(一)赛络纺纱
图9-15 赛络纺纱加捻过程示意图
1.赛络纺纱的加捻过程 在环锭细纱机上生产赛络复合纱,如图9-15 所示,把两根不同或相同原料的粗纱平行喂入细纱牵伸区,两根粗纱之间有一定的距离,且处于平行状态下牵伸,在前罗拉钳口处输出两束须条。钢丝圈回转加捻,捻回传递过程中,通过汇聚点,也是分捻点,使得单纱上带有的捻度小于赛络复合纱的捻度,捻向与赛络复合纱捻向相同。从前罗拉输出的每根纱上任一点将回转并沿纱条轴向前移动至汇聚点,许多纤维的端头被相邻纱条捕捉,最后进入赛络复合纱中,因而赛络复合纱毛羽较少,强力高,且合并加捻增加了并合效应,改善了纱线条干。
实际上,上述过程类似于并纱合股再加捻的工艺,且复合纱也具有股线的风格和优点。因此,在某种程度上,赛络纺纱可以看做是一种在细纱机上直接纺制股线的新技术,它把细纱、络筒、并纱和捻线合为一道工序,缩短了工艺流程。
2.赛络纺纱线的结构与性能
(1)纱线的结构。赛络复合纱是由两股低捻须条捻合而成,其结构和单纱及股线比较有一定差异。赛络复合纱由两股纤维束以螺旋状相互捻合在一起,相互之间较为分明,互不相混。将赛络纱退捻,到捻度即将退尽时,可以清楚地看到,纱体中有两股似分未分的纤维束,这种状态既不同于单纱,也不同于股线。
赛络复合纱横截面近似圆形,具有明显的外紧内松结构,两单纱有相互交错包缠融为一体现象,同时复合纱中有少量纤维转移,且单纱与复合纱捻向相同,表面纤维与纱条轴向的夹角最大。而股线横截面是椭圆形,结构比赛络复合纱紧密,合股的两根单纱界面分明,没有交错包缠现象,不能融为一体,基本上不发生纤维转移现象,一般选择单纱与股线的捻向相反。
(2)纱线的性能。由于独特的成纱过程与结构特征,与相同组分、相同纤维原料和相同纱线线密度的环锭纺纱线相比较,赛络复合纱具有纱线强力高、条干好、伸长大及毛羽少的特点;与相同组分、相同纤维原料和相同纱线线密度的环锭纺股线相比较,赛络复合纱具有伸长大、毛羽少的特点。①强力高。由于赛络复合纱是单纱自身加捻与复合纱加捻同时进行,纤维内外转移时受力均衡,纤维互相接触紧密,而且赛络复合纱纱芯也有一定的捻幅,受外力时,纤维强力利用率大,所以赛络复合纱强力较高;②条干好。股线经合股时的并合作用,减少了单纱粗细不匀现象,因而条干较好。而赛络复合纱是细纱机同一罗拉下生产的纱,其机械原因产生的粗、细节是发生在两根单纱条的同一部位,因此,复合纱的条干较股线差。而赛络复合纱借助两根粗纱的并合作用,减弱了粗纱条干不匀对赛络复合纱条干不匀的影响,加之赛络复合纱具有内松外紧的独特结构,应力趋向平衡,因而条干优于传统环锭纱的条干;③伸长大。赛络复合纱具有内松外紧的结构及在细纱机上一次成线,较普通环锭纺股线少用了并、捻等工序,减少了对纤维的机械作用,所以赛络复合纱断裂伸长率比股线大。而传统环锭纺纱由于纺纱工艺不同于赛络纺,没有赛络复合纱的内松外紧结构,其应力处于非均衡状态,所以断裂伸长率不如赛络复合纱;④毛羽少。赛络复合纱的毛羽少于股线及单纱,这是因为赛络纺中单根纱条带有弱捻,因而每根纱上任一点将回转并沿纱条轴向前移动至汇聚点,两根单纱混捻时许多纤维端被相邻的纱条捕捉,最后进入赛络复合纱中,因而赛络复合纱毛羽较少。
(二)赛络菲尔纺纱
1.赛络菲尔纺纱的加捻过程 赛络菲尔纺是由赛络纺发展而来的,是将赛络纺的一根粗纱换成长丝,和赛络纺一样通过对传统的环锭细纱机改装便可纺制赛络菲尔纱。通常的做法是在传统环锭细纱机上加装一个长丝喂入装置,将长丝从长丝筒子上退绕并引出经过张力盘后,由前罗拉后侧喂入,并与短纤维须条保持一定的距离,经前钳口输出后在加捻三角区汇合,汇聚点以上单纱和长丝都带有一定的弱捻,在汇聚点单纱上的毛羽有机会被长丝捕获,从而使得赛络菲尔复合纱毛羽减少。由于长丝的作用,使得赛络菲尔复合纱强力高、条干好,如图9-16 所示。
2.赛络菲尔纺纱线的结构与性能
图9-16 赛络菲尔纺纱加捻过程示意图
图9-17 赛络菲尔纱的结构特征
(1)纱线的结构。赛络菲尔纱表面的单纱和长丝基本上是以股线的形式绕轴线呈螺旋形态纠缠,而且单纱和长丝表面均有同向的捻回,控制不同的单纱与长丝纺纱张力比,长丝在复合纱中的几何位置和螺旋轨迹不同,如图9-17 所示。因此,可以通过调节单纱和长丝的纺纱张力比来开发不同结构的赛络菲尔纱。当赛络菲尔纱表面有长丝包缠时,长毛羽少,表面光洁,如图9-17 (a);当长丝被置于单纱须条中间喂入且张力较大时,可生产包芯纱,如图9-17 (c)。从纱线的横截面切片看,其横截面近似圆形,且具有明显的外紧内松结构。
(2)纱线的性能。由于短纤维外面包覆了一根长丝,使赛络菲尔纺纱线表面的毛羽有所减少。纱的条干、纱疵情况与单纱相比也有明显的改善。另外,由于长丝的增强作用,使纱的强力、伸长有较大幅度提高。
增大长丝张力和长丝与粗纱间距有利于增大纤维间的摩擦力与抱合力以及减少松散纤维,从而使成纱强力提高、伸长增加,同时,还会使捻回的传递更为均匀,有利于降低捻不匀和提高成纱的耐磨性能。
而增大长丝张力和长丝与粗纱间距使条干不匀、粗节数和细节数等指标则呈现先降后增的趋势。这是因为当长丝与粗纱间距过大时,单纱到达汇聚点的距离增加,使单纱的弱捻段长度增加、钳口处纤维散失增加,单纱容易产生意外伸长,而长丝张力的增加也使一部分纤维被挤出纱体的机会增多,最终导致条干恶化和粗、细节增加。
(三)索罗纺纱
1.索罗纺纱的加捻过程 索罗纺又称缆型纺,如图9-18 (a)所示,索罗纺的关键是在传统细纱机前钳口前加装一个索罗纺罗拉,又称为分割辊,该索罗纺罗拉通过夹钳安装在环锭细纱机的牵伸摇架上,并同下罗拉形成握持钳口,索罗纺罗拉上有特殊的沟槽表面,能对细纱前钳口输出的须条进行分割,一般是3~5 股,如图9-18 (b)所示,被分割开的纤维束在纺纱张力的作用下进入分割辊的沟槽内,然后在纺纱加捻作用下,可围绕自身的轴心回转,形成一定的捻度,并形成较小的加捻三角区。这些带有一定捻度的纤维束随着纱线卷绕向下输出,当纤维束脱离分割辊后,在汇聚点处并合,由于单根须条上纤维有机会被其他须条捕获而捻入纱体中,因此,成纱毛羽减少,强力提高。由于多根带捻纱条汇合后再捻合形成复合纱,类似缆绳的结构,因而索罗纺又称为缆型纺。
图9-18 索罗纺纱加捻过程示意图
索罗纺利用安装在环锭纺细纱机上的简易附加装置改变了纱线结构,其纱线的耐磨性可以与双股线媲美,可纺出直接用于织造的经纱或纬纱,降低了加工成本,适用于毛纺等长度较长的纤维纺纱。
2.索罗纺纱线的结构与性能(www.xing528.com)
(1)纱线的结构。通过退捻分析相同条件下纺制的传统环锭纺单纱与索罗纺纱线的捻度分布可以发现,传统环锭纺单纱中纤维分布比较均匀,而索罗纺纱线中存在几股相互缠绕的纤维束,每股纤维束上存在真捻,且捻向与纱线相同,使得单纱中纤维之间抱合力和摩擦力增大,结构更为紧密。
(2)纱线的性能。被分割后每一股单纱在汇聚前均有一定的弱捻,且以不同的角度和速率到达汇聚点并被捻合在一起,汇聚点以上单纱的弱捻及受力的不平衡,使其容易产生意外牵伸,导致细节偏多,使索罗纱的条干均匀度稍逊于传统环锭纺单纱,但粗节、毛粒(棉结)基本接近。
由于索罗纺纱线结构更紧密,使得索罗纺纱的断裂强力、伸长均高于传统环锭纺单纱。相同线密度、相同捻系数的纱线,索罗纺纱线比传统环锭纺单纱的耐磨次数明显提高。
由于纺纱过程中的复合作用,索罗纺纱线的毛羽数明显少于传统环锭纺单纱,其中长毛羽减少量较大,短毛羽的减少量较小。
(四)嵌入式复合纺纱
1.嵌入式复合纺纱的加捻过程 在传统环锭纺中,由于纱条承受较大的纺纱张力,致使纤维长度短、截面纤维根数太少时成纱比较困难。嵌入式复合纺纱是将赛络纺技术、赛络菲尔纺技术集成并加以创新,在2 根粗纱中加入了能够承受较大纺纱张力的2 根长丝,有效地增强了短纤维纱条,使纺纱断头降低,适应性提高。嵌入式复合纺纱对适纺纤维长度、纤维根数要求的大幅度下降为降低原料成本、开发超低线密度纱线提供了较大空间。
图9-19 所示为嵌入式复合纺纱的加捻过程示意图,沿环锭细纱机前罗拉钳口线A1—A2方向,两根长丝F1 和F2 对称地处于最外围形成坚强的大三角平台,两对称的短纤维纱条S1和S2 从大三角的内部喂入,分别与长丝F1 和F2 相汇于C1 和C2 点。纺纱过程中因捻回的传递两长丝具有一定的捻度,两短纤维纱条一旦接触到长丝,就会有捻合加捻作用,且接触部分与长丝相互扭合为一体,形成加强的纱线须条C1—C,同理,另一侧形成C2—C,C1—C 与C2—C 于汇聚点C 点汇合后再加捻扭缠形成复合纱线。由此可以看出,长丝首先对短纤维纱条进行包缠增强,然后再与另一支包缠增强的纱条进行混捻包缠,所以短纤维在成纱过程中被有效地嵌入到成纱主体中。长丝分布在最外围,有效地拦截最靠近前罗拉钳口弱捻松散短纤维纱条所产生的落纤,使其重新捻入对应的长丝增强纤维纱条中;即使短纤维纱条断裂,带有捻度的外部增强长丝位于短纤维运动的前方,依然能捕获和重新搭接纱条继续纺纱。因此,在嵌入式复合纺纱过程中,复合纱的最小极限纺纱强力取决于长丝的强力,而一般长丝强力远远高于纺纱张力,因而避免了断头。
此纺纱系统中,外围长丝提供了一个强大的三角区平台,短纤维纱条在该大三角区内可实现良好地嵌入和有效地纺纱,因此,该技术被称为嵌入式复合纺纱系统,通过采用长丝和短纤维粗纱系统定位技术优化和配置长丝与短纤维的位置,实现短纤维的有效嵌入与长丝对短纤维的捕集。
图9-19 嵌入式复合纺纱加捻过程示意图
A1—A2—前罗拉钳口线 F1、F2—长丝 S1、S2—短纤维须条C1—C、C2—C—加捻过的纱线须条 C—汇合点
2.嵌入式复合纺纱线的结构与性能
(1)纱线的结构。嵌入式复合纺纱线的结构,总体上与赛络纺纱线相似,但在复合纱截面中有长丝与短纤维两种或两种以上的组分,这一点又类似于赛络菲尔纺纱线的复合结构。因此,从结构上看,嵌入式复合纺纱线实际上是一种赛络纺和赛络菲尔纺混合的纱线,这一点也符合其加捻过程的分析。
(2)纱线的性能。嵌入式复合纺纱过程中,由于一根长丝首先对短纤维纱条进行包缠增强,然后再与另一根包缠增强的纱条进行包缠,所以短纤维在成纱过程中被有效地嵌入到成纱主体中,因此,结构紧密的嵌入式复合纺方式有效地提高了成纱的强伸性能。同时,长丝与短纤维能够有效地相互嵌入,形成稳定、牢固的整体,有效地消除短纤维纱条意外牵伸,成纱条干好。嵌入式复合纺纱过程中长丝对短纤维的紧密包缠、捕集等作用,降低了短纤维的强度不匀,并减少了短纤维头端外露的现象,因而纱线表面光洁,成纱毛羽减少。
嵌入式复合纺纱在提升纱线质量的同时,因其成纱过程对短纤维的捕捉和缠绕作用,避免了短纤维的失落、飞散带来的耗损,提高了短纤维利用率,降低了纺纱所需纤维长度和纤维根数。当长丝或短纤维须条采用水溶性维纶进行伴纺时,能够纺制超高支短纤维纱线,其织物在退维后实现了超轻薄化。
(五)扭妥纺纱
图9-20 扭妥纺纱加捻过程示意图
1.扭妥纺纱的加捻过程 扭妥纺纱加捻过程示意图如图9-20 所示,该技术采用双粗纱喂入,在前罗拉还装有一个类似索罗纺的分割轮,牵伸后的纤维须条经分割后再汇合,在汇聚点至导纱钩间再加装一个假捻器(包括驱动系统),构成整个扭妥纺纱系统。在传统环锭细纱机的前罗拉和导纱钩之间安装的机械式假捻装置,改变了纤维在成纱中的排列,使成纱的残余扭矩通过其内部平衡而显著降低,在较低的捻度下,得到了扭矩低、毛羽少、强力较高以及手感柔软的扭妥纺纱线。
扭妥纺纱整个过程可以分为假捻器前与假捻器后两大部分,在假捻器前又可简单分为索罗纺部分和赛络纺部分。细纱机采用双粗纱喂入,两根粗纱在牵伸区域始终保持一定的距离且平行向下运动。当经过牵伸的须条从前钳口输出后,每一根须条会被分割轮分割成2 股以上的纤维束。纤维束先在加捻分捻作用下绕着自身的回转中心旋转而带有弱捻,接着汇交在节点1,并合后再绕着这些纤维束的中心加捻成索罗纺单纱,接着2 股索罗纺单纱汇聚于节点2 合并加捻成右捻纱。在此区域,由于假捻器的作用,使得纱线的捻度远高于正常纱,如图9-21 (a)所示。在假捻器后,纱线会被加上数量相等的反向捻回,使纱的捻度显著降低,如图9-21 (b)所示,并产生左向解捻,促使纤维在该区域产生重新排列,释放残余扭矩与应力,而形成扭妥纺纱线。
图9-21 扭妥纺纱过程中纱线捻度分布
2.扭妥纺纱线的结构与性能
(1)纱线的结构。扭妥纺纱线中大多数纤维轨迹与传统环锭纱的近似同轴圆锥形螺旋线不同,其轨迹大致呈非同轴异形螺旋线,且其轴线以及螺旋半径在空间上不断变化。此外,扭妥纺纱线中很多纤维片段存在无规律的局部反转现象,即与纱线轴向的空间取向角为负值;在同样的纤维径向位置处,扭妥纺纱线中纤维的平均取向角常常小于传统环锭纱中纤维的平均取向角,这样的结构可以有效平衡纱线扭矩。扭妥纺纱线中,大多数纤维倾向于分布在距离纱芯较近的位置,其径向位置从纱线中心到纱线表面有较大的转移幅值,且频繁变化。
(2)纱线的性能。在低扭矩纺纱系统中,假捻器前纱条的捻度显著增加,使三角区内纤维的张力显著增大,极大地增强了纤维在三角区中的转移,纤维分布集中,假捻器后,解捻使纱条捻度降低,但假捻器与纱条之间的摩擦作用使纱线张力增大,这将有助于纱条中纤维反向转移、重新排列而释放残余扭矩和内应力,形成的低扭矩纱线具有低捻高强的特点。低扭矩纱线中纤维的分布和排列使其内外部都较为紧密均匀,而传统环锭纱的排列分布较为松散,因此,低扭矩纱比传统环锭纱毛羽少。
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