摘  要：針對棉漢麻混紡紗強力低、毛羽多等缺點，通過捻合為股線來增強紗線的性能。為探究棉漢麻混紡紗合股時捻系數(shù)比對股線性能的影響，將棉/漢麻混紡比為 65/35 的單紗以不同的捻系數(shù)比反向加捻為股線，并對股線的強力、毛羽、條干、耐磨等性能進行測試。試驗結(jié)果表明：在捻系數(shù)比為 0.5～1.1 范圍內(nèi)，隨著捻系數(shù)比的增大，股線的斷裂強力和斷裂伸長率表現(xiàn)為先減小后增大，當(dāng)捻系數(shù)比為 0.7 時達到最小值；股線毛羽逐漸減小，耐磨性能逐漸提高。最后對試驗測試結(jié)果進行模糊綜合評價，當(dāng)捻系數(shù)比為 0.95 時，棉漢麻混紡股線的綜合性能表現(xiàn)得最好，考慮針織物織造需求和風(fēng)格，可選擇捻系數(shù)比為0.90～0.95 的股線。

關(guān)鍵詞：捻系數(shù)比；股線；棉漢麻混紡紗；強伸性能；反向加捻；模糊綜合評價

棉漢麻混紡織物具有抗菌、防紫外、透濕涼爽等特性。但單紗條干不勻率大，毛羽多，織造過程中斷頭率高，對織物性能造成影響。通過將單紗合股并捻成股線來減少毛羽的數(shù)量，提高可織性，進而改善產(chǎn)品質(zhì)量[1]。

在進行股線的加捻過程中，捻系數(shù)比（即股線捻系數(shù)與單紗捻系數(shù)的比值，以下簡稱為捻比）對股線的性能具有很大的影響。一般來說，當(dāng)股線反向加捻，且捻比為√2時，雙股線的強力達到最大；當(dāng)捻比為√2/2時，股線的光澤和手感達到最好[2]。倪潔等用不同線密度的粘膠紗線進行反向加捻，結(jié)果表明股線強力存在 2 個臨界捻比，分別為 0.7 和 1.5[3]。曹竹燕等將不同線密度的黃麻紗與粘膠紗反向加捻，當(dāng)捻比為 1.4 時綜合性能最好[4]。孫晶等將純棉單紗反向加捻成股線，表明股線斷裂強力存在兩個捻比，分別為 0.4 和1.5 [5]。張美忠等將同一線密度的滌棉混紡紗進行反向加捻，隨著捻比的增加，其斷裂強度出現(xiàn)4 個極大值[6]。因此，不同規(guī)格單紗合股時，捻比對紗線的性能影響也不一樣，故有學(xué)者通過數(shù)學(xué)模型來預(yù)測股線最佳的捻比[7-8]。目前對捻比的研究一般選擇同一種纖維原料的紗線合股或者不同線密度的純紡紗線進行合股，但對于混紡紗合股的研究較少，且對不同捻比股線的性能差異缺乏綜合評價。故本研究將棉漢麻混紡紗進行合股，探究不同捻比對棉漢麻混紡股線性能的影響，通過對相關(guān)重要參數(shù)進行模糊綜合評價，結(jié)合實際需求，評價出最為合適的捻比范圍，進而為實際生產(chǎn)提供借鑒。

1 方案設(shè)計

1.1 試驗方案設(shè)計

針織面料具有較好的彈性和吸濕透氣性，手感柔軟舒適，在夏季面料中廣泛應(yīng)用。本研究考慮到針織用股線手感好、光澤柔和等特性，兼顧一定的強力的同時避免股線發(fā)生扭結(jié)[9]，因此對股線與單紗的捻比進行試驗優(yōu)化設(shè)計。本研究設(shè)計單紗捻向為 Z 捻，股線為 S 捻，單紗線密度為18.4 tex，棉/漢麻混紡比為 65/35，捻系數(shù)為330，紡紗方式為集聚紡。試驗首先將單紗在HXJD-02 型并紗捻線一體機合股并線，按照一定的捻度進行反向加捻，測得實際的捻比見表 1，分別用 A、B、C、D、E、F、G、H 對應(yīng)表示。然后對股線的毛羽、條干、強力、耐磨等性能進行測試分析，最后對主要測試結(jié)果進行模糊綜合評價，選出綜合性能相對最好的一種股線。

表1 股線實際捻比

1.2 試驗測試環(huán)境與儀器

參照 GB/T 6529—2008《紡織品調(diào)濕和試驗用標準大氣》對股線進行調(diào)濕處理。測試環(huán)境溫度(20±2)℃，相對濕度（65±4）%。

參考 GB/T 2543.1—2015《紡織品 紗線捻度的測定 第 1 部分：直接計數(shù)法》，在 YG155A 型紗線捻度儀上測量股線捻度，每個樣品測試 50次，取平均值。

參照 GB/T 3916—2013《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定（CRE 法）》對股線強力進行測試。測試儀器為 YG068C 型全自動單紗強力儀，測試次數(shù) 100 次，拉伸速度500 mm/min，結(jié)果取平均值。

參照 FZ/T 01086—2020《紡織品 紗線毛羽測定方法 投影計數(shù)法》對股線毛羽進行測試。測試儀器為 USTER ZWEIGLE HL400 型茲韋格毛羽儀，測試距離 400 m，測試速度 400 m/min，測試次數(shù) 10 次，結(jié)果取平均值。

參照 GB/T 3292.1—2008《紡織品 紗線條干不勻試驗方法 第 1 部分：電容法》對股線條干進行測試。測試儀器為 USTER UT-5 型紗線條干均勻度測試儀，測試速度 400 m/min，測試時間1 min，測試次數(shù) 10 次，結(jié)果取平均值。

參照 JJ/F（紡織）050—2015《紗線耐磨性能測試儀校準規(guī)范》對紗線的耐磨性能進行測試。測試儀器為 LFY-109 型電腦紗線耐磨儀，測試次數(shù) 60 次，速度 60 次/min，砂紙型號為 600Cw，砝碼質(zhì)量為 25 g，結(jié)果取平均值。

2 測試結(jié)果與分析

2.1 不同捻比對股線強伸性能的影響

對于股線來說，加捻使得單紗間摩擦力增大，進而引起股線強力的增強[10]。而股線的斷裂強力和斷裂伸長率受到纖維間和紗線間抱合力的影響，股線的捻幅則影響纖維間的抱合力，以及紗線與纖維平行于軸向的分力。紗線內(nèi)兩種纖維本身的斷裂強力及斷裂伸長率同樣會對棉麻混紡股線的強伸性能造成影響。不同捻比對股線強伸性能的影響見圖 1。

圖1 捻比對股線強伸性能的影響

由圖 1 可以看出，當(dāng)捻比在 0.5～0.7 時，股線的斷裂強力和斷裂伸長率逐漸減小，原因為漢麻纖維長度不勻率大而此時的捻比較小，單紗退捻使得股線平均捻幅變小，纖維之間抱合力減小，纖維易發(fā)生滑移使得股線強力逐漸減小，股線斷裂伸長率降低。捻比在 0.7 左右時，斷裂強力和斷裂伸長率為最低點，此時股線的表面捻幅為零，纖維平行于軸向，纖維間抱合力小，受力時易發(fā)生滑移，部分纖維還未受力股線就發(fā)生斷裂，此時斷裂強力和斷裂伸長率都表現(xiàn)為最小。捻比在 0.7～1.1 時，股線的斷裂強力不斷增大。隨著捻比的增大，紗線與股線同向加捻的程度增強，股線平均捻幅增大，纖維之間抱合緊密，細節(jié)和弱捻數(shù)量減少，紗軸傾斜使得軸向分力減小，進而造成紗線斷裂強力的增大[10]。斷裂伸長率在捻比為 0.70～0.95 之間逐漸增大，但由于漢麻模量大、脆硬，加捻過程中纖維易損傷，在捻比為 0.95 之后，隨著捻幅的進一步增大，在拉伸受力過程中，徑向分力減小，麻纖維模量大于棉纖維，麻纖維發(fā)生斷裂后，其紗線拉伸應(yīng)力大于棉纖維的斷裂應(yīng)力而發(fā)生斷裂，故而在捻比大于1.0 之后，紗線的斷裂伸長率表現(xiàn)為減小趨勢。

2.2 不同捻比對股線條干及毛羽的影響

股線加捻會發(fā)生捻縮效應(yīng)，不同捻比對股線條干及毛羽的影響見表 2。

表2 不同捻比對股線條干及毛羽的影響

由表 2 可以看出，隨著捻比的增大，股線的細節(jié)和棉結(jié)數(shù)量先增后減，粗節(jié)數(shù)量逐漸增大。棉漢麻混紡紗的毛羽較多，從理論上說合股能夠有效減少毛羽的數(shù)量。由表 2 可以看出，隨著捻比的增大，3 mm 毛羽數(shù)呈現(xiàn)出先增后減的趨勢。在捻比為 0.5～0.7 時，隨著捻比的增大，股線反向加捻使得單紗解捻，纖維裸露出來，此時股線捻度較小，單紗之間的糾纏程度小進而使得有害毛羽數(shù)增多，條干不勻率增大。當(dāng)捻比為 0.7時，股線表面捻幅幾乎為 0，纖維之間平行于軸向排列，裸露出來的纖維根數(shù)增多，條干不勻率最大，3 mm 毛羽數(shù)最多。當(dāng)捻比大于 0.7 時，股線和單紗加捻方向一致使得股線捻幅增大，單紗糾纏程度增強，紗線表面毛羽減少，條干不勻率減小。但當(dāng)捻比大于 0.95 以后，股線捻度增大，股線在卷繞過程中受到的阻力增大，與機件摩擦劇烈使得 3 mm 毛羽數(shù)反而增大，因此在實際生產(chǎn)中應(yīng)避免出現(xiàn)此種狀況。

2.3 不同捻比對股線耐磨性能的影響

不同捻比對股線耐磨性能的影響見圖 2。

圖2 捻比對股線耐磨性能的影響

由圖 2 中可以看出，隨著捻比的增大，股線的耐磨次數(shù)逐漸增大。股線加捻使得紗線之間接觸緊密，纖維之間抱合力增加，在摩擦?xí)r纖維不易從紗線中抽拔出來，且弱環(huán)數(shù)量減小，因此股線耐磨次數(shù)增大。耐磨次數(shù) CV 值表現(xiàn)為先升后降，在捻比為 0.7 時最低。在 0.5～0.7 階段反向加捻單紗解捻，股線捻幅較小，造成捻比CV 值較大，條干不勻率大，故耐磨次數(shù) CV 值逐漸增大；當(dāng)捻比為 0.7～1.1 時，隨著捻比的增大，股線捻幅增大，紗線之間抱合緊密，裸露出來的毛羽較少，在摩擦?xí)r受力纖維根數(shù)增多且不易被抽拔出來，故耐磨次數(shù) CV 減小。結(jié)合表 2可以看出，當(dāng)條干均勻度好，弱環(huán)數(shù)量少時，股線的耐磨次數(shù) CV 值也同樣減小。

2.4 股線性能的模糊綜合評價

由于不同的捻比對紗線各個性能的影響程度不同，單獨考慮不能很好的對股線綜合性能優(yōu)劣進行評價。為探究不同捻比股線的綜合性能差異，本文選取 8 種股線的主要性能測試結(jié)果進行模糊綜合評價，具體見表 3。

表3 不同捻比股線的性能

由以上各項性能測試結(jié)果組建矩陣，以股線種類為列數(shù)，測試指標為行數(shù)，構(gòu)建矩陣 X，記為 Xij，根據(jù)表可知股線種類為 8 種，測試指標為5 種，可得矩陣

由于各測試指標的單位和數(shù)值不一樣，要進行量化處理，使得數(shù)據(jù)標準化到[0，1]閉區(qū)間。本研究采取極差標準化處理，對于針織紗來說，其斷裂強力、耐磨性和斷裂伸長率越大越好，用公式（2）進行處理；3 mm 毛羽數(shù)和條干 CV 值越小越好，因此按照公式（1）進行處理。經(jīng)過處理后的矩陣為 Y

對各項性能賦予權(quán)重。由于用于針織用股線，目的減少織造過程中的斷頭，同時減小紗線的毛羽數(shù)和條干不勻率，故對斷裂伸長率和毛羽的權(quán)重系數(shù)偏大設(shè)置為 0.25，斷裂強力和耐磨性等權(quán)重系數(shù)偏小設(shè)置為 0.15，條干 CV 設(shè)置為 0.2，則權(quán)重 W 為

通過公式??? = ??? · ??? 計算綜合判定值

評價值越大的股線，表示其綜合能越好，股線的品質(zhì)越好。對 8 種股線的綜合性能排序為F>A>G>H>D>E>B>C，表現(xiàn)為捻比為 0.95 時，股線的綜合性能最好。結(jié)合上文紗線性能優(yōu)劣，考慮到針織用股線的光澤和手感，可選擇捻比為0.90～0.95 之間的股線來滿足實際生產(chǎn)的需求。

3 結(jié)論

本研究將棉/漢麻 65/35 18.4 tex 紗按照不同捻比進行反向合股，并對測試結(jié)果進行分析，以此探究捻比對股線性能的影響，通過前述分析選取主要性能指標，采用模糊綜合評價方法評價股線性能。得出如下結(jié)論。

（1）在捻比為 0.50～0.70 范圍內(nèi)，股線的斷裂強力和斷裂伸長率表現(xiàn)為逐漸減小的趨勢，在 0.70 左右時達到最低點；股線的的條干 CV 和3 mm 毛羽數(shù)表現(xiàn)為逐漸增大，在捻比為 0.7 時，股線的各類性能表現(xiàn)為最差，但此時股線手感柔軟，光澤柔和，可根據(jù)實際需求進行考慮。

（2）當(dāng)捻比為 0.7～1.1 范圍內(nèi)時，股線斷裂強力和股線耐磨次數(shù)逐漸增大，同樣 3 mm 毛羽數(shù)和條干 CV 逐漸減小。斷裂伸長率持續(xù)升高，但捻比為 0.95 以后，由于漢麻纖維脆硬的特性，表現(xiàn)逐漸減小的趨勢。

（3）通過模糊綜合評價表明，當(dāng)捻比為0.95 時，股線的綜合性能表現(xiàn)最好，考慮到針織用股線后續(xù)織物的風(fēng)格，建議選擇捻比為0.90～0.95 之間的股線來滿足生產(chǎn)需求。

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文章摘自：田蘇杰，吉宜軍，高鸝等.捻系數(shù)比對針織用棉漢麻混紡股線性能的影響[J/OL].棉紡織技術(shù)：1-5[2023-09-05].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/61.1132.TS.20230804.1032.004.html.