技术专论假捻集聚纺纱外观及结构分析付江于伟东（东华大学）的外观形态结构，并使用填充密度来表征纤维在成纱横截面内的分布情况。试验结果表明：假捻集聚纱的外观均匀度和表面毛羽状况要好于具有相同捻系数的传统环锭纱。纤维在纱横截面内的填充密度分布规律可以用一个三次方程拟合。与同捻度的传统环锭纱相比，假捻集聚纱在靠近纱芯的内层填充密度较大，外层填充密度略小。

　　擦力界1问题的提出假捻集聚纺纱方法是于伟东等人1141借鉴毛粗纺环锭细纱机上对须条假捻的原理，并综合分析集合纺和集聚纺等新型环锭纺纱技术及装置的机理和特点，提出的一种用于提高成纱质量的棉纺环锭纺纱新技术。该方法的基本原理是在细纱机的前牵伸区内加装一套假捻装置，由其对纤维须条进行机械预加捻。假捻器所产生的假捻作用能形成一种作用较柔和的中间摩擦力界，使须条中的纤维得到很好的引导，并稳定地变速。同时使送入前罗拉钳口的纤维束略加紧密，从而减少基金项目：浙江省科技厅重大技术专项（20C8C01069）―）男，在读博士研究生，上海，201620收稿须条在前钳口处的铺展。这些做法都将助于改善和提高成纱的外观和内在质量。

　　纱线的结构是影响纱线外观质量和物理机械性能的重要因素之一，除了受纤维的组成及其性状的影响之外，还涉及到加工系统和加工方法的作用13.即使采用相同原料而经由不同工艺所生产的纱线，其结构上也有差别。因此，在研究一种纺纱方法的机理及其作用时，很有必要探讨所纺纱线的结构，这样不但可以加深对该种纺纱方法的认识，还可以更好地对纱线质量进行预测和控制。

　　本文主要通过显微镜观察了假捻集聚纺纱和传统环锭纱的外观形态，并采用切片法研究纱的截面形态以及纤维在其中的排列和堆砌，并使用填充密度这一指标来表征纤维在纱横截面内的分布情况，以期对假捻集聚纺纱工艺及其成纱结构2材料与方法21原料与工艺试验中使用线密度为520ex捻系数为112的普梳棉粗纱为原料。在一台经改造的HF31A-014型多功能纺纱小样机上分别采用传统方法和假捻集聚方法纺制29.5tex棉纱，纱的捻系数分别为280和360传统环锭纺纱锭速为7200r/nin钢丝圈号数为6903 1/0在假捻集聚纺纱方法中，假捻器后端面距胶圈钳口15假捻器与前罗拉转速速比为0.35假捻器转向从前罗拉方向看去为逆时针旋转，假捻腔的*小曲率半径为18nrn为表示方便，将试验所纺纱试样依据其捻系数和纺纱方法分别编号如下：捻系数传统环锭纺纱假捻集聚纺纱2成纱形态的显微镜观察在对成纱外观形态进行观察和分析时，先将成纱试样相互平行缠绕并固定在黑绒板上，然后使用科视达（QUESTAR）Hi-Sccpe视频显微镜系统观察并获取其外观形态照片。通过分析成纱表面纤维的排列或缠绕形态、毛羽密度和长度等方法来了解纺纱方法对纱形态的影响。

　　23纤维填充密度的测量和计算方法关于成纱横截面中纤维填充密度的测量和计算，目前主要有3种方法，每种方法都有其优点和局限性。此外，对比中不同捻系数的假捻集聚纱可以发现，高捻系数假捻集聚纱长毛羽数量相对较少，但纱表观的均匀度没有低捻系数的纱试样好。

　　为了更清楚地认识假捻集聚纺纱方法对纱形态的影响，试验中还在较高的放大倍数下观察纱表面纤维的排列和缠绕形态。各纱试样的表面形态照片如所示。

　　通过对比中两类不同纱表面形态的照片可知，传统环锭纱L0和H0中除了有较多的毛羽外，还有一些纤维包缠在纱的表面上，而且是一种随机无序的包缠，形成了较多的圈状毛羽，这使纱表面的光洁度在一定程度上稍差于具有相同捻系种冲软件分别计算其每个环域内于维Mis数的假捻集聚%reserved.http://wwwcnki.net 32纱中纤维的填充密度分布经计算4种纱中纤维填充密度如所示。

　　横坐标表示所观测的某个同心圆环的半径r与纱涵R的比值纵坐标该圆环内纤维截-面积与圆环面积之比，即该层中纤维的填充密度。

　　由可知，无论纺纱方式或者捻度，纤维在纱横截面内都不是均匀分布的，其一般规律是：在包含纱芯的**个圆形区域内填充密度的值较大，与其紧邻的环形区域内的稍高或略低于中心区域。随后，填充密度沿着向纱外层的方向逐渐降低，并在纱表面处达到*小值。具体可用一个三次方程来拟合填充密度的这种变化规律。

　　试样编号为L0的填充密度方程如下：试样编号为H0的填充密度方程如下：试样编号为L1的填充密度方程如下：试样编号为H1的填充密度方程如下：同捻度的假捻集聚纱和传统纱相比，传统环锭纱在其半径约三分之一处填充密度达到*大，此时纤维的面积占其所在圆环区域的面积的40% ~60%，而假捻集聚纱在纱轴处的填充密度稍大一些，其*大峰值处也稍向纱轴心处移动。

　　在距纱轴心约为半径一半的范围以外，假捻集聚纱中纤维的填充密度小于传统环锭纱。纱中纤维填充密度在纱截面内的研宄也表明填充密度有类似的变化规律，只是纺纱系统或纱参数不同，*大填充密度的峰值和位置有所差异。

　　造成传统环锭纱和假捻集聚纱中纤维填充密度差异的原因应该是由于假捻器对牵伸区中须条的假捻作用产生的。粗纱在喂入牵伸区前本来就具有一定的捻度，随着纺纱的进行，须条被抽长拉细，捻度也因此分布到更长的须条上。在传统环锭纺纱中，前罗拉钳口处须条上的捻度很小，几乎；呈散构，唔前罗拉和前上胶辊附面层气流的net作用下，须条扩散展开形成一定的宽度，其中纤维的排列也由于气流的扰动作用变得紊乱。当须条从前罗拉钳口输出再被加捻时就形成了一个加捻三角区，加捻三角区中的边缘纤维难以捻入纱体之中，从而造成纱线的毛羽多以及断裂强度降低。而假捻集聚纺纱方法中假捻器产生的假捻可以使到达前罗拉钳口的须条结构更加紧密一些，这样就能在一定程度上减轻上述的须条扩散现象，所产生的加捻三角区也相对较小，因此集聚纺纱在纱芯附近纤维排列就相对更紧密一些。

　　此外，从中还可以看出，假捻集聚纱和传统环锭纱填充密度之间的差异程度还受到捻系数的影响。如果捻系数较低，这种差异相对较大；而如果捻系数较高，两者的差异则不很明显。而对于由同种纺纱方法生产的纱而言，捻系数大的纱填充系数相对较高。iang等人1141曾对纱内纤维间的径向压力与捻度之间的关系进行了分析，指出当捻度大时，纱中纤维的捻回角也随之大，从而导致纱的径向压力大，特别是接近纱芯的内层所受压力更大，因此结构变得更加紧密，填充系数也相应地变大。该理论同时也能解释同捻系数的假捻集聚纱和传统环锭纱纤维填充系数的差异程度与捻系数相关的现象。

　　4结束语通过本文的试验观察和对比分析可知，与同捻度的传统环锭纱相比，采用假捻集聚方法所纺纱的外观相对均匀，表面由于纤维随机包缠而形成的圈状毛羽也较少。此外，低捻系数的传统环锭纱和假捻集聚纱均有较多的毛羽，而高捻系数的纱则相对较少。

　　纱横截面内纤维填充密度的计算结果显示：传统环锭纱和假捻集聚纱都呈内紧外松的结构，可近似用一个三次方程来拟合纤维填充密度在不同纱半径位置处的变化规律。假捻集聚纱与同捻度的传统环锭纱相比，内层的填充密度较大一些，*大峰值处也靠近纱轴心处。而在距纱轴心约为半径一半的范围以外，假捻集聚纱中纤维的填充密度则小于传统环锭纱。此外，一般纱捻系数越大，纤维填充密度也较大。当捻系数较低时，假捻集聚纱和传统环锭纱填充密度之间的差异相对较大