【集萃網(wǎng)觀察】Lyoceu纖維以其優(yōu)良、獨特的物理機械性能以及可生物降解性能，可與各種天然纖維、合成纖維混紡或交織，制成仿棉、仿毛、仿絲等高檔服裝面料，受到國內(nèi)外紡織界的關注。其織物集棉織物的柔軟性、粘膠的吸濕懸垂性、滌綸的強力和真絲般的光澤、手感于一身，尤其適宜制做高檔內(nèi)衣、時裝類產(chǎn)品等。目前，我國主要是采用環(huán)錠紡紗技術開發(fā)LyoceⅡ機織品和針織品，包括Lyocell的純紡及其與棉、毛、麻、絲、化纖等的混紡交織產(chǎn)品。棉型產(chǎn)品有卡其、斜紋、色織、牛仔布、牛津紡、提花類；毛型產(chǎn)品有精紡呢絨、LyocelL/羊毛混紡產(chǎn)品；麻型產(chǎn)品有亞麻/Lyocell混紡交織產(chǎn)品；絲型產(chǎn)品有LyocelL/絹絲混紡針織產(chǎn)品。轉(zhuǎn)杯紗具有條干均勻以及良好的耐磨性、透氣性、保溫性、吸濕性和染色性等特點。國內(nèi)已有一些廠家利用轉(zhuǎn)杯紗的這些特點，開發(fā)了轉(zhuǎn)杯紡Lyoceu純紡及其混紡產(chǎn)品，但在研究Lyocell轉(zhuǎn)杯紡紗工藝與成紗質(zhì)量之間關系方面還不夠系統(tǒng)和全面。本文主要探討了轉(zhuǎn)杯紡加工Lyocell的紡紗工藝與成紗質(zhì)量之間的關系，以期能對進一步開發(fā)轉(zhuǎn)杯紡Lyoceu產(chǎn)品有一定的參考價值。
1原料性能和加工條件
原料性能：Lyocell纖維長度38mm，線密度1。67dtex，干強度4。2～4。4cN/dtex，干態(tài)伸長率14%～16%，濕強度3。7～4。1cN/dtex，濕態(tài)伸長率16%～18%，回潮率11。5%。
加工條件：采用BD200SN型轉(zhuǎn)杯紡紗機加工36。9tex紗線，選用中66轉(zhuǎn)杯，OK37型鋸齒分梳輥和螺旋陶瓷假捻盤，條子定量為14。39g/5m，溫度為24℃，相對濕度為80%。
2紡紗方案設計、加工和性能測試
采用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設計來安排試驗方案。該方法相對于傳統(tǒng)的正交試驗而言，具有試驗次數(shù)少、計算簡便的優(yōu)點，排除了誤差干擾，通過建立的二次回歸方程預測和推算非試驗點的結(jié)果，預測值更能反映客觀情況。旋轉(zhuǎn)組合設計因子編碼表，見表1。
根據(jù)三因子二次通用旋轉(zhuǎn)組合設計表得到20套試驗方案。試驗方案的實施次序貫徹隨機的原則，目的是消除系統(tǒng)誤差。經(jīng)過紡紗與紗線性能測試，采用數(shù)理統(tǒng)計方法中的極值偏差法對紗線性能數(shù)據(jù)進行異常值檢驗，剔除異常數(shù)據(jù)。試紡方案及紗線性能數(shù)據(jù)如表2所示。ttutut
3數(shù)學模型的建立三因子二次回歸方程模型的一般通式如下：
利用MATLAB7。0軟件，編寫求解回歸方程的程序。經(jīng)過計算機運算，求得各指標回歸方程的回歸系數(shù)。通過回歸方程的顯著性檢驗，斷裂強度和斷裂功的回歸方程是在a=O。01水平下顯著，其余各指標的回歸方程是在a=o。05水平下顯著，初始的回歸方程如表3所示。
再經(jīng)過回歸系數(shù)顯著性檢驗，在a=0。05水平下，各指標的回歸方程剔除不顯著的回歸系數(shù)后，得到各指標最終的回歸方程，見表4。
4試驗結(jié)果分析
根據(jù)各工藝參數(shù)與成紗指標之問的回歸方程，利用MATLAB7。o軟件，繪制三維立體曲面和等高曲線圖，可分析分梳輥速度、轉(zhuǎn)杯速度、捻系數(shù)等工藝參數(shù)對Lyocell轉(zhuǎn)杯紗成紗質(zhì)量的影響規(guī)律。
4。1條干不勻率
由圖1可見，當分梳輥速度低于7200r/min時，隨著分梳輥轉(zhuǎn)速的增加，成紗條干不勻率開始逐漸改善，超過7200r/min后，條干不勻率迅速惡化。在轉(zhuǎn)杯速度較小的情況下(<37000r/min)，隨著轉(zhuǎn)杯速度的增加，成紗條干C踹值先減小后增大；在轉(zhuǎn)杯速度較大時，隨著轉(zhuǎn)杯速度的提高，成紗條干不勻率將不斷惡化。對于條干不勻率指標而言，分梳輥和轉(zhuǎn)杯速度有一個最佳的配置，當轉(zhuǎn)杯速度37000r/min，分梳輥轉(zhuǎn)速7200r/min左右時，成紗條干不勻率最佳。
在轉(zhuǎn)杯低速時，轉(zhuǎn)杯速度的提高，使轉(zhuǎn)杯內(nèi)真空度增大，有利于纖維的轉(zhuǎn)移和伸直，使條干不勻率水平提高。但隨著轉(zhuǎn)杯速度的進一步提高，條干不勻率逐步變差，這是由于條子的喂入速度提高了，纖維分梳作用減弱；同時，由于Lyocell纖維固有的原纖化特性，容易在加工過程中產(chǎn)生大量的粗節(jié)和棉結(jié)，使條干不勻率水平下降。
分梳輥轉(zhuǎn)速的提高，使分梳作用強，單纖維重量百分率顯著提高，成紗條干不勻率得到改善，但Lyoceu纖維斷裂伸長較小，回彈性差，纖維易受損傷，隨著分梳輥轉(zhuǎn)速繼續(xù)提高，纖維損傷嚴重，又使條干不勻率水平逐步變差。
4。2斷裂強力
當轉(zhuǎn)杯速度增大時，轉(zhuǎn)杯內(nèi)真空度有所提高，使纖維從輸送管到轉(zhuǎn)杯凝聚槽的過程中，纖維的伸直定向度好，成紗斷裂強度增加。但是，當轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速超過一定的臨界值(38000r/min)后，由于條子喂入速度加快，每根纖維受到的分梳輥梳理的平均齒數(shù)減少，分梳作用減弱，束纖維數(shù)量增多，輸棉管道中單位時間內(nèi)流過的纖維數(shù)量增加，使纖維分離度、定向度變差，成紗斷裂強力開始逐步下降。
隨著分梳輥轉(zhuǎn)速的提高，分梳作用強，單纖維重量百分率顯著提高，單紗強力也逐漸提高，但分梳輥轉(zhuǎn)速超過7000r/min后繼續(xù)增加，纖維不斷損傷，短絨率增加。另外，分梳輥轉(zhuǎn)速對輸送管氣流速度有顯著影Ⅱ向，而且與轉(zhuǎn)杯負壓有關。轉(zhuǎn)杯速度低時，負壓小，分梳輥轉(zhuǎn)速越高，輸送管出口氣流速度越低，纖維作減速運動，使纖維粘結(jié)，纖維束增加，單紗強力降低。
隨著捻系數(shù)增大，成紗斷裂強度先增加達到峰值后逐漸下降，故而對成紗斷裂強度而言，有一個捻系數(shù)的最佳配置，當捻系數(shù)為360左右時，紗線的斷裂強力達到峰值，隨后繼續(xù)提高捻系數(shù)，紗線斷裂強力明顯減小。捻系數(shù)過高，超過臨界捻系數(shù)時，加捻作用主要表現(xiàn)為增加紗中纖維的預應力，減小纖維強度的軸向分力，使斷裂強度下降。
因此，對成紗斷裂強度而言，分梳輥和轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速、捻系數(shù)有一個最佳配置，當分梳輥轉(zhuǎn)速為7000r/min，轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速為38000r/min，捻系數(shù)為360左右時，紗線的斷裂強力達到峰值
4。3斷裂伸長率
圖3表明斷裂伸長率隨著捻系數(shù)增加而線性增大的情況。這是因為捻系數(shù)的增加使纖維傾斜角增大，拉伸時傾斜角有減小的趨勢，從而使紗線斷裂伸長率增加。
4。4斷裂功指數(shù)
斷裂功大小與分梳輥速度、轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速、捻系數(shù)數(shù)值有關，影響趨勢與斷裂強度非常相似。斷裂功隨分梳輥速度、轉(zhuǎn)杯速度和捻系數(shù)的提高先增大后減小，與影響斷裂強力和斷裂伸長的原因相同。
4·5毛羽
圖5表明，紗線毛羽數(shù)隨著捻系數(shù)和轉(zhuǎn)杯速度的增大而減少。提高捻系數(shù)可以增加纖維捻入紗體內(nèi)和減少外露幾率，因此毛羽數(shù)隨捻系數(shù)的增加而減少。紗線的張力隨轉(zhuǎn)杯速度的增加而大幅度提高，使紗線緊密，毛羽數(shù)降低。
Lyoceu纖維的強度高，紡紗斷頭率低，但纖維的模量高，成紗毛羽多。同時，Lyocell纖維具有原纖化特性，若捻系數(shù)選擇過小，則織物在后加工和穿用過程中容易摩擦起球和產(chǎn)生毛茸。因此，選擇稍大些的捻系數(shù)不但可以減少Lyocell紗線毛羽，提高紗線強度，而且對抑制Lyocell纖維織物的原纖化傾向有利。
5其他技術要領和優(yōu)選項工藝參數(shù)
在轉(zhuǎn)杯紡加工Lyoceu纖維紗加工藝中，還要注意以下技術要領：
(1)熟條定量偏輕掌握，可減輕分梳輥的負荷，有利于纖維的分梳和轉(zhuǎn)移，提高成紗條干水平。
(2)Lyocell纖維紗易產(chǎn)生毛羽，應適當控制轉(zhuǎn)杯的引紗速度，采用低張力紡紗，盡量避免卷繞過程中紗體的摩擦。
(3)采用螺旋陶瓷假捻盤，使Lyocell轉(zhuǎn)杯紗斷頭少，毛羽少，條干水平高。
經(jīng)過對加工LyoceⅡ紗線工藝參數(shù)的優(yōu)選，最終紡制36。9texLyoceU纖維轉(zhuǎn)杯紗時，采用參數(shù)為：捻系數(shù)36l，轉(zhuǎn)杯速度38000r/min，分梳輥速度7000r/min，引紗張力0。98N，引紗速度63。94-n/min，喂條速度0。82m/min。紗線力學和外觀指標都達到較好狀態(tài)，紗線質(zhì)量指標見表5。
6結(jié)論
(1)加工LyoceⅡ纖維轉(zhuǎn)杯紗，應合理選擇轉(zhuǎn)杯紡工藝參數(shù)，才能紡出高質(zhì)量的紗線。
(2)由于轉(zhuǎn)杯紗自身條干不勻率較低、紗線均勻、細節(jié)少的特點，使織造加工過程中斷頭率降低，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好。
(3)Lyocell纖維紗易產(chǎn)生毛羽，應適當控制轉(zhuǎn)杯的引紗速度，采用低張力紡紗。盡量避免卷繞過程中紗體的摩擦，而轉(zhuǎn)杯紗是一次性筒子成形，因此成紗毛羽少，織物外觀清晰豐滿。
(4)通過優(yōu)選工藝所紡制的LyoceU纖維紗，條干不勻率水平好，紗線光潔，紗疵少，耐磨性和彈性優(yōu)良開發(fā)的LyoceⅡ纖維產(chǎn)品擁有酷似天然纖維的體觸感和懸垂性，具有吸汗透氣性能、保暖性能和涼爽性能。
來源 朱軍，張紅梅
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