并条工艺参数对纤维取向和条干质量的影响

P.B.Malakane，P.V.Kadole

DKTE协会 纺织与工程研究所(印度)

牵伸能极大地增加纱线条干的不均匀性。并条工序通过合并纱条提高条干的均匀度，通过牵伸提高纤维的平行度和伸直度。牵伸倍数、并合数和牵伸速度决定了条干的质量。条干的强度取决于其内部的纤维排列。本文研究了牵伸倍数、并合数和牵伸速度对纤维取向、强度，以及条干均匀性的影响。

1 材料和方法

1.1 材料

MECH棉纤维：2.5%跨距长度为29.10 mm，强度为28.91 cN/tex，线密度为1.59 dtex。

1.2 方法

采用Taguchi方法，使用3种水平的3个条干工艺变量——牵伸倍数、并合数和牵伸速度，设计了L9正交试验制取条干试样(表1)。

表1 L9正交试验设计

试样在温度为(27±2) ℃和相对湿度为65%±2%的环境中调湿24 h。采用Premier iQ2 LX型条干测试仪测试条干均匀性，采用Instron 5565型测试仪测试条干强度和伸长率，采用已修正的 Lindsley技术测试纤维取向度。在Minitab统计软件中使用Anova-General Linear模型分析测试结果，可信度达95%。

2 结果与讨论

弯曲纤维端的占比(ρ)表征弯曲纤维端及其长度。纤维取向指数(I)表示棉条中纤维平行化的程度。纤维取向、条干不匀率(U)、断裂强度及断裂伸长的测试结果如表2所示。

2.1 并条工艺参数对条干中纤维取向的影响

由表2和图1可知，精轧机-并条机工艺变量对条干前端和后端纤维取向参数影响显著。

表2 并条工艺中各变量对条干质量的影响

图1 并条工艺中各变量对条干中纤维取向的影响

纤维的后弯钩取向指数小于前弯钩取向指数。纤维后弯钩中的弯曲比例高于前弯钩中的弯曲比例，这是由于进入到并条工艺中的大部分纤维都是后弯钩纤维。当牵伸倍数从1.18递增至1.28时，后弯钩比例降低，纤维两个方向上的取向指数都升高。当进一步提高牵伸倍数至1.41，纤维后弯钩的比例升高且纤维在两个方向上的取向指数都降低。这可能是由于在1.18的牵伸倍数下无法实现纤维弯钩的伸直，而在1.41的牵伸倍数下纤维呈束状高速移动。在1.28的牵伸倍数下，后弯钩比例低且纤维取向度较好，可能是因为纤维在牵伸区的开松和牵伸效果较好。并合数从6增加到7时，纤维的取向指数提高，两个方向的弯钩比例均降低，这可能是因为当并合数为7时，纤维内部的摩擦力使纤维不易发生弯钩。当并合数为8时，纤维取向指数降低，两个方向上的纤维弯钩比例均升高，这是由于喂入的条干重，影响纤维牵伸倍数和纤维弯钩的伸直。初步提高牵伸速度可提高纤维的取向指数，降低后弯钩的比例，但进一步提高的牵伸速度则会降低纤维的取向指数，后弯钩比例升高。这可能是因为开始提高牵伸速度时，弯钩易伸直，但进一步提高牵伸速度会减小对浮游纤维的作用力，从而影响纤维弯钩的伸直。

2.2 并条工艺变量对条干均匀性的影响

由表2和图2可知，后道并条工艺中的变量对条干均匀性无明显影响。当牵伸倍数从1.18增至1.28时，条干均匀性提高，当进一步提高牵伸倍数至1.41时，均匀性略有降低。由于并条的影响，并合数的增加会降低条干的均匀性。增大牵伸速度使条干不匀率增大，这是因为较高的牵伸速度加剧了条干中纤维的不整齐性。

图2 并条工艺中各变量对条干均匀性的影响

2.3 并条机工艺变量对条干强度和伸长的影响

由表1和图3可知，后道并条工艺中变量对条干强度和伸长有显著影响。牵伸倍数从1.18增至1.28，并合数从6到7，牵伸速度从300 m/min增至450 m/min，最大负荷的条干强度和伸长都降低。这是因为条干中后弯钩纤维比例下降，纤维取向指数升高，因此导致纤维间的抱合力的减小。当牵伸倍数进一步提升至1.41，并合数为8，牵伸速度达600 m/min时，最大负荷的条干的强度和断裂伸长又有增加，这是因后弯钩纤维比例升高，条干中纤维取向指数降低。

图3 并条工艺中各变量对条干强度和断裂伸长的影响

3 结论

后道并条工序中的牵伸倍数、并合数和牵伸速度会影响条干中纤维的取向、不匀率、强度和断裂伸长。在最适宜的牵伸倍数、并合数和牵伸速度下，条干的取向度可达最大值，后弯钩纤维比例达最小。随着纤维后弯钩比例的升高，条干强度和断裂伸长也相应增加。

童艺翾 译 孟粉叶 校