摘  要：探究了干法纺精细化亚麻/棉混纺纱临界捻系数与混纺比的关系。通过试验和回归分析，确定了不同混纺比下的临界捻系数，并构建了混纺比与临界捻系数的线性和二次多项式回归方程。结果表明：精细化亚麻/棉混纺纱临界捻系数随着亚麻混纺比的增大而增大；混纺纱的线密度为30～50tex时，相同混纺比精细化亚麻/棉混纺纱的临界捻系数基本不变；混纺比与临界捻系数的线性回归方程和二次多项式回归方程的拟合程度均较好，但线性回归方程计算更加简单，可更简便地指导不同混纺比精细化亚麻/棉混纺纱的生产。

关键词：混纺纱；亚麻；棉；混纺比；临界捻系数；回归方程

亚麻纤维具有优异的吸湿透气、防紫外线、抗静电、抑菌等性能，广泛应用于服装及家纺行业，深受消费者的青睐。但亚麻纤维长度较短，整齐度较差，只能用束纤维进行纺纱。

目前常用湿法纺纱工艺纺亚麻纱，即使用专门的麻纺设备，经过栉梳→成条→针梳→粗纱→煮漂脱胶→湿纺细纱→干燥等工序进行纺纱。但该工艺生产效率低，加工流程长，生产连续性差，并且难以将亚麻与其他纤维混纺，对产品开发十分不利。

对亚麻纤维进行精细化处理，使其长度和细度接近棉纤维，从而使用棉纺工艺设备进行干法纺纱可以解决上述问题。但因精细化处理后的亚麻纤维仍远比棉纤维粗硬，故在棉纺设备上纺纯亚麻纱难度较大，可纺纱支粗，其难以应用于高档纺织品中。因此目前工厂多采用精细化亚麻纤维与棉纤维进行混纺，将两者特性结合，以实现两种纤维的优势互补。

在纤维原料和混纺比确定的条件下，混纺纱的强伸性能主要取决于其捻系数。探究临界捻系数与混纺比的关系，对保证产品质量、开发新品种和选择合适的纺纱工艺有着重要影响。为探究精细化亚麻/棉混纺比与临界捻系数的关系，本文通过纺制并测试不同细度、不同混纺比的精细化亚麻/棉混纺纱，建立混纺纱强度与捻系数的回归方程，求出混纺纱的临界捻系数，并进一步构建临界捻系数与混纺比的关系，有助于快速确定其他混纺比的精细化亚麻/棉混纺纱的临界捻系数，为实际生产提供参考。

1 纺纱工艺

1.1 纺纱纤维原料

化学亚麻纤维选用精细化处理后的亚麻落麻，棉纤维选用新疆尉犁棉。分别测试纤维的细度、主体长度、短纤维率、断裂强度等性能指标，测试结果为：精细化亚麻细度4．34dtex，主体长度30．75mm，短绒率13．22%，强度4．21cN/dtex，伸长率2．21%；棉纤维细度1．70dtex，主体长度29．00mm，短绒率13．08%，强度3．38cN/dtex，伸长率8．70%。

1.2 纺纱流程

该为提高精细化亚麻纤维和棉纤维的混合均匀度，采用纤维包混合。根据前期生产经验，由于纺纱过程中尤其是清梳工序中亚麻纤维损失较多，所以精细化亚麻纤维质量占比要高于设定混纺比7%左右。如生产精细化亚麻/棉35/65混纺纱，纤维包混合时精细化亚麻纤维质量占比约为42%。

精细化亚麻/棉混纺纱干纺工艺流程如下：圆盘抓棉机混和→打包→FA002A型抓棉机→ZFA1130型单轴流开棉机→FA022－8型多仓混棉机→ZF1102型豪猪开棉机→FA076A型成卷机→FA224A型梳棉机→FA387型并条机(3道)→JWF1416型粗纱机→JWF1510型细纱机→SAVIO型自动络筒机。

1.3 细纱工艺设计

表面按照以上混纺工艺，采用紧密赛络纺纺制线密度分别为30、40、50tex的精细化亚麻/棉10/90、20/80、35/65、55/45混纺纱，每种混纺纱设计5种捻系数。由于亚麻纤维需要较大的捻系数才能成纱，因此随着亚麻纤维混纺比的增大，混纺纱的捻系数也随之增大。

2 混纺纱性能测试与分析

将混纺纱置于温度(20±2)℃、相对湿度(65±3)%的恒定条件下平衡24h。根据GB/T4743—2009《纺织品卷装纱绞纱法线密度的测定》，使用YG086型缕纱测长机测试混纺纱的线密度；根据GB/T2543．2—2001《纺织品纱线捻度的测定》，使用Y331N型纱线捻度仪测试混纺纱的捻度，测试方法为一次加捻退捻法，隔距为500mm，每种混纺纱测试30次；根据GB/T3916—2013《纺织品卷装纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定(CＲE法)》，使用YG061F型单纱拉伸强力仪测试混纺纱的强伸性能，试样夹持长度为500mm，拉伸速率为500mm/min，每种试样测试50次。

3 结果与讨论

精细化亚麻/棉混纺纱强伸性能测试结果见图1。可知，混纺纱断裂强度与捻系数的关系曲线类似抛物线，对应最高强度时的捻系数称为临界捻系数。为得到不同混纺比下精细化亚麻/棉混纺纱的临界捻系数，分别对各混纺纱的捻系数和强度进行二次多项式拟合。各曲线的回归方程、临界捻系数和相关系数见表2，表中x表示捻系数，y表示捻系数为x时混纺纱的断裂强度。分析表2中数据可得：随着精细化亚麻混纺比的增大，混纺纱的临界捻系数逐渐变大；混纺纱的线密度为30～50tex时，相同混纺比精细化亚麻/棉混纺纱的临界捻系数基本不变；各混纺纱断裂强度与捻系数的回归方程的决定系数Ｒ2均大于0．95，表明断裂强度与捻系数的回归方程拟合度较高。

图1 不同混纺比精细化亚麻/棉断裂强度与捻系数曲线

表2 精细化亚麻/棉混纺纱断裂强度－捻系数回归方程

为便于后续开发更多混纺比例的精细化亚麻/棉混纺纱，根据表2中精细化亚麻/棉混纺纱的混纺比及其对应的临界捻系数，对其分别进行线性拟合和二次多项式拟合，结果见图2。各曲线的回归方程与相关系数见表3。表3中，z表示精细化亚麻/棉混纺纱中棉纤维的混纺比，X表示棉纤维混纺比为z时的临界捻系数。

图2 不同线密度精细化亚麻/棉混纺比与捻系数曲线

表3 精细化亚麻/棉混纺纱混纺比与捻系数回归方程

分析表3中数据可得，线性回归方程和二次多项式回归方程决定系数Ｒ2均大于0．95，表明建立的混纺比与临界捻系数的回归方程拟合度较好，可用于预测精细化亚麻/棉混纺纱的临界捻系数。

目前工厂生产40tex精细化亚麻/棉55/45混纺纱时，采用的捻系数为560，混纺纱断裂强度为10．70cN/tex。按照表3中线性回归方程和二次多项式回归方程计算可得此时临界捻系数分别为524和522。使用计算得到的临界捻系数进行纺纱实践，混纺纱断裂强度为11．05cN/tex，优于现有生产工艺下纱线的断裂强度，且捻系数低时生产效率更高。为简化计算，可采用线性拟合方程来预测其他混纺比精细化亚麻/棉混纺纱的临界捻系数。

4 结语

(1)精细化亚麻/棉混纺纱的临界捻系数随着亚麻混纺比的增大而增大。

(2)混纺纱的线密度为30～50tex时，相同混纺比精细化亚麻/棉混纺纱的临界捻系数基本不变。

(3)混纺比与临界捻系数的线性回归方程和二次多项式回归方程的拟合程度均较好，且线性回归方程计算更加简单，可更简便地指导不同混纺比精细化亚麻/棉混纺纱的生产

参考文献

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文章摘自：陈红霞，李豪，郑光明，周宇阳，郁崇文，不同混纺比亚麻/棉混纺纱临界捻系数的研究[J].河南平棉纺织集团股份有限公司，2023，1001-2044(2023)08-0043-03.