理论教育 平行纺纱工艺:纱线结构与性能分析

平行纺纱工艺:纱线结构与性能分析

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:在纺纱时为获得质量优良的平行纱,一般常用的包缠纱要求长丝将短纤维包缠至一定的紧密程度,并保持均匀的节距,使长丝与短纤维须条之间的张力处于一定的平衡状态。在纺细线密度平行纱时,宜采用细线密度长丝;纺粗线密度纱时,宜使用粗线密度长丝。当平行纺纱受到张力作用时,纤维之间的摩擦力就会增加,在常规平行纱中的长丝包缠捻度与同样线密度环锭纱上的捻度大致相同。

平行纺纱工艺:纱线结构与性能分析

(一)平行纺纱工艺控制

平行纺纱机的空心锭子纺纱时,长丝退绕出来环绕着短纤须条中心回转,从而将短纤维包缠成纱。这种成纱过程的实质是:短纤维本身没有捻度,是由长丝包覆包缠紧压短纤维而构成结实的纱线。包缠丝对纱线包缠效果的影响因素主要包括成纱的包缠捻度、长丝的包缠张力、包缠纱线密度、长丝的类型和线密度等工艺参数。

1.包缠捻度

平行纱的包缠捻度可根据不同的产品情况而确定,平行纱的强度随着外包长丝的包缠捻度增加而提高。如果使用的短纤维长度较长,线密度较低,则单位成纱的包缠圈数可少一些;反之,如果使用的短纤维长度较短,线密度较高,则单位成纱的包缠圈数应多一些。要获得包缠捻度,长丝筒管的卷绕方向必须与所需要的纺纱的捻向相对应,退绕时该方向须与锭子转动方向相同,这样才能起到包缠作用,此时空气阻力的作用方向是逆着退绕方向,有助于减小长丝气圈直径的作用,使其贴附于卷装表面;否则将会使气圈变得越来越大,直到断裂。

采用便携式频闪测速仪测得锭子转速和长丝回转速度见表6-4。从表面上看,似乎锭子转一转,长丝就包缠短纤维一圈,也就是说加上一个捻回,但实际上长丝退绕速度要高于锭子转速,根据锭子转速得到的计算包缠捻度要小于根据长丝退绕速度得到的计算包缠捻度。包缠捻度的实测数值和长丝回转速度与引纱速度的比值更接近。但在实际应用中,一般在估算包缠捻度时,可沿用环锭纺捻度计算式:

包缠捻度=锭子转数/引纱速度

(6-15)

包缠捻度单位为捻/m,锭子转数单位为r/min,引纱速度单位为m/min。

一般包缠纱的捻度数值与传统环锭纱捻度相同,或略高一些。试验得知,包缠捻系数在纺制长丝纤维时为75~85,纺制长纤维时为90~115,纺制短纤维时包缠捻系数在120以上较为适宜。

表6-4 锭速与包缠捻度的关系

2.包缠张力

纺纱过程中,长丝的包缠张力是平行纺纱技术中的一项重要工艺参数。影响包缠张力的因素主要有空心锭子速度、引纱速度和长丝退绕的气圈张力等。当锭速增高时,不仅长丝退绕时形成的气圈张力较大,而且也影响着在假捻处短纤维的假捻捻度,同时也使长丝包缠张力增大,引纱速度高,长丝包缠张力大。如果不用假捻器,则短纤维须条从空心锭子芯部出来,会产生一个离心的气圈,锭速越高,气圈越大,张力也越大。

在纺纱时为获得质量优良的平行纱,一般常用的包缠纱要求长丝将短纤维包缠至一定的紧密程度,并保持均匀的节距,使长丝与短纤维须条之间的张力处于一定的平衡状态。不同包缠张力下,长丝包缠形态如图6-14所示。在生产过程中要获得正常的包缠纱线,空心锭下方的输出罗拉速度一般比前罗拉速度大,两者的比值一般控制在1.02~1.05。

图6-14 不同张力下的包缠形态

3.包缠长丝的类型、线密度及使用比例

包缠长丝的类型、线密度及长丝的使用比例(用量)都与成纱质量有一定的关系。平行纱的强力来自长丝,在一定张力下,长丝向短纤维须条施加径向压力,使短纤维之间产生必要的摩擦力。(www.daowen.com)

长丝的弹性模量直接影响平行纺纱的强力,弹性模量越高,则纱的强力也越高。因此,在实际生产中,为获得高强度的平行纱,可使用高模量的长丝,以减少包缠捻度,不仅可提高纺纱线速度,而且也可以增加产量,降低生产成本。一般情况下,锦纶长丝和涤纶长丝均可使用,要尽可能选择与短纤维化学成分相近的长丝。在纺细线密度平行纱时,宜采用细线密度长丝;纺粗线密度纱时,宜使用粗线密度长丝。通常情况下,为了提高成纱质量,在选用相同线密度的长丝时,复丝比单丝包缠性能要好。

如果外包长丝线密度增加,则意味着长丝直径变粗,在一定质量下长度变短,长丝用量增加,因而在成纱中所占比例增加,这不仅增加了成纱的成本,在经济上很不合算,因此,长丝重量一般要控制在成纱总重量的1%~5%。一般在保证平行纱获得一定强力的前提下,尽量采用线密度细的长丝。平行纱外包长丝所占百分率见表6-5。

表6-5 平行纱中外包长丝所占百分率

一般情况下,长丝的延伸性较低,适合加工包缠纺纱用。如果延伸性较高的长丝,在纱线受到应力时,短纤维之间会明显滑移,表现为条干略差,故要采用高强低伸型的涤纶或锦纶长丝。而由于染色长丝及变形长丝价格较高,除加工有特殊需要的纱线外,一般不使用。

(二)平行纺纱线结构与性能

1.平行纱的两种类型

平行纱因其结构不同可分为普通平行纱和结构平行纱两种类型。

(1)普通平行纱。在纺制普通平行纱时,纺纱张力应适当选择。普通平行纱的纱芯纤维呈平行排列,不施加捻度,长丝在短纤维外面作螺旋状包绕,包绕长丝嵌入(陷入)短纤维束的程度较浅,使长丝相对较轻地绕在短纤维上。

(2)结构平行纱。结构平行纱则是由普通平行纱转化而成的,一方面结构效应主要是从蒸纱和染色过程中产生的,它是利用纺制用的平行纱长丝和短纤维两种成分不同的缩率,进行包绕纺成普通平行纱,再将普通平行纱进行蒸纱处理,长丝与短纤维相比,长丝产生了较大的缩率。另一方面在实际生产过程中,还可以通过选择可收缩的长丝,进一步增强花式效应,采用汽蒸加工得到额外收缩,这样不仅提高了纱线的蓬松性,而且还使长丝嵌入短纤维束的程度较深,促使短纤维束向纱的轴心线形成屈曲,使平行纱呈螺旋形状或珍珠状外观,并且在纺纱过程中还可以增强这种效果,纱的截面得到最大的增容,这种纱被称为结构平行纱,它属于一种花式纱类。

2.平行纱的结构

平行纱的结构不同于环锭纺纱和气流纺纱,平行纱是利用空心锭子和假捻作用生产纱芯为短纤维、外包长丝的包缠纱。平行纱具有明显的双层结构,它是由无捻平行排列的短纤维须条(纱芯)和外包长丝组成,其中长丝以螺旋形包缠在短纤维束上,将短纤维束缚在一起而形成平行纱。长丝通过对短纤维施加径向压力,使单纤维之间产生必要的摩擦力,增强纤维间抱合力,从而使平行纱具有相应的强力。当平行纺纱受到张力作用时,纤维之间的摩擦力就会增加,在常规平行纱中的长丝包缠捻度与同样线密度环锭纱上的捻度大致相同。

平行纱的横截面为圆形,当纱不承受张力时,纱条轴向会呈现轻微的起伏现象,表现出一种稍有波形的特征,当受轻微的局部压缩作用时,这种长丝的波动使短纤维变成螺旋状圆形,但平行纱一旦织入织物中,这种特征就变得不明显了。

3.平行纱的性能

由于平行纱具有特殊的内部结构和外观特征,所以在纱的性能方面又有许多独特之处。在成纱强力上,平行纱的强力与同样原料、同样线密度的环锭纱相比,平行纱的强力高于环锭纱,其成纱强力与包绕长丝的纤度有关,即长丝的纤度越大,则纱的强力越大;在成纱条干方面,平行纱的条干均匀度与同样原料、同样线密度的环锭纱相比,条干要好。这是因为纤维条子在牵伸系统中进行高速牵伸所致,纤维之间的移距偏差要比传统牵伸系统的慢速牵伸均匀得多;由于纱中短纤维不加捻,因此平行纱的蓬松性好,特别是经过汽蒸后,纱的截面增大,纤维原有的卷曲性能在平行纱中能充分显示出来,给人一种饱满的感觉,其织物仿毛感好。另外,平行纱的毛羽比环锭纱少,在后道工序加工时,纤维的散失明显减少,这将有利于设备的清洁和生产效率的提高。此外,因纱的毛羽少且不易起毛球,所以产品的耐磨性也有所提高。由于平行纱具有良好的蓬松性,使平行纱的毛细管效应好,具有良好的吸湿性能。

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