圆盘式旋流纺的加捻气压对成纱的影响.pdf

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1、第2 6 卷第3 期 2 0 0 5 年6 月 纺织学报 J o u m a lo fT e 加l eR e s e a r c h V 0 1 2 6 N o 3 J u n 。2 0 Q 5 圆盘式旋流纺的加捻气压对成纱的影响 顾闻彦，葛明桥，袁敏发，李永贵 ( 江南大学纺织服装学院，江苏无锡2 1 4 1 2 2 ) 摘要为了掌握圆盘式旋流纺纱设备的加捻气压对成纱质量的影响，在圆盘式旋流纺纱机的其它工艺参数固定 的条件下，分别改变旋流加捻器两级喷嘴的气压，纺制了2 0 种长丝包芯纱，测试了所纺纱线的包缠牢度、断裂强力 和断裂伸长等指标，并对测试结果进行分析。结果显示，圆盘式旋流纺纱加捻器

2、的两级喷嘴气压的配置对成纱质 量有较大影响。当第一喷嘴气压为O 3 0 O 3 5M P a ，第二喷嘴气压为O 6 0 O 6 2M P a 时，所纺纱线可以取得较好的 包覆性能和强伸性能。 关键词圆盘式旋流纺纱；气压；包覆性能；强伸性能 中图分类号：偈1 0 4 7文献标识码：A 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 5 ) 0 3 0 0 4 1 0 3 E 仃e c t so fn o z z l ep r e 蟠u 咒蚰d i s cs 耐r ls p u ny a m G UW e n - y a n ，G EM i n g q i a o ，Y U A NM

3、i n - f a ，L IY o n g g u i ( S c b o Zo ，7 h 池。砌铂r ，聊m ，s o m k my 噼e 觇r s 毋，w 碱i ，缸n g s u2 1 4 1 2 2 ，饥i n 8 ) A b s t r a c tT ou n d e r s t 肌dt l l ee f r e e t so fn o z z l e s p r e s s u r eo nt l l ep e d 0 瑚a I l c e so fd i s cs 衍ds p u ny 姗，t w e n t yk i n d so fy 锄w e r e m a d ew i

4、t I Iv 撕e dp r e s s u r eo ft w on o 盟l e sr e s p e c t i v e l y ，w h i l ek e e p i n go t I l e rp m c e s sp 唧m e t e r sc o n s t a J l t Y 帅p e d o 瑚a J l c e ss u c ha s c o v e r a g e ，b r e a k j n gf o I e ，b r e a k j n ge l o n g a 矗o na l l db m a k i n gf o l er a t j ow e r et e s

5、t e d ，锄dt h er e s u l t s0 ft h e 汹w e f ea r I a l y d R e s u l s s h o wt l l a tt l l ec o U 0 c a t i o no ft w on o z z l e s p r e s s u r eh a sa g r e a te 矗 e c to n 山ey 锄p e d b 珊a n c e W h e nt l ep r e s s u r eo f 出ef i r s tn o z z l e i sa tO 3 0 0 3 5M P aa I l dt l l ep r e s s

6、u r eo ft h es e c o n dn o 盟l ei sa t0 6 0 一0 6 2M P a ，山ey 锄s h o w sag o o dp e d b r I I I a n c e K e yw o r d sd i s cs w i r ls p u ny 帅；p r e s s u r e ；c o v e r a g ep e d b m a n c e ；f o r c e e l o n g a t i o n 圆盘式旋流纺纱是一种新型纺纱方法。它以气 流牵伸机构代替喷气纺中的罗拉牵伸机构来实现棉 条的超大牵伸，利用喷嘴内部产生的高速旋转气流 对纱条进行假捻，

7、在假捻过程中使前罗拉输出的边 缘纤维包缠在主体纱芯上而成纱。为了了解圆盘 式旋流纺纱设备的纺纱性能、工艺特点，必须对圆盘 式旋流纺纱的工艺参数进行研究，包括旋流加捻器 两级喷嘴的气压、纺纱速度、梳辊转速等。本文通过 改变旋流加捻器两级喷嘴气压纺制包芯纱，对所纺 纱线的包覆和拉伸性能进行测试，分析和探讨了旋 流加捻器气压与成纱质量的关系。 1 实验部分 1 1 实验原料 定重为1 2 8g 5m 的纯棉精梳条，芯丝为5 0D ， 2 4f 涤纶全牵伸丝( 断裂强力2 1 5 5c N ，断裂伸长率 1 1 4 ，断裂强度6 6c N t e x ) 。 1 2 实验参数 实验中的固定工艺参数为纺

8、纱速度4 0 0I I l I I l i n ， 梳辊转速1 20 0 0 “r n i n ，纺纱张力4 9c N 。变化工艺 参数为旋流加捻器的第一、第二喷嘴的气压，分别定 义为P 、P 。两级喷嘴的气压配置方案见表1 。用 表l 的2 0 个方案进行包芯纱纺制实验。 表l 第一和第二喷嘴的气压配置方案 M P a 方案编号P P 2方案编号J P P 2 1 0 2 5O 5 0 l lO 3 5O 6 0 2O 2 50 5 51 2O 3 5O 6 5 3O 2 50 6 01 30 4 0O 5 0 4 O 2 50 6 51 4O 4 00 5 5 5O 3 00 5 01 5

9、0 4 0O 6 0 60 3 00 5 51 6O 4 0O 6 5 70 3 00 6 01 7O 4 50 5 0 80 3 0O 6 51 8O 4 5O 5 5 9O 3 50 5 01 9O 4 5O 6 0 1 0O 3 5O 5 52 00 4 50 6 5 基金项目：国家教育部科学技术研究重点项目( 教技司 2 0 0 3 5 8 号0 3 0 8 4 ) 作者简介：顾闻彦( 1 9 7 7 一) ，女，汉族，在读硕士。主要研究领域为新型纺纱技术。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermark

10、R to remove the watermark 【4 2 】纺织学报 2 0 0 5 年第3 期 1 3 测试设备 采用Y G 0 2 0 型电子单纱强力仪对所纺纱线的 拉伸性能进行测试。拉伸速度为2 5c I I l i n ，张力为 2c N ，试样夹持长度为5 0c m ，每个方案测试3 0 个 样本。 采用文献 2 的摩擦仪对纱线的摩擦性能进行 测试。将平行排列的2 0 根纱线定为一组，其一端固 定在摩擦仪上，另一端从上下压片间通过后加载 2 0 2 5c N 2 0 根的张力，平均摩擦速度设为6 0 次I I l i n ( 上下压片的一个往返运动计为一次摩擦) 。由于纱 线上的

11、包缠纤维与芯纱出现4m m 分裂时，皮层和 芯层脱离情况清晰可见，所以把包缠纤维发生4m m 及以上分裂定义为包缠纤维与芯纱剥离，同时定义 每组( 2 0 根) 实验纱线数的一半( 1 0 根) 发生剥离时 所受摩擦的次数为一次实验的摩擦次数。 2 结果与分析 2 1 喷嘴气压对纱线包覆性能的影响 包芯纱上短纤维与芯纱包缠的牢度称为纱线的 包覆性，图1 是喷嘴气压与纱线包覆性的关系。图 1 ( a ) 反映了第一喷嘴气压P ，一定时，P ：和纱线包 覆性的关系。由于包芯纱的包覆性越好，则纤维发 生剥离时所需的摩擦次数越多，所以从图1 ( a ) 中看 出，当P 。一定时，随着P ：的提高，纱线

12、的包覆性增 强，当P ：为0 6 5M P a 时，包覆性达到最好。P ：继 续提高后，纱线的包覆性变化不大。其原因为：按照 旋流加捻原理n ，若喷嘴气压增大，则喷嘴内的质量 流量和喷射速度随之增大，涡流强度和漩涡角速度 相应提高，纱条气圈转速随之增大o 。当P ，一定， 尸增大时，第二喷嘴内的气圈转速加快，对纱条所 起的假捻作用增强，第二喷嘴甚至可以对纱条直接 反向加捻，头端自由纤维的包缠经退捻会包缠得更 紧，从而纱线的包覆性显著提高。当P 超过一定 范围继续增大时，自由纤维的包缠程度达到饱和，纱 线的包覆性也不再增强。 3 0 鼍2 0 凝 羹，o 世 0 ：璺絮婪呗8 ；! 一鼍碧呗8

13、；P 2 = o5 0 a B = o 6 0 a 6 R 鼍j ! 唑8 ；。P l = o 4 0m a ；a 或；磊面：。麓= 赫已 P l = 0 4 5 a 。 ( a ) 尸l 一定 ( b ) 尸2 一定 图l 喷嘴气压和包覆性的关系 从图l ( b ) 看出，P ：一定时，随P 。的增加，纱线 的包覆性先增加后减小，拐点出现在P 为0 3 0 0 3 5M P a 。这是因为，当P ：一定时，随P ，的增加， 第一喷嘴内气流转动速度加快，自由端纤维转速加 快，初始包缠数量变多，纱线经退捻后获得的包缠真 捻变多。但当第一喷嘴内气流转动速度达到一定程 度继续增加时，由于P ：不能与

14、之相匹配，削弱了第 二喷嘴内气流对纱条的假捻作用，因而纱条的包缠 紧度和密度都减少了，包覆性减弱。 综上分析，P 。、P 2 的配置对成纱的包覆性有较 大影响，当P ，为0 3 0 0 3 5M P a ，P 2 为0 6 0 O 6 5 M P a 时，包芯纱的包覆性较好。 2 2 喷嘴气压对纱线拉伸性能的影响 2 2 1 喷嘴气压对纱线断裂强力的影响图2 为 P ：、P ，对纱线断裂强力曰，的影响。 亳 ： R 鞲 臻 坛 恳， 伊8 B = O2 5M P a尸l = o3 5M P a 6 只= 03 0M P a o B = 0 4 0 M P a 尸l = o4 5M P a 。

15、日M P a 马= o 5 0 心a B = o6 0M P a 6 P = o 5 5M P ao 只= O6 5M P a 。 ( a ) P l 一定 ( b ) P 2 一定 图2 喷嘴气压和断裂强力的关系 从图2 ( a ) 看出，当P 。一定时，随P ：的增加，纱 线断裂强力先上升后下降，最大值出现在P ：为 0 5 5 0 6 2M P a 。 在图2 ( b ) 中，当P ：一定时，随P 。的增加，纱线 的断裂强力呈现明显的先增加后减小的趋势，最大 值出现在P 。为0 3 5 0 3 7M P a 。这说明提高P 。有 利于自由端纤维的包缠，但当P 大于某一值而继 续上升时，由

16、于P ，不能与之匹配而导致自由端纤 维的包缠数量和质量下降。 其原因为：包芯纱的强力取决于纤维的各种物 理和力学性质以及纱线的捻度、加工速度、纱线张 力、纤维平行伸直度等工艺参数因素。P 。、P ：主要 对纱线的捻度产生影响。众所周知，纱的捻度与强 力有一个最佳配合，强力最高时的捻度称为最佳捻 度，随着捻度增加，纱的强力增加值将逐渐减小，捻 度再增加，则导致强力下降。因此，当P 。一定，P ： 增大时，第二喷嘴内的气圈转速加快，对纱条所起的 假捻作用增强，第二喷嘴甚至可以对纱条直接反向 加捻，头端自由纤维的包缠经退捻会包缠得更紧，捻 万方数据 PDF Watermark Remover DEM

17、O : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 2 0 0 5 年第3 期 纺织学报【4 3 】 度继续增加。当P 超过一定范围继续增大时，纱 线的捻度超过了最佳捻度而被过度加捻，强力降低。 当P 2 一定，P ，增大时，第一喷嘴内气流转动速度加 快，自由端纤维转速加快，初始包缠数量变多，纱线 经退捻后获得的包缠真捻变多，强力增加。但当第 一喷嘴内气流转动速度达到一定程度继续增加时， 由于P 2 不能与之相匹配，削弱了第二喷嘴内气流 对纱条的假捻作用，包缠真捻变少，强力减小。由于 P 仅对自由纤维的包缠有影响，所以不会涉及

18、到对 纱条的过度加捻。 2 2 2 喷嘴气压对纱线断裂伸长的影响图3 ( a ) 、 ( b ) 分别表示P ：和P 。对纱线断裂伸长日。的影响。 在图3 ( a ) 中看到，除了P ，为0 4 5M P a 之外，当P 。 一定时，随P ，的增加，纱线的断裂伸长呈现先增加 后减小的趋势，最大值点的出现范围不集中，而且随 P 的增加，最大断裂伸长所对应的P ：有依次减小 的趋势。对于P 为0 4 5M P a 时的下降曲线，可认 为是由于P ，过大使最大值点无法出现。 摹 毋 出 肇 碟 基 昱N a 尸l = O2 5M P a P 1 = 0 3 5M P a 6P 1 = o 3 0M

19、P ao 只= 0 4 0M P a 尸l = o 4 5 a 。 B 伊a B = o5 0 a B = o6 0 中a 6 一= o5 5M P a ：o 尸= O6 5M P a ： ( a ) 尸l 一定( b ) P 2 一定 图3 喷嘴气压和断裂伸长的关系 从图3 ( b ) 看出，当P ：一定时，随P 。的增加， 纱线的伸长呈现明显的先增加后减小的趋势。与图 3 ( a ) 相比，曲线的变化趋势明显，而且最大值点出现 的区域相对集中，大约在P ，为0 3 4 0 3 8M P a 。 其原因为：捻度对一根长丝具有阻止其因薄弱 环节伸长而超过其邻接纤维的作用( 由于增加了凝 聚力)

20、 。其次，由于路线长度不同，外层长丝的伸长 小于中心部分的长丝。因此纱的伸长取决于少数居 于纱中心的长丝的最小伸长，而不是纱线横截面上 全部长丝的最小伸长。回复性能较好的涤纶发生永 久性伸长时，会引起中心长丝起皱，这就增加了断裂 伸长H J 。在测试中发现，涤纶长丝的拉断常会出现 中心起皱的现象，但用圆盘式旋流纺所纺的纱线拉 断时没有这种现象，而且断裂伸长都好于芯丝。说 明对圆盘式旋流纺来讲，影响断裂伸长的主要因素 是具有捻度的外层纱线( 包括外包纤维和与之纠缠 的长丝) 的包覆性能，而中心长丝的最小伸长只是次 要因素。 当P 。一定，P ：增加时，第二喷嘴对纱条所起的 假捻作用增强，纱线的捻

21、度和包覆性增加，外层纱线 的凝聚力增强，所以断裂伸长增加。但当P ：增加 到一定程度后继续增大时，纱线会出现反向加捻，这 时，自由端纤维与芯纤维之间的穿插纠缠减少，外层 纱线的凝聚力减小，断裂伸长减小。 当P ：一定，P 。增加时，自由端纤维转速加快， 初始包缠数量变多，纱线经退捻后获得的包缠真捻 变多，外层纱线的凝聚力增强，所以断裂伸长增加。 但当P 。增加到一定程度继续增加时，由于P ：不能 与之相匹配，削弱了第二喷嘴内气流对纱条的假捻 作用，因而纱条的捻度下降，断裂伸长减小。 3结论 1 ) 圆盘式旋流纺纱加捻器的两级喷嘴气压的 配置对成纱质量有较大影响。当第一喷嘴气压为 0 3 0 0

22、 3 5M P a ，第二喷嘴气压为0 6 0 0 6 2M P a 时，所纺纱线可以取得较好的包覆性能和强伸性能。 2 ) 第一喷嘴气压固定，随第二喷嘴气压的增 加，纱线的包覆性增强；第二喷嘴气压固定，随第一 喷嘴气压的增加，纱线的包覆性先增加后减小。 3 ) 当第一喷嘴气压固定，随第二喷嘴气压的增 加，或者当第二喷嘴气压固定，随第一喷嘴气压的增 加，纱线的断裂强力和断裂伸长呈先增加后减小的 趋势。 4 ) 所纺纱线的断裂强力和断裂伸长均好于芯 丝，说明圆盘式旋流纺纱方法所纺包芯纱的外包纤 维增强了纱线的力学性能。 参考文献： 1 葛明桥，顾闻彦，袁敏发，等圆盘式旋流纺纱方法 J 纺织 学报

23、，2 0 0 5 ，2 6 ( 2 ) ：9 2 9 4 2 G eM i “g q i a o ，Y o s h i y u k iI e 咖t o F r i c t i 帅a lt 粕g l i “gs t r e n g t h o f i n t e d a c e dy m s J J o u m a l0 fT e x t i l eE n 画n e e r i “g ，2 0 0 2 ，4 8 ( 4 ) ：8 5 9 0 3 金佩新，刘月芬喷气纺纱 M 北京：纺织工业出版社， 1 9 9 1 5 2 4 戈思威密纱线的工艺结构与应用 M 邵礼宏，译北京： 纺织工业出版社。1 9 8 4 1 9 l 一1 9 2 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark