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1、- - .S a i n r 山s 工0 c h吕四y纺纱 技 术 基于包芯纱的空芯纱加i n 妓术 摘要: 以P V A长丝或短纤为芯纱, 棉纤维为外包纱生产包芯纱, 并通过退维得到 空芯纱, 由这种空芯纱制织的织物具有许多 优良的性能。 文章探讨了 在传统环锭 细纱机上生产包芯纱, 并通过退维处理得到空芯纱的加工技术; 并对空芯纱织物 的透气性和厚度等进行了测试与分析。 关键词:包 芯纱;空芯纱; 生产工艺; 织物性能 中图分类号: T S 1 0 4 .7 9文献标识码: B 文章编号: 1 0 0 3 一3 0 2 5 ( 2 0 0 5 ) 0 6 一0 0 7 8 一0 3 天津工
2、业大学王晓红 长丝织物与短纤织物各自 都存在着不同的优缺点。 空 芯纱织物则集二者的优点于一体: 具有饱满的布面感、 柔 软的手感 易洗快干: 透气吸湿性、 悬垂性、 保暖性优良, 对人体具有良好的亲和性 是理想的四季面料。 虽然目 前 在合成纤维领域已开发了大量具中空结构的原丝 但要使 天然 纤 维具有中 空 结 构 在技 术上 是相当 困 难的。 本文 主 要 探讨基于包芯纱的空芯纱加工技术 即以P V A 长丝或短纤 纱为芯纱. 棉纤维为鞘, 在传统环锭细纱机上开发包芯纱 然后经过退维工艺去掉可溶P V A纤维得到空芯纱。 1 空芯纱加工技术 1 . 1 实验原料 外包纤维: 外购精梳棉
3、粗纱原棉手扯长度2 9 m m, 定重4 .2 g / 1 0 c m 捻度5 .2 1 捻/ 1 0 c m o 芯纱: 安徽维纶厂提供1 .5 d t e x x 3 8 m m水溶性P V A 短纤维条 干断裂强度2 .3 c N / d t e x , 干断裂伸长率 ( 2 7 土9 )% 水溶温度9 2 C 水中不溶物含量 (0 .2 5 %, 卷 曲 数)3 个/ 2 5 m m , 1 . 2 芯纱纺纱准备 工艺流程: P V A短纤条子*两次并条 ( A 2 7 2 C ) 一粗 纱 ( F A 4 0 1 )一细纱 ( A S 5 1 1 A实验样机) 。 芯纱加工: 在A
4、S 5 1 1 A 棉纺试验细纱机上纺制水溶性 P V A芯纱。为了退维对比实验, 设计了不同捻向的芯纱, 芯纱号数 1 5 t e x , 捻度6 0 . 1 2 捻/ 1 0 c m,包覆纱一律采用 作者简介:王晓红,女,1 9 6 4 年生,副教授,天津,3 0 0 6 1 0 棉粗纱。 1 . 3 包芯纱的纺制 包芯纱外包纤维包覆良好的条件主要有 : 芯纱张力 必须稍大于外包纤维张力: 外包纤维单位时间输出的速度 比芯纱大,即芯纱、包覆纤维之间要有张力差与速度差。 由于外包纤维在纺纱过程中要围绕芯纱旋转, 所以 同样一段长度的包芯纱条上外包纤维的长度要比芯纱大, 这就要求单位时间内棉纤
5、维与芯纱输出速度不同 即棉纤 维快, 芯纱慢。另外 在卷绕过程中 外包纤维所受的张 力要小, 张力过大时, 外包纤维无法围绕芯纱作旋转, 这 就要求外包纤维与芯纱间有张力差。 而采用传统的环锭细 纱机加工包芯纱芯纱和外包纤维均由前罗拉输出, 外包 纤维与芯纱同步输出, 经加捻卷绕成形, 而前罗拉的输出 速度又是一定的, 所以外包纤维和芯纱没有明显的速度差 与张力差, 故产生的包芯纱包覆效果较差质量不稳定。 本课题对A S 5 1 1 A 型细纱试验机稍加改动 即在环锭 细纱机上增加长丝退绕装置、 长丝张力控制器和长丝导向 装置实现包芯纱的纺制。图1 所示为环锭纺包芯纱加工 原理。通过大量实验配
6、置了较理想的张力调节装置, 为 改善包芯纱包覆效果, 采用喂入2 根外包纤维粗纱。在环 锭细纱机上纺包芯纱时, 芯纱经退绕后到达弹簧张力控制 器 通过该装置调整芯纱张力的大小, 待通过导纱钩后直 接喂入前罗拉钳口, 通过前罗拉输出。 两根外包纤维粗纱 经集合器进入三罗拉双胶圈牵伸装置, 牵伸后的须条呈扁 平状与芯纱同时由前罗拉输出牵伸区, 此时要求芯纱始终 7 8 纺 织 导 报C h in a T e x t ile L e a d e r . 2 0 0 5 N o .6 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermark
7、R to remove the watermark - - . S 吐 n n o T e c h n o lo g y 纺纱技术 处于外包纤维扁平状须条的中间位置。 两根外包粗纱之间 的距离为2 - - 3 m m .左右 其输出速度为前罗拉的线速度。 通过张力器进行调整 使芯纱的输出速度略小于前罗拉的 线速度,目的是与外包纤维形成速度差改善包覆效果。 ( a ) 核心型( b ) 偏心型( c ) 露芯型 图2 张力大小对所纺纱线包覆效果的影响 粗棉线 导纱器 钢领 图1 环锭纺包芯纱生产原理 包履效果是体现包芯纱质量好坏的一项重要的技术指 标, 包覆效果不良 会直接影响到空芯纱的质量。因
8、此, 在 纺制包芯纱时要特别注意其包覆的情况。 影响包芯纱包覆 效果的因素主要有: 芯纱的张力、 外包纤维两粗纱之间的 距离、芯纱的百分含量与捻度等。 1 . 3 . 1张力的影响 芯纱张力的大小对包芯纱的包覆效果有很大的影响, 当芯纱的张力较大时, 芯纱在前罗拉的输出速度过慢 而 外包纤维的输出速度是一定的, 这就使得外包纤维在芯纱 上的缠绕增多 使包芯纱产生粗节。 同时了 如果张力过大, 易造成芯纱断头。当芯纱断头后若继续纺纱, 可能形成较 长片段或短片段的无芯纯棉纱 直接影响包芯纱质量。因 此 芯纱的张力不能过大。 但芯纱的张力也不能过小, 当 芯纱的张力过小时, 芯纱在前罗拉的输出速度
9、过快 不能 与外包纤维的输出速度形成所要求的速度差, 而使包覆纤 维对芯纱包覆不足, 出现露芯现象。因此要想纺出理想 的包芯纱 芯纱的张力要适中。 张力适中时芯纱处于包芯 纱的中心位置, 为核心型包芯纱r 张力过小时芯纱偏向包 芯纱的一侧为偏心型或露芯型包芯纱, 如图2 所示。 1 .3 . 2 两粗纱间距离的影响 当采用两根外包粗纱喂入时, 两粗纱间的距离也是影 响包覆效果的一个重要因素。当两粗纱间的距离过大时, 包芯纱的成纱点远离前罗拉 成纱加捻三角区的宽度以及 到加捻点的距离加长, 使纱线不能很好地包覆从而形成 露芯的现象;当两粗纱间的距离过小时, 芯纱与外包纤维 易缠绕在一起 使芯纱偏
10、离纱线的中心, 形成的包芯纱成 纱质量降低。 经实验表明, 当两粗纱间的距离在2 一3 m m 时,即仅可容纳1 根芯纱时纺出的包芯纱包覆效果最好。 1 .3 .3 芯纱百分含量的影响 芯 纱 百 分比 含 量一T 芯 纱 / T 包 芯 纱 1 0 0 % 式中 T 芯 纱 芯纱线密 度, T 包 芯 纱 包芯纱线密度。 芯纱的含量过小, 使所纺包芯纱的空芯效果不明显; 而芯纱的含量过大, 也容易使芯纱外露影响包覆效果。 1 .3 .4 芯纱捻度的影响 芯纱的捻度增大其强力增加. 耐磨性能提高 有利 于包芯纱的纺制。同时, 包芯纱的捻度大 包覆效果也较 好。 但捻度过大 将增加断头, 且影响
11、退维效果。 因此 必 须合理选择成纱的捻度。 此外, 钢丝圈的选用应考虑包芯 纱的特数 纱线在钢丝圈内的通道应偏大掌握, 钢丝圈截 面以薄弓形为好, 钢丝圈重量一般比纺同特纯棉纱偏重。 机器的运转情况也是影响包芯纱包覆效果的因素 机器的 状态保持良好时 芯纱与外包纤维所处的相对位置正确合 理, 是形成好的包芯纱的前提。 1 . 4 退维工艺 退维是纺制空芯纱的关键环节, 退维结果直接影响空 芯纱的效果和风格。 根据水溶性P V A纤维的溶解机理 2 1 影响退维的主要工艺参数为水的温度和退维的时间 水的 温度一般要高于纤维的溶解温度。 1 .4 . 1芯纱捻向对退维工艺的影响 在其它 条件相同
12、的 情况下 将5 7 t e x 的S / Z 与Z / Z 包芯纱 ( 芯纱均为1 5 t e x ) 各1 0 组纱线分别投入温度超过 9 2 C 的水中进行退维实验 两种包芯纱退维时间的比较如 图3 所示。 由图3 可以看到, S / Z捻包芯纱比Z/ Z捻包芯纱溶 解速度要快。因为S 捻的芯纱在纺成Z 捻的包芯纱的过程 中 芯纱产生退捻, 其结构变得松散芯纱溶液与水溶液 能较容易地穿过外包纤维 使退维更容易, 退维时间缩短. 如5 7 t e x S / Z 包芯纱完全退维的时间为3 0 m i n 。 而Z 捻的 芯纱在纺成Z 捻包芯纱的过程中 芯纱又被追加捻度, 其 8 0 纺 织
13、 导 报C h in a T e x t ile L e a d e r . 2 0 0 5 N o .6 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺纱技术S 0 i n n i n a 工c h n o l o a v S / Z 5 7 t e x 包芯纱 S / Z 5 7 t e x 包芯纱 如353025加巧 减忍侧即拼 . 一 1一、 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 54 0 4 5 5 0 5 5 时间/ m i n 图3 S/Z 与Z
14、/Z 包芯纱退维时间的比较 结构变得更加紧密. 芯纱溶液与水溶液不能较容易地穿过 外包纤维 使退维更困 难, 退维时间延长. 如5 7 t e x Z / Z 包芯纱完全退维的时间为4 5 m i n , 1 .4 .2 其它因素对退维工艺的影响 芯纱和外包纤维的捻度对退维工艺有影响当芯纱、 外包纤维的捻度较大时. 水分子进入到纱线的芯部就比较 困难, 从而使溶解的难度加大; 而捻度较小时则影响纱线 的强力。 芯纱的含量也对退维时间有一定的影响 对两种 芯纱含量不同的包芯纱在其它条件相同的情况下进行退维 实验, 结果发现, 芯纱含量高的退维时间较短。 其原因是芯 纱含量高则芯纱的直径大 由于外
15、包纤维特数相同, 因此外 包纤维形成的壁较薄使退维更容易。所以 芯纱含量大 的退维时间短,芯纱含量小的退维时间长。 2 空芯纱织物性能测试 2 . 1 透气性能实验 2 . 1 . 1试样 3 6 t e x 的包芯纱a( 芯纱特数1 3 .3 t e x P V A 含量2 7 .2 %) 和3 6 t e x 的纯棉纱b 分别在1 6 针横机上加工成空芯纱织物 A和纯棉对比织物B两个试样, 按优化工艺实验经过无 张力状态沸水煮4 0 m i n( 织物的退维时间约4 0 m i n ) 去除 可溶P V A纤维 干燥后待测。 为了保证织物缩率控制在一 定的范围 在试样去除可溶P V A 纤
16、维后对试样进行定形处 理。试样直径D=7 0 m m. 测试 1 0 个数据取其平均值。 2 . 1 .2 仪器 Y G 4 6 1 型织物中压透气仪。 2 . 1 . 3实验结果与分析 测试结果是A的透气量为1 3 4 0 k g / h , B的透气量为 1 1 9 5 k g / h 。表明空芯纱织物与纯棉纱织物相比具有更好 的透气性。 影响织物透气性能的因素很多 对本实验来说 纱线和织物的结构相同, 由于空芯纱的中空结构 使其织 物具有较好的透气性能。 2 . 2 厚度实验 2 .2 . 1试样 将包芯纱特数为3 6 t e x 、芯纱特数为1 4 t e x 的S / Z 捻 和Z/
17、 Z捻两种包芯纱及3 6 t e x 的纯棉纱分别加工成相同 结构的3 种织物 按优化工艺退维后得到3 种织物A , B 和 C备用。 2 .2 .2 仪器 Y G 1 4 1 厚度仪。 2 .2 .3实验结果及分析 测试各试样 每种试样测量5 次取平均值 则A , B 和 C3 种织物的厚度分别为: 1 .5 4 3 m m , 1 .5 5 4 m m和1 .4 9 4 m m。由结果可以看出, 相同特数的S / Z 捻空芯纱织物的 厚度大于Z/ Z 捻空芯纱织物 两种空芯纱织物的厚度均 大于纯棉纱织物。原因是由于Z/ S 捻空心纱在纱线加工 中芯纱退捻松散. 使空芯纱直径大于芯纱紧密的Z
18、/ Z捻 空芯纱 而两种空芯纱织物与相同特数的纯棉纱织物相比. 其纱线直径均较大使其织物厚度增大。 同时, 本实验还对试样的吸湿和放湿等性能进行了测 试, 结果表明空芯纱织物具有优异的吸湿和快干性能。 3 结语 1 ) 对环锭纺细纱机进行简单改造, 可纺制空芯纱所需 的包覆效果良好的包芯纱 当芯纱采用P V A 短纤维, 皮层 采用棉纤维时 芯纱的毛羽和皮层的棉纤维形成一定程度 的交错对退维后空芯纱中空部分的定形有帮助。 2 ) 开发中空纱线产品的关键工艺是退维。 维纶去除率 越高 中空纱效果越好。 退维工艺条件主要是温度和时间。 纱线结构不同, 退维时间不同。S / Z 捻包芯纱比Z / Z
19、 捻 包芯纱溶解速度要快,退维更容易退维时间更短。 3 ) 在纱线特数和纬编织物结构均相同时, 退维后空芯 纱织物的手感比传统纯棉纱织物更柔和、 更丰满 悬垂性 更好不仅穿着舒适而且美观大方。 引由于纱线具有中空结构 因此与相同厚度的纯棉产 品相比空芯纱织物质量变得更轻蓬松性、 保温性、回 弹性更好。另外,由于纤维间空隙大不仅使产品具有吸 水速度快和单位面积吸水量大的特点 而且也使水分容易 释放, 具有干燥速度快的效果。H p 1 狄剑峰 1 9 9 8 . 2 梁明江. 2 0 0 1 , 参考文献 . 新型纷纱产品开发学 【 M . 北京:中国纷织出版社 水溶维纶在棉纷中的应用与开发 【 J . 上海纷织科技 1 8 ( 4 ) :7一 9 . 纺织导报 Ch i n a T e x t i le L e a d e r 2 0 0 5 N o . 6 8矛 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark
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