环锭纱和紧密纱针织物的性能评定

分析研究了19.4 tex、14.6 tex和11.7 tex环锭纱和紧密纱的强度和伸长，探讨了用环锭纱和紧密纱生产的针织物，其纵密和横密随着纱线的变化而不同，并对针织物在干、湿松弛整理后的透气性进行了分析对比。

      近几十年来开发的所有新型纺纱工艺都是为了提高纺纱机的产量。但是直到目前为止，环锭纺纱仍然是最重要的短纤维纺纱工艺，这要归功于它的不断发展。环锭纺纱在其较长的发展历程中，已在适纺范围和产品质量两个方面取得显著改善。因此，环锭纱线已成为其他新型纺纱线的质量评定标准。现在看来，在短纤维纺纱工艺中，环锭纺纱已经达到较为完美的程度。
      尽管环锭纱是其他纱线的标准，但它仍然不完美，在显微镜下观察，环锭纱中纤维的抱合性较差，有一部分纤维对纱线强力几乎无贡献。紧密纺在这点上有明显的优势，虽然它有环锭纺的成分，但它仍属一种新型纺纱方法。
     紧密纺纱线除了可以生产贴身服用新产品外，还有下列优点：
      ———针织物疵点少，质量好。因为紧密纺减小了飞花现象，实质上也就消除了飞花带着油剂编入织物的可能性，所以纱线断头少，织物质量更好；
      ———相邻机台上不同种类、不同颜色的产品之间相互污染的可能性大幅下降；
      ———真空泵减少了吸附在纱线上的灰尘，也减小了导纱杆、织针和沉降片的磨损，因此机器的寿命提高；
      ———可以省略上蜡工序，主要是因为纱线毛羽较少。与环锭纱相比，编织机件污染降低，除尘时间延长，运转性能提高。
      紧密纱在针织物上的普遍应用还在于其成品很少起球。

原理
      环锭纱的质量和结构取决于两个因素：牵伸过程和纱线结构。
      普通环锭纱和紧密纱的成形结构示意图见图1。
      在传统纺纱机上，纤维喂入加捻区的宽度为W1，这个宽度是经过罗拉牵伸变细后的结果，主要取决于以下因素：
      ———喂入牵伸区原料的细度，即条子或粗纱的线密度；
      ———喂入粗纱的捻度；
      ———牵伸倍数。
      喂入原料的线密度和粗纱的捻度决定了原料进入牵伸区的宽度，W1与该宽度成正比。牵伸倍数对W1的影响也非常大。加捻三角区的角度与W1、捻度、纺纱张力Ts成正比，与纱线线密度成反比。也就是说，是以上这些因素决定了W1和纱线直径、Wｙ（加捻三角区的顶点）之间的差异。
      由于这一差异，使得纱条边缘的纤维端头不能得到充分控制，不能捻进纱线内部，在纱线表面形成毛羽，对纱线的强力贡献很小，或是不经加捻形成飞花。将W1减小到W2，将大大提高对边缘纤维的控制和加捻。值得一提的是加捻三角区顶点处的强力通常是纱线强力的三分之一，所以加捻三角区是纺纱过程中断裂较多的位置。
      加捻三角区中心纤维的张力比边缘纤维小的多，因此，当纺细号纱或弱捻纱时对边缘纤维的控制更弱，使得此处的强力不足以抵抗纺纱张力而发生断裂。将加捻三角区的宽度大大变窄，能提高环锭纱的结构、性能和纺纱效率。紧密纺纱系统的主要特点见表1。
实验原料和方法
      从本地工厂收集了不同细度的环锭纱和紧密纺纱。原料是：J-34棉，细度（马克隆尼）4.38，长度28 mm。紧密纺设备Suessen EliTe纺纱机，环锭纺纱机型号是Lakshmi Rieter G5/1。纱线捻度见表2。
      在Zwick通用强力机上测试纱线拉伸性能，测试隔距500 mm，拉伸速度100 mm/min。每个试样至少做30次，误差率5%。
      采用TK-83型单系统袜机，纱线张力不变，改变以下参数，共生产72种织物：
      ———弯纱三角位置：高、中、低；
      ———机号：14 G，16 G，18 G，22 G；
      ———针筒直径：8.9 cm(3.5英寸)；
      ———针筒转速：50 r/min。
      织物整理分干松弛和湿松弛两种。干松弛整理：所有试样在标准大气压条件下平置72 h以上。湿松弛整理：取部分试样在室温下置于静止水浴（含少量润湿剂）中24 h，随后在70 ℃热水中轻轻搅动30 min，然后经冷水漂洗，在40 ℃下干燥。这一过程重复三次使试样得到充分松弛，最后在标准大气压下调湿。
      用FX3300型Textest透气测试仪测定织物的透气性，测试压力9.8×105 Pa/s（厂商推荐值）。
      织物横密和纵密用织物密度镜测定。
      纱线强度和伸长率测试结果如表3所示。可见，紧密纱的强度远高于环锭纱，其产生差异的主要原因是边缘纤维。紧密纺过程中全部的纤维头端都被加捻点控制，这样它们就与纱线成为一体，纤维对纱线强力的贡献也就增大。此外纱线弱节较少也是紧密纱强度高的原因。紧密纺纱的断裂伸长高于环锭纱，也是由于纤维抱合性高，纱线结构好。图2为环锭纱和紧密纱表面纤维的差异。
      织物密度测试结果见表4。当针号和纱线线密度相同时，高弯纱三角位置时紧密纱织物和环锭纱织物纵密没有太大的差别，但在中、低三角位置时，紧密纱织物的纵密比环锭纱低。
      紧密纱织物横密（WPI）均高于环锭纱织物，高弯纱三角位置时横密最高，低三角位置时横密最低，中三角位置时横密居中。
      与环锭纱相比，由于结构的差别，紧密纱的抗弯刚度更大，纱线在织物中不同方向上曲率大，纵密和横密也受到影响。弯纱三角在中位置时，紧密纱的线圈跨度长，导致织物纵密较低。在低位置时也由于较大的线圈跨度，使得这种差异更明显。湿松弛织物也有相同的规律。
      紧密纱由于抗弯刚度大，使其纵向线圈长度减小，则单位长度的线圈数相应增多。在高弯纱三角位置时，线圈长度最小，在其他位置时线圈长度增大，单位长度的纬密相应减小。
      透气性：从图3、图4和表5可以看出，三角位置最高时，针织物的透气性最低，在低位置时透气性最高。紧密纺织物的透气性普遍较高。在中三角位置时透气性居中。湿松弛织物有相似的规律。
      三角位置较高时，由于线圈长度变小，织物较紧密。对于紧密纺织物而言，纱线毛羽的减小（见图2）与更好的一致性使得线圈之间产生了更大的开口，而且较高的抗弯刚度使得在纱线交叉点处有更多的空间，这些因素使得紧密纺织物的透气性比环锭纺织物要好。在低三角位置时，线圈之间开口更大，线圈长度更长，织物透气性更好。
      有趣的是22G的干、湿松弛织物在低位置时的透气性明显较高，而在其他两个位置时没有太大的变化。

结论
      紧密纱即使在捻度较低时，其强力和断裂伸长仍然较高。紧密纺纱线织物纵向密度小，横向密度高，主要是因为紧密纺纱的抗弯刚度大。干、湿松弛织物的透气性随着弯纱三角位置而变化，但均高于环锭纱织物。在高三角位置时透气性最低，低三角位置时最高。

         《Textile Asia》，2005；（4）.
              （曹红梅  译   张  弦  校）