纱线可纺性研究

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纤维可纺性是指纤维的可纺性能和程度,广义的可纺性还包括可纺线密度。可纺性是一个综合纺纱能力的指标,目前较难做定量的描述。可纺性好坏意味着纺纱的难易。可纺性好,纺纱产量、质量高,劳动生产率高,纺纱成本低,纤维具有较大的利用价值和经济效益。影响纤维可纺性的主要因素有纤维的结构和性能、纺纱工艺、纺纱设备等。其中纤维的因素是最重要、最基本的因素。新型化纤开发的着眼点往往注重纤维功能的创新,而忽视其可纺性的研究,因此不少新型纤维的可纺性较差,给纺纱带来了不少困难和问题,反过来也对新型化纤新产品的开拓形成阻力,为此必须研究改善其可纺性。
1  化纤性能与可纺性的关系
1.1 纤维的比电阻与可纺性
    许多新型纤维,如大豆蛋白纤维、芳族聚酰胺纤维、陶瓷纤维等比电阻都比较高,纤维与纤维摩擦易产生静电,使它们在后加工中纤维间产生排斥,导致纤维蓬松不易成卷。而且此类纤维多数吸湿性差,静电不易散逸,而被吸附在接触的机件和通道内,导致发生缠绕,造成加工困难或断头。一般比电阻大予109Ω·g/cm2的纤维会影响可纺性,大于1013影响十分严重。
    为了减少静电效应和纤维间摩擦,可在化纤生产中施加油剂,由此比电阻可降低102-105Ω·g/cm2。也可在开清棉工序前施加抗静电剂并堆放24 h以上后纺纱。在纺纱时提高相对湿度,使纤维保持较高的回潮率,必有一定效果。对于某些静电特别严重的纤维,可在混合时尽量减少使用比例,避免纯纺。
    开清棉工序应采用防黏卷措施,并推荐采用清梳联工艺。条、粗、细发生缠绕胶辊、缠罗拉时需使用抗静电胶辊或在胶辊上涂抗静电涂料。而根本解决方法是提高纤维本身抗静电性能和其吸湿能力。
1.2 纤维的卷曲性能与可纺性
    化纤卷曲性能对可纺性影响十分明显。一般化纤表面比较光滑,截面为圆形,为了改善可纺性,提高成纱强力,改善织物的弹性和柔软度、抗皱性、保暖性,必须加以一定数量的卷曲,增加纤维间抱合力。
    纤维的卷曲性能可用三个指标表示:卷曲数,指每厘米长度上纤维卷曲个数,一般棉型化纤不宜低于4个/cm,以5~7个/cm为佳;卷曲率,表示卷曲深浅的程度,一般控制在1
0%~15%;卷曲回复率,表示纤维卷曲受力后的耐久牢度,一般在70%-80%,对新型纤维来说卷曲回复率更为重要。
    纤维的卷曲性能可用YG362型卷曲度仪测得:
    卷曲率=(L1一L0)/L1×100%
    卷曲回复率=(L1—L2)/L1×100%
    式中:L0—施加预张力0.18mN/dtex后的长度(mm);
          L1——施加负荷一定时间(一般为30 s)下测得的长度,对维纶、锦纶、丙纶、氨纶施加重荷为0.05cN/dtex,涤纶、腈纶则为0.075 cN/dtex;
          L2——去除重负荷一定时间(一般为2 min)后再加轻负荷后的长度,即卷曲回缩后的长度。
    纤维的卷曲数、卷曲率不足,卷曲回复率低都可导致纺纱时抱合力差,使纤维蓬松,不易成网聚合,产生梳棉机漏棉网、破边,甚至剥棉、成条困难,阻塞喇叭头、圈条斜管等
问题。鉴此,要求从纺丝开始改进纤维性能外,棉纺厂只能在清梳工序中施加抗滑剂,增加纤维的抱合力。
1.3 纤维的摩擦性能与可纺性
    纤维摩擦性能与可纺性有一定关系。纺纱工序对纤维摩擦性能要求不一。开清棉工序从开松效果的要求看,希望摩擦因数小;但从成卷、防黏、加压、强力要求看却希望纤维的摩擦因数大些.且静摩擦因数要大于动摩擦因数。梳棉工序为使棉网不下垂、不飘荡,不堵塞喇叭头.希望纤维静摩因素大些。条、粗、细工序牵伸时希望摩擦因数不要太大,以免牵伸力加大,容易牵不开出硬头;但也不能太小,否则会影响成纱强力。为防止绕罗拉、绕胶辊、绕胶圈,动静摩擦因数均不宜太大。为了减少飞花,希望摩擦因数大些,为了防止静电产生,摩擦因数又要小些。
    总之,为了使纤维的可纺性良好。必须使纤维间有一定抱台力,但摩擦因数不能太大,并且要求静摩擦因数比动摩擦因数适当大一些。
1.4 纤维的抱合性能与可纺性
    纤维抱合性能与可纺性关系密切.纤维抱合性能可用抱合力表示。抱合力是指纤维法向压力等于零时,纤维互相滑移的切向阻力,它是纤维间互相纠缠、沟挂和黏附的结果。纤维越长、摩擦因数越大,抱合力越大。影响抱合力的因素有纤维结构、截面形态、表面性质、油剂、卷曲性能、纤维弹性等。此外所处温湿度环境对抱合力也有相当影响。除中空纤维外,异形纤难抱合力要大于一般常规纤维。抱合力有仪器可以测定,但数据变异太大,使用不广泛。
    总之,一般抱合力小易开松,棉网易下坠飘逸,但小易产生“三绕”。抱合力大时成卷、成形优良,不易粘层,不蓬松、不堵塞喇叭头,但易产生“三绕”和“出硬头”,对成纱毛羽也不利。纺纱要求纤维应有一定抱合力。
1.5 纤维的细度、长度与可纺性网络安全控制技术
1.5.1纤维可纺线密度
    细纱截面中的纤维根数n=TT×10/Tt
    式中:TT——成纱线密度(tex);
蝶形螺栓          Tt——纤维平均线密度(dtex)。
    为了保证可纺性和成纱质量,n应保持一定数量。一般经验n≥35,较理想应在50以上。
1.5.2 纤维细度、长度的选择
    (1) 纤维细度的选择。纤维越细,成纱截面中纤维报数越多,对细纱条干均匀度、强力都有利。但纤维过细,单纤维强力低,在纺纱过程中,易因受剧烈的机械作用而断裂,或者纠缠而形成棉结。纤维越细,比表面积越大,纤维越柔软,回弹性越差,易充塞梳棉机针布而造成分梳不良和绕锡林,为此工艺上要加大锡林、刺辊速比,使纤维转移正常;采用大角度、浅齿、高齿密的针布以确保分梳和转移良好。同时对梳理元件的平整度、锋利度提出较高的要求。棉纺采用化纤的细度一般宜在0.7 dtex以上,最细不宜低于0.5 dtex。
    (2) 纤维长度的选择。纤维长度在一定范围内与可纺性关系大.但纤维长度必须与牵伸机构摇架规格相适应。一般棉纺细纱机最大选用前中罗拉中心距142 mm和150 mm的摇架,可分别适纺60 mm和65mm的化纤。超过此长度可以改为滑留牵伸纺纱,但成纱条干、强力较差。
    (3) 长细比的选择。纤维长度与细度的比值对可纺性有一定影响,经典的经验公式L/d>1时纤维易损伤,L/d<1时可纺性较差。式中L为纤维长度,单位25.4 mm(1 in);d为纤维细度,单位1.1 dtex(1 D)。一般特细纱常选用0.6~1.2 dtex、38~42 mm纤维:细特纱常选用1.3~1.7 dtex、35~38 mm纤维;粗特纱常选用1.7~2 dtex、32~38 mm纤维;中长纤维常选用2.8~3.3 dtex、45~65 mm纤维。
2  棉纺工艺与可纺性
    必须根据化纤的性能,制定合适的纺纱工艺,达到纤维优良的可纺效果。必须通过优选工艺来弥补或者消除因纤维因素带来可纺性问题。主要包括两个方面:选用合理的原料混和方案;优选各工艺设计参数,包括定量、牵伸、捻度、隔距、加压等。其中要点如下。
三维激光扫描技术    (1) 根据产品要求及纤维性能制订原料混和方案,对纤维可纺性差的应控制混用比例,混和比例控制精确,高档纤维宜采用条混,确保混和均匀。例如甲壳素纤维与精梳棉混纺,甲壳素纤维含量4%±0.5%。考虑到甲壳素纤维可纺性较差,先用精梳棉条76%与甲壳素纤维24%经开清棉小量混和制成生条,再用此生条一根与五根精梳棉条在头道并条机混和,这时甲壳素纤维含量=1/6×24%=4%。
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    (2) 优选开清棉机、梳棉机给棉隔距、打击速度及打击点,防止纤维过度打击形成纤维损伤和棉结,要特别关注细旦纤维、竹浆纤维、甲壳素纤维等强力较差的纤维;绕锡林严重时,要放大锡林~盖板隔距,解决可纺性与产品质量的矛盾。棉结是纺纱要重点控制的指标。
    (3) 优选条、粗、细隔距和粗纱捻系数、细纱后牵伸及钳口隔距、加压等工艺参数,防止须条牵不开、出硬头形成可纺性不良。对抱合力大的纤维必须减少捻系数,适当加大细纱后牵伸或钳口隔距。
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    (4)优选调整细纱机钢丝圈型号和气圈形态,防止型号不当、气圈膨胀等造成大面积断头。
3  纺纱设备与可纺性
    纺纱设备和机件对可纺性有很大影响。一般经验有以下几个方面。
    (1)在梳棉机上采用皮圈导棉装置,解决纤维因卷曲性能欠佳、抱合力差造成漏棉网、破边、不成条等可纺性问题。
    (2)选用大角度、浅齿形针布,有利于纤维的转移和减少棉结,也可以减少化纤容易绕锡林的问题。
    (3)选用合适的胶辊或胶辊涂料,减少静电产生的绕罗拉、绕胶辊和出硬头问题。
    (4)采用圈条器曲线斜管,可以基本上解决棉条堵塞斜管问题。
    (5)选用合适的钢丝圈型号,防止因纱线通道与纲领钢丝圈磨损处交叉而形成断头和毛羽,还可预防Lycell纤维“微纤化”。
4  结语
    (1)纤维可纺性是纤维使用价值的标帜,是开发新型纤维首要考虑的问题,应充分以重视。
    (2)化纤比电组和卷曲性能直接影响纤维静电效应和纤维抱合力,是可纺性的重要指标。
    (3)选择施加合适抗静电剂和纤维抗滑剂是解决可纺性的主要措施。
    (4)解决可纺性要从原料着手,分析其性能对可纺性的影响及解决途径。
    (5)纺纱工艺、设备要与纤维性能相匹配,以改善纤维的可纺性和保证产品的质量。
    (6)目前仅涤纶标准有卷曲率指标,腈纶标准有卷曲数指标,且指标太宽松,范围太广,建议适当提高标准要求,并在化纤标准中全面考核卷曲性能三项指标。新型纤维开发要特别关注卷曲回复率。

本文发布于:2023-06-02 13:52:32,感谢您对本站的认可!

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标签:纤维   可纺性   性能   卷曲   纺纱   摩擦   合力
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