紧密纺纱对棉纱质量的影响与纤维性能的相互作用Word格式.docx

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不同的纺纱工艺都可能涉及到不同的纤维与机械的交互。

这反过来也改变了纤维性能的优化组合。

几十年来，环锭纺的发展都集中在改进现有技术，加入自动化，过程连接能力。

环锭细纱机的基本设计也大致维持不变，直到20世纪90年代末，紧密环锭纺技术被首次推出。

紧密纺提供了创造一个接近完美的纱线结构的潜力，在主牵伸区吸入空气紧密纤维，从而根本上消除了纺纱三角。

大量的文献记载了其内在的增强纱结构使质量得到了提升。

紧密纺已被证明能显著提高纱线的拉伸性能，并减少其毛羽。

在下游制造工序中这两种特性对纱线性能是至关重要的。

作者以前进行的研究专注于短中绒棉的紧密纺应用。

结果表明，除了整体成纱质量的改善，紧密纺与纤维原料性能之间有可能有一些相互作用。

理解这种相互作用对于确定纤维性能组合，从而获得最佳效果是至关重要的。

本研究探讨了一个紧密的系统用短中绒棉的最佳纺纱方式与纤维性能之间的作用。

材料与方法

基于大范围的知名纤维性能，选出了35个棉包。

表1包含了纤维的分析结果。

为了确保纤维原料性能的测试在整个棉包里具有代表性，每个包被分成了10层，每一层抽出纤维样品，在HVI上（马克隆值测4次，颜色测4次，长度和强度测10次）和AFIS（3000根纤维每个测3次）上测试。

选定的棉包分别在传统纺纱（SuessenFiomax1000，45mm环）和紧密纺纱（SuessenEliteE-1，42mm环）结构上加工成22.7tex（26Ne）的经纱（αm=127）。

纱线来自同一堆在同样条件下制造出的粗纱。

总拉伸倍数为26，预拉伸倍数1.22。

两个系统的锭翼速度为32m/s，2/0半圆导丝钩，63°

经过适当调节（相对湿度65%，21℃），我们用以下仪器对所有纱线样品进行测试。

1.Uster®

Tester3（UT3）条干和毛羽,

2.Uster®

Tensorapid单纱拉伸性能,

3.ZweigleG566毛羽测试仪。

每个样品在各个仪器上测了10个筒子，在条干机上400米每个筒子，在Zweigle毛羽测试仪100米每个筒子。

单边拉伸机由100个独立断裂每筒子组成。

如上所述，纱线性能中影响纤维流紧密被很好地记载在文献中。

因此，在作者实验研究中提供了一个简要的总体看法，主要集中于纱线毛羽，拉伸性能和纤维特性之间的联系。

表1选定棉包的纤维主要性能（HVI和AFIS测试原棉）

表2纱线性质平均值和范围值——紧密和传统环锭细纱

结果与讨论

表2包含了纱线主要性能的平均值和范围值。

需要注意的是纱线毛羽由H指数表示，参数由UT3和ZweigleS3测量。

（预计每100米纱线超过3毫米的毛羽数量）

正如所料，在纺纱过程中（传统vs紧密）纱线结果在拉伸性能和毛羽上影响显著。

纱线变异系数（质量CV%）条干不匀无显著差异。

在作者先前研究和文献里这些结果在全球范围内达成了一致。

虽然在某些情况下纱线质量变化（CV%）会有细微的改进，是由于改进了细纱机牵伸系统出口处的纤维损耗控制。

为了能确定纤维加工过程中相互作用的的实质，第一次测试用来确定纺纱工艺（不定的范围预测）和纤维性能（连续预测）来影响纱线的性能（就是通过不同的纺纱工艺来区分是回归斜率相关的纤维，还是纱线性能）。

纱线性能分布的变化，尤其是毛羽，对于纺纱工艺和纤维性能接着将被研究。

纱线毛羽

短纤纱的毛羽是由于突出的纤维末端和纱芯圈。

作为衡量纱线表面完整性的关键性已被广泛记载在文献中。

一般来说，它高度依赖于纤维混纺和纺纱工艺，以及特定工艺的纺纱条件（速度，机械设计……）。

棉纤维环锭纺中，纺纱三角形态和各样的纤维性能极大地影响了纱线毛羽，其中最常提到的是长度（长度分布）和细度。

如前所述，测量纱线毛羽有两种方法：

Uster®

Tester3（UT3）和ZweigleG566毛羽测试仪。

每个一个毛羽参数：

分别为H（表示为每厘米纱总的毛羽长度，因此无单位）和S3（表示为每单位长度纱，毛羽超过3毫米的数量）。

另外关于S3指标，Zweigle测试仪提供了毛羽长度分布（不同长度分类的毛羽数量）。

在这点上，我们应该考虑2个指标。

毛羽长度分布在下一节研究。

表3传统和紧密纱线毛羽参数和纤维性能之间的简单相关系数（α=0.05，关键r值为0.33）

表3包含了毛羽（H和S3）和纤维性能的简单相关系数。

结果确证了纤维长度参数和较小程度上细度参数的重要影响。

取决于毛羽参数和纺纱工艺（传统vs紧密）在相关系数上有实质区别。

紧密纱的相关系数比传统纺得到的纱要小。

ZweigleS3参数对于两种纺纱工艺有着巨大的差别。

传统纱的S3与多数纤维长度参数有关，显示了与标准细度细微但显著的相关性。

紧密纱只显示了与HVI的UHML,AFIS的平均长度（Lw）和UQLw相当小的相关性。

显然，紧密纺改变了纱线毛羽和纤维性能之间的关系。

改变的本质的研究是使用了同质回归斜率模型。

根据表3所示，HVI的长度参数在回归斜率模型的相似性下被选为连续预测，用来测试纺纱工艺的关系。

表4为两项毛羽参数的分析结果。

值得注意的是，用AFIS得到的长度参数替代HVI测试结果，有着类似的结果。

表4同质斜率模型，纺纱工艺和HVI纤维长度特性之间的相互作用对纱线毛羽的影响

表4表明，UT3的毛羽参数，无论是纤维长度还是长度整齐度，有高度显著的F值。

然而，只有纤维长度与纺纱工艺（即，工艺*长度的相互作用项）有显著相关性。

对于ZweigleS3，长度整齐度在模型中不显著，只有纤维长度项目有高度显著的F值（长度和工艺*长度项目）。

根据上面显示（工艺*长度）的高度相互作用，纱线毛羽数量的变化在纺纱工艺中依赖于纤维长度值。

换句话说，紧密系统有效减少纱线毛羽依赖于纤维长度。

图1传统和紧密纱线UT3毛羽值vs纤维UHML

图2传统和紧密纱线UT3毛羽值vs长度整齐度

通过同质斜率模型检测，相互作用可以通过绘制数据和比较回归斜率来可视化。

图1做了UT3的纱线毛羽。

这表明，虽然传统和紧密纱线之间的差异出现有效的短纤维长度值，两回归线相交于长度轴的大端。

与长度整齐度和UT3纱线毛羽（图2）有关的散布的点显示出类似的趋势。

根据不显著的“工艺*整齐度”相互作用效应（表4），这一趋势很可能是由于纤维长度和长度整齐度之间的关系。

也需要被记住的是，尽管其他纤维性能被检测到相互作用不显著（举例，马克隆值），这些可能会影响图1，图2显示的散点图的分布。

以上所说的异构回归模型表明除去整体的显著效果，两种纺纱方式纱线毛羽的区别可能对一些范围的纤维长度不显著，或者更普遍的是，对一些影响纱线毛羽的纤维性质的组合（例如，长度和整齐度）。

事实上，一个关于异性斜率相关的问题是是否存在一个与一些连续预测变量有关的“不显著的区域”。

为了探讨这个问题，我们使用“Johnson-Neyman”技术。

当同质回归斜率的假设不满意时，Huitema将这项技术当作另外的协方差分析方式。

Huitema表示异构斜率有诠释问题，因为在不同层次的连续预测上，大量的效果（绝对因素或组）是不一样的。

Johnson-Neyman技术的目的是确定连续预测值与显著组效应的联系。

作者介绍了许多案例的计算方法，包括我们现在手上的，也就是说，两个层次的分类因素和两个连续预测。

图3传统和紧密纱线毛羽值作为纤维长度和整齐度的一个函数

图3显示了用同质斜率模型表述的关于毛羽的纤维长度和长度整齐度的综合效应，还有Huitema建议的结果。

为了提高可读性，用二维来表示，我们展示了用三个不同间隔的整齐度指数的结果。

图3表明了传统和紧密纱线的纱线毛羽和HVI长度参数（UHML和整齐度）之间的自然联系。

显然，对于两种纱线类型，较高长度整齐度的具有少的毛羽。

另一方面，纤维长度涉及的相互作用显得更加复杂。

事实上，长度与毛羽的关系，对传统纱线显示为显著的斜率为负（-0.14），对紧密纱线显示为斜率接近为零。

根据Huitema估计了显著性界限（即除去纤维长度值，传统与紧密纱线毛羽的区别是不显著的）。

取决于整齐度水平，估计的显著性界限介于29.8到30.6之间。

估计的高整齐度间隔的显著性界限在图3中展示（垂直点划线）；

由其他两个整齐度间隔得到的估计值，实验数据超出范围（整齐度<

82.3,25.1到28.1毫米，80.7<

整齐度<

82.3，26.6到29.5毫米），没在图上显示。

图3显示了当考虑到35包范围时，只有的最长长度的样本属于不显著区域。

需要强调的是，这些估计是根据现在的样本范围，不建议任何推断（例如实质的长绒棉）。

相同模型应用得出的ZweigleS3数据导致了略低的显著性界限（即传统与紧密纱线之间的S3水平区别不显著，除了UHML值低于UT3H指数的估计值）。

这可能与两个参数的性质相关，S3是长毛羽的计数（大于3毫米），具有较高多变性。

图4根据Huitema的显著性界限估计

图4显示了有104个棉包的较大样本的S3显著性界限估计。

注意对较高整齐度水平的UHML显著性界限的减小。

104个测试棉包中的6个（最长的6个包）在不显著区域。

也就是说，在传统和紧密纱线之间，UHML和整齐度值的组合导致了一个不显著的S3区别。

作为一个实际问题，这样的显著性界限不能代表从数据中得到的最重要信息。

全球格局本身更感兴趣。

虽然长度和整齐度显著影响了传统纱线毛羽，紧密纱线的UT3H参数与整齐度水平有所不同，但对纤维长度变化并不敏感（在测试范围内）。

因此，紧密纺纱出来的纱线使用短绒棉比用长绒的增值更多。

对于较长绒的棉花（接近图4的显著性界限的棉包），在传统框架上，较少的毛羽水平能被实现，紧密纺的运用对纱线毛羽几乎没有影响。

这些结果可能确定紧密纺的最好选择有重要意义。

因为使用了具有一定可比范围的棉花（如图4中接近显著性界限的棉包）和类似的应用（准备，纱支，捻度），该技术可能对纺纱机的好处很有限。

当然，结果对纱线毛羽是有限的。

它对纱线的性能在许多诸如上浆，织造，编织的下游工艺中无疑是一个主要参数。

其中，纵向牵引的摩损较易发生断纱。

但它并不是决定纱线值的唯一标准，也可能被紧密纺影响。

通过一个突出毛羽长度分布的简短考量概括讨论毛羽之后，纱线拉伸性能在随后一节中讨论。

突出毛羽长度分布

Zweigle毛羽测试机

文献很好地记载了毛羽长度分布；

它已被证明有一个指数或接近指数的模式。

Barella和Manich对不同纱线类型的毛羽长度分布装了2个（一些情况下3个）指数段。

不同的段证实了根据不同范围毛羽长度分类的指数拟合参数的变化（在半对数标度上毛羽长度频率分布曲线的斜率变化）。

我们将使用这个满足图示的目的（图5和图6）。

对不同纱线形式的指数拟合更深的讨论，适应紧密纺纱线的特性，应该分开来讲。

图5紧密纺的毛羽长度分布的改变-例1：

UHML=25.1mm，整齐度=79.1%

图6紧密纺的毛羽长度分布的改变-例2：

UHML=30.8mm，整齐度=83.9%

图5和图6显示了两个指数段的近似值，由Barella和Manich提出，选自两个不同等级纤维长度和整齐度的