麻赛尔纤维与棉纤维混纺性能研究作者：龙啸云朱军来源：《纺织报告》 2013年第3期与棉纤维混纺性能研究龙啸云，朱军（南通大学纺织服装学院，江苏南通226019）摘要：采用通用二次旋转方法，建立回归方程，研究分析了纺纱工艺中的分梳辊转速、捻系数、转杯转速对纱线各项性能的影响，并优化纺纱工艺参数。
实验结果表明：转杯转速为27000r/min，分梳辊转速为5700r/min，捻系数为395时，纱线综合性能最好。
变异系数为11.23%，断裂强力为377.53cN，断裂伸长率为10.87%，断裂功为134J，细节1个/km（-50%），粗节27个/km（+50%），棉结17个/km（+200%），毛羽46.3个/10m。
关键词：二次通用旋转；麻赛尔纤维；纺纱中图分类号：TS104.5 文献标识码：AStudy of jutecell fiber/cotton fiber spinning performance Long Xiaoyun, Zhu Jun(college of textile and clothing of Nantong university, Nantong 226019, China) Abstract：By the universal two rotation method and establishing the regression equation，study and analysis properties of yarn which is affected by speed of combing rollers and twist ratio and speed of rotor spinning，and optimize the technology parameters of spinning. The experimental results show that：when speedof ring is 27000r/min，speed of combing roller is 5700r/min，twist multiplier is 395，the property of yarn is best. Cv is 11.23%，breaking force is 377.53cN，breaking elongation is 10.87%，work of fracture is 134J，the number of spinning of details is 1 per kilometre（-50%），number of nubs is 27 per kilometre （+50%），number of neps is 17 per kilometre（+200%），number of filoplume is 46.3 per10m.Key words：the universal two rotation method; jutecll; spinning 引言麻赛尔纤维是柔软、舒适针织物和机织物的理想纤维原料。
它具有良好的可纺性，既可纯纺，也可与棉、毛、丝、麻、化纤、羊绒等纤维混纺交织，适合纺制各类机、针织纱。
麻赛尔纤维蓬松、柔软，具有良好的手感和悬垂感，吸湿透气性能优于棉，穿着舒适，具有良好的抑菌性、抗菌防霉性能。
是制作内衣、家用纺织品、医用纺织品及各种高档时装的理想原料。
麻赛尔纤维的原料取自天然，因此节能环保。
加强麻赛尔纤维的后续织物开发和应用研究，拓展其应用范围，符合人们环保和健康的要求，具有显著的社会效益、经济效益和广阔的应用前景。
利用麻赛尔纤维生产的纱线是绿色纤维的延伸，同属绿色产品。
麻赛尔纤维可与其他种类的纤维进行特定比例的混纺，既能体现其他纤维的性能，又能充分发挥麻赛尔纤维的特性。
用麻赛尔纤维纱线生产的面料和服装，具有明显不同于棉、木型纤维素纤维织物的独特风格，手感滑爽、色泽亮丽、吸湿排汗性能佳、透气性极好、抑菌防霉亲肤性好的优点，彻底颠覆了原麻硬粗短的原生态缺点。
另外，开发麻赛尔纤维，不仅解决了原麻纤维加工技术难题，拓宽了麻纤维传统应用领域，而且极大地提高了黄麻资源利用效率和产品附加值，可以有效利用我国丰富的黄麻、红麻的资源。
针对麻赛尔纤维与棉纤维的特点，开发麻赛尔纤维/棉纤维的混纺新产品，对提高产品档次，降低生产成本，增加经济效益，有着积极的作用。
1 实验准备本文选用的原料是麻赛尔纤维和棉纤维，经测试，它们各自的主要物理指标见表1-1和1-2。
表1-1 麻赛尔纤维主要物理指标表1-2 棉纤维主要物理指标1.2 实验仪器及厂家表1-3 试验仪器2 工艺流程棉纤维：A002D型抓棉机→A035A型混棉机→A036C型开棉机→A092A型双箱给棉机→A186D 型梳棉机麻赛尔纤维：A002D型抓棉机→A035A型混棉机→A036C型开棉机→A092A型双箱给棉机→A186D型梳棉机棉生条、麻赛尔生条→FA322型并条机（三道）→FA601A型转杯纺纱机3 前纺工艺3.1 开清棉工序由于麻赛尔纤维细度小，纤维强力较低，回潮大，所以开清棉工艺以适度开松为主，适度控制各部打手速度和隔距，减少打击强度和次数，具体工艺设计遵循“低速、多梳少打、大隔距、薄喂少落”原则[1]。
3.2 梳棉工序梳棉工序是纺纱工序流程中一道比较重要的工序。
麻赛尔纤维和其他的再生素纤维一样，纤维强力低，容易在梳理的过程中断裂从而形成短纤维，对成纱的强力和条干均匀度都会产生一定的影响。
在梳棉过程中，可以降低刺辊、锡林转速，通过紧隔距措施加强梳理，提高纤维的伸直平行度和分离度，减少纤维之间的搓揉，以达到减少棉结的目的。
提高锡林、刺辊间的线速比，可以减少刺辊返花和棉结的产生。
采用低盖板速度，减少盖板花[2][3][4]。
生条干定量16.66 g/5m，重量不匀率3.0 %。
梳棉工序主要工艺参数：锡林速度300r/min，刺辊速度720 r/min，道夫速度18 r/min。
锡林～盖板隔距0.25 mm、0.23 mm、0.23 mm、0.23 mm、0.25mm，锡林～道夫隔距0.15 mm[5]。
3.3 并条工序并条主要是为了改善条子的长片段不匀率，增加纤维的甚至平行长。
工序采用“慢速度、大隔距、重加压、顺牵伸、强控制”的工艺原则，采用并条机进行两道并合。
同时，由于麻赛尔纤维回潮率较高，容易产生静电，从而防选用放静电涂料处理的胶辊，避免由静电产生的缠绕堵现象。
在并条过程中，及时清理纱条通道，用滑石粉擦拭，保持通道光洁滑爽减少摩擦阻力。
4 实验设计4.1 试样规格考虑到试验的有效性和麻赛尔纤维的抗菌性能，麻赛尔纤维与棉纤维的混纺比选取：70：30。
纺纱方法采用转杯纺，纺制30tex的纱。
4.2 转杯纺纱条件本课题使用的是FA601A 型转杯纺纱试验机，纺制30tex 的麻赛尔/棉混纺纱，选用选用φ66 的大直径转杯，OK37 型锯齿分梳辊，直径为φ14 陶瓷假捻盘，温度24℃，相对湿度80%。
麻赛尔/棉熟条混纺比为70/30，条干定量为16.66g/5m。
5 单因子实验设计在转杯纺纱工艺参数的配置中，捻系数、分梳辊速度、转杯速度3个工艺参数是影响成纱质量最主要的工艺参数。
以这3个工艺参数为实验因子，转杯速度变化范围为：25000～36000r/min，分梳辊速度的变化范围为：5000～8000r/min，捻系数的变化范围为：340～500，采用单因素实验，找出纱线强力高的最优工艺。
5.1 捻系数在转杯直径不变、纱线特数不变，转杯转速30000r/min，分梳辊转速6000 r/min情况下，改变纱线的捻系数，通过测试纺出的纱线性能，找出较好的纱线捻度。
捻系数与纱线性能的关系如下：表5-1 捻系数与断裂强力的关系由上面的表可以见，转杯纱捻度的变化对成纱强力具有较大影响。
当捻系数较小时，难以成纱，纱线的断裂强力较小，随着捻系数增大，成纱断裂强力先增加达到峰值后逐渐下降，故而对成纱断裂强力而言，有一个捻系数的最佳配置，当捻系数为380时，纱线的断裂强力达到峰值，然后随着捻系数增大，纱线断裂强力明显减小。
5.2 分梳辊转速在转杯直径不变、纱线特数不变，转杯转速30000r/min，捻系数380情况下，分梳辊转速与纱线性能的关系如下：表5-2 分梳辊转速与断裂强力的关系从上表中可以看出，随着分梳辊转速的增加，成纱断裂强力先增加后下降。
随着分梳辊转速的增加，纤维损伤严重，短绒率增加，故分梳辊转速不宜太高，使得既保证对纤维的充分梳理，又保证尽量减小梳理过程中对纤维的损伤，并能够使纤维顺利转移。
故而对成纱断裂强度而言，有一个分梳辊速度的最佳配置，在本课题试验条件下，当分梳辊速度为5800r/min时，纱线的断裂强力达到峰值，然后随着分梳辊速度增大，纱线断裂强力明显减小。
5.3 转杯速度在转杯直径不变、纱线特数不变，分梳辊转速5800r/min，捻系数380情况下，转杯转速与纱线断裂强力的关系如下：表5-3 转杯转速与纱线断裂强度的关系由上面的表中可以看出，当转杯转速增大时，转杯内真空度有所提高，使纤维从输送管到转杯凝聚槽的过程中，纤维的伸直定向度好，纱线条干较好，成纱断裂强力增加，当转杯转速达到27000r/min时，纱线的断裂强力最大。
但是转杯转速超过一定的临界值后，条子喂入速度加快，而分梳辊转速不变，则纤维受到的分梳作用减弱，纤维束数量增多，纤维分离度、定向度变差，纱线条干明显恶化，使成纱断裂强力下降。
6 二次旋转组合设计6.1 方案设计根据单因子实验得到的数据，发现成纱强力在捻系数、转杯速度、分梳辊速度分别为370～420、27000～33000r/min、5200～6200r/min 时有强力最大值点，所以据此确定二次通用旋转设计时，各因子的上限和下限分别为图6-1所示：图6-1 二次旋转组合设计因子选择表从而得出设计安排，见图6-2。
图6 2 二次旋转组合设计安排表采用二次旋转组合设计，得到20套试验方案，见表6-1。
表6-1 实验方案注：括号中的数据为实际纺制纱线时用的工艺参数。
6.2 实验和测试数据按照以上方案纺出20组纱线，测试结果如表6-2。
6.3 多元线性回归模型的建立通过SPSS软件建立回归方程。
采用向后剔除法（Backward Selection)，自变量先全部选入方程，每次剔除一个使上述检验最不能拒绝H0者，直到不能剔除为止。
6.4 各指标有效的回归方程回归系数根据α=0.05水平检验，剔除不显著的回归系数后，可得各指标有效的回归方程如表6-3所示。
（x1，x2，x3分别是转杯速度，分梳辊速度，捻系数）表6-2 纱线性能表6-3 各指标有效的回归方程6.5 试验结果的分析与讨论根据求得的各变量因子与考察指标之间的高精度有效的回归方程，用Matlab7.0软件绘制三维曲面图。
