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长绒棉凭借纤维细长、强度高、光泽优的特性,是纺制4.2tex超高支精梳纱的核心原料,其成纱质量直接决定高端纺织品的品质等级。新疆作为我国唯一的长绒棉生产基地,不同品种及产区的长绒棉纤维特性存在显著差异,而超高支纱线生产对原料均匀性、工艺适配性的要求极为严苛,品种选择与产地匹配成为影响成纱质量的关键因素。
当前针对长绒棉超高支纱线的研究多聚焦于多品种广谱分析,对特定核心品种的针对性研究不足,尤其是新78、长丰10号、新海62三个品种在不同产区的成纱性能差异及质控要点尚未明确。此外,长绒棉纤维细长的特性易导致纺纱过程中梳理困难、纱疵增多等问题,亟须建立适配这6个品种的专项生产质控体系。
本研究以6个目标品种为研究对象,系统分析4.2tex纱线的核心性能指标,明确品种与产地的影响机制,制定针对性工艺优化方案,为4.2tex长绒棉精梳纱的优质稳定生产提供理论支撑与实践指导。
1、材料与方法
1.1 供试品种
选取新疆喀什、阿瓦提两大核心产区的6个长绒棉品种为供试原料,具体包括:新78(喀什)、新78(阿瓦提)、长丰10号(喀什)、长丰10号(阿瓦提)、新海62(喀什)、新海62(阿瓦提)。所有品种均采用人工采收,无混杂。
1.2 原棉品质测试
1.2.1 取样
人工一次采收,分别堆放,分别轧花。然后对多个棉包不同方位、多层、多点随机取样,均匀混合后进行分样,每个品种10个样品。
1.2.2 测试
根据GB/T 20392-2023的要求对每个样品进行测试。10个样品数据的平均值作为每个品种的品质结果。
1.3 纱线原料
长绒棉原料为2023年生产,纱线均采用100%长绒棉纺制。
1.4 纺纱设备及工艺流程
采用紧密纺工艺纺制4.2tex(140S)精梳单纱,纺纱工艺流程如下。
FA009抓棉机→异纤机→C51梳棉机→SB-2预并条机→E32条并卷联合机→FA388精梳机→RSB-D40并条机→FA458A粗纱机→F1516细纱机→21C托盘型自动络筒机。
1.5 纱线性能测试设备及方法
所有测试均在温度(20±2)℃、相对湿度(65±3)%的标准恒温恒湿实验室进行,每组样品选取20筒纱,测试方法均参照国家/行业标准。
强伸性能采用乌斯特单纱强力机测试断裂比强度、断裂伸长率及强力变异系数,拉伸速度500mm/min,隔距500mm,预张力0.5cN/tex,重复测试100次,测试方法参考GB/T 3916-2013。
3mm毛羽指数采用乌斯特400型毛羽测试仪,测试速度400m/min,测试时间1min,重复10次,测试方法参考FZ/T 01086-2020。
条干均匀性采用UT5乌斯特条干仪测试条干不匀变异系数(CVm),测试速度400m/min,测试时间2.5min,重复10次,测试方法参考GB/T 3292.1-2008。
线密度及变异系数测试方法参考GB/T 4743-2009,采用YG086 D型缕纱测长仪与电子天平联合测试,摇纱张力为0.5cN·tex-1,测试重复20次,计算线密度偏差及变异系数。
纱疵指标采用乌斯特CLASSIMAT 5十万米纱疵仪测试细节(-50%)、粗节(+50%)、棉结(+280%)及十万米纱疵(A3+B3+C3+D2)数量,测试速度600m/min,测试方法参考FZ/T 01050-1997。
捻度采用乌斯特捻度仪,测试速度600m/min,预张力0.5 cN/tex,重复20次,测试方法参考GB/T 2543.2-2001。
1.6 生产质量控制检测方法
采用在线检测与离线抽检相结合的方式,清梳联工序检测生条棉结与短绒率;精梳工序检测精梳条短绒率与重量不匀率;并条、粗纱工序检测条干CV值与重量偏差;细纱工序检测管纱条干、强力及管间CVb;络筒工序检测筒纱毛羽增长率与纱疵清除效率,所有数据作为工艺优化依据。
2、结果分析
2.1 长绒棉纤维品质性能
由表1可知,6个品种的原棉纤维核心品质指标呈现显著的品种与产地差异。马克隆值方面,不同品种表现出较大差异,这种差异直接影响纤维的细度与成熟度,进而关联到纺纱过程中的梳理难度与成纱均匀性。长丰10号和新海62的阿瓦提产区均为4.42,新78阿瓦提产区最低,其中阿瓦提产区品种的马克隆值更趋均衡,利于纺纱工艺的统一适配。
上半部平均长度指标不同品种间存在一定差距,新78阿瓦提产区最优,长丰10号喀什产区最低,较长的纤维长度有助于提升成纱过程中纤维间的抱合能力,为成纱强力与条干均匀性奠定良好基础。
长度整齐度指数同样表现出品种与产地差异,新海62喀什产区最高(88.5%),长丰10号喀什产区最低(85.9%)整齐度表现突出意味着纤维在长度维度上的一致性更强,纺纱时受力更均匀,不易出现脱节或过度拉伸的情况。断裂比强度是反映纤维力学性能的核心指标,不同品种及产区的差异尤为明显,这一指标直接决定成纱的断裂性能与耐用性。新海62喀什产区高达41.9cN・tex-1,长丰10号喀什产区仅36.3cN・tex-1,同一品种不同产地的强度差异接近12.7%,反映出产地生态条件对纤维力学性能的显著影响。断裂伸长率呈现品种特异性,新海62阿瓦提产区最高(5.4%),新海62喀什产区最低(2.5%),弹性性能的差异将影响成纱的缓冲能力与织物耐用性。
反射率与黄度共同决定原棉的色泽品质,不同品种在这两项指标上的表现各有优劣,反射率高且黄度低的品种,纤维色泽更洁白光亮,有利于提升后续纱线及织物的染色均匀性与外观光泽度。新78(喀什)黄度相对较低而反射率较高,长丰10号(阿瓦提)黄度和反射率均较高,新海62(阿瓦提)黄度较高而反射率低。
一致性系数方面,新海62喀什产区表现最佳,长丰10号喀什产区最低,体现了不同品种纤维品质的整体均衡性差异。说明新海62喀什在各项物理特性上的协调性更好,能够有效降低纺纱过程中的性能波动。
表1 不同品种长绒棉纤维性能
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2.2 4.2tex纱线核心性能指标整体特征
6个长绒棉品种纱线性能指标见表1、表2。6个品种纺制的4.2tex纱线理论线密度为4.2tex,实际线密度集中在4.1tex~4.2tex,线密度偏差均控制在±2.5%以内,符合GB/T 398-2018一等品要求。
条干不匀变异系数是衡量纱线外观质量的关键指标,6个品种的测试结果表现出良好的条干质量稳定性。条干表现的优劣与原棉长度、细度呈现显著相关,综合品质均衡的原棉更易纺制出条干均匀的纱线。条干不匀变异系数为15.93%~16.84%,整体低于GB/T 398-2018优等品标准(16.5%),长丰10号(阿瓦提)最优,新78(阿瓦提)最高,整体条干质量稳定。
单纱断裂强度的测试结果显示,所有品种均高于国标优等品标准,体现了长绒棉原料的优良力学基础。6个品种单纱断裂强度范围为19.2cN/tex~22.9cN/tex,均高于国标优等品标准(18.6cN/tex),新海62(喀什)最高,长丰10号(喀什)最低;断裂强力变异系数为12.3%~17.7%,新78(阿瓦提)最低,新海62(喀什)最高,且超出国标一等品上限(14.5%);断裂伸长率为4.0%~4.3%,各品种表现均衡。
十万米纱疵作为衡量纱线品质等级的关键指标,6个品种纱线呈现出极端分化的特征。其中细节(-50%)范围为100~188个,新78(阿瓦提)最多,长丰10号(阿瓦提)最少;粗节(+50%)范围为70~144个,新78(喀什)最多,长丰10号(阿瓦提)最少;棉结(+280%)范围为37~101个,新海62(喀什)最多,长丰10号(阿瓦提)最少;十万米纱疵范围为0~161个/10万米,新78(喀什)和长丰10号(喀什)超出国标一等品上限。
3mm及以上毛羽指数范围为0.70根/m~2.03根/m,相比之下,新海62(喀什)最优,新海62(阿瓦提)最差。
表2 4.2tex纱线纱线线密度、条干及强力指标
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表3 4.2tex纱线粗节、细节、十万米纱疵、毛羽及捻度指标
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(未完待续)
作者:王娟(新疆阿克苏地区纤维检验所)
编辑:中国纱线网,转载请注明出处
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