前置式沟槽对纱线性能的影响

张建建，王元峰，余　豪，夏治刚*, 2（. 武汉纺织大学 纺织科学与工程学院，湖北 武汉 430073；2. 武汉纺织大学 新型纺织材料绿色加工及其功能化教育部重点实验室，湖北 武汉 430073）

前置式沟槽对纱线性能的影响

张建建1，王元峰1，余豪1，夏治刚*1, 2
（1. 武汉纺织大学 纺织科学与工程学院，湖北 武汉 430073；2. 武汉纺织大学 新型纺织材料绿色加工及其功能化教育部重点实验室，湖北 武汉 430073）

以接触式纺纱原理为基础，在细纱机前罗拉口安装自制的前置接触式沟槽装置，以涤棉维纶混纺纱为原料，在细纱机上分别进行传统环锭纺棉纱原单纱，经过集聚沟槽装置的棉单纱（距离装置3m m和5m m），对比研究装置以及装置到前钳口的距离对环锭纺纱线毛羽、断裂强力、条干均匀度的影响。实验结果表明：前置式沟槽可以显著的改善纱线的毛羽，使纱线的模量得到增加，少量的提高纤维利用率，但是会产生一定的捻陷作用使纱线条干恶化。3m m时纱线毛羽等的改善效果显著，同时条干的恶化等相对5m m时更加明显，而5m m时纱线的改善效果比较小，条干上基本没有太大的影响。

前置式沟槽；距离；纱线性能

1　前言

作为传统纺纱技术，环锭纺的工艺成熟，纺纱质量稳定, 适纺纱的线密度范围广，是纺纱生产中应用最多且最重要的一种纺纱形式，但是由于加捻三角区的存在，须条中的纤维不可能完全被集聚，因此纤维在加捻过程中受力不均匀， 从而会发生内外转移。边缘纤维不易被卷入纱体而形成毛羽。国内外学者在减少毛羽方面做了大量的研究[1-4]，如索罗纺、紧密纺等。虽然这些方法在减少毛羽，提高纱线强力方面有了很大的改进，但是其设计复杂，设备投资大，维护费用高。

本文探究了一种自制装置——前置接触式沟槽，将其加装在成纱区前罗拉钳口的位置对纱线实施控纤处理，测量处理后的纱线的毛羽，强力，条干等纱线性能，在分析研究前期试验结果、工艺参数的基础上，主要考察两个工艺参数：（是否加装装置，装置到前钳口的距离）对环锭纺纱线毛羽、断裂强力，条干均匀度的影响，得出较为优化的工艺参数组合，并采用优化的纺纱工艺参数进行试验。

如果本装置在优化后的工艺参数下能够对纱线的性能有比较大的改善，而且本装置制作简单，制作成本低，那就不仅改善了传统环锭纺纱，而且对于紧密纺等高成本维护费用高的纺纱方法而言，又多了一种更好的选择。

2　实验与测试

2.1实验材料

涤棉维纶混纺纱

2.2 实验仪器

本课题实验中所采用的主要仪器见表1。

表1　主要仪器设备及厂家

自制装置——沟槽集聚装置如图1。此装置由三个沟槽的横杆和距离拉伸调节装置以及磁铁吸附装置等几个部件组成，该装置可以起到防止纤维飞散，收缩须条，控制纤维的运动等作用。这种装置与其它的紧密纺系统相比具有加工成本低；产品覆盖性能广泛，对机器部件磨损小，维修维护简单等特点。

图1　前置接触式沟槽装置

2.3实验过程及实验条件

在细纱机上安装好实验装置，细纱机上实验参数设置为：环锭转速：7199r/m ，前罗拉线速6.00m/min牵伸比1:15.00，牵伸比2:24.00捻度:1199T/m

分别制备如下管纱：

（1）传统环锭纺棉纱原单纱；

（2）经过集聚沟槽装置的棉单纱（距离装置3mm）；

（3）经过集聚沟槽装置的棉单纱（距离装置5mm）。

2.3.1纱线线密度测试（纱线测长机+电子天平）

（1）用纱线测长机测量100m纱线

（2）用电子天平测量100m纱线的质量

（3）测出棉纱的质量为3.153g赛络纺的棉麻纱的质量为5.384g

（4）得到两种纱线的线密度分别为31.53tex 与 53.84tex

2.3.2纱线毛羽的测试（纱线毛羽测试仪）

将制备的纱线分别绕在纱线毛羽测试仪的纱路上面，启动仪器测试纱线的毛羽，测试条件

试验次数：1管/5次片段长度：10m测试长度：30m/min

温度：20℃相对湿度：65%

测试项目：毛羽长度，毛羽指数，CV(%)

2.3.3纱线条干的测试（条干均匀度测试仪）

测试条件

测试时间：0.5min槽号：4 Nums:1/1

温湿度：20/60 纱支号数：31.53tex/53.84tex

测试项目：CV值，U值，粗节，细节，棉节。

2.3.4纱线单纱强力测试（电子单纱强力机）

测试条件：

品种：棉纱、棉麻纱纱线号数31.53/53.84 温湿度：20℃/65%

管数：5 次数：20 拉伸速度：500

3　结果与分析

3.1纱线毛羽测试数据分析

纱线的毛羽测试是本实验的重要纱线性能测试，普通环锭纺棉纱的毛羽测试结果见表2。

表2　棉纱单纱毛羽指数测试数据结果

图2　棉纱改进前后毛羽指数曲线图

（1）由图2可知,毛羽指数随着毛羽长度的增加而逐渐减小，说明纱线的短毛羽较多，而4mm以上的毛羽基本没有。从三条曲线可以很明显的看出，不经过沟槽装置的棉纱毛羽指数是最高的，经过沟槽装置的棉纱毛羽相对较低，说明沟槽集聚装置相对明显的改善了棉纱毛羽。当纱条从前罗拉钳口出来的时候，纱条边缘纤维受控性差，会有一部分脱离纱体形成飞花，而另一部分则会漏出纱体形成毛羽。加装前置接触式沟槽装置后，当纱体经过沟槽，会受到沟槽的握持和包缠作用，使得毛羽包缠在纱体的表面，或者卷入到纱体内部，从而减少毛羽。

（2）图中蓝色（三角）线和红色（圆点）线的纱线都是经过前置沟槽装置的只是前罗拉口距离装置的距离分别为3mm和5mm，而由图可以表明距离为3mm的纱线毛羽指数更低，改善效果更加明显。当前置沟槽装置离前罗拉钳口的距离较小的时候，与加捻三角区的距离更近一些，可以使刚从加捻三角区出来的纱线能够及时的受到沟槽的集聚握持作用，从而使纱线毛羽得到更大的改善。由此可知在一定范围内，沟槽装置距离前钳口的距离越近，毛羽改善的效果越明显。

由表3可知，棉纱的有害毛羽平均有9.52根/米，当用距离为3mm的沟槽装置改善后变为5.52根/米，毛羽减少了接近一半，可见沟槽装置对有害毛羽的改善是很明显的。

3.2纱线条干测试数据与分析

表3　纱线有害毛羽测试数据结果与分析

表4　棉纱条干测试结果

图3　棉纱改进前后条干对比柱状图

（1）从图 3 棉纱改进前后条干对比柱状图可以看出前置接触式沟槽装置使棉纱单纱的细结和粗结增加，棉结数量少量的减少了。

（2）由于沟槽装置的包缠作用把少量的纤维包缠在纱线表面，导致棉纱的细结和粗结增多了，致使条干恶化，而棉结可能由于沟槽装置的握持力反而把棉结疏散开了，但是作用不是很明显，因为沟槽的包缠作用会使外层毛羽卷绕包缠在纱体表面，可能形成棉结。

（3）由图还可以看出，在细结部分，距离前钳口为3mm的纱线细结数量会比距离5mm的纱线细结数量多一些，可见沟槽装置距离过近的时候包缠作用更大一些，使纱线产生更多的细结。

3.3纱线单纱强力测试结果分析

我们用电子单纱强力机测量每管纱线的单纱强力，每管纱线测量 20组数据，求出每管纱线的强力和伸长率的平均值（见表5），用平均值的对比来比较前置接触式沟槽装置对纱线单纱强力的作用和影响。

表5　纱线单纱强力测试平均值报表

由表 5可知，棉纱经过装置后的强力比没有经过装置的棉纱小，而且沟槽距离前钳口的距离为 3mm时比 5mm时的强力还要小，同样验证了沟槽距离前钳口越近，沟槽对纱体的作用效果更加明显，但是由于结果数据之间的差值比较小，所以沟槽装置对纱线的强力影响不大。强力之所以有一定的减小应该是由于装置的握持使纱条产生捻陷，从而纱线的强力有所减小。

4　结论

细纱工序中可以通过在成纱区加装装置来减少纱线毛羽，改善纱线品质。

前置接触式沟槽装置距离前罗拉口3mm时对纱线的作用比5mm时更加明显，经过试验得到结论：3mm时纱线毛羽等的改善效果显著，同时条干的恶化等相对5mm时更加明显。而5mm时纱线的改善效果比较小，条干上基本没有太大的影响。

[1] CHENGKPS, LICHL．Jet ring spinning and its influence on yarn hairiness[J]．Textile Res J, 2002, 72(12)：1079-1087.

[2] WANG Xungai, CHANG Lingli．Reducing yarn hairiness with a modified yarn path in worsted ring spinning [J]．Textile Res J，2003,73(4)：327-332.

[3] RENGASAMY RS, KOT HARIVK, PATNAIK A. Airflow simulation in nozzle for hairiness reduction of ring spun yarns, part: influence of air flow direction, nozzle distance and air pressure [J]．Text Inst, 2006，97( 1)：89-96.

[4] PATNAIKA, RENGA SAMYRS, KOT HARIVK. Airflow simulation in nozzle for hairiness reduction of ring spun yarns, part: influence of nozzle parameters[J]．Text Inst, 2006, 97(1): 97-101.

A Study on the Influence of the Front Mounted Groove on the Yarn Properties

ZHANG Jian-jian1, WANG Yuan-feng1, YU Hao1, XIA Zhi-gang1,2
(1. School of Textile Science and Engineering, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China; 2. Key Laboratory of Green Processing and Functional Textiles of New Textile Materials, Ministry of Education, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China)

Based on the surface-contacting spinning theory, a Self-constructed groove was installed on the front roller of an experimental ring frame, PVA blended with cotton was used as raw material to produce yarns under different condition, namely conventional ring spinning single yarn, spinning through gather groove single yarn（distance is 3mm）, spinning through gather groove single yarn（distance is 5mm）, the influences of the groove and the distance between the groove and the front nip on the yarn hairiness, break force and evenness were compared. Results showed that the hairiness of the yarn were dramatically reduced when spinning with a front mounted groove, the utilization of the fiber was also slightly increased. However, the evenness of the yarn was deteriorated because of the twist. Yarn hairiness was obviously improved when the distance is 3mm, while the evenness is much worse than that of the distance 5mm. The distance of 5mm is neither better than the yarn hairiness nor deteriorate the evenness.

front mounted groove; distance; yarn properties

TS104.7

A

2095－414X(2015)06－0030－05

夏治刚（1983-），男，副教授，博士，研究方向：纺织工程.