長絲-短纖轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗成紗機理、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、長絲/短纖復(fù)合紗具有生產(chǎn)工序短、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點，復(fù)合紗的雙組分結(jié)構(gòu)使其具有特殊的外觀和性能，可滿足不同織物對紗線的要求。本文研究的核心即將短纖維與長絲在新型轉(zhuǎn)杯紡紗系統(tǒng)上進行復(fù)合，使其成紗形態(tài)結(jié)構(gòu)與成紗性能兼有短纖紗和長絲紗兩者的特點。這種新型紡紗工藝不僅保留了轉(zhuǎn)杯紡高速、高產(chǎn)、流程短、成本低、條干均勻度好等特點，同時根本上改善了成紗的強力，而且通過調(diào)整紡紗工藝參數(shù)可得到不同結(jié)構(gòu)和性能的轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗。
　　 本文的研究工作共包

2、含四個部分：第一，研制長絲/短纖復(fù)合紡紗轉(zhuǎn)杯并分別研究長絲超喂率、紗線設(shè)計捻系數(shù)和長絲組分比對轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗成紗質(zhì)量的影響規(guī)律；第二，通過理論分析與試驗測試，與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)杯紗進行對比，重點研究轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗的結(jié)構(gòu)與性能；第三，探討長絲/短纖轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗的成紗機理，重點研究轉(zhuǎn)杯復(fù)合紡紗過程中紡紗張力的影響；第四，分析轉(zhuǎn)杯紡氨綸復(fù)合紗的紡紗工藝，并通過正交試驗對轉(zhuǎn)杯紡氨綸復(fù)合紗紡紗工藝參數(shù)進行綜合分析與優(yōu)化。
　　 本文首先研制了能夠保證長

3、絲喂入的長絲/短纖復(fù)合紡紗轉(zhuǎn)杯。紡紗時，預(yù)先開松的短纖維通過輸送通道進入轉(zhuǎn)杯并凝聚于轉(zhuǎn)杯凝聚槽中，長絲在轉(zhuǎn)杯負壓的作用下通過引絲管同時進入轉(zhuǎn)杯，與短纖維紗條在轉(zhuǎn)杯內(nèi)加捻形成復(fù)合紗。選用棉纖維作為短纖維組分，滌綸長絲作為長絲組分生產(chǎn)了不同結(jié)構(gòu)和性能的長絲/短纖轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗，分別研究了長絲超喂率、紗線設(shè)計捻系數(shù)和長絲組分比對紡紗工藝過程及成紗質(zhì)量的影響。長絲超喂率的變化會導(dǎo)致長絲張力的變化，從而影響復(fù)合紗的外觀和結(jié)構(gòu)，進而影響復(fù)合紗的主要性

4、能。當(dāng)長絲超喂率減小時，長絲張力增大，長絲越來越深地嵌入復(fù)合紗紗體中并趨向于紗芯，復(fù)合紗的強伸性能、條干和毛羽等主要性能隨之發(fā)生變化。紗線設(shè)計捻系數(shù)在兩種長絲超喂率下對轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗的外觀形態(tài)、實測捻度、加捻效率以及復(fù)合紗主要性能也有較大的影響。隨著紗線線密度的增加，復(fù)合紗中長絲組分比逐漸減小，復(fù)合紗的外觀和主要性能隨之發(fā)生變化，相對于同樣線密度的純棉轉(zhuǎn)杯紗，復(fù)合紗斷裂強度增加12％以上。
　　 在紡紗工藝研究的基礎(chǔ)上，通過理論分

5、析與試驗測試，研究了轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗的結(jié)構(gòu)與性能。長絲/短纖轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗的結(jié)構(gòu)取決于長絲張力和短纖維紗條張力間的差異，其差異控制著復(fù)合紗中兩種組分的幾何位置和路徑長度。通過EIB和科視達視頻顯微鏡，可以看出純棉轉(zhuǎn)杯紗表面纏繞纖維的結(jié)構(gòu)較為松散，毛羽較多，而復(fù)合紗表面纏繞纖維包纏的較為緊密，毛羽較少，表面相對較為光潔。長絲超喂率不同時，轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗具有不同的外觀和結(jié)構(gòu)。長絲超喂率較大時，長絲張力遠小于短纖維紗條張力，長絲位于復(fù)合紗的表面并包纏

6、短纖維紗條；隨著長絲超喂率的減小，長絲張力增大，長絲趨向于分布在復(fù)合紗的內(nèi)層。轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗的部分結(jié)構(gòu)參數(shù)，如復(fù)合紗中長絲的徑向相對位置r、長絲捻度、復(fù)合紗捻度、捻度偏差和紗線直徑，都與長絲超喂率關(guān)系密切。轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗的拉伸性質(zhì)不僅取決于每種組分的負荷-伸長曲線，還與兩種組分復(fù)合的方式有重要關(guān)系，其拉伸斷裂過程以及斷口形態(tài)與長絲超喂率關(guān)系密切。與相同工藝條件下紡制的純棉轉(zhuǎn)杯紗相比，轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗的拉伸性能、條干和毛羽等主要性能均有所改善。<

7、br>　　 長絲/短纖轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗成紗機理的探討中，重點研究了轉(zhuǎn)杯復(fù)合紡紗過程中的紡紗張力以及紡紗張力對復(fù)合紗結(jié)構(gòu)的影響。在長絲/短纖轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗的紡制過程中存在兩個紗線成形點，分別是短纖維紗條的成形點和復(fù)合紗的成形點。當(dāng)長絲超喂率OFR變化時，長絲張力隨之發(fā)生變化，使得長絲和短纖維紗條的匯聚點在轉(zhuǎn)杯內(nèi)部和引紗管之間移動，導(dǎo)致復(fù)合成形點處的短纖維紗條張力不同，而復(fù)合成形點處長絲張力和短纖維紗條張力的差異又會影響到復(fù)合紗的結(jié)構(gòu)和性能。影

8、響復(fù)合成形點處短纖維紗條張力的因素主要有：復(fù)合成形點的位置，短纖維紗條的線密度和捻度，轉(zhuǎn)杯的角速度和直徑，假捻盤的材料和規(guī)格等。在短纖紗紡紗條件不變時，通過控制長絲張力，可得到不同結(jié)構(gòu)和性能的轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗。實際生產(chǎn)中可以通過調(diào)整長絲超喂率的大小來控制長絲張力，從而生產(chǎn)出不同外觀和結(jié)構(gòu)的長絲/短纖轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗。
　　 為了擴大轉(zhuǎn)杯紗的應(yīng)用領(lǐng)域，本文以氨綸絲為原料開發(fā)了轉(zhuǎn)杯紡氨綸復(fù)合紗，以滿足市場對彈性紗線的需要。首先分析了轉(zhuǎn)杯紡氨

9、綸復(fù)合紗紡紗工藝參數(shù)對紗線主要性能的影響，然后通過正交試驗設(shè)計對紡紗工藝參數(shù)進行了綜合分析，觀察轉(zhuǎn)杯速度、氨綸絲牽伸倍數(shù)、紗線設(shè)計捻系數(shù)對轉(zhuǎn)杯紡氨綸復(fù)合紗主要性能的影響，發(fā)現(xiàn)三個因素中氨綸絲牽伸倍數(shù)對復(fù)合紗性能的影響比較大。綜合考慮轉(zhuǎn)杯紡氨綸復(fù)合紗各項性能，得到優(yōu)化工藝條件為轉(zhuǎn)杯速度49300r/min，氨綸絲牽伸倍數(shù)4.5，紗線設(shè)計捻系數(shù)500。在優(yōu)化工藝條件下分別紡制轉(zhuǎn)杯紡氨綸復(fù)合紗和純棉轉(zhuǎn)杯紗，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)杯紡氨綸復(fù)合紗綜合性能較好，可