長(zhǎng)絲-短纖轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗成紗機(jī)理、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、長(zhǎng)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(diǎn)，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(duì)紗線的要求。本文研究的核心即將短纖維與長(zhǎng)絲在新型轉(zhuǎn)杯紡紗系統(tǒng)上進(jìn)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(zhǎng)絲紗兩者的特點(diǎn)。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(diǎn)，同時(shí)根本上改善了成紗的強(qiáng)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(gè)部分：第一，研制長(zhǎng)絲/短纖復(fù)合紡紗轉(zhuǎn)杯并分別研究長(zhǎng)絲超喂率、紗線設(shè)計(jì)捻系數(shù)和長(zhǎng)絲組分比對(duì)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(yàn)測(cè)試，與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)杯紗進(jìn)行對(duì)比，重點(diǎn)研究轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗的結(jié)構(gòu)與性能；第三，探討長(zhǎng)絲/短纖轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗的成紗機(jī)理，重點(diǎn)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(yàn)對(duì)轉(zhuǎn)杯紡氨綸復(fù)合紗紡紗工藝參數(shù)進(jìn)行綜合分析與優(yōu)化。
　　 本文首先研制了能夠保證長(zhǎng)

3、絲喂入的長(zhǎng)絲/短纖復(fù)合紡紗轉(zhuǎn)杯。紡紗時(shí)，預(yù)先開松的短纖維通過輸送通道進(jìn)入轉(zhuǎn)杯并凝聚于轉(zhuǎn)杯凝聚槽中，長(zhǎng)絲在轉(zhuǎn)杯負(fù)壓的作用下通過引絲管同時(shí)進(jìn)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(zhǎng)絲作為長(zhǎng)絲組分生產(chǎn)了不同結(jié)構(gòu)和性能的長(zhǎng)絲/短纖轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗，分別研究了長(zhǎng)絲超喂率、紗線設(shè)計(jì)捻系數(shù)和長(zhǎng)絲組分比對(duì)紡紗工藝過程及成紗質(zhì)量的影響。長(zhǎng)絲超喂率的變化會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)絲張力的變化，從而影響復(fù)合紗的外觀和結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響復(fù)合紗的主要性

4、能。當(dāng)長(zhǎng)絲超喂率減小時(shí)，長(zhǎng)絲張力增大，長(zhǎng)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(qiáng)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(jì)捻系數(shù)在兩種長(zhǎng)絲超喂率下對(duì)轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗的外觀形態(tài)、實(shí)測(cè)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(zhǎng)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(duì)于同樣線密度的純棉轉(zhuǎn)杯紗，復(fù)合紗斷裂強(qiáng)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(yàn)測(cè)試，研究了轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗的結(jié)構(gòu)與性能。長(zhǎng)絲/短纖轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗的結(jié)構(gòu)取決于長(zhǎng)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(zhǎng)度。通過EIB和科視達(dá)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(duì)較為光潔。長(zhǎng)絲超喂率不同時(shí)，轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗具有不同的外觀和結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)絲超喂率較大時(shí)，長(zhǎng)絲張力遠(yuǎn)小于短纖維紗條張力，長(zhǎng)絲位于復(fù)合紗的表面并包纏

6、短纖維紗條；隨著長(zhǎng)絲超喂率的減小，長(zhǎng)絲張力增大，長(zhǎng)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(zhǎng)絲的徑向相對(duì)位置r、長(zhǎng)絲捻度、復(fù)合紗捻度、捻度偏差和紗線直徑，都與長(zhǎng)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(fù)荷-伸長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)絲/短纖轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗成紗機(jī)理的探討中，重點(diǎn)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(duì)復(fù)合紗結(jié)構(gòu)的影響。在長(zhǎng)絲/短纖轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗的紡制過程中存在兩個(gè)紗線成形點(diǎn)，分別是短纖維紗條的成形點(diǎn)和復(fù)合紗的成形點(diǎn)。當(dāng)長(zhǎng)絲超喂率OFR變化時(shí)，長(zhǎng)絲張力隨之發(fā)生變化，使得長(zhǎng)絲和短纖維紗條的匯聚點(diǎn)在轉(zhuǎn)杯內(nèi)部和引紗管之間移動(dòng)，導(dǎo)致復(fù)合成形點(diǎn)處的短纖維紗條張力不同，而復(fù)合成形點(diǎn)處長(zhǎng)絲張力和短纖維紗條張力的差異又會(huì)影響到復(fù)合紗的結(jié)構(gòu)和性能。影

8、響復(fù)合成形點(diǎn)處短纖維紗條張力的因素主要有：復(fù)合成形點(diǎn)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(shí)，通過控制長(zhǎng)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(shí)際生產(chǎn)中可以通過調(diào)整長(zhǎng)絲超喂率的大小來控制長(zhǎng)絲張力，從而生產(chǎn)出不同外觀和結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)絲/短纖轉(zhuǎn)杯紡復(fù)合紗。
　　 為了擴(kuò)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(chǎng)對(duì)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(duì)紗線主要性能的影響，然后通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)紡紗工藝參數(shù)進(jìn)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(jì)捻系數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)杯紡氨綸復(fù)合紗主要性能的影響，發(fā)現(xiàn)三個(gè)因素中氨綸絲牽伸倍數(shù)對(duì)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(xiàng)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(jì)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