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摘要：研究不同捻系數比對純棉7．3tex×2股線性能的影響。通過對捻系數為350和390的集聚紡單紗分別反向加捻成股線，并表征了股線在不同捻系數比下的表面形貌、斷裂強力、強力不勻率、斷裂伸長率和條干不勻率。結果表明，在一定范圍內，隨著捻系數比的增大，股線的強伸性和條干均有所改善；兩種單紗捻系數的股線性能變化趨勢相似，但單紗捻系數390的股線整體性能較好；捻系數比在0．3～0．5和1．2～1．5之間時，兩種股線性能均較好。

關鍵詞：純棉股線；捻系數比；線密度；力學性能；條干不勻率

隨著人們消費水平的不斷提高，對優質和耐用純棉織物的需求也不斷增加［1］。當單紗的性能不能滿足織物的要求時，通常采用倍捻工藝將單紗合股反向加捻，使股線內外應力平衡，以滿足紗線的質量和風格［2］。單紗合股加捻可以提高紗線的品質，例如增大斷裂強力、提高斷裂伸長率、改善條干均勻度、減少毛羽和增強耐磨性等［3］。捻系數比是股線捻系數與單紗捻系數的比值，由單紗捻度、股線捻度、單紗線密度和股線線密度4個因素共同決定，所以使用捻系數比衡量股線的加捻程度更科學、更準確。捻系數比配置是影響股線結構的決定性因素，從而影響股線的性能以及織物的服用性能［4－5］。因此，對純棉股線的結構與性能進行研究具有重要意義。

1試驗過程

由于JC7．3tex單紗紗號較細，為保證成紗質量的要求和節約成本，采用長絨棉和細絨棉以50∶50的比例紡制兩種集聚紡單紗，再分別將其并線反向加捻為不同捻系數比的股線。通過試驗表征不同捻系數比股線的表面形貌、斷裂強力、斷裂強力不勻率、斷裂伸長率和條干不勻率，分析捻系數比對股線性能的影響規律，為實際生產提供理論依據。

1．1試驗原料

所用棉纖維的主要性能指標：新疆長絨棉的上半部長度37．87mm，細度1．02dtex，馬克隆值4．47，含雜率2．2％，成熟度比0．88，斷裂比強度41．4cN／tex；新疆細絨棉的上半部長度28．41mm，細度1．15dtex，馬克隆值5．17，含雜率1．1％，成熟度比0．88，斷裂比強度28．1cN／tex。

1．2工藝流程

A186G／FKW－350H型清梳聯合機→DS－Dr－01型數字式小樣并條機→DSCo－01型數字式小樣精梳機→DSDr－01→型數字式小樣并條機DSRo－01型數字式小樣粗紗機→YFJ－5型數字式小樣細紗機→TTS008－2型絡筒機→GB1606－61型并線機→GB1606－32型倍捻機試紡過程中發現，當單紗的捻系數小于325時，紗線斷頭多；當單紗的捻系數大于415時，紗線易出現“小辮子”。為保證試驗數據的準確性和一般規律性，選擇捻系數350和390作為單紗的捻系數。

1．3測試方法

在標準溫度（20±2）℃、相對溫度（65±2）％下平衡24h后，對單紗和股線的主要物理性能指標進行測試。根據GB／T4743—2009《紡織品卷裝紗絞紗法線密度的測定》標準，使用YG086型縷紗測長機絞繞5組100m的紗線，將烘干紗線的質量結合公定回潮率算出紗線的實際線密度。使用Y331N型紗線捻度機，采用退捻加捻法測試單紗捻系數，采用直接計數法測試股線捻系數，分別測試10次，取平均值。使用YG029G型全自動單紗強力儀測試單紗斷裂強力和斷裂伸長率，夾持長度500mm，拉伸速度500mm／min，測試12次。使用CT200型條干測試儀測試紗線條干不勻率，設置試樣長度400m，測試速度400m／min，測試時間1min，測試3次。兩種捻系數單紗的測試指標如下。

2結果與分析

2．1表面形貌

圖1為單紗捻系數390的股線在捻系數比為0．4、0．7、1．1和1．4時的電鏡照片（×250）。由圖1可以看出，捻系數比為0．4時，單紗的捻向與股線的捻向相反，單位長度內捻回數較少，單紗中的纖維排列緊密；捻系數比為0．7時，股線表面的纖維與股線軸向平行，表面捻幅為0，此時股線表面疏松手感柔軟，光澤最好；捻系數比為1．1時，股線表面的纖維傾斜方向與股線捻度的方向一致，而單纖維本身的扭轉仍為Z捻方向，股線表面較為疏松；捻系數比為1．4時，股線表面纖維的傾斜方向與股線捻度方向一致，單位長度內捻回最多，纖維間和單紗間接觸緊密。

2．2實際線密度線密度是紗線的重要指標之一。

股線反向加捻導致線密度的變化往往被忽視，然而實際線密度隨著股線捻系數比的增加具有一定的規律性。圖2為股線的捻系數比與實際線密度的關系。由圖2可以看出，兩種股線的線密度變化規律相似，可以將其劃分為三個階段。捻系數比＜0．3時為第一階段，股線的線密度隨著捻系數比的增大而減小，這是由于單紗的退捻程度大于股線的加捻程度，導致股線的線密度減小；當0．3≤捻系數比＜0．6時為第二階段，股線的線密度隨著捻系數比的增大而增大，此時單紗的退捻程度小于股線的加捻程度；捻系數比＞0．7時為第三階段，股線線密度的增大程度較第二階段更為明顯，由于單紗和股線的加捻方向一致，隨著捻系數比的增加，產生的捻縮較大，故線密度增長較快；另外，此階段單紗捻系數390的股線線密度增長相對較快，是由于在相同捻系數比的情況下，單紗捻系數較大的股線中纖維扭轉程度更大，導致股線越緊密［6］。在生產中，股線的實際線密度對織造過程和織物規格具有一定影響，因此當股線的捻系數較大時，應該將股線的實際線密度考慮在內。

2．3股線的強伸性能

2．3．1斷裂強力斷裂強力是衡量紗線質量的重要指標之一。紗線強力高且強力不勻率小時，可以減少織造過程中的經紗斷頭，保證織造過程順利進行。圖3為同一紡紗和并線工藝條件下，不同單紗捻系數的兩種股線斷裂強力和強力不勻率隨捻系數比的變化趨勢。由圖3（a）可以看出，捻系數比相同時，單紗捻系數390的股線比單紗捻系數350的股線斷裂強力大；兩種股線的斷裂強力變化趨勢相似，即隨著捻系數比的增加，單紗捻系數不同的兩種股線的斷裂強力均出現兩個極大值，一個極小值。結合圖1分析，捻系數比較小時，股線的捻度較小，單紗間容易滑動，股線中單紗的斷裂同時性差［7］；當捻系數比為0．7時，股線表面纖維與其軸向平行，當受到拉力時，因為纖維間存在滑移，導致部分纖維未完全受力而斷裂［8］，并且滑脫纖維的數量較多，故此時股線的斷裂強力達到極小值；捻系數比較大時，單紗之間由于相互交纏緊密，增大的抱合力減少了滑移現象，綜合因加捻引起的紗軸傾斜使軸向分力減小的效應，從而使股線斷裂強力增大［9］。由圖3（b）可以看出，股線的強力不勻率與斷裂強力的變化趨勢相反，即斷裂強力增大時強力不勻率減小，斷裂強力減小時強力不勻率增大。當捻系數比為0．7時，股線的強力不勻率最大；捻系數比為0．4和1．5左右時，股線的強力不勻率出現極小值。紗線的斷裂是由纖維的斷裂和滑脫引起的，當股線受到外界的拉力時，外層纖維逐漸滑脫或斷裂，由外向內第二層纖維滑脫或斷裂，直至紗線斷裂［10］。當捻系數比為0．7時，股線外層的部分纖維摩擦力小于纖維的斷裂強力，而這部分纖維的比例波動較大，導致強力不勻率變大；捻系數比為0．4和1．5左右時，纖維接觸緊密，減少紗線中的細節和弱捻，使股線斷裂強力不勻率減小。實際生產中，在考慮股線斷裂強力和強力不勻率的同時要考慮生產效率和生產成本，隨著捻系數比的增加，單位時間內股線的生產速度降低，生產一批股線的時間相對較長，運轉周期大，這樣大大增加了生產成本。2．3．2斷裂伸長率圖4為股線的捻系數比與斷裂伸長率的關系。從圖4可知，單紗捻系數為390的股線斷裂伸長率整體較大，隨著捻系數比的增加斷裂伸長率出現2個極大值和1個極小值。當捻系數比較小時，股線捻度的增加有助于增大單紗間的接觸，從而增大纖維間的摩擦力，所以股線的斷裂伸長率有增大的趨勢；當捻系數比為0．7時，斷裂伸長率達到極小值，此時股線表面捻幅為0，纖維滑移增大，導致股線斷裂伸長率減小；當捻系數比繼續增大時，股線的平均捻幅隨著捻系數比的增加而增大，股線的斷裂伸長率也隨之增加。當捻系數比超過一定值時，股線中部分纖維結構受損，影響其斷裂伸長率。

2．4股線條干紗線條干均勻度是

成紗質量的一項重要指標，紗線條干均勻度較好時，可以改善織物外觀質量，所以降低成紗條干不勻率是企業亟待解決的質量問題。圖5為相同紡紗工藝條件下，兩種股線的條干不勻率隨著捻系數比的變化趨勢。與圖3（b）比較分析發現，股線的條干CV與強力不勻率的變化趨勢相似，說明股線條干均勻度影響強力不勻率。從圖5中可以看出，兩種捻系數的單紗合股后的條干CV均存在兩個極小值和兩個極大值，但條干不勻率的整體趨勢隨著捻系數比的增加而減小。這是因為捻系數比增加，股線中兩根單紗接觸越緊密，故股線的條干均勻度越好；另外，隨著捻系數比的增加，單紗先退捻再加捻，在這個過程中股線表面捻幅先減小后增大，單紗捻幅的變化與股線捻度的變化共同作用，導致股線的條干不勻率波動較大。

3結束語

（1）通過掃描電鏡觀察股線表面形貌發現，捻系數比的增大可以加強股線中單紗與單紗之間的聯系，改變纖維的傾斜程度和方向，改善紗線結構，影響股線的手感和其他物理性能。（2）雙股反向加捻的純棉股線線密度隨著捻系數比的增加存在一個極大值，當捻系數比大于1．2時，對線密度的影響越大，且單紗的捻系數對股線的實際線密度影響越顯著。所以在實際生產中如果對股線的線密度要求嚴格時，可以適當調節單紗的捻系數改變股線的線密度。（3）隨著捻系數比的增加，純棉股線斷裂強力存在兩個臨界捻系數，分別在捻系數比為0．4和1．5左右，單紗捻系數越大，臨界捻系數相對越小，并且單紗捻系數較大比單紗捻系數較小的股線強伸性和強力不勻率要好。在生產中，當股線的捻度一定時，可以提高單紗的捻系數改善股線的斷裂強力。（4）在一定的范圍內，純棉股線的條干不勻率隨著捻系數比的增大呈減小的趨勢，且單紗捻系數較大的股線條干較好。（5）當捻系數比為0．7左右時，股線的強伸性和條干均勻度均較差，在沒有對股線捻系數和風格有特定要求時，應盡量避免使用此時的捻系數比。（6）在一定的范圍內，捻系數比的增加可以有效改善股線的強伸性和條干均勻度，但在保證安全生產和股線質量的前提下，捻系數比的增加必然會降低倍捻機的生產速度，不僅影響工藝的效果，同時也會增加生產成本。因此，實際生產中應該綜合考慮選擇適當的捻系數比，滿足股線質量要求，同時控制好生產成本。

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作者：孫晶 王瑞 孫紅玉 徐磊 夏燕茂 單位：天津工業大學