低扭矩纱性能和结构

马建辉，李 双

（1.杭州中汇二棉纱线有限公司，浙江 杭州311203；2.天津工业大学，天津300387）

低扭矩纱又称扭妥TM纱，是由香港理工大学陶肖明教授领导的团队研究发明的低扭矩、低捻度、高强力环锭纺纱技术。这种一步法生产低扭矩环锭纱的纺纱技术，有效地解决了传统环锭纱“低捻必然低强”这一困扰国际纺织业多年的难题。

本文通过对渡茂公司的11.7tex纯棉低扭矩环锭纱样品的捻度、单纱强力、毛羽进行测试和纵向和横截面的观察，并且与15tex传统环锭纱进行对比，分析其中显著差别并尝试从结构和纺纱原理解读其性能上优势产生的原因。

1 低扭矩纱的纺纱原理

低扭矩环锭纺纱技术主要是在传统环锭细纱机的前罗拉和导纱钩之间安装一个机械式的假捻装置，如图1所示。此改良装置改变纺纱三角区纤维的张力分布，并且改变了纤维在成纱中的排列，使纱的残余扭矩通过其内部平衡而显著降低，在较低的捻度下，得到了低扭矩，毛羽少，较高强力以及手感柔软的单纱。

图1假捻器装置的实物图

图2〔（a、b）〕所示为传统环锭纺纱和低扭矩纱的纺纱过程。图2（b）中，A为高捻区，由于加捻器的作用，纱线被赋予极高的捻度，纤维所受张力增加，促进了纤维的转移。B区为低捻区，由于解捻作用，纱线捻度显著下降，纱线在加捻—解捻过程中，形成特殊的纱线结构。C区为气圈区。

图2 传统环锭纺纱和低扭矩环锭纺纱工作原理

2 低扭矩纱性能测试与结构观察

测试的试样为渡茂公司生产的11.7tex纯棉环锭纺低扭矩纱，在原料和设备相同的条件下生产的15tex的纯棉传统环锭纱作为对比试样。

捻度测试测试采用实验方法为一次退捻加捻法，实验仪器Y331C纱线捻度仪。强力测试采用YG061F电子单纱强力机，毛羽测试仪器为YG172A纱线毛羽测试仪。

采用光学显微镜观察纱线的纵面和截面单纱表面观察。

3 结果与讨论

表1为低扭矩纱与传统环锭纱捻系数对比；表2为低扭矩纱与传统环锭纱断裂强度对比；表3为低扭矩纱与传统环锭纱100m毛羽根数对比。图3（a）为传统环锭纱单纱表面显微镜照片，图3（b）低扭矩纱单纱表面显微镜照片；图4（a）传统环锭纱截面显微镜照片，图4（b）低扭矩纱截面显微镜照片。

表1 低扭矩纱与传统环锭纱捻系数

表2 低扭矩纱与传统环锭纱断裂强度

表3 低扭矩纱与传统环锭纱100m毛羽根数

图3 传统环锭纱 低扭矩纱单纱表面显微图

图4 传统环锭纱低扭矩纱截面显微图

测试结果得出11.7tex低扭矩纱线捻系数为54.7，相对于15tex传统环锭纱的捻系数83.9低34.8%，低扭矩纱的断裂强度为18.5cN／tex，而15tex传统环锭纱的断裂强度为18.1cN／tex，在捻系数比传统环锭纱低约34.8%的情况下，强力不仅没有损失，还略为提高了2%左右，这是低扭矩纱性能上最大的优势。低扭矩纱之所以在较低的捻系数下不会损失过多的强力，是因为罗拉出口处和导纱钩之间的假捻器起到了至关重要的作用。纱线在前罗拉和假捻器之前的区域中被赋予极高的捻度，纤维所受张力的增大，从而促进了纤维转移。

低毛羽也是低扭矩纱的优势之一，低扭矩纱每100m的毛羽总数为790，比传统环锭纱2393相对减少了约67.9%，对后道工序明显不利的3 mm以上的毛羽，低扭矩纱相对传统环锭纱减少了71.6%。在低扭矩纱纺纱过程中，由于假捻器的加入减小了低扭纱纺纱三角区长宽比，比普通环锭纱线更利于使纤维集聚在一起，从而大大降低形成较长纱线毛羽的机会。此外，经过加捻退捻过程时，一部分在纺纱三角区形成的较长毛羽会被包缠在纱线表面，并受到在这个过程中纱线结构改变的影响而被部分嵌入纱线内部，从而也减小了最终低扭矩纱线中长毛羽的数量。

利用光学显微镜可以清晰地观察到低扭矩纱线横截面上纤维的分布情况，如图4所示。低扭矩纱线的横截面上的纤维分布和排列较为均匀，而传统环锭纱的排列分布较为松散，相对没有低扭矩纱密集。还可以看出传统环锭纱线外部纤维分布较松散而向纱线内部有变紧密的趋势，而低扭矩纱这种趋势并不明显，而外部和内部排列都较为紧密。这也能解释低扭矩纱比传统环锭纱结构更为紧密，强度更高毛羽更少这些特性。

4 结论

低扭矩纱最显著的特性是其低捻度和较小的残余扭矩，这种新型技术纺制的纱线由于引入了假捻器装置，在纱线强力没有降低的前提下，可以纺制比传统环锭纱线的捻度更低、毛羽较少的纱线。从而揭示了低扭矩纱独特的特性，即低扭矩，低捻度，毛羽少，高强力。

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