研究与技术

云纹花色纱的纺制及性能分析

高 娜1, 李 强1,2, 徐伯俊1, 刘新金1,3, 王广斌4

(1.江南大学 生态纺织教育部重点实验室,江苏 无锡 214122;2.东丽纤维研究所(中国)有限公司, 江苏 南通 226000; 3.江苏苏丝丝绸股份有限公司,江苏 宿迁 223700;4.新疆天山毛纺织股份有限公司,乌鲁木齐 830054)

摘要:在阐述云纹纱纺纱原理的基础上,以相同的纺纱工艺参数分别纺制了29.2、14.6、9.7、7.3、5.8 tex的云纹纱和相同线密度的普通纱,对其进行定量测试,同时利用MDA1300视频显微镜观察其纵向结构,并对其强伸性能、条干、毛羽指标进行测试和对比分析。研究结果表明:相同工艺下,云纹纱比普通纱偏重1.2%~1.4%;断裂的饰纱纤维附着在细纱上,呈现一种“半包缠”效果,色式新颖;与普通纱相比,云纹纱断裂强力、强度稍低,条干均匀度稍差,有益毛羽增加20%左右,3 mm以上有害毛羽减少10%~20%。

关键词:云纹纱;纵向结构;断裂强力;毛羽;条干

传统的纺纱方法中,色纺纱的形成过程有两种[1-2]:一种是普通色纺纱,即由一根有色粗纱喂入细纱机后罗拉导纱口,经牵伸加捻卷绕而成;另一种是通过传统赛络纺的方法[3],即两根颜色不同、定量不同的粗纱同时喂入细纱机,经过合并牵伸加捻卷绕而成。

传统的纺纱方法纺色纱时,由于色条定量分配和捻度差异较小,因此不同颜色的色点在布面分布较均匀,花式较普通[4];赛络纺纱虽然能一定程度丰富色纺纱花色,但因捻度较高对布面手感有一定影响,影响织物的服用性[5]。基于以上的一些不足[6],在追求个性与凸显张扬的今天,人们除了对织物的内在质量有适度的要求外,对织物的外观、结构等方面也有较高的要求,常规花色纱的风格越来越不能满足社会流行的需要[7-9]

为有效改善传统色纺纱的结构,本文结合赛络纺[10]和赛络菲尔纺[11],开发出了外观有断断续续的彩色纤维包缠附着的云纹纱,具有色式新颖、较高附加值的特性,并就云纹纱的纺制和性能进行了试验和探讨。

1 云纹纱纺纱技术原理

云纹纱的纺制是一种新型的纺纱方法,是在综合赛络纺和赛络菲尔纺纺纱方法的基础上,开创出的一种新方法。该方法是以无色或浅色粗纱为基纱,颜色明显区别于基纱的有色细纱为饰纱,基于赛络纺的形式同时将基纱与饰纱一并喂入细纱机后罗拉,进而纺制出外观断断续续的饰纱纤维包缠附着、色彩斑斓的云纹纱。纺纱原理如图1所示,即在粗纱架上相应地增加1倍细纱吊钩,无色或浅色粗纱1(基纱)与有色细纱2(饰纱)在适当的工艺参数下,一同经由双孔喇叭口3喂入细纱机后罗拉,摇架4给予一定的压力,经牵伸加捻形成云纹纱6。为提高最终成纱质量及花式效果,需在细纱机前罗拉与中罗拉之间添加纱线集棉器5。

1-基纱(无色或浅色粗纱),2-饰纱(有色细纱),3-双孔喇叭口,4-手动摇架,5-集棉器,6-云纹纱
图1 云纹纱纺纱原理示意
Fig.1 The principle diagram of moire fancy yarn

该种方法纺制的云纹纱内层可以是不经处理的棉纤维或其他成分的原色纤维,这样可以用少量的色纤维纺制出多种色彩斑斓的纱线,节约染色成本,有助于节能减排,且原料上具有广泛的适用性,可适用于多种纺织纤维。根据纱线最终用途来确定芯纤维与外包纤维的种类,进而可以根据客户需求制得性能优良的云纹纱。织物新颖美观,其风格像朵朵云彩漂浮在天空,织布时可按照客户的喜好任意增减云纹纱纱线的织布根数,从而达到改变云斑状在布面分布密度的目的。

2 纺纱试验

2.1 试验设计

本试验在TH558型超大牵伸细纱机(江南大学与常州同和纺织机械有限公司联合研发)上进行,对细纱机零部件进行了简单改造,在细纱机后罗拉处安装双孔喇叭口,并将饰纱导纱器安装在粗纱架正下方的平衡架上。为保证顺利牵伸及成纱质量,饰纱纤维与基纱纤维主体长度应相近,故本文以传统的棉纤维为原料纺制云纹纱,以5.0 g/10 m本色普梳棉粗纱为基纱,线密度为14.7 tex、捻系数为320的低捻玫红色棉细纱为饰纱进行试验。基纱从双孔喇叭口的右孔、饰纱从左孔一并喂入细纱机后罗拉纺制29.2、14.6、9.7、7.3、5.8 tex的云纹纱,同时保证纺纱工艺参数一致的情况下,纺制相同线密度的普通纱。利用视频显微镜观察云纹纱纵向结构,通过对其进行多组定量测试,并对所纺纱进行性能测试,与相应线密度的普通纱对比,分析其原因。为避免锭差的影响[12],在同一锭子上纺制相应的普通纱。主要纺纱工艺参数见表1。

表1 主要纺纱工艺参数
Tab.1 The main spinning process parameters

纱线线密度/tex牵伸倍数E总E前捻度/(捻·m-1)锭速/(r·min-1)隔距块前后29.217.1213.59704120003.03.514.637.9330.111036110002.753.09.751.5540.911218100002.752.757.368.4954.351396100002.52.755.886.2168.41160390002.52.5

2.2 仪器与设备

YG 086型缕纱测长仪(中国苏州奇乐科技有限公司),JA 2003型电子天平(中国上海五久自动化设备有限公司),MDA 1300视频显微镜(中国南京米厘特仪器仪表有限公司),YG 063型全自动单纱强力仪(中国苏州长风纺织机电科技有限公司),USTER ZWEIGLE HL400纱线毛羽测试仪(瑞士茨威格技术有限公司),USTER®TESTER5-C800条干均匀度测试分析仪(瑞士乌斯特技术有限公司)。

2.3 纱线性能测试

采用YG 086型缕纱测长仪、JA 2003型电子天平对普通纱及云纹纱进行定量测试。采用MDA 1300视频显微镜观察纱线的纵向结构。

采用YG 063型全自动单纱强力仪测试单纱断裂强度、断裂伸长率指标,试样夹距500 mm,拉伸速度5 m/min,预加张力0.5 cN。每管纱测试20次。

采用HL400型纱线毛羽测试仪测试毛羽及毛羽变异系数等指标,测试速度400 m/min,测试长度100 m。每管纱测试2次。

采用USTER®TESTER5-C800条干均匀度测试分析仪测试条干CV值和千米细节、粗节、棉结指标,测试速度400 m/min,测试时间1 min。每管纱测试1次。

所有试样进行测试时,室内相对温度均为20 ℃,相对湿度均为65%。且在对所有试样进行测试前,按GB/T 6529—2008《纺织品 调湿和试验用标准大气》的规定,均对试样在试验用大气[(20±2)℃,(65±2)%]下进行调湿24 h,使其达到平衡。

各项成纱质量指标对10管纱进行测试,然后记录其测试平均值。

3 结果分析

3.1 纱线纵向结构分析

采用MDA1300视频显微镜观察云纹花色纱的纵向表面,如图2所示。纱线内外层色纤维分布不均匀,断裂的饰纱纤维附着在细纱主体上,呈现一种“半包缠”式,彩色纤维包缠在外面呈不规则性,制成服装后颜色含蓄、自然,其风格像朵朵云彩漂浮在天空中,呈现云状立体感,具有较强的朦胧感,色式新颖,具有后整理难以染整的效果。

图2 云纹纱的纵向表面
Fig.2 Longitudinal surface of moire fancy yarn

3.2 定量分析

采用YG086型缕纱测长仪、JA2003型电子天平对相同线密度的普通纱及云纹纱进行定量测试,每组30次取平均值。经多次试验发现,相同工艺下纺得的云纹纱比普通纱偏重1.2%~1.4%,测试结果见表2。

表2 不同种类纱线定量测试结果
Tab.2 Quantitative test results of different types of yarns

纱线线密度/tex纱线种类定量线密度/tex偏差/%29.2普通纱2.9304云纹纱2.96731.2614.6普通纱1.4578云纹纱1.47751.359.7普通纱0.9826云纹纱0.99531.297.3普通纱0.7256云纹纱0.73521.325.8普通纱0.5838云纹纱0.59191.38

3.3 成纱质量分析

3.3.1 强伸性

使用YG063型全自动单纱强力仪测试云纹纱和普通纱的拉伸性能,测试数据见表3。

由表3可知:云纹纱的断裂强力、强度稍低于相同线密度的普通纱,但两者相差甚微。

造成这种差异的原因主要是饰纱纤维的反复牵伸和加捻。由纱线断裂过程及强力的分析可知,纤维长度和纤维自身强力对成纱强力有一定的影响,纤维长度短,单纤维强力低,成纱强力就会不高。在纺制云纹纱过程中,饰纱纤维再次被牵伸加捻,反复的牵伸加捻使得饰纱纤维变短及单纤维强力降低,进而导致最终成纱强力有所下降。但由于饰纱纤维在云纹纱成纱中所占比例较小,故成纱强力不会有很大的影响。

表3 拉伸性能
Tab.3 Tensile property

纱线线密度/tex纱线种类断裂强力/cN伸长率/%断裂强度/(cN·tex-1)强力变异系数CV/%伸长率变异系数CV/%29.2普通纱702.256.9824.056.917.47云纹纱694.206.8323.775.936.8514.6普通纱333.785.7022.866.988.03云纹纱329.665.8522.586.656.429.7普通纱224.315.1923.138.829.01云纹纱223.255.4423.027.938.187.3普通纱198.295.2627.169.568.47云纹纱186.345.3725.539.048.355.8普通纱155.265.1726.779.618.93云纹纱150.045.3125.879.248.69

3.3.2 毛 羽

使用瑞士茨威格的HL400型纱线毛羽测试仪测试云纹纱及普通纱的毛羽及毛羽变异系数等指标,测试数据见表4。

表4 毛羽测试结果
Tab.4 hairiness test results

纱线线密度/tex纱线种类1mm2mm3mm4mm6mm8mm10mmS1+2S3S1+2相对变化/%S3相对变化/%29.2普通纱6091745163222006836186--云纹纱6452711139212007163162+4.8-12.914.6普通纱944311131212510010556147--云纹纱104281339983020011767130+11.4-11.59.7普通纱4554515151305005065186--云纹纱560790792453106514140+28.6-24.77.3普通纱6987803112181007790131--云纹纱8378104176292009419107+20.9-18.35.8普通纱6260537167110006797178--云纹纱745097242100008452142+24.3-20.2

由表4可知:相同线密度的云纹纱较普通纱1、2 mm有益毛羽增加20%左右,3 mm以上有害毛羽减少10%~20%,尤其对高支纱影响效果较明显。

由所测数据可以得出,所纺相同线密度的云纹纱和普通纱是在相同纺纱工艺,同一牵伸单元与卷绕单元下制得的,因此造成此两种纱的毛羽性能差异的主要原因是采用了不同的纺纱方法。云纹纱纺制过程中,饰纱纤维被不断牵伸成短小纤维,纤维之间抱合力减弱,未能全部捻入纱中,附着包缠在纱体表面形成细小毛羽,因此1、2 mm有益毛羽增加;大量的断续纤维与主体纱条纤维相互作用,之间摩擦力增加,减少了3 mm以上毛羽的产生。

3.3.3 条干均匀度

使用USTER®TESTER5-C800条干测试仪测试云纹纱和普通纱的条干均匀度,测试数据见表5。

由表5可知:相同线密度的云纹纱条干均匀度不及普通纱,短纤维数量增多会导致成纱条干不均匀。云纹纱纺制过程中,饰纱纤维由于牵伸断裂产生较多短纤维,与基纱纤维长度差异较大,不同长度的纤维在牵伸区内所获得的有效控制不同,牵伸区内浮游短纤维数量增加,引起纤维浮游动程变长,成纱条干均匀度下降。但造成这种现象的主要原因是较普通纱而言,云纹纱饰纱断续纤维牵伸断裂后包缠附着在纱线主体上宏观呈不规则性,而这也正是云纹纱的一大特点。

表5 条干测试结果
Tab.5 Evenness test results

纱线线密度/tex纱线种类CV值细节-40%细节-50%粗节+35%粗节+50%棉结+140%棉结+200%棉结+280%H29.2普通纱10.67118.015.0101.018.039.015.05.02.78云纹纱19.87123.016.0120.019.038.015.010.02.8014.6普通纱11.76233.030.0231.033.0108.045.025.02.73云纹纱20.26276.035.0265.035.0123.060.030.02.999.7普通纱12.82298.040.0444.045.0220.070.038.02.78云纹纱22.36378.044.0456.065.0234.090.035.02.917.3普通纱13.26396.045.0534.045.0246.060.035.02.76云纹纱23.67408.050.0564.048.0278.075.040.02.875.8普通纱13.98521.050.0698.054.0356.085.040.02.54云纹纱23.87549.055.0704.059.0385.090.045.02.63

注:此处的条干CV值指的是成纱条干不匀率,是衡量纱线条干均匀度性能的一个重要指标。

4 结 论

1)结合赛络纺与赛络菲尔纺成功验证了云纹纱纺纱方法。对TH558型细纱机进行简单改装,即安装双孔喇叭口、集棉器,合理选择工艺参数,成功纺制出新型花色纱——云纹纱。

2)云纹纱内外层色纤维分布不均匀,断裂的饰纱纤维附着在细纱主体上,呈现一种“半包缠”式,色式新颖,具有后整理难以染整的效果,同时可大大节约染色成本,有助于节能减排。

3)相同工艺下纺得的云纹纱比普通纱偏重1.2%~1.4%;云纹纱断裂强力、强度稍低于相同线密度的普通纱,较普通纱1、2 mm有益毛羽增加20%左右,3mm以上有害毛羽减少10%~20%,尤其对高支纱影响效果较明显,条干均匀度不及普通纱。

参考文献:

[1]金亚琪,邹专勇,许梦露,等.色纺纱产品开发现状及技术发展需求[J].棉纺织技术,2012,40(12):65-68. JIN Yaqi, ZOU Zhuanyong, Xu Menglu, et al. Development status and technology development demands of colored spun yarn[J]. Cotton Textile Technology,2012,40(12):65-68.

[2]钱爱芬.色纺纱产品特点及调配色原理[J].棉纺织技术,2010,38(11):66-68. QIAN Aifen. Colored spun yarn characteristic and color mixing & matching principle[J]. Cotton Textile Technology,2010,38(11):66-68.

[3]梁蓉,林建华.传统和赛络纺锦纶长丝包芯纱的比较[J].纺织学报,2006,27(8):85-88. LIANG Rong, LIN Jianhua. Comparison of traditional and siro polyamide filament core-spun yarns[J]. Journal of Textile Research,2006,27(8):85-88.

[4]SALVINIJA Petrulyte, DONATAS Petrulis. Influence of twisting on linen fancy yarn structure[J]. Journal of Natural Fibers,2014,11(1):74-86.

[5]吴爱儿,程四新,王利清.采用环锭纺纱新技术开发新颖色纺纱[J].现代纺织技术,2014,22(2):22-24. WU Aier, CHENG Sixin, WANG Liqing. Development of new colored spun-dyed yarn with new technology of ring spinning[J]. Advanced Textile Technology,2014,22(2):22-24.

[6]阎磊,宋如勤,郝爱萍.新型纺纱方法与环锭纺纱新技术[J].棉纺织技术,2014,42(1):20-26. YAN Lei, SONG Ruqin, HAO Aiping. New spinning method and ring spinning new technology[J]. Cotton Textile Technology,2014,42(1):20-26.

[7]刘元军,赵晓明,李卫斌,等.玻璃纤维膨体花式纱的性能研究[J].丝绸,2015,52(12):16-20. LIU Yuanjun, ZHAO Xiaoming, LI Weibin, et al. A study on the performance of fancy bulk yarn of glass fiber[J]. Journal of Silk,2015,52(12):16-20.

[8]曹梦龙,徐伯俊,谢春萍,等.基于sirofil-spun新型花式纱的纺制及性能分析[J].丝绸,2016,53(6):1-5. CAO Menglong, XU Bojun, XIE Chunping, et al. Spinning of new fancy yarn based on the sirofil-spun and its performance analysis[J]. Journal of Silk,2016,53(6):1-5.

[9]MALEK Alshukur, ALEX Fotheringham. Quality and structural properties of gimp fancy yarns using the design of experiments[J]. The Journal of the Textile Institute,2015,106(5):490-502.

[10]陈玉峰,陆振挺,马新帮.棉纺赛络纺工艺研究和实践[J].棉纺织技术,2010,38(1):55-58. CHEN Yufeng, LU Zhenting, MA Xinbang. Technology study and practice of cotton sirospun[J]. Cotton Textile Technology,2010,38(1):55-58.

[11]陆凯.赛络菲尔纺成纱机理探讨[J].纺织学报,2000,21(4):198,204-207. LU Kai. Discussion on spinning mechanism of sirofil-spun technology[J]. Journal of Textile Research,2000,21(4):198,204-207.

[12]曹梦龙,徐伯俊,苏旭中,等.三种不同工艺条件对新型sirofil-spun三色花式纱外观与成纱质量的影响[J].丝绸,2016,53(7):27-31. CAO Menglong, XU Bojun, SU Xuzhong, et al. Effect of three different process conditions on appearance and yarn quality of new tri-color fancy sirofil yarn[J]. Journal of Silk,2016,53(7):27-31.

Moire fancy yarn spinning and its performance analysis

GAO Na1, LI Qiang1,2, XU Bojun1, LIU Xinjin1,3, WANG Guangbin4

(1. Key Laboratory of Eco-Textiles, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi 214122, China; 2. Dongli Fiber Research Institute (China) Co.,Ltd., Nantong 226000, China; 3. Jiangsu Spcc-silk Co.,Ltd., Suqian 223700, China;4. Xinjiang Tianshan Wool Textile Co.,Ltd., Urumqi 830054, China)

Abstract:Based on expounding spinning principle of the moire fancy yarn, moire fancy yarn of 29.2, 14.6, 9.7, 7.3, 5.8 tex and the ordinary yarn with the same linear density were spun respectively under the conditions of guaranteeing the same spinning process parameters, and the quantitative test was carried out for them. Meanwhile, MDA1300 video microscopy was used to observe the vertical structure. In addition, the tensile performance, evenness and hairiness indexes were tested and analyzed. The results show that moire fancy yarn is 1.2% to 1.4% heavier than ordinary yarn spun under the same process; fractured decorative yarn fibre is attached to the fine yarn, presenting a “half-wrapped” effect with novel color type; compared with the ordinary yarn, moire fancy yarn has lower breaking strength, and its evenness is a bit poor, but its good hairiness increases about 20% and 3 mm harmful hairiness decreases by 10% to 20%.

Key words:moire fancy yarn; vertical structure; breaking strength; hairiness; evenness

DOI:10.3969/j.issn.1001-7003.2017.05.005

收稿日期:2016-08-25;

修回日期:2017-04-17

基金项目:中国博士后科学基金项目(2015M581722);江苏省博士后科研资助计划项目(1501146B);江苏省自然科学基金项目(BK20151359);江苏省产学研项目(BY2015019-10,BY2016022-27);江苏省科技成果转化项目(BA2014080);纺织服装产业河南省协同创新项目(hnfx14002);广东省产学研项目(2013B090600038);江苏高校优势学科建设工程资助项目(苏政办发〔2014〕37号)

作者简介:高娜(1992),女,硕士研究生,研究方向为新型花式纱。通信作者:徐伯俊,教授,wxxbj@sina.com。

中图分类号:TS111.8

文献标志码:A

文章编号:1001-7003(2017)05-0024-05 引用页码: 051105