空心纱形成机理分析及其产品开发.pdf
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1、第2 7 卷第5 期 2 0 0 6 年5 月 纺织学报 J o u m a lo f7 r e x t i l eR e a r c h V 0 1 2 7N o 5 M a v2 0 0 1 6 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 6 ) 0 5 0 0 7 6 0 4 空心纱形成机理分析及其产品开发 张进武 ( 南通纺织职业技术学院,江苏南通2 2 6 0 0 7 ) 摘要利用水溶性维纶在纺纱时作填充料,制得空心纱。经特殊的松式整理后产生了一种特殊结构,即纱的截 面内、外层的纤维密度不一致,中心区域呈空洞状。对空心纱的纱线特征和形成机理作了全面、系统的分析,对生 产
2、中的主要工艺参数进行优化设计,并就空心纱产品开发应用中需注意的问题进行初步探讨研究。 关键词空心纱;形成机理;工艺参数;产品开发 中图分类号:鸭1 0 4 7 9文献标识码:A A n a l y s i so ff o r I I l i n gm e c h a I l i s mo ft h eh o U o wy a ma n d i t sp r o d u c td e V e l o p m e n t Z H A N GJ i n w u ( k 嗍砒场删面船z 死如蝴凸抛芎,昭,肠,炉 2 2 6 0 0 7 ,c 航船) A b s t m c tT h eh o U o
3、wy a mw a s 啪d eb yu t i l i z i n gak i n do fp a n l yw a t e rs o l u b l ef i b e ra sf i l l i n gm t e r i a lw h e n s p i n n i n g ,w h i c hf o m e das p e c i a ls t m c t u r ea f t e rs p e c i a lt e n s i o n l e s sf i n i s h i n g ,t l l a ti s ,d i f f e r e n tc o r n p a c t n e
4、 s s e x i s t e db e t w e e nt h ei n n e r 釉do u t e rl a y e r so ft h ey a mw i t hh o U o w si nt h ec e n t e r Ac o m p r e h e n s i V ea I l d s y s t e m t i ca n a l y s i sw a sm a d eo ft h ec h a 瑚L c t e r i s t i c sa n df b n l _ l i n g I n e c h a I l i s m0 ft h eh o l l o wy 帅,
5、a J l dm a i n p r o c e s sp 啪m e t e r sw e r eo p t i I I l i z e d T i p sf o rd o w n s t r e a mp r o d u c td e V e l o p m e n tw e r ed i s c u s s e d K e yw o r d s h o U o wy 啪;f o 珊m e c h a n i s m ;p r o c e s sp a m m e t e r ;p r o d u c td e V e l o p m e n t 1 空心纱基本结构和纱线特征 空心纱是中空纤
6、维概念在纱线上的运用。它把 水溶性维纶作纺纱时的填充料,纱线经松式整理后 产生了一种特殊结构,即纱的截面内、外层的纤维密 度不一致,外层密度大,内层密度小,中心区域呈空 洞状,用扫描电镜观察其截面形状,如图l 所示。 空心纱的主要特征:1 ) 与常规纱线相比,在同 样的线密度下,有较高的比表面积和覆盖面积;2 ) 纱 线有高的弹性,加工出的织物手感非常柔软。3 ) 纱 线的中心区域呈空洞状,有空气隔离膜的存在,所以 有较好的保暖特性;4 ) 纱的膨松度( 即中空度) 高,增 加了纱的毛细管效应,使纱的吸水性得到提高;5 ) 由 于空心化效果的产生,使得纤维与纤维间的抱合力 下降,强力要比常规纱
7、低1 5 。3 0 。 图l 空心纱的截面形状 2 空心纱形成机理分析及加工工艺 空心纱的加工是利用包芯纱的纺制原理来完成 的,即用水溶性的长丝或单纱作芯纱,外包短纤维, 然后溶去芯纱形成空心纱。此工艺的缺点是工艺流 收稿日期:2 0 0 5 一0 3 一0 2修回日期:2 0 0 5 一0 5 2 3 基金项目:南通市重点产学研资助项目( D c 2 0 0 1 ) 作者简介:张进武( 1 9 5 8 一) ,男,高级工程师。主要从事纺织生产技术的应用研究和新型纱线产品开发。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWat
8、ermarkR to remove the watermark 第5 期张进武:空心纱形成机理分析及其产品开发【7 7 】 程长且生产成本高。实验开发的空心纱纺纱方法比 上述方法简单,它将一定比例的水溶性维纶与棉进 行混合、牵伸、加捻纺制成单纱,然后经松式整理,去 除水溶性维纶,充分利用加捻应力的释放作用,使纤 维转移、伸展、产生特有的中空形态。 2 1形成机理 按常规分析推测,用短纤混纺,溶去水溶性维纶 后,呈散布的中空形状;用水溶性长丝或单纱通过包 芯纺,溶去长丝或单纱后,中间成中空形状。但实验 的结果基本是一致的,即用短纤混纺,通过松式整 理,溶去水溶性维纶后,也形成中间呈空心无纤维状
9、的中空纱。 纱线加捻时,纤维被扭曲挤压呈螺旋状态,在纱 线内部形成加捻应力,这种应力对纱轴的横向分力 使纤维相互压紧从而使纱条具有一定的强力、耐磨 性、刚性等。棉纤维与水溶性维纶通过多次条混,经 粗纱、细纱工序,已混和较均匀。水溶性维纶的溶解 过程一般分为吸湿、膨化、收缩、溶解。当水溶性维 纶被溶化时,纱内部的棉纤维受到水溶性维纶的膨 化、收缩作用,原来棉纤维的加捻应力获得释放,迫 使棉纤维尽可能由里向外转移、伸直,便产生了空心 化效果。 空心纱的形成机理分析。首先从加捻开始,分 析处于一个截面上不同直径纤维的加捻分布。环锭 纺纱捻度径向分布是外层加捻大,内层加捻小。在 考虑加捻程度时,常用捻
10、系数K 。来表示。捻系数的 实际表示意义是K = 1 0 3 t a n p 1 0 r 4 7 c ,在不考虑 纱的密度r 时,反映的是与捻回角口大小的关系,捻 回角口是把加捻后成为圆柱螺旋线的母线展开后, 螺旋线上任一点的切线与轴心线所成角度。由此可 见,t a n 口= 7 c d r ,d 为纱的直径,r 为纱的捻度。从公 式可以反映出,在同一捻度下,处于同一径向截面不 同直径部位的捻回角是不同的,直径越大,捻回角口 就越大,加捻程度就越大。以上是从理论上分析的, 实际上,在径向截面上捻回角的分布要更复杂。而 且,同一根纤维的分布一般均处于不同的径向直径 部位,这样一根纤维上分布的加捻
11、应力也不相同,水 溶性维纶被溶解时所产生的膨胀、收缩作用,有利于 纤维上的加捻应力调整,即同一根纤维尽可能地分 布在相同的径向直径部位,使捻度应力分布相一致。 当水溶性维纶被溶化后,让出的空间有利于在其内 侧的棉纤维释放加捻应力,这种加捻应力释放迫使 里侧的棉纤维尽可能向外侧转移并伸直。这是产生 空心化现象的主要机理。 由于不同的纤维弹性回复性不同,对实现空心 化效果有很大的影响,所以最好选择应力松弛较小 的纤维,目的是使纱的加捻内应力能较好地保持,有 利于空心化的形成。也基于这个原因,不能事先对 要进行空心化处理的纱进行汽蒸、给湿等定形处理, 而且适宜即纺即用,缩短放置时间,减少捻度应力松
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- 空心 形成 机理 分析 及其 产品 开发
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