù)法長(zhǎng)度柱狀圖）如圖2所示。

由圖2看出，紗線1的纖維整體長(zhǎng)度分布均勻，纖維長(zhǎng)度分布離散度小，主要紡紗長(zhǎng)度在20mm~44mm之間的纖維占比為64.4%；紗線2主要紡紗長(zhǎng)度在36mm~44mm之間的纖維占比為45.1%。這是因?yàn)閬喡楸旧黹L(zhǎng)度離散度較高，在混紡紗中占比越多，纖維須條在牽伸過(guò)程中越不容易控制，造成亞麻棉纖維須條不勻率增加，短纖長(zhǎng)度差異較大。

纖維的長(zhǎng)度分布是決定纖維須條質(zhì)量的重要因素，由圖2清楚地看出，亞麻含量為30%時(shí)纖維長(zhǎng)度分布較均勻，纖維須條在牽伸過(guò)程中容易控制，亞麻棉纖維須條較均勻。纖維短纖含量具體數(shù)據(jù)如下。

  

圖2 單纖維長(zhǎng)度分布圖

 

可以看出，混紡紗中亞麻含量從30%變?yōu)?/span>60%時(shí)，根數(shù)平均纖維長(zhǎng)度L（n）由31.3mm增加到36.1mm；纖維的上四分位長(zhǎng)度UQL（w）由39.2mm增加到41.2mm；根數(shù)平均短纖維含量SFC（n）由14.4%降低到10.0%，但其CV值由8.0%增加到17.4%，加大了亞麻棉須條的條干不勻率。分析原因是亞麻纖維為剛性纖維，其原纖維長(zhǎng)度比棉纖維長(zhǎng)，而且亞麻纖維的粗細(xì)度不均勻，當(dāng)亞麻含量為60%時(shí)纖維的根數(shù)平均纖維長(zhǎng)度和上四分位長(zhǎng)度增加會(huì)導(dǎo)致紡紗短纖長(zhǎng)度不勻率的相對(duì)增加，這不僅影響須條質(zhì)量，在后續(xù)噴氣渦流紡紗中落棉率也會(huì)大增。因此，短纖含量少且分布越均勻，紗線的斷裂強(qiáng)力越高、伸長(zhǎng)率好。亞麻含量為30%時(shí)紗線的力學(xué)性能也相對(duì)較好。

纖維在開松和通過(guò)吸風(fēng)管系統(tǒng)進(jìn)行纖維輸送的過(guò)程中，通常會(huì)導(dǎo)致纖維棉結(jié)增加。兩種比例亞麻棉的棉結(jié)測(cè)試結(jié)果如下。

 

可以看出，紗線2的總棉結(jié)含量高于紗線1，這是因?yàn)閬喡楹?/span>60%的單根纖維長(zhǎng)度、粗細(xì)不勻率較大，加上亞麻中纖維素纖維較多，這些長(zhǎng)的纖維素纖維在精梳機(jī)上不能被清除掉，而且AFIS在測(cè)單根亞麻纖維時(shí)可能會(huì)把纖維較粗的地方當(dāng)成纖維棉結(jié)去計(jì)算，導(dǎo)致測(cè)出棉結(jié)數(shù)值增加。另外纖維的長(zhǎng)細(xì)比越高，出現(xiàn)棉結(jié)的幾率也就越大。從圖2可以看出，在纖維細(xì)度差別不大的情況下，亞麻纖維的長(zhǎng)度長(zhǎng)于細(xì)絨棉纖維，因此亞麻含量為60%時(shí)棉結(jié)較高。

2.4紗線的力學(xué)性能分析

兩種比例亞麻棉混紡紗的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果如下。

 

可以看出，紗線1的力學(xué)性能優(yōu)于紗線2，這是因?yàn)榧喚€1的纖維長(zhǎng)度離散度低，短纖含量較少，而且在紗線捻度相同的條件下，纖維長(zhǎng)度離散度越低，滑脫纖維的比例越低。所以紗線1的力學(xué)性能更好。

2.5織物的懸垂性分析

懸垂性主要表達(dá)織物的彎曲性能和剪切性能，影響因素有紗線的彎曲性、紗線捻度等。可通過(guò)織物懸垂性來(lái)間接反映紗線的彎曲性能。兩種比例亞麻棉混紡紗懸垂性測(cè)試結(jié)果如下。

 

織物的懸垂系數(shù)與懸垂性呈正相關(guān)；美感系數(shù)綜合反映了織物的懸垂程度和懸垂形態(tài)，美感系數(shù)的大小代表織物懸垂曲面是否優(yōu)美。可以看出，織物1的懸垂系數(shù)、美感系數(shù)、動(dòng)態(tài)波紋數(shù)以及活潑率都高于織物2，而織物1硬挺度較低。這些都說(shuō)明亞麻含量為30%的混紡紗織物的抗彎曲性能較好、懸垂性好，紗線的彎曲性能較好。而且在紗線號(hào)數(shù)相同的情況下，經(jīng)過(guò)測(cè)試紗線1和紗線2的包纏纖維根數(shù)分別為29根和37根，織物2包纏纖維數(shù)量較多，紗線結(jié)構(gòu)緊密度增加，進(jìn)而導(dǎo)致織物的懸垂性較差，紗線手感較硬。

2.6織物的剛?cè)嵝苑治?/span>

織物的剛?cè)嵝允强椢锟箯澋挠餐Χ扰c易于彎曲的柔軟度的綜合，影響織物剛?cè)嵝缘囊蛩刂饕锌椢锖穸?、纖維和紗線本身剛?cè)嵝浴⒖椢锝M織交織點(diǎn)及織物后整理影響等。因此可以通過(guò)織物的剛?cè)嵝詠?lái)間接反映紗線的硬挺度。兩種比例的亞麻棉混紡紗剛?cè)嵝詼y(cè)試結(jié)果如下。

 

從測(cè)試結(jié)果可以看出，織物1的滑出長(zhǎng)度、彎曲長(zhǎng)度和彎曲剛度都比織物2低，說(shuō)明織物1剛?cè)嵝暂^差，所織成的織物手感較柔軟，紗線硬挺度較低；織物2手感較硬，紗線硬挺度較高。這是因?yàn)閬喡槔w維屬于韌皮纖維的一種，在脫膠過(guò)程中只能部分脫膠，膠質(zhì)的存在會(huì)導(dǎo)致手感發(fā)硬，而且亞麻纖維的結(jié)晶度和取向度較高，斷裂伸長(zhǎng)率較小，當(dāng)其在混紡紗中所占的比例較大時(shí)會(huì)導(dǎo)致所紡的紗線及其織成的織物剛性大、柔性小。

3結(jié)論

（1）采用噴氣渦流紡的方法紡出兩種紗線并織成織物，在局部黑板圖上發(fā)現(xiàn)紗線1上棉結(jié)較多，但粗細(xì)節(jié)較少，紗線整體條干均勻度好，紗線表面光潔紗疵很少；紗線2上粗節(jié)片段多且長(zhǎng)，紗線外觀有很多黃色紗疵，說(shuō)明亞麻含量為30%時(shí)紗線的外觀較好，手感較柔軟。

（2）對(duì)比分析混紡紗線的單纖維長(zhǎng)度及棉結(jié)測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與紗線1的主要紡紗長(zhǎng)度20mm~44mm相比，紗線2的主要紡紗長(zhǎng)度在36mm~44mm之間，纖維長(zhǎng)度分布很不均勻，且紗線上的纖維棉結(jié)量增加為153個(gè)/g，說(shuō)明亞麻含量為30%時(shí)纖維長(zhǎng)度分布較均勻，棉結(jié)較少。

（3）紗線1的須條纖維長(zhǎng)度離散度較低，紗線斷裂強(qiáng)力263.8cN、斷裂強(qiáng)度9.38cN/tex、斷裂功341.5cN·cm，指標(biāo)均高于紗線2，亞麻含量為30%時(shí)紗線力學(xué)性能較好。

（4）與織物2相比，織物1的動(dòng)態(tài)懸垂系數(shù)為64.42%，彎曲剛度（橫、縱）為5.96cN·cm、13.6cN·cm，懸垂性較好，剛?cè)嵝暂^差，織物柔軟度較好。

 

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文章摘自：任笑鴿,羅菁,郝林聰,程璐,夏鑫.兩種比例亞麻棉噴氣渦流紗的性能分析[J].棉紡織技術(shù),2022,50(01):59-63.