研宄探讨长丝短纤复合纱线强伸性能与加捻关系研究练军王厉(盐城工学院)(东华大学)复合纱线中各组分性能的差异对复合纱线与织物的性能将产生极大的影响。在复合纱线反向加捻的情况下,通过试验分析了复合纱线断裂强力、断裂伸长率与单纱捻度、复合纱线捻度之间的关系。复合纱线也存在着临界捻系数,复合纱线断裂伸长率与复合纱线捻系数呈正线性相关,复合纱线断裂强力。断裂伸长率与单纱捻系数呈正线性相关。
刖言随着人们消费观念的改变和物质生活水平的提高,服饰的需求也不断趋于高档化、舒适化,细号、轻薄、光洁型的织物越来越受到广大消费者的青睐,己成为发展的主流趋势。长丝短纤复合纱线是用于开发此类新型结构产品的纱线,复合纱线与传统短纤维纱线在结构上存在着较大的差异,这势必影响到纱线及其织物的性能。因此,为了很好地利用复合纱线生产优质面料,必须深入研究长丝与棉短纤维复合纱线的结构及性能,特别是其基本力学性能与结构的关系。
1试验方法试验所用的Plyfil复合纱线采用两种不同的原料,即涤纶低弹丝和纯棉精梳纱。涤纶低弹丝和纯棉精梳纱的各项指标如表1所示。
表1涤纶低弹丝和纯棉精梳纱的各项指标项目细度断裂强度均值断裂强度均值方差/%断裂伸长率均值/%断裂伸长率均值方差/%涤长丝棉纱涤棉复合纱线的加工首先经过并纱工序,再经过捻线工序而制成,目的在于防止筒并捻联合过程中易产生辫子纱疵点。并纱主要是为了保证复合股数,各股纱张力均衡,减少复合纱线捻度不匀,提高复合纱线强力,改善外观。捻线的主要目的是为了把两种性质不同的纱捻合在一起,同时还改善了纱线中纤维所受应力的分布状态,从而提高了复合纱线的品质。
复合纱线的强力和复合纱线中各组分的强力与并捻加工的工艺有关。因此,为了寻找影响复合纱线强伸性能的主要因素,必须采用试验方法确定工艺参数。捻度是影响复合纱线强伸性能的*主要因素,文中试验是用加工好的复合纱线在Y331型捻度试验机上进行解捻和加捻,然后测其强伸性能。由于考虑到复合纱线反向加捻比较稳定,因此复合纱线采用反向加捻,夹持加捻长度L为2复合纱线的强伸性能2.1影响复合纱线强伸性能的主要因素对试样品种来说,试验时因子水平的确定要考虑到以下两个方面,一是要求为*常用的;二是要求对比比较明显。所以各因素都取三水平。根据正交试验设计复合纱线的试验方案,试验因子水平见表2正交试验结果见表3.并建立复合纱线的断fdM(Fuk断裂伸长iblish裂时产生的伸长1!是由于纱体中纤维相互滑移rt表2因子水平表水因素复合纱线单纱捻复丝捻平张力捻系数系数义4序号断裂强力F/cN断裂伸长建立断裂强力及断裂伸长率和各变量间的多元回归数学模型,并得到其回归方程分别为:经方差分析,方程和系数都显著。其中复合纱的捻系数、单纱的捻系数是强显著因子。
2.2复合纱线捻系数对复合纱线强伸性能影响对复合纱线的强伸方程来说,复合纱线的捻系数对复合纱线的断裂强力有很大影响。在保持单纱捻系数为460,张力为10cN,复丝捻系数为0的情况下,通过改变复合纱线捻系数进行试验,(L)和复合纱线捻系数(x)之间的数学模型,得到回归方程分别为:经方差分析,方程和系数都显著。复合纱线的断裂强力、断裂伸长率与复合纱线捻系数的关系分别见、。
复合纱线断裂强力与复合纱线捻系数的关系复合纱线断裂伸长率与复合纱线捻系数的关系由可知,复合纱线的断裂强力在一定范围内随着复合纱线捻系数的加而加,过了一定值后,断裂强力反而下降。这是由于复合纱线加捻有两方面的作用:一方面,复合纱线的断裂一般是断裂伸长率小的单纱先断裂,因此,通过加捻使短纤纱和长丝相互包缠,有效地防止了短纤纱的滑脱断裂,相对地加了复合纱线的断裂强力,复合纱线的强力不匀率因加捻作用而得到改善,也是复合纱线强力得到提高的一个因素;另一方面,当复合纱线捻系数超过一定值时,加捻作用使复合纱线中纤维产生预应力,同时使复合纱线中纤维与纱轴向成不同角度,使纤维强力的轴向分力减小,复合纱线中纱的断裂强力反而随捻系数的大而下降,因此,加捻作用对复合纱线断裂强力的影响是以上两个方面对立统一的结果。
由可知,复合纱线的断裂伸长率随着捻系数的大而大。复合纱线在拉伸力作用下断复合纱线也存在着临界捻系数,复合纱线断在保持复合纱线预张力为5cN的情况下裂强力在一定范围内随着复合纱线捻系数的增加1在保持复合纱线、而产生的伸长;二是由于纱体中纤维自身因受外力作用而产生的伸长;三是由于纱的捻回角变小而产生的伸长。
2.3单纱捻系数对复合纱线强伸性能的影响复合纱线的断裂总是断裂伸长率小的单纱*先断裂,因此单纱强力对复合纱线强力起重要作用。在保持复合纱线捻系数为317. 5,张力为10cN,复丝捻系数为0的情况下,通过改变单纱捻系数进行试验,并建立复合纱线的断裂强力(F)、断裂伸长率(L)和单纱捻系数(x)之间的数学模型,得到回归方程分别为:复合纱线断裂强力、断裂伸长率随着单纱捻系数的大而大。因为复合纱线加捻方向和单纱相反,单纱捻系数选择的范围较小,所以单纱捻系数的变化范围是在临界捻系数以内,因此,复合纱线强力和单纱捻系数关系曲线不呈抛物线状。
2.4单纱捻系数和复合纱线捻系数的综合作用对复合纱线强伸性能的影响时改变复合纱线捻系数和单纱捻系数进行试验,并建立复合纱线的断裂强力(F)、断裂伸长率a)和单纱捻系数(xi)、复合纱线捻系数(x2)之间的数学模型,得到回归方程分别为:在临界捻系数范围内,复合纱线的断裂强力和断裂伸长率随着复合纱线捻系数、单纱捻系数的大而大,复合纱线的捻系数和单纱捻系数之间不存在交互作用。
而加,超过临界捻系数以后,断裂强力下降;复合纱线断裂伸长率随着复合纱线捻系数的大而大,呈正线性相关;复合纱线的断裂强力、断裂伸长率与单纱捻系数呈现正线性相关。在实际生产中,可以根据推导出的复合纱线断裂强力、断裂伸长率与复合纱线捻系数、单纱捻系数的回归方程,对复合纱线的强伸性能进行预测和控制。