苎麻纤维结晶度高,纤维强度大,刚性、耐磨性等指标远大于同类纤维,使得苎麻类面料易产生刺痒感,影响穿着的舒适性,这在很大程度上影响了苎麻产品的推广。为了实现羊毛/苎麻复合纱的开发,满足贴身穿着的需求,后整理过程中对苎麻刺痒感的处理是必不可少的。复合纺使各种纤维在性能上相互取长补短,通过多组分复合纺纱改变纱线结构,使纱线突破了传统毛纱的纱支极限,使羊毛织物的高支轻薄化成为可能。在毛纺产品中混用天然纤维苎麻替代一部分羊毛,既可弥补羊毛性能的一些弱点,改善毛纺产品的服用性能,又可赋予产品不同的风格,提高产品的舒适性,有利于丰富产品花式、风格,使之更受消费者欢迎,更具市场竞争力。
平行纺纱技术是利用空心锭子进行包缠纺纱的一种新型纺纱方法m.其基本原理是用一束无捻平行纤维须条做芯纱,外包长丝或短纤纱而形成的复合纱结构,其中长丝以螺旋形包缠在短纤维上,将短纤维束缚在一起。平行纺的特点主要包括:它是一种多组分复合纺纱工艺;纱线毛羽少;由于平行纺无钢领和钢丝圈的限制,使得出纱速度大大提高;纱线表面平滑,纱体柔软,适合开发针织与机织产品。
空心锭子包缠纱的成纱过程,有芯纱的假捻和外包纱的包缠两种捻度作用。芯纱先被假捻器加上捻度,从假捻器导出后,原先的捻度退掉,同时被外包纱包缠成纱。
与传统的环锭纱比较,平行纱的毛羽较少,从而使下一道工序中的飞花明显减少,同时降低面料的刺痒感。平行纺的原料可以是所有类型和各种长度的纤维,:2009-04-27师,纺织工程师,现为广东纺织职业技术学院教务科研处副处长、招生办公室主任。平行纺纱系统允许的*高锭速仅受长丝纱管重量的限制,其纱线通道是直的,没有钢领或钢丝圈带来的限制,长丝的自由气圈,所受空气阻力很小,因此平行纺纱方法将高产潜力和显著的经济性结合在了一起。
平行纺的产品己有少量在市面上出现,并得到广大消费者的好评。2000年东华大学试纺了平行纺真丝包麻产品,外表柔和美丽,可用真丝的平滑、柔软的特点消除苎麻纤维的刺痒感,并结合苎麻的挺爽、吸湿、散湿和真丝滑爽、舒适的特点,织出的圆领衫、T恤衫、男女外衣都很受欢迎。
1羊毛/苎麻复合纱的平行纺纱技术1.1试验部分1.1.1试验条件及设备试验设备:空心锭花式捻线机HN-43-02-12,该机主要由四组罗拉,上空心锭、下空心锭、环锭、槽筒以及HFDK专用控制器所组成。
试验参数:花式捻线机的参数设定,见表1.表1花式捻线机参数设聊项目参数项目参数上锭速(KHz)上升时间(s)下锭速(KHz)调整时间(s)环锭速(KHz)上升速度(KHz)下降速度(KHz)注:纺纱时的温湿度:温度26,相对湿度34%将剥除纤维表面鳞片改性后的羊毛与苎麻粗纱在花式捻线机上进行平行纺纱,通过长丝1号、2号的单包、双包等这几个参数的变换进行了复合纺纱,另外还与未改性的羊毛与苎麻粗纱的复合纺纱线的性能做了对比试验。不同试验方案的上机工艺及其参数见表2.表2花式捻线机上的平行纺工艺工艺方案(原料未改性)包缠方式双包单包双包是否加细纱作为芯纱否是否是否是否用集束器是否是1.1.2平行纺纱工艺设计为平行纺工艺流程图,从流程图中可以了解到平行纺纱的成纱过程:羊毛粗纱1与苎麻粗纱2经过牵伸罗拉5~8后,与芯纱3共同通过集束器9,再与长丝1号10―起平行地进入上空心锭子11中。转轴12在皮带盘13的带动下产生旋转,长丝筒子套在空心锭子上和空心锭子同速旋转。长丝筒子上的长丝2号14也喂入下空心锭子15中。
在卷绕张力的作用下,长丝和短纤须条都向下运动。由于空心锭子的旋转,每转一圈长丝就对短纤须条包上一个捻回,形成平行复合纱。成纱后被引纱罗拉16引出,直接卷绕成筒子纱17.平行纺工艺流程简一羊毛粗纱2―苎麻粗纱3―芯纱4一导纱杆5―后罗拉6―后罗拉7―中罗拉8―前罗拉9一自加集束器10―长丝1号11一上空心锭子12―空心转轴13―皮带盘14一长丝2号15―下空心锭子16―引纱罗拉17―筒子纱空心锭花式捻线机的牵伸罗拉是独立传动的,三、芯线假捻的形成见。对芯纱来说,它从前罗拉输出后,喂入空心锭子,经假捻器导入引纱罗拉。前罗拉A与引纱罗拉C,分别构成两个握持点,假捻器B则为假捻点。当纱线输出速度V=0时,假捻器上方AB段芯纱的捻向是Z捻,而位于假捻器下方的BC段,捻向则为S捻,如A所示。当纱线输出速度V>0时,如B所示,根据稳定捻度的定义:在该加捻区中,单位时间内捻回数的变化为零,即增加的捻回数应与减少的捻回数相等。
外包纱包缠的形成如所示,外包纱从套在空心锭子上的筒管引出,喂入空心锭子芯部,经假捻器导入引纱罗拉,因筒管与空心锭子同步回转,而假捻器又与空心锭子固为一体,所以AB段的外包纱,相对假捻器,沿半径方向没有转速差,不存在相对回转。因此,对外包纱来说,握持芯纱假捻的形成点只有引纱罗拉C,加捻点是假捻器。
如果不考虑外包纱从筒管退绕时气圈的影响,在假捻器之前,AB段的外包纱对芯纱没有包缠作用,包缠作用发生在假捻器上。则BC段的包缠捻度为t=N/V,(N-空心锭子转速r/min,V-引纱罗拉引纱速度m/min),捻向为S,如所示(B为A的左视图)。由假捻器的假捻作用可知,这时BC段的芯纱是无捻的,所以虽然芯纱和外包纱,在空心锭子入口处就汇合,但包缠的真正形成发生在假捻器之后。
1.1.3复合纱表观形态四罗拉的凹凸面相反配置,这样对羊毛和苎麻这两种不同性能纤维条采用不同的牵伸工艺,使得*终的成纱效果更好。另外,在前罗拉与上空心锭子之间添加了一个集束器,使得经过牵伸后的毛麻纤维须条能更紧密平顺的被长丝包缠成纱。另外长丝1号、2号所采用的是66.67dtex的涤纶长丝,长丝的主要作用在于涤纶长丝包毛麻短纤维束,使毛麻短纤维束近似平行,纤维间接触面积几乎达到*大。在长丝的束缚下,纤维间的摩擦力较高,受拉时,由长丝的伸直产生的向心压力,更促进了纤维间的彼此抱合,而且在长丝的包缠作用下可以形成单包、双包或交叉(X)向包缠结构的复合纱。外包纱包缠示意图包缠纱包缠示意图虽然芯纱在通过假捻器时。假捻会退掉,但芯纱仍有一定的残余应力,使其微微弯曲,呈波浪状而不是理把芯纱的波形固定下来,形成螺旋交络结构,如下所示。如果没有假捻器的假捻作用,则芯纱始终呈平行状态。
假捻使芯纱被外包纱包缠之前有捻度,可提供暂时的强力,减少纺纱过程中的断头,并防止由于部分纤维滑移造成的细度不匀,有利于成纱条干均匀及成纱后的纱线强力;假捻使芯纱略有起伏,纱线结构膨松;假捻过程中芯纱的弯曲使得成纱后纱线在拉伸应力作用下,模量降低、断裂伸长增加;假捻还使加捻包缠纱的弯曲刚度减小。因为纱线受到弯曲应力时,屈曲的芯纱回转,使纱线的弯曲应力通过芯纱的移动得到一定程度的抵消气1.1.4复合纱力学性能测试021DX台式电子单纱强力机。
初张力50.5cN,实验次数30次,大气条件203C,65%表3纱线的强伸性能工艺方案断裂强力(cN)断裂强度(cN/dtex)伸长率断裂功断裂时间(s)拉伸条件:次数30次;间隔30s;隔距500mm:速度500mm/min 1.2结果与讨论1.2.1平行纺工艺对成纱结构和性能的影响从表3中我们可以看到1、4、5~7号这五组双包结构的纱线强力明显大于其他两个单包结构的纱线,这是由于平行纺结构的纱线中,长丝为其提供了强度,它通过对短纤维施加径向压力,而在单纤维之间产生抱合力,因此长丝的包缠数量是影响纱线强力的因素之一。
各种纱线的力学性能和风格性能的测试对比表明,学性能好、纤维间抱合力较好。另外使用了集束器成纱的纱线,其强力也优于未使用集束器的纱线,这主要的原因是纤维的紧密抱合会使纱线强力增加。
平行纱实物。2.2纱线结构对纱线性能的影响中是用科士达三维视频仪放大200倍后截取的平行复合纱实物图。从实物图中可以明显看出纱线中的羊毛与苎麻粗纱都呈平行状态,未经过改性的复合纱线中的毛羽*严重,改性后羊毛与苎麻的成纱效果明显好于未改性过的。另外经过集束器的双包结构纱线,其毛羽也少于未经集束器的纱线,而且双包结构的条干优于单包纱。通过显微镜照片分析,总结出平行纺复合纱的结构有如下三个特点:纤维呈平行、螺旋卷曲和相互不纠缠状态;芯纱和包覆层形成包芯型结构;芯纱因假捻而形成较膨松结构。
平行纱横截面图从中可以看出在花式捻线机上开发的平行纺复合纱的横截面结构都是一致的,而且还可以清晰地看到羊毛与苎麻的分布上有明显界限,也可以证明在纱线中,羊毛与苎麻纤维是平行并列分布的。
为不同工艺下1~4mm毛羽数量,从中可以看出1mm、2mm、3mm、4mm长度的毛羽数量与包缠方式、是否用集束器有很大的关系。采用双包和使用集束器可以大大的降低毛羽数量。中显示出,2~4mm长度的这些对服用性存在危害的长毛羽数量减少很多,这说明平行结构的纱线条干较好。
不同工艺下1~4mm毛羽数量在中,系列1是指工艺序号1~7中1mm长度毛羽的毛羽指数,系列2是指2mm的毛羽指数,系列3是指3mm的毛羽指数,系列4是指4mm的毛羽指数。
0为5~8mm的有害毛羽,大大低于环锭和转杯纱。
通过和0可以看出工艺序号7的成纱毛羽*少,因此可以认为在花式捻线机上开发平行纺复合纱的*佳方案是采用双包缠结构、不加芯纱和在前罗拉出口增设集束器。
2面料试织利用羊毛/苎麻复合纱在HB-5D的针织横机上进行试织。由于羊毛/苎麻平行纱具有结构膨松、手感丰也表现出独特的风格:布面平整丰满、织物强力高、缩水较小且稳定、弹性和耐磨性较好、抗起毛起球性好。特别是“X”结构双包平行纱所开发出的针织物,面料表面毛羽少,手感丰满,穿着舒适。
3结语经过在空心锭子花式捻线机上的上机试验和复合纱及其织物的开发,可以得出以下结论:3.1由于羊毛和苎麻的一些物理特性比较相似,如长度、细度等,使得这两种原料能够采用相似的牵伸系统纺纱。
3.2经过改性工艺处理后的羊毛与苎麻纤维在性能上得到了很大的改善,苎麻纵向的卷曲,羊毛鳞片的消除对后面的纺纱工艺与纱线性能提供有利的基础。
3.3由于苎麻和羊毛的一些性能是互补的,如:强力,伸长率,导热性,起毛性和抗虫性等等,采用平行纺结构,不但使开发出的产品具有独特的性能特点,而且可以使羊毛与苎麻的优异性能得到充分展现。羊毛/苎麻复合纱开发的新型面料既保暖、吸湿导汗,又防虫蛀,易于保管。
3.4从研究中得出利用花式捻线机上的空心锭子所纺出的羊毛/苎麻复合纱具有优良的后加工及服用性能(如强力、毛羽和条干),适合开发机织物和针织物,包括服装、装饰织物、床上用品。