【技术】赛络菲尔纺三色花式纱纺纱工艺优化

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作者/曹梦龙 徐伯俊 陈伟伟 王广斌 章艳红

编辑/棉纺织技术新传媒-Cindy

《棉纺织技术》2017年3月（第45卷，总第545期）火热发售中……

本期《棉纺织技术》涵盖以下技术文章：

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原文刊自：2017年1月

第45卷（总第543期）

近年来，花式纱线行业不断的改进、提高，使产品向结构复合型、原料多元化、品种多样化方向发展，新原料、新工艺、新设备和新控制方法的采用，使得纱线具有色彩性、结构性，既富有层次变化，又富有立体感，使花式纱线具有较高的附加值，为纺织行业注入新的活力。 

为了探寻新的纺纱方式，在对赛络菲尔纺和嵌入式纺纱原理的基础上，开创出赛络菲尔纺新技术。本文采用赛络菲尔纺纺纱方式纺制新型的三色花式纱线，并对其纺纱工艺与成纱质量进行探讨。 

1 赛络菲尔纺纺三色花式纱技术原理   

赛络菲尔纺纺三色花式纱是一种新型多功能纺纱技术，是在赛络菲尔纺的基础上进行改进的，其独特的纺纱系统设计在纺某些可纺性差的纤维原料以及多种花色品种纱线有着独特的优势。纺纱原理为采用两个长丝以一定间距通过长丝张力盘绕过双槽导丝轮喂入前胶辊，与从后罗拉喂入的粗纱汇聚，在前罗拉的加捻作用下成纱，捻合成具有股线风格的赛络菲尔纺三色花式纱线。赛络菲尔纺纺三色花式纱原理图如图1所示。

2 试验准备   

2.1 试验方案  

为了研究纺制赛络菲尔纺三色花式纱的最优工艺，经过相关资料的分析，结合实践选取捻度、两根有色长丝间距、长丝预加张力三个影响成纱质量最大的工艺参数，进行单一因素试验，初步研究了最佳工艺参数的大体范围；再对三个因素对纺纱的综合影响进行研究，进行正交设计与结果分析。 

2.2 试验原料  

采用两根相同的锦纶长丝，细度为 83.3 dtex ；另一根采用精梳棉粗纱，其粗纱定量为 5.0 g/10 m ，纺制成JC 15 tex/83.3 dtex/ 83.3 dtex 新型花式纱。 

2.3 细纱机的改装  

赛络菲尔纺采用两根长丝喂入前胶辊，为了使两根长丝以一定间距平行喂入，需要对QFA1528型细纱机进行加装双槽导丝轮装置，这样可以避免两根长丝在喂入的过程中相互缠绕，且能保证以一定的间距平行喂入。由于QFA1528型细纱机为手动摇架，需采用特殊的支架进行安装双槽导丝轮。长丝的预加张力需要在长丝张力盘的控制下才能顺利喂入，纺纱才能稳定运行。 

3 试验与结果分析   

3.1 单一因素试验与结果分析  

根据选用的精梳粗纱和锦纶长丝的物理性能指标，进行设计所纺赛络菲尔纺三色花式纱的细度为JC 15 tex/83.3 dtex/83.3 dtex。选取对成纱质量影响最大的双丝间距、捻度和长丝预加张力三个工艺参数，单一因素水平表见表1。

由于双槽导丝轮的选定以及实践的经验设定，双丝间距从8 mm～16 mm范围内调节，其他工艺参数设置：锭子转速10 000 r/min；后区牵伸 1.28 倍；吸风负压2 000 Pa；钳口隔距3 mm。 

3.1.1 双丝间距因素试验结果与分析  

双丝间距是影响赛络菲尔纺纺三色花式纱线性能的重要因素，且存在最佳间距使纱线性能最优。本文所指的间距为两根有色锦纶长丝的间距，由双槽导丝轮控制。在捻系数和长丝预加张力保持水平3的条件下，改变双丝间距，测得双丝间距因素对纱线性能的影响见表2。

从表2可以看出，随着双丝间距的增大，纱线的断裂强力和断裂伸长率随之增大，断裂伸长率在增加到一定程度后有下降趋势。双丝间距增大时，由于捻回向三角区传递，长丝与须条上所得捻回增多，纤维内外层转移较充分，当纱线受力时断裂强力利用系数高，对强力贡献比较大。间距增大，纱体结构紧密，成纱螺旋角变大，从而导致纱线断裂伸长占主导地位，因此纱线强力增大，断裂伸长率也较大；而当双丝间距增加到一定程度时，须条单纱段长度变长，短纤维充分伸直，因此断裂伸长率下降。 

从表2还可以看出，随着双丝间距的增加，毛羽得到明显改善。这是由于双丝间距较小时，汇聚点以上的须条长度较短，成纱加捻时对纤维的控制差，毛羽较多；当双丝间距增大时，加捻三角区对纤维的控制强，毛羽减少。与此同时，纱线的条干 CV 值会随着双丝间距的增大会先减小到一定程度后增大，这是由于双丝间距小时，棉纤维须条与双丝复合时加捻三角区小，长丝可能产生滑移，因此条干差。当双丝间距增加到一定距离时，两根长丝能很好地包缠，使得成纱紧密，故条干变好。而当双丝间距继续增加时，纱线条干 CV 值又变差的原因可能是双丝间距过大导致加捻三角区长度过长，使须条过分拉伸，条干恶化，同时由于加捻三角区过宽，从而纤维控制能力不足，使得条干又有恶化的趋势。 

3.1.2 捻系数因素试验结果与分析  

在双丝间距和长丝预加张力保持在水平3的前提条件下，根据表1所示水平改变捻系数，得到其捻系数因素水平对纱线性能的影响如表3所示。

从表3可以看出，随着捻系数的增大，纱线的断裂强力和断裂伸长率都逐渐增大，但当捻系数增大到一定程度后，纱线的断裂强力会有下降的趋势，即存在一个捻系数临界值。加捻使得双丝与棉纤维之间相互包缠，增加了棉纤维与双丝之间的抱合力和摩擦力，因而在拉伸时具有较高的强力。当捻系数继续增大时，纱线中的纤维承受力在纱线轴向方向上的分力减少，因此捻度继续增加时纱线强力下降。 

从表3还可以看出捻系数与毛羽指数和条干 CV 值之间的关系。随着捻系数的增加，纱线的毛羽指数和条干 CV 值也逐渐降低。由于捻系数较低时须条与长丝在汇聚点三角区捻回传递较少，不利于纱线中纤维的紧密抱合，使得纺纱段过长，条干恶化。因此纱线捻系数的增加有利于有害毛羽的减少和纱线条干的改善。 

3.1.3 长丝预加张力因素试验结果与分析  

在双丝间距和捻系数保持在水平3的前提条件下，根据表1所示水平改变长丝预加张力，长丝预加张力因素水平对纱线性能的影响如表4所示。

从表4可以看出，随着长丝预加张力的增加，花式纱的断裂强力增加到一定程度后逐渐降低，而断裂伸长率连续增加。长丝预加张力小时，长丝的汇聚角越大，成纱时的纺纱张力也小，成纱后长丝对棉纤维的包缠不足，造成长丝与棉纤维间的抱合力不足，纱线强力较低；随着长丝张力的增加时，成纱时的纺纱张力大，纱线的断裂强度随之增加；当长丝的预加张力过大时，成纱后纱体中双丝和棉纤维的预应力都比较大，所以纱线的强力下降。长丝预加张力对断裂伸长率的影响作用不是很明显，随着长丝张力的增加，花式纱的断裂伸长有略微增加的趋势，因为随着长丝预加张力的增加，成纱中长丝预应力增大，纱线松弛后较大，使得纱线的断裂伸长有增大的趋势。 

从表4还可以看出，随着长丝预加张力的增加,花式纱的毛羽指标有下降的趋势，这是因为随着长丝预加张力的增加，长丝的应力增大，由原来长丝包缠棉纤维转而变成棉纤维包缠长丝，越来越多的棉纤维暴露在纱体的表面，导致毛羽增多。双丝预加张力对 CV 值影响不大，在较小的范围波动。 

3.2 综合因素试验与结果分析  

此试验采用正交表 L⁹(3⁴)进行试验，根据前面单一因素试验的结果，选择3个水平。正交试验的因素水平表见表5，试验方案以及试验结果见表6，极差分析见表7。

3.2.1 正交试验结果单个指标分析  

根据以上试验结果、极差的分析可知，三因素对花式纱线断裂强力的主次顺序为 B＞A＞C ，较好的组合为 A 3B 3C 2 ，即双丝间距为14 mm，纱线捻系数为340，长丝预加张力为15 cN；三因素对花式纱线毛羽的主次顺序为 A＞B＞C，较好的组合为A 3B 2C 1 ，即双丝间距为14 mm，纱线捻系数为320，长丝预加张力为10 cN；三因素对纱线条干的主次顺序为 A＞C＞B，较好的组合为A 1B 1C 3 ，即双丝间距为10 mm，纱线捻系数为300，长丝预加张力为20 cN。  

3.2.2 正交试验结果综合指标分析  

由于单纱断裂强力、毛羽指数和条干 CV 值的量级、量纲不同，故首先要将各指标分别量化到0～1之间；然后运用最优化方法中的加权组合方法，确定三项指标的影响程度。权重分配即反映各个质量评价中的地位，根据纺织生产特点，其主要影响因素是原料的性能和产品用途，而生产中这些因素是无规律变化的，因此权重系数是根据对各指标的权重分配数据，加以平均而确定的。由于试验结果中条干 CV 值的变化范围较窄,所以降低了该项指标的权重系数。建立的综合指标公式如下。 

综合指标=0.45×断裂强力-0.45×毛羽指数-0.1×条干 CV 值  （1）                          

经计算，方案1到方案9的综合指标依次为292.34、300.23、306.23、300.78、295.34、306.79、305.12、304.11、308.19。对三个因素的综合指标进行分析,其效应曲线如图2所示。 

从图2可以看出，当双丝间距为14 mm、捻系数340、长丝预加张力15 cN时，所纺赛络菲尔纺三色花式纱的性能最优方案应为 A 3B 3C 2 。

3.2.3 最优工艺方案的验证  

按照最优方案 A 3B 3C 2 进行纺纱,纺纱性能测试结果为断裂强力690.42 cN，毛羽指数1.85，条干 CV 值7.86%。该结果最优。因此 A 3B 3C 2 为最优方案。 

4 结论   

通过对赛络菲尔纺与嵌入式纺纱原理的研究，成功开创出赛络菲尔纺纺纱新方法，即对QFA1528型细纱机进行装置改装，安装长丝张力盘、双槽导丝轮，选择工艺参数，并纺出赛络菲尔纺三色花式纱。通过单一因素试验，研究并分析出纱线双丝间距、捻系数、长丝预加张力三个工艺参数与成纱性能的关系；在单一因素试验的基础上进行正交设计，得出双丝间距14 mm、捻系数340、长丝预加张力15 cN时，赛络菲尔纺三色花式纱的成纱质量最优。 

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