|
纺纱机械 |
|
| 按行业筛选 |
|
|
| 按产品筛选 |
|
|
| |
|
查看本类全部文章 |
| |
|
|
|
|
多重变形机理及成纱性能 |
|
|
作者：东华大学 王善元 |
|
多重变形可以改变合纤长丝的几何性状，进而赋予织物丰满、膨松、保暖和较好的手感，其机理的成功研发为变形理论产业化提供有利的实验依据。
传统上，大部分纺织纤维，特别是天然纤维制成的纱线及织物都具有较好的手感和保暖性，这是由于这些纤维所具有的几何性状能使纺织品丰满、膨松、保暖和赋于良好手感。但合纤长丝制成的纺织品却并不具备以上良好的服用性能，只能通过变形加工来改变几何性状，进而满足应用需要。目前主要的变形加工方法包括假捻变形、空气变形、填塞箱变形、网络加工、双组分变形和异收缩变形等。
假捻变形单丝为规则的螺旋线形状，织物具有较高伸缩性、蓬松性、覆盖性和保暖性，但手感较差并有极光。空气变形纱表层沿纱轴向形成许多丝圈丝弧，纱芯呈“辫子”形或“平行”丝束，且尺寸随机分布，它的织物具有较高的蓬松性、覆盖性、保暖性和柔和的光泽，但由于其成纱弯曲刚度较高，形成的织物具有粗糙手感和较高的刚度。为了进一步改善变形纱结构性能以及织物手感，多重变形正在不断的研究和开发中。
变形纱成纱形态理想模型
多重变形是指两次和两次以上连续变形；复合变形指机械变形（包括热机械变形和流体变形）与物理变形（异收缩变形）相结合；细观变形介于宏观变形与微观变形之间，或者是对每根单丝施加不同的变形和卷曲形状。
多重变形
主要包括：假捻变形（热气流变形）与网络加工组合；假捻变形与空气变形的组合；倍捻与假捻变形的组合。
网络加工及其成纱形态
对假捻变形纱进行网络加工，即利用压缩空气通过网络喷嘴形成网络结点，因而改变了假捻变形纱的形态结构，同时显着增强了单丝之间的结合力，改善后可用于针织或梭织加工，而且并不改变织物其他性能和增加后加工的复杂性，加工成本低廉。
长丝选用相同原料，纺制相同线密度，共纺制了空气变形纱、假捻变形纱、假捻变形与空气变形组合和毛纱四种纱线进行实验对比发现，假捻变形与空气变形组合后其成纱形态结构更蓬松，卷曲形态更不规则；空气变形纱的弯曲刚度、弯曲滞后矩较高，毛纱较低；四种纱的膨松度基本接近；空气变形纱压缩回复性较低。
美国杜邦公司多重变形示意图
日本帝人多重变形示意图
为了比较各种变形纱的织成物，选用空气变形纱、空气变形与假捻变形组合、假捻变形与空气变形组合和毛纱四种纱线为原料，在相同线密度、相同织物组织结构与织造工艺基础上对制成物做实验分析发现，两种组合变形纱的织物性能与毛织物的性能较接近，表示多重变形纱显着地改善了成纱形态结构，同时与毛纱类似。但由于须进行两次变形加工，加工成本较高，推广应用意义不大。
各种变形纱刚度对比
各种变形纱压缩性、膨松性对比
倍捻与假捻变形组合可纺制绉效应变形纱，特点是强捻、高残馀扭矩和膨松性。
PET复丝先经倍捻锭子加捻度T1，热定形后，由假捻器加捻度T2。T1与T2一般为同向，并对T＝T1＋T2进行热定形，通过假捻器后，退捻T2。因此，加工绉效应变形纱类似于变形纱上迭加捻度并经热定形。绉效应变形纱残馀扭矩包括两部分，残馀扭矩的一部分为假捻变形产生的，另一部分是倍捻形成的，是以上两部分迭加而成。而这两部分迭加，其热定形的效应是不同的。
各种线线的SEM电镜照片
绉效应变形纱加工示意图。
1、倍捻锭子 2、复丝 3、喂入罗拉 4、加热箱 5、假捻器 6、输出罗拉 7、卷绕
强捻纱变形纱既密实同时呈直线状，绉效应变形纱既膨松，又呈三维卷曲形态，是比较理想的绉纱形态结构。
绉效应变形纱残馀扭矩高于一般强捻纱残馀扭矩，且加捻600捻/m的绉效应变形纱残馀扭矩高于加捻1200捻/m的绉效应变形纱残馀扭矩。因此，绉效应变形纱具有较高的潜在能，产生较强的绉效应和较高的膨松性。
各种变形纱织物的手感评价
绉效应纱形态图
加捻纱残馀扭矩和所加捻度关系
绉效应纱残馀扭矩和所加捻度关系
复合纱
复合纱一般由异收缩的复丝进行假捻变形加工或空气变形加工而成。先选用两组高收缩丝与低收缩丝进行变形加工，然后在松弛状态热处理，较高收缩率的丝产生收缩力，而较低收缩率的丝弯曲成卷曲或成圈，这些变形迭加在原有的变形纱上，使变形更加随机、更无规则。现在发展多组（大于两组）不同收缩率的丝，所形成卷曲变形无论从形状上，还是尺寸上更复杂、更随机。
多组不同收缩长丝收缩后的形态结构模型图
复合纱热处理后结构更膨松、杂乱
较低线密度的丝在纱的外层，具有较细、较密的卷曲；较高线密度的丝分布在纱内层，具有较稀、较粗的卷曲，形成半径方向的变化。根据各单丝性能须设计特种喷丝板，即不同的孔径、不同的孔数以及有关分布，通过特种的纺丝和拉伸工艺获得不同的收缩率、不同线密度的丝。
不同喷丝孔纺制不同线密度、不同双折射的POY单丝，低线密度的单丝具有较高的双折射；相反，具有较低的双折射；不同线密度的FDY单丝具有不同沸水收缩率，较低线密度具有较低的沸水收缩率，相反具有较高的沸水收缩率。
各单丝的强伸曲线
FDY各单丝的强伸性能（10次测试平均值）
细观变形纱
细观变形使各单丝变形的概率、卷曲形态不同，目的是仿真天然纤维的性能，如麻节、棉转曲。同时，纱的总体长度均匀，部分长度不匀。其不均匀表现的形式如粗细节、捻节、网节等等。按不同的“节”，可分为粗细节加工、捻节加工。
粗细节加工方面，PET纤维在常规拉伸时，长度上形成不均匀，称“细颈效应”，但它不容易被控制。粗细加工技术是按产品要求设计，并选用PLC控制。
产生“细颈”的加工示意图
产生“捻节”示意图
捻节加工方面，假捻变形加工过程中所控制的工艺参数为拉伸、加捻、加热、冷却和退捻。在正常情况下，PET纤维不会被熔化。假如对以上参数作适当调整，同时按照产品的要求可以实现部分“纤维熔化”或部分“纤维未退捻”，则在假捻变形纱上形成部分捻节。
王善元教授是东华大学纺织材料研究开发中心主任、国务院学位委员会轻纺评议组召集人、国家博士后管理委员会专家组成员。(end)
|
|
| 文章内容仅供参考
(投稿)
(如果您是本文作者，请点击此处)
(5/5/2005) |
对 纺纱机械 有何见解？请到 纺纱机械论坛 畅所欲言吧！
|
