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1、纺织学报第二十一卷第六期 纱线毛羽 杨红英朱苏康 ( 东华大学) 【摘要】纱线毛羽严重影响无梭织造和高密织物的产质量。文章阐述了纱线毛羽的测量评价方 法、形成原因和影响因素等,认为毛羽取决于原料,产生于细纱,增长于络筒,贴伏于浆纱,影响于织造, 去除于烧毛,体现于织物。 关键词:纱线毛羽成因细纱络筒浆纱影响机织 中图分类号:T S1 0 64 一、纱线毛羽概况 纱线毛羽是指伸出纱线基体表面的纤维突 出物。随着纺织品档次的提高和无梭织机的普 遍采用,纱线毛羽的危害日益突出:如织造高密 织物时导致经纱开口不清,造成假吊经、三跳等 疵点;无梭织造时还常导致引纬受阻停车;毛羽 少时织物光洁、滑爽、纹路
2、清晰,毛羽多特别是 不均匀时则会出现纬档、条影和云斑等疵点。 可见,纱线毛羽已成为影响织物产质量的重要 因素。 1 纱线毛羽的形态 纱线毛羽的形态错综复杂,通常按照它与 纱线基体的关系分为三种:( 1 ) 圈毛羽:纤维的 两端伸人纱芯内部,中间部分露出纱线基本表 面,形成一个圈或环。( 2 ) 端毛羽:纤维的端部 伸出纱线主体的基本表面,而其余部分位于纱 芯内部,端毛羽沿纱轴方向又分为前向毛羽、后 向毛羽、双向毛羽和假圈毛羽( 端纤维卷曲为纤 维圈或环的形状) 。( 3 ) 浮游毛羽:附着于纱线 表面或其它毛羽上的松散纤维或野纤维。 2 纱线毛羽的测量及评价 纱线毛羽的测量按照测试原理分为:目
3、测 法、照相法、重量法、光电法、图象分析法和激光 法等,目前使用较多是光电法1 。著名的光电 式毛羽测试仪有:德国Z w e i g l eG 5 6 5 ,瑞士 U s t e r ,英国S h i r l e y ,日本D T 2 0 1 ,国产太仓 Y G l 7 1 B 和B T 一2 等。不同毛羽测试仪采用不 同的参数表征毛羽,如毛羽( 总、平均) 根数、毛 羽( 总、平均) 长度、毛羽指数、毛羽值等,毛羽指 数是指纱线单位长度内单侧面上毛羽投影长度 大于某设定伸出长度的毛羽累计根数;毛羽值 ( H ) 是被测纱线上耸出毛羽的累计长度( 厘米) 与该纱线一厘米长度上的毛羽总长之比值。
4、纱 线毛羽指数与毛羽长度呈负指数相关怛J ,即: Y = A e 一“ ( 1 ) 式中:Y 为纱线毛羽指数( 根m ) ;X 为纱线毛 羽长度( r a i n ) 。 A 、B 可用数学拟合求得,A 为单位长度纱 线内的毛羽总根数,1 1 3 为纱线毛羽的平均长 度,A 肥等于纱线毛羽总长度。对于短纤纱 线,l m m 以下的毛羽占大多数,毛羽平均长度 一般在0 5 l m m 之间。纱线的短毛羽多,但 对后工序影响小;长毛羽少,但对后工序危害 大,因此,用毛羽( 总、平均) 根数或毛羽( 总、平 均) 长度评价毛羽程序均不合适,而毛羽指数相 对较好。如对于棉型织物,纱线毛羽在2 m m
5、或 3 r a m 以上时危害显著,可用2 m m 或3 m m 的毛 羽指数来评价毛羽的程度。也有用有害毛羽的 长度之和,即造成显著性危害的毛羽总长度评 价毛羽程度E 3J : L = ( 1 1 37 ) Y 7 = A 1 3 ( 1 + B X7 ) e “4 ( 2 ) 式中:L 单位长度纱线上危害毛羽总长度 ( 1 3 3 1 1 1 ) ;1 B 7 危害毛羽平均长度( n m ) ; x 7 临界毛羽长度( I n l i l ) ( 长度超过x 被认 为是有害毛羽) ;Y 对应于x 的毛羽指数 ( 根m ) 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO
6、: Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 【1 2 】3 4 02 0 0 0 年1 2 月 资料4J 介绍并采用毛羽综合指数评价毛 羽状况: 5 H I = 三H i A i( 3 ) r1 式中:H 1 一H s 分别指1 5 m m 的毛羽指数;A 1 一氏分别为对应于各毛羽长度的权重。 显然式( 2 ) 较式( 1 ) 更好地表征了危害毛 羽,但其数据不及毛羽指数易得,如果式( 2 ) 涉 及的大量的统计计算由智能化毛羽仪直接完成 并显示结果,则不失为一个好指标。资料- 纠提 出以毛羽均方差评价一个卷装内的毛羽偏
7、差, 用毛羽变异系数表征卷装间的毛羽偏差。评价 某工序对纱线毛羽的影响还可采用毛羽增加率 或毛羽降低率指标,如: 络筒毛羽增加率= ( 筒纱毛羽指数一原纱 毛羽指数) 原纱毛羽指数1 0 0 ( 4 ) 浆纱毛羽降低率= ( 原纱毛羽指数一浆纱 毛羽指数) 原纱毛羽指数X1 0 0 ( 5 ) 毛羽测试结果受测试仪器、样本容量、测试 长度和测试速度等因素影响较大1 2 , 6J ,测试时 应严格执行操作规程,以使测试结果具有纵向 可比性。 3 纱线毛羽的成因 为方便分析纱线毛羽的成因,将毛羽分为 加捻毛羽和过程毛羽。加捻毛羽指成纱点处形 成的毛羽,过程毛羽包括纱线在成纱点以后产 生的毛羽和纱线
8、已有毛羽在后道工序加工过程 中发生变化的部分之和,两者既相互联系又相 互影响_ 7J 。( 1 ) 加捻毛羽的成因( 仅以环锭纺 为例) :在细纱的前牵伸区,纱条表层不受外围 约束,部分慢速纤维承受中部的快速纤维的挤 拉作用,加上纤维的弹性,这些慢速纤维的头部 容易翘离须条;加捻时,翘离须条的纤维头部若 受不到压力就会伸出纱芯成为前向毛羽。在加 捻三角区,从前罗拉输出的扁平纤维须条在外 力矩的作用下加捻变为圆形,这时内外层纤维 由于动态压力差而不断发生内外转移;当纤维 转移到表层时,由于自身刚性作用,若没有足够 大的力使其重新弯向纱芯也会裸露在纱线表面 成为毛羽。此外,须条从前罗拉钳口输出后,
9、外 层纤维尾部所受压力几乎为零,在纤维转移时 容易向纱条表层运动,伸出纱条主体部分的纤 维即形成毛羽。( 2 ) 过程毛羽的成因:经加捻成 形的纱线在卷绕和后加工过程中不断地受到摩 擦力、离心力和空气阻力等作用。摩擦作用一 方面将纱芯表层部分松散的、与纱芯联系不够 紧密的纤维段拉出纱芯表面,另一方面使纱线 原有毛羽发生曲折变形或相互纠缠或被拉长; 垂直纱轴向外的离心力也使纱芯表层部分松软 纤维段伸出,并使纱线原有毛羽伸直变长。摩 擦作用和离心力消失后,纤维自身刚性和结构 较紧密的纱芯阻碍被拉出的纤维段回复到原位 从而形成过程毛羽。根据欧拉公式,摩擦作用 受纱线与摩擦件的压力、摩擦包围角、摩擦系
10、 数、接触长度、运动状态等影响;而纤维质量、气 圈回转角速度、回转半径则影响离心力。摩擦 作用越强,离心力越大,纱线过程毛羽越多,毛 羽伸出真实长度越长( 投影长度可能不及真实 长度变化得多和快) 。此外,由于空气阻力与纱 线速度的平方成正比,高速运动的纱线所受空 气阻力较大,影响纱线原有毛羽的形态。 二、原料及纺纱工艺对纱线毛羽的影响 1 原料 纤维种类和特性如长度、细度、抗弯刚度、 抗扭刚度以及原料含短绒率、含杂率等直接决 定纱线毛羽状况L 1 8J 。纤维刚度越大,越容易 形成毛羽;粗、短纤维比细、长纤维容易成为毛 羽;短绒率、含杂率愈高,纱线毛羽愈多。此外, 纤维的回潮率、摩擦性能、导
11、电性能、抱和力、拉 伸强度、断裂伸长、横截面形状、卷曲度和抗压 性能等对纱线毛羽也有一定的影响。 2 纺纱工艺 不同纺纱方法形成不同的纱线结构,毛羽 情况各异_ 9J 。以环锭纺纱为例:( 1 ) 粗特纱比 细特纱毛羽多;号数一定的纱线,捻系数增加, 纤维所受约束力增强,毛羽减少,但捻系数过高 时毛羽会较多地伸展在纱线外面。( 2 ) 细纱牵 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺织学报第二十一卷第六期3 4 1 【1 3 】 伸机构对纤维控制得好,纱
12、线毛羽较少,如采用 双皮圈比采用单皮圈毛羽少;牵伸倍数越大,浮 游纤维的头尾端越不容易控制,纱线毛羽越多。 ( 3 ) 细纱钢领和钢丝圈选配不当,钢丝圈运转稳 定性差,气圈不易控制,纱线毛羽增加;适当加 重钢丝圈重量,有利于减少纱线毛羽;钢领和钢 丝圈在磨合期和衰退期易刮毛纱线,纱线毛羽 明显多于走熟期,经镀氟处理的钢丝圈走熟期 延长,从而减少纱线毛羽。( 4 ) 细纱机锭速增 加,一方面气圈回转角速度加快,纱线离心力增 加;另一方面纱线与钢丝圈及隔纱板的摩擦增 大;此外锭子和筒管振动加剧,因此毛羽增加。 ( 5 ) 须条对细纱前罗拉的包围角越大,弱捻区长 度越大,易形成加捻毛羽。( 6 )
13、选用开口大小适 中的集合器,紧缩须条宽度,有利于控制纤维扩 散,从而减少毛羽。( 7 ) 在不影响细纱牵伸效果 的前提下,适当增加粗纱捻度,减小成纱三角 区,可以减少毛羽。在前纺工序,排除杂质和短 绒越多,纤维损伤越小,纤维平行排列程度越 好,则纱线毛羽越少,精梳纱的毛羽明显少于普 梳纱。( 8 ) 在细纱机的加捻三角区下加装一个 气流喷嘴,使须条在柱状的高压气腔内进行加 捻,高压气流压迫突出的纤维重新进入纱线结 构内部,从而显著减少毛羽【l 。 三、络筒工序对纱线毛羽的影响 络筒工序毛羽增加率最高,从1 0 0 到 5 0 0 不等,随纱线品种、设定长度、设备状况等 而异。 1 纱路 纱线在
14、络筒过程中受到诸多摩擦,如摩擦 纱段与纱线以及纱管的摩擦、纱线与导纱器、清 纱器、张力器、探纱器以及槽筒等之间的摩擦。 当纱线对纱路上各机件的包围角越大,机件表 面越不光滑,纱线张力过大或过小,清纱板隔距 过小等,摩擦作用加剧。槽筒摩擦传动卷绕方 式,筒子承受的摩擦作用大。 2 络筒速度 络筒速度提高,一方面气圈回转角速度增 加,离心力增加,另一方面使纱线跳动严重,摩 擦纱段与卷装表面的纱线、纱线与各机件的摩 擦作用加剧;剧烈摩擦产生的静电又使纱线表 层松软的纤维更易被离心力和摩擦力拉出纱体 表面。 3 特殊装置 金属槽筒比胶木槽简耐磨性好、导电散热 快,因此纱线毛羽增加较少;镍铸铁槽筒优于铝
15、 合金槽筒。自动络筒机的单锭、变频、齿形带传 动槽筒机构,断头时槽筒和筒子分别制动机构, 筒子防振和平衡机构等均减少筒子与槽筒的摩 擦;气圈控制器等张力调节装置使大小管纱张 力一致,也可以减少纱线毛羽。尽管如此,自动 络筒机由于速度远远高于普通络筒机,其毛羽 增加率明显高于后者。 此外,络纱时纤维转移也使毛羽增加1 “; 在络筒机E 加装空气喷嘴,络筒毛羽有增有减, 从3 13 到1 5 8 不等L 1 23 。精梳纱的毛羽 增加率低于普梳纱,棉纱的毛羽增加率低于化 纤或化纤混纺纱,这与纤维特性、纺纱工艺对毛 羽的影响相一致。 四、浆纱工序对纱线毛羽的影响 1 浆纱贴伏纱线毛羽 E 浆过程贴伏
16、毛羽应满足三个条件:( 1 ) 浆 料对所浆纤维有合适的粘着力,( 2 ) 外力克服毛 羽的刚性使其贴向纱身,( 3 ) 纱身上浆液有足够 的粘性吸附纱身的毛羽,满足此一i 个条件的只 有浸浆、压浆和预烘过程 l 。浸浆对毛羽的贴 伏作用很小,它主要使毛羽伸直平行。毛羽贴 伏主要靠压浆作用,浆料性能、浆料与所浆纱线 的亲和力以及压浆力大小等直接决定压浆过程 贴伏毛羽的效果。压浆时,一方面使浆液分子 和纤维分子更加接近,建立分子间力和氢键力; 另一方面浆液分子向纱线内部扩散,并在纱线 表面形成一层完整的浆液膜。由于水分子比浆 料分子对纱线的浸透力强,浸入纱线内部的浆 液大部分是水分,纱线表面的浆
17、液浓度增加,粘 性增大,从而利于粘牢压向纱身的毛羽。高压 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 【1 4 】3 4 2 2 0 0 0 年1 2 月 上浆和增加侧压均利于贴伏毛羽。浆料与纤维 在分子结构上应符合“相似相溶”原则,使利于 形成分子间力和氢键力,又利于浆料对纱线的 浸透;浆料含固率和粘度应适中,既能浸透纱线 又有足够的粘性粘牢纱线。资料1 1 3 J 分析了热 风烘燥、烘筒烘燥和热风烘筒联合烘燥对毛羽 的贴伏作用。应当指出,在热风烘筒联合烘燥
18、 的热风预烘阶段,湿空气必须能够及时排出,否 则将延长浆液成膜时间,反而对贴伏毛羽不利。 此外用红外线烘燥可获得完整的浆膜,采用湿 分绞、分层烘燥和后上蜡或油等措施对贴伏纱 线毛羽也起一定的作用。 2 干分绞与浆纱毛羽再生 浆纱经过浸浆、压浆和烘燥( 后上油或蜡) 之后,大部分毛羽贴向纱身,但随着干分绞的进 行,纱线分离,纱线之间的粘结被破坏,同时带 起相当数量的毛羽,即毛羽再生。干分绞时纱 线之间的粘结破坏有三种:内聚破坏( 仅浆膜破 坏) ,界面破坏( 从纱线和浆膜界面破坏,必然带 起毛羽) 和混合破坏( 内聚破坏和界面破坏合并 发生) ,通常情况下为混合破坏_ l 。要减少毛 羽再生,应
19、尽可能增加浆膜的内聚破坏,减少界 面破坏,保持浆膜完整。为此,首先应使浆纱在 干分绞之前尽可能浆膜完整、较少粘连,其次使 浆膜对纱线的粘着力大于浆膜本身的自粘力 ( 内聚力) 。可见,浆料配方和纱线间距是影响 干分绞效果的关键。例如,由于P V A 一1 7 9 9 浆 膜内聚力太大,用纯P v A 一1 7 9 9 做主浆料浆涤 棉织物,浆纱毛羽非但不降,反而增加1 0 0 多;而针对不同的涤棉配比和织物紧密度,采用 不同比例的变性淀粉替代部分P V A 一1 7 9 9 ,浆 纱毛羽明显减少;对于含涤量高或高支高密涤 棉织物,再用低聚合度、部分醇解的P V A 取代 部分P V A 一1
20、7 9 9 ,优选配用少量聚丙烯酸类特 别是聚丙烯酸酯类浆料,可以收到同样的效果。 高密织物采用双浆槽、湿分绞以及经纱分四片 分层烘燥,纱线间距增加几倍,从而减少毛羽; 干区张力、纱线上浆率、回潮率、伸长率以及影 响浆料浸透与被覆的各因素对干分绞都有一定 的影响。 五、其它影响纱线毛羽的方面 整经工序纱线张力很小,摩擦作用较弱,毛 羽增加率不大,但整经张力不匀将造成浆纱毛 羽的增加。穿筘工艺不当、织机吊综不良等将 加重毛羽对织造的危害,如采用四纱一筘工艺 织造化纤或其混纺高密织物会造成严重开口不 清。从纺纱到织布各工序纱线通道发毛挂花、 设备运转不良、清洁时吹扇拍打以及温湿度得 不到合理控制等
21、均增加毛羽和加重毛羽的危 害。棉型织物在印染厂前处理前都要先烧毛, 以使布面光洁并防止在染色、印花时因毛羽产 生染色和印花疵病,坯布毛羽过多将增加烧毛 的负担和能耗。 六、结语 纱线毛羽的产生主要取决于纤维特性、纱 线特征和纺纱方法,受前纺影响,随须条加捻成 纱而形成。从成纱到织布的各道工序,剧烈的 摩擦作用、离心力作用和摩擦所产生的静电等 使得毛羽大幅增加,只有络筒上蜡和浆纱工序 能够部分贴伏毛羽。可以说纱线毛羽取决于原 料,产生于细纱,增长于络筒,贴伏于浆纱,影响 于织造,去除于烧毛,体现于织物。因此必须合 理选择毛羽评价标准,正确执行毛羽测试规程, 积极采取毛羽控制措施,方能保证产质量的
22、顺 利完成。 参考资料 1 I n d i a n T e x t i l eJ o u r n a l ,1 9 9 8 ,( 1 ) :1 2 5 2 中国纺织大学学报,1 9 8 7 ,( 6 ) 2 0 。 3 纺织学报,1 9 9 8 ,( 6 ) 1 9 。 4 妇E 京纺织,1 9 9 8 ( 8 ) 2 4 。 5 T e x t i l e W o r l d ,1 9 9 1 ,( 1 ) :5 3 - - 5 4 6 I n t e r n a t i o n a l T e x t i l e B u l l e t i n ,1 9 9 9 ,( 3 ) :5 8 7
23、 中国纺织大学研究生论文,1 9 8 5 。 8 I n d i a n T e x t i l eJ o u r n a l 1 9 9 8 ,( 2 ) :1 2 9 T e x t i l e P r o g r e s s ,V 2 6 ,( 4 ) 1 0 T e x t i l e R e s e a r c hJ o u r n a l ,1 9 9 7 ,( 4 ) :2 5 3 1 1 T e x t i l e R e s e a r c hJ o u r n a l ,1 9 9 2 ,( 1 1 ) :6 8 5 1 2 T e x t i l eR e s e a r c hJ o u r n a l ,1 9 9 7 ,( 7 ) :4 1 8 - 4 8 6 1 3 棉纺织技术,1 9 9 5 ,( 2 ) 1 6 。 1 4 周永元著:浆料化学,中国纺织大学出版社, 1 9 9 7 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark
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