摘  要：探究了干法紡精細化亞麻/棉混紡紗臨界捻系數(shù)與混紡比的關(guān)系。通過試驗和回歸分析，確定了不同混紡比下的臨界捻系數(shù)，并構(gòu)建了混紡比與臨界捻系數(shù)的線性和二次多項式回歸方程。結(jié)果表明：精細化亞麻/棉混紡紗臨界捻系數(shù)隨著亞麻混紡比的增大而增大；混紡紗的線密度為30～50tex時，相同混紡比精細化亞麻/棉混紡紗的臨界捻系數(shù)基本不變；混紡比與臨界捻系數(shù)的線性回歸方程和二次多項式回歸方程的擬合程度均較好，但線性回歸方程計算更加簡單，可更簡便地指導(dǎo)不同混紡比精細化亞麻/棉混紡紗的生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：混紡紗；亞麻；棉；混紡比；臨界捻系數(shù)；回歸方程

亞麻纖維具有優(yōu)異的吸濕透氣、防紫外線、抗靜電、抑菌等性能，廣泛應(yīng)用于服裝及家紡行業(yè)，深受消費者的青睞。但亞麻纖維長度較短，整齊度較差，只能用束纖維進行紡紗。

目前常用濕法紡紗工藝紡亞麻紗，即使用專門的麻紡設(shè)備，經(jīng)過櫛梳→成條→針梳→粗紗→煮漂脫膠→濕紡細紗→干燥等工序進行紡紗。但該工藝生產(chǎn)效率低，加工流程長，生產(chǎn)連續(xù)性差，并且難以將亞麻與其他纖維混紡，對產(chǎn)品開發(fā)十分不利。

對亞麻纖維進行精細化處理，使其長度和細度接近棉纖維，從而使用棉紡工藝設(shè)備進行干法紡紗可以解決上述問題。但因精細化處理后的亞麻纖維仍遠比棉纖維粗硬，故在棉紡設(shè)備上紡純亞麻紗難度較大，可紡紗支粗，其難以應(yīng)用于高檔紡織品中。因此目前工廠多采用精細化亞麻纖維與棉纖維進行混紡，將兩者特性結(jié)合，以實現(xiàn)兩種纖維的優(yōu)勢互補。

在纖維原料和混紡比確定的條件下，混紡紗的強伸性能主要取決于其捻系數(shù)。探究臨界捻系數(shù)與混紡比的關(guān)系，對保證產(chǎn)品質(zhì)量、開發(fā)新品種和選擇合適的紡紗工藝有著重要影響。為探究精細化亞麻/棉混紡比與臨界捻系數(shù)的關(guān)系，本文通過紡制并測試不同細度、不同混紡比的精細化亞麻/棉混紡紗，建立混紡紗強度與捻系數(shù)的回歸方程，求出混紡紗的臨界捻系數(shù)，并進一步構(gòu)建臨界捻系數(shù)與混紡比的關(guān)系，有助于快速確定其他混紡比的精細化亞麻/棉混紡紗的臨界捻系數(shù)，為實際生產(chǎn)提供參考。

1 紡紗工藝

1.1 紡紗纖維原料

化學(xué)亞麻纖維選用精細化處理后的亞麻落麻，棉纖維選用新疆尉犁棉。分別測試?yán)w維的細度、主體長度、短纖維率、斷裂強度等性能指標(biāo)，測試結(jié)果為：精細化亞麻細度4．34dtex，主體長度30．75mm，短絨率13．22%，強度4．21cN/dtex，伸長率2．21%；棉纖維細度1．70dtex，主體長度29．00mm，短絨率13．08%，強度3．38cN/dtex，伸長率8．70%。

1.2 紡紗流程

該為提高精細化亞麻纖維和棉纖維的混合均勻度，采用纖維包混合。根據(jù)前期生產(chǎn)經(jīng)驗，由于紡紗過程中尤其是清梳工序中亞麻纖維損失較多，所以精細化亞麻纖維質(zhì)量占比要高于設(shè)定混紡比7%左右。如生產(chǎn)精細化亞麻/棉35/65混紡紗，纖維包混合時精細化亞麻纖維質(zhì)量占比約為42%。

精細化亞麻/棉混紡紗干紡工藝流程如下：圓盤抓棉機混和→打包→FA002A型抓棉機→ZFA1130型單軸流開棉機→FA022－8型多倉混棉機→ZF1102型豪豬開棉機→FA076A型成卷機→FA224A型梳棉機→FA387型并條機(3道)→JWF1416型粗紗機→JWF1510型細紗機→SAVIO型自動絡(luò)筒機。

1.3 細紗工藝設(shè)計

表面按照以上混紡工藝，采用緊密賽絡(luò)紡紡制線密度分別為30、40、50tex的精細化亞麻/棉10/90、20/80、35/65、55/45混紡紗，每種混紡紗設(shè)計5種捻系數(shù)。由于亞麻纖維需要較大的捻系數(shù)才能成紗，因此隨著亞麻纖維混紡比的增大，混紡紗的捻系數(shù)也隨之增大。

2 混紡紗性能測試與分析

將混紡紗置于溫度(20±2)℃、相對濕度(65±3)%的恒定條件下平衡24h。根據(jù)GB/T4743—2009《紡織品卷裝紗絞紗法線密度的測定》，使用YG086型縷紗測長機測試混紡紗的線密度；根據(jù)GB/T2543．2—2001《紡織品紗線捻度的測定》，使用Y331N型紗線捻度儀測試混紡紗的捻度，測試方法為一次加捻退捻法，隔距為500mm，每種混紡紗測試30次；根據(jù)GB/T3916—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)》，使用YG061F型單紗拉伸強力儀測試混紡紗的強伸性能，試樣夾持長度為500mm，拉伸速率為500mm/min，每種試樣測試50次。

3 結(jié)果與討論

精細化亞麻/棉混紡紗強伸性能測試結(jié)果見圖1?？芍?，混紡紗斷裂強度與捻系數(shù)的關(guān)系曲線類似拋物線，對應(yīng)最高強度時的捻系數(shù)稱為臨界捻系數(shù)。為得到不同混紡比下精細化亞麻/棉混紡紗的臨界捻系數(shù)，分別對各混紡紗的捻系數(shù)和強度進行二次多項式擬合。各曲線的回歸方程、臨界捻系數(shù)和相關(guān)系數(shù)見表2，表中x表示捻系數(shù)，y表示捻系數(shù)為x時混紡紗的斷裂強度。分析表2中數(shù)據(jù)可得：隨著精細化亞麻混紡比的增大，混紡紗的臨界捻系數(shù)逐漸變大；混紡紗的線密度為30～50tex時，相同混紡比精細化亞麻/棉混紡紗的臨界捻系數(shù)基本不變；各混紡紗斷裂強度與捻系數(shù)的回歸方程的決定系數(shù)Ｒ2均大于0．95，表明斷裂強度與捻系數(shù)的回歸方程擬合度較高。

圖1 不同混紡比精細化亞麻/棉斷裂強度與捻系數(shù)曲線

表2 精細化亞麻/棉混紡紗斷裂強度－捻系數(shù)回歸方程

為便于后續(xù)開發(fā)更多混紡比例的精細化亞麻/棉混紡紗，根據(jù)表2中精細化亞麻/棉混紡紗的混紡比及其對應(yīng)的臨界捻系數(shù)，對其分別進行線性擬合和二次多項式擬合，結(jié)果見圖2。各曲線的回歸方程與相關(guān)系數(shù)見表3。表3中，z表示精細化亞麻/棉混紡紗中棉纖維的混紡比，X表示棉纖維混紡比為z時的臨界捻系數(shù)。

圖2 不同線密度精細化亞麻/棉混紡比與捻系數(shù)曲線

表3 精細化亞麻/棉混紡紗混紡比與捻系數(shù)回歸方程

分析表3中數(shù)據(jù)可得，線性回歸方程和二次多項式回歸方程決定系數(shù)Ｒ2均大于0．95，表明建立的混紡比與臨界捻系數(shù)的回歸方程擬合度較好，可用于預(yù)測精細化亞麻/棉混紡紗的臨界捻系數(shù)。

目前工廠生產(chǎn)40tex精細化亞麻/棉55/45混紡紗時，采用的捻系數(shù)為560，混紡紗斷裂強度為10．70cN/tex。按照表3中線性回歸方程和二次多項式回歸方程計算可得此時臨界捻系數(shù)分別為524和522。使用計算得到的臨界捻系數(shù)進行紡紗實踐，混紡紗斷裂強度為11．05cN/tex，優(yōu)于現(xiàn)有生產(chǎn)工藝下紗線的斷裂強度，且捻系數(shù)低時生產(chǎn)效率更高。為簡化計算，可采用線性擬合方程來預(yù)測其他混紡比精細化亞麻/棉混紡紗的臨界捻系數(shù)。

4 結(jié)語

(1)精細化亞麻/棉混紡紗的臨界捻系數(shù)隨著亞麻混紡比的增大而增大。

(2)混紡紗的線密度為30～50tex時，相同混紡比精細化亞麻/棉混紡紗的臨界捻系數(shù)基本不變。

(3)混紡比與臨界捻系數(shù)的線性回歸方程和二次多項式回歸方程的擬合程度均較好，且線性回歸方程計算更加簡單，可更簡便地指導(dǎo)不同混紡比精細化亞麻/棉混紡紗的生產(chǎn)

參考文獻

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文章摘自：陳紅霞，李豪，鄭光明，周宇陽，郁崇文，不同混紡比亞麻/棉混紡紗臨界捻系數(shù)的研究[J].河南平棉紡織集團股份有限公司，2023，1001-2044(2023)08-0043-03.