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立达技术再破极限,喷气纱还可用于仿羊毛机织物
时间:2018-11-26 10:32:23    来源:中国纺织报  

迄今为止,喷气纱主要用于生产针织面料,原因是它具有最佳的抗起毛起球性能。机织厂对喷气纱的使用也在逐渐增加。一项新研究带来了关于这方面的重要发现,并开拓了新的应用领域。


喷气纱的纱线结构由平行排列的芯纤维和缠绕在芯纤维外部的“包缠纤维”组成。喷气纺纱机的纺纱速率越快,包缠角就越小。包缠角小,意味着平行芯纤维的包覆程度低。纤维之间的摩擦力减小,导致纱线强力下降。


喷气纱的纱线结构

50%涤纶/50%莱赛尔,1.3分特克斯,38毫米,40英支

图1:包缠纤维角度影响纱线强力的高低。


提高纱线强度

涤纶具有更高的纤维强度。涤纶与莱赛尔混纺纤维中,涤纶含量越高,纱线强力越高。由此纱线强力最多可提高2厘牛/特克斯(图2)。

强度

涤纶/莱赛尔,1.3分特克斯,38毫米,40英支

图2:纱线强度随涤纶含量增加而增大。


抗弯刚度具有重要意义

纤维凝聚成纱的性能在很大程度上取决于加工纤维的抗弯刚度。抗弯刚度这一术语来自纤维的弹性模量和惯性矩。抗弯刚度随着纤维种类的变化而变化,并可直接影响捻线时受到的阻力。涤纶纤维具有较高的抗弯刚度,因此更难以凝聚成纱。但是,这种程度的抗弯刚度可赋予纺织成品良好的抗皱性。


强力是影响织造的重要因素

机织厂生产面料时,经纱强力具有重要意义。经纱必须具有足够的强力和伸长率,即适当的纱线加工性能,以承受织造过程中产生的各种应力。高性能织机使用的经纱和纬纱的加工性能需达到500厘牛厘米。本研究中用环锭细纱机和喷气纺纱机纺成的纱线凭借出色的纱线强力和伸长率,达到了机织厂的严格要求,即使纺成单股纱也同样符合要求。喷气纱的加工性能达到900厘牛厘米,这表示此纱线可完全胜任高性能机织应用。


纱线强力弱环和纱线强度变化也在织造中起到关键作用。纱线强力弱环的强度应当不低于100厘牛,伸长率不低于2.5%。对于纱支为40英支,组成为80%莱赛尔纤维和20%涤纶的纱线而言,0.1%弱环断裂强力仍然达240厘牛左右。因此出现纱线断头的可能性较小。即使在测定值的0.05%时,断裂强力仍然为220厘牛。根据强度和伸长率关系散点图显示,(随着涤纶含量增大) 环锭纱的图像区域更细长,而喷气纱的图像区域则更粗,且上升趋势更快(图3)。

环锭纱加工性能


1.3分特克斯,38毫米,40英支

喷气纱加工性能

1.3分特克斯,38毫米,40英支


图3:强力/伸长率关系图(上图为环锭纱,下图为喷气纱):


对于两种纱线来说,涤纶含量增加可改善加工性能。

纱线强度变化和平均纱线强度显示,混纺比对纱线强力弱环的影响非常有限。


纱线结构决定毛羽

对于喷气纱来说,两种不同的原料组成对毛羽没有产生任何影响,毛羽只取决于纱线结构。不出所料,喷气纱的毛羽明显低于环锭纺管纱(约13 – 28%)和环锭纺筒纱(约30 – 40%)。详见图4。


喷气纱和环锭纱的毛羽与混纺比的关系


涤纶/莱赛尔,1.3分特克斯,38毫米,40英支

图4:凭借典型的纱线结构,喷气纱的毛羽比环锭纱明显更少。


就毛羽总量而言,环锭纱上超过三毫米的毛羽随着涤纶含量的增加而小幅减少。络筒工序将纱线从管纱加工成筒纱,这一过程会使环锭纱的毛羽明显增加。而对于喷气纱来说,随着涤纶含量增加,超过三毫米的毛羽没有明显增多。


合股后外观相似

对于纱线来说,合股纱的捻向也用字母S和Z来表示(图5)。合股纱的捻向通常与单纱捻向相反。捻度分为低捻、中捻或高捻,具体视单位长度中包含的捻回数而定。

图5:纱线示例:由两根Z捻纱并成S捻股纱。


显微镜图像显示出环锭纺和喷气纺技术生产的单纱和合股纱的纱线结构(图6)。


纱线结构

67%涤纶/33%莱赛尔,1.3分特克斯,38毫米

图6:合股环锭纱与合股喷气纱的外观极其相似。


与环锭纱相比较,可以很容易地看到喷气纱毛羽少的特点和纤维包缠的特殊结构。合股后,两种纱线的外观区别只能通过深入观察才能辨别。


通过捻线提高强力

Z捻形成的捻缩以及由此造成的纱线纤维应力明显大于S捻。合股纱捻向与单纱捻向相同时(Z捻),合股纱中产生明显的扭转力,扭曲倾向高。为了消除这一现象,合股纱捻向必须与单纱捻向相反,即使是喷气纱也不例外。Z捻纱与S捻合股后,无疑可以形成最高的纱线强度,从而减小纤维应力。


合股纱捻系数越小,合股纱捻向对强度的影响就越小。可以明显看出,与单纱相比,即使采用相对较小的合股纱捻度,也可以获得最大的强度增量(图7)。


喷气纱强度与捻系数的关系

67/33%涤纶/莱赛尔,1.3分特克斯,38毫米,40/2英支

图7:合股纱的捻向和捻系数对合股纱强度有重大影响。


因此合股纱捻向应当与单纱捻向相反,并且应将捻度控制在较低水平。当捻系数ae在3.3时,强度增量最大,因此纤维应力最小。


采用远低于ae 3.3的捻系数,同时合股纱捻向与单纱捻向相同时,可能会使合股工序产量提高。在这种情况下,喷气纺合股纱的强度必须得到最优设计。进一步研究发现,涤纶/莱赛尔50/50混纺纱的最佳捻系数为ae 2.2。


纱线采用S捻时,强力最低的区域可一直增强至捻系数达到ae 4.6为止,但同时平均强度会下降。因此不建议以高于ae 3.3的捻系数进行合股。


机织厂获得成功

机织厂无需进行经纱上浆。在织前准备和机织过程中,合股纱均表现出完美的运行性能。机织厂提出的所有需求均已达到。机织物中的纺纱相关疵点无法在本试验范围中检测出来。因此我们假设在后序产品检验中可达到一等品的质量水平。作为参考值,在检验中,100米机织面料中共发现10个疵点。疵点的形成基本平均分布在纺纱、织造和后整理过程中。

图8:由不同的涤纶/莱赛尔混纺纤维制成的机织面料都具有理想的羊毛外观。


典型的羊毛外观

使用涤纶/莱赛尔混纺纤维时,无论各组分混纺比多少,都能形成与羊毛相似的外观(图8)。它相当于西装面料和经典夹克的典型外观。尽管如此,面料的手感在很大程度上取决于原料和纱线结构。这种混纺原料的手感非常特别,可在此基础上开发新的应用。


喷气纱和环锭纱的强度与混纺比的关系


涤纶/莱赛尔,1.3分特克斯,38毫米,40/2英支,机织面料 2/1斜纹,已整理

图9:涤纶含量较高的机织面料较容易承受化学整理带来的损伤。


化学整理

纺织面料的后整理工序能够影响织物手感、悬垂性和外观在内的多种性能。但是,原料也可能给织物的断裂负荷或强度带来不利影响。对于含80%莱赛尔纤维的机织物而言, 后整理工艺可降低织物强度约10%。涤纶含量越高,后整理工艺对机织物强度的影响越小(图9)。必须根据机织物纱线结构等方面的最新发展(以及原料),对化学整理工艺进行检查和必要调整。


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