（纺织工程专业论文）绢丝赛络纺工艺及纱线性能研究[纺织工程专业优秀论文].pdf

绢丝赛络纺工艺及纱线性能研究 摘要 赛络纺纱技术是一种短流程的股线生产工艺，赛络纺纱线结构紧 密、较光洁、毛羽少、耐磨性好、起球少。迄今为止赛络纺技术已经 在棉纺、毛纺、麻纺系统得到广泛应用。 而目前绢纺行业仍然沿用传统的纺纱方法，由于绢丝均为股线 结构，且必需要经过烧毛工序。常规纺纱的工艺流程为：细纱一合丝 一捻丝一烧毛一络筒。因此若将赛络纺技术应用于绢纺工程，则具有 现实意义：( 1 ) 在细纱机上一步生产出股线结构的绢丝，省确了合丝、 捻丝工序，可以减少人力物力的消耗。( 2 ) 绢丝毛羽少，可降低烧毛 损耗。 本文正是以此为出发点，将赛络纺技术应用于绢纺进行了初步探 索：分别纺制了3 3 3 3 t e x 、1 6 6 7 t e x 绢丝赛络纺纱线，和外包纤维 为3 3 3 3 t e x 的绢丝、氨纶赛络纺包芯纱，分析其工艺参数对纱线性 能的影响规律，优化工艺参数，并进行了静态模拟试验。 本文首先对绢丝赛络纺的工艺进行了探讨，以粗纱间距，捻度， 钢丝圈为参数，讨论了工艺参数对于纱线性能的影响规律，并采用最 优化的数学方法对于1 6 6 7 t e x 绢丝赛络纺的纺纱工艺进行最优化设 计，利用m a t l a b 程序对于试验测试数据进行处理，得出回归方程后 求得最优解为：钢丝圈：5 6 4 m g ；捻度：5 5 2 6 捻米；间距：1 3 m m 。 由于赛络纺包芯纱是一种具有股线性质的单纱，所以在强力、伸 长、条干均匀度方面比传统包芯纱好，而在效率、成本、手感外观、 包覆效果等方面又优于合捻纱。因此本文利用赛络纺技术开发绢丝氨 纶包芯纱，并对其成纱及性能进行初步探索。 利用赛络纺技术试纺绢丝、氨纶包芯纱，主要讨论氨纶丝预牵伸 倍数对于纱线性能的影响，结果表明，随着氨纶丝预牵伸倍数的增加， 包芯纱的断裂强力增加，毛羽也增加。 此外本文选择氨纶丝预牵伸倍数、纱线捻度，粗纱须条间距这三 个工艺参数，设计三因素三水平的正交试验l 9 ( 3 4 ) ，以条干不匀率作 为主要的参考因素，得出在试验的范围内优选工艺参数为：预牵伸倍 数为4 倍，捻度为4 5 0 捻米，粗纱须条间距为1 2 r a m 。 通过静态模拟试验，发现纱条捻度与股线捻度的比值实际上是在 一个范围内波动的。纱条捻度和股线捻度的大小是受到汇聚三角型的 几何形态影响的，并且由c t 比值的不断变化也可以看出捻度在由 下向上的传递过程也受到了汇聚三角型几何形态的影响。在实际生产 中，当预加捻度不变的情况下，通过改变粗纱问距这个因素的大小来 控制捻度的传递，从而影响汇聚点上测单纱条段的捻度，最终影响到 纱线的强力，条干，毛羽等性能的好坏。 关键词：赛络纺；绢纺；工艺参数；包芯纱：最优化；静态模拟 t e c h n i c sa n d p r o p e r t i e so f s i l ks i r o s p u ny a r n a b s t r a c t s 的s p u i li sas h o r tt e c h n o l o g i c a lf l o wo fs t r a n dy a m s 曲s p u i ly 踟s a r es 胁坞l e s s h a 咄a n dl o r ea b r a s i o nr e s i s t a n tt h a nt r a d i t i o n a ls m g l e y a m s oi th a sb e e na p p l i e dt ow o o l ，c o t t o na n d h e m ps p i n n i n gs y s t e m n o ws i l k s p i n n i n gs y s t e ms t i l l a d a p tt r a d i t i o n a lw a yt o s p i n a c c o r d i n gt ot h et e c h n o l o g i c a lf l o wo fs i l ks p i n n i n gs y s t 锄t l l e r ew i i lb e 5 0 m ea d v a n t a g et oa p p l yt h es i r o s p u n t e c h n i q u et ot h es i l ks p i n n i n g ：f i r s t i tw i l lc u to f fs o m ew o r k i n g p r o c e d u r e s ，s e c o n di tc a l ls a v et h ei o s so f b u m i n gh a i r y s ot h i sp a p e rm a i ns t u d yh o w t oa p p l yt h es i r o s p u nt e c h n i q u et o 协e s i l k 哳n n i n gs y s t e m a n dd i s c u s st h es p i n n i n gp 锻a m e t e r sw l l i c ha f f e c t t h ep r o p e r t i e so f y a r n f i s tt h i sp a p e rd i s c u s s e st h ep a r a m e t e r s ：t r a v e l e r ；s t r a n ds p a c ea n d t w i s t a no p t i m u mt e c h n o l o g i c a lp a r a m e t e ri s o b t a i n e db ym a t l l e m a t i c a n a l y s i so fm u l t i p l eo b j e c t i v ef u n c t i o no p t i m i z a t i o n s ot h e o p t i m u m t e c h n o l o g i c a lp a r a m e t e ri s ：t r a v e l l e r 5 6 4 r a g ；5 5 2 6 t w i s t m e t e r ：1 3 m m s t r a n ds p a c e b yc o m p a r i n g ，t h es i l k s i r o s p u ny a mi ss u p e r i o r t o t r a d i t i o n a ls i l ky a r ni nt h es y n t h e t i c a lp r o p e r t i e s t h i sp a p e ra l s od i s c u s s e sh o wt oa p p l yt h es i r o p u nt e c h n i q u et o p r o d u c es i l k s p a n d e xc o r e - y a ma n dm e a s u r e do n s t r u c t u r ea n ds o m e p r o p e r t i e s ；a n a l y s i st h ei n f l u e n c ed e g r e eo fp r e d r a f t i n gr a t i oo nt h ec o r e y a r np r o p e r t i e s ；f m d t h e o p t i m u mt e c h n o l o g i c a lp a r a m e t e rb y e x p e r i m e n t s ：p r e - d r a f t i n gr a t i o4 ；4 5 0s t r a n dt w i s t m e t e r ；1 2 m ms t r a n d b ys t a t i cs i m u l a n te x p e r i m e n t st h ep a p e ra n a l y s i st h ee f f e c t so f s i r o s p u nt w i s t ，s t r a n ds p a c eo n t h es l i v e rt w i s ta n ds t r a n dt w i s t t h ep a p e r a l s os t u d i e st h es p i n n i n gg e o m e t r yi ns i r o s p u n 、，”r e g e o n ；d i s c u s s e st h e f l u c t u a t i o no fc o n v e r g e n c ep o i n t t h ec o n c l u s i o n sa r eh e l p f u lt om a k i n g t h es p i n n i n gp r o c e s s ；s t u d yt h es t r u c t u r eo fs i r o s p u ny a ma n dd e v e l o p i n g z h o uy a n g ( t e x t i l ee n g i n e e r i n g ) s u p e r v i s e db y ：l a oj ih o n g k e y w o r d s ：s i r o s p u n ，s i l ks p i n n i n g ，t e c h n o l o g i c a lp a r a m e t e r s ， c o r e - y a m ，o p t i m i z a t i o n , s t a t i cs i m u l a n te x p e r i m e n t 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风所呈交的学位论文，是本人在导师的 指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包 含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容论文为本人亲自撰写，我对 所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担 学位论文作者签名：，司物 日期：0 3 - 年1 2 - 月幻日 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可 以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等 复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本版权书 本学位论文属于 不保密日。 学位论文作者签名：f 司杨指导教师签名：劳镑f 多 日期：口f 年，王月劣日 日期：口j 年，z 月2 。日 第1 节前言 第一章绪论 s i r o s p u n 纺纱技术又名赛络纺是由澳大利亚羊毛工业研究所( c s i r o ) 与国 际羊毛局( i w s ) 共同着手研究，并于1 9 7 5 1 9 7 6 年在实验室发明的一种新的纺纱 方法，后由i w s 更进一步发展。与常规的股线生产相比，赛络纺省去了单纱络筒、 并纱及捻线工序，是一种短流程的股线纱生产工艺。且赛络纺产量可比单纱提高 一倍。1 9 7 8 1 9 8 0 年被引进到西欧国家进行实用化生产。1 9 8 8 年，西德新泽公司 将赛络纺纺纱技术引人市场，并取得了i w s 的推销许可证。1 9 9 0 年后在世界范 围内进行推广应用。赛络纺技术在国外得到较大规模的推广应用。“1 近年来赛络纺工艺在我国也有一定的研究。自9 0 年代赛络纺纱技术引进 我国，引起我国的高度重视。由中国纺织科学技术开发总公司、中科院力 学研究所、内蒙古第二毛纺织厂共同承担的“八五”国家重点科技攻关滚 动项目一一“赛络纺”一条龙新技术的研究与开发，1 9 9 8 年5 月在呼和浩 特市通过了由国家纺织工业局主持的技术签定。“目前在我国很多地方都 已应用赛络纺技术开发出多种多样的纺织产品，并取得了经济效益，但是对 于绢丝赛络纺的研究国内尚未见有相关报告。 第2 节研究背景及意义 1 ，赛络纺在棉、毛、麻纺系统的应用 由于赛络纺的诸多优点，迄今为止赛络纺技术已经得到广泛应用，在棉纺、 毛纺、麻纺系统，已分别生产出相应的赛络纺纱线。 在精纺毛纱方面，赛络纺纱技术已得到成功的应用，纺制出了较细的机织用 纱。由于这种纺纱技术加工成本低，许多粗纺厂家也积极开发其相关产品，目前 已取得了一定的进展。 苎麻纤维特数较高，结晶度高，取向度大，无定形区小，抗弯抗扭刚度较大， 纤维间抱合力差，因此苎麻细纱上的毛羽多而长。用赛络纺纱工艺开发低特纯苎 麻纱及其织物，不但可以省略加工工序、降低细纱断头率，还可以减少毛羽数量 及长度。“ 在经过改造的棉纺细纱机上可纺制条于均匀、毛羽少的特种赛络纺纱线。 赛络纺还可用于生产异色纱和不同材料的复合纱等花色纱线，此外也可用来 生产包芯纱等。但是目前为止对于绢丝赛络纱的产品开发尚未见有相关报道。 2 、开发绢丝赛络纺产品 2 1 、蚕丝的物理性质b 1 2 1 1 、强力与伸长 在天然纤维中，丝的强力仅次于麻，而伸长仅次于羊毛。其原因是丝纤维 分子的结晶度高，在结晶区丝素分子肽链排列较紧密，相互间吸引力强，减少了 大分子链的滑脱。此外，丝纤维大分子的定向度高，丝纤维的分子量较大，也是 强伸性好的原因。 2 12 吸湿性 蚕丝具有较好的吸湿性宜作衣着原料。蚕丝的公定回潮率为1 1 。蚕丝吸 湿后：重量增加，体积增大，弹性减弱，表面摩擦系数减少，静电现象减少，在 相对湿度为7 9 - - 8 0 时伸长最大，强力在相对湿度8 0 以上时降低很大。 2 1 3 、热学性能 丝纤维的热传导系数很小，因此保温性好。由于丝是多孔性物质，因此实际 测得的丝纤维导热系数是纤维、空气与水混合物的导热系数，由于水的导热系数 较大，丝的热传导系数随含水率的增加而增加故丝织物宜为夏季衣料。 2 1 4 、光泽与手感 由于丝纤维分子结构定向整列度较高，因此，丝纤维具有良好的光泽，柔软 的手感并富有弹性。 2 2 、绢纺现状 我国是丝绸大国，我国桑蚕丝产量约占世界的6 0 ，桑蚕丝贸易量约占世 晃的9 0 以上；我国拥有的绢丝、铀丝纺锭约占世界总数的十分之六，绢类产 4 品出口值约占丝绸产品出口总值的十分之一。作为丝绸的一个重要组成部分的绢 纺织业，在不断的进行技术改造，其目的是最大限度地提高产品质量，提高产品 档次和国际市场竞争能力；为新品种的开发研制创造有利条件：降低劳动强度， 改善工作条件，提高劳动生产率；节能降耗，增收节支，提高经济效益。川 虽然我国绢纺工业装备数量和年产量居世界首位，但工艺线路和技术装备方 面还落后于棉纺、毛纺行业，产品难以适应国际市场高质量、多品种的要求。绢 丝具有吸湿性好、保暖性好、光泽优雅、手感柔软等优点，但它所纺成的织物存 在容易褶皱等弱点。 2 3 、绢丝赛络纺意义 绢纺工程的加工对象是养蚕、制丝和丝织业的疵茧和废丝。这种疵茧和废丝 仍然是一种贵重的纺织原料，因其丝纤维细而长，光泽优雅，吸湿性好，可以纺 制细特绢丝，在一般情况下，再加捻制成比较均匀、坚牢、富于光泽和柔软的股 线，用于制织高档绢丝织物。赛络纺的初衷是想在毛纺系统开发出细特、高品质 的纱线，并且可以大幅度的减少纱线毛羽。而绢丝均为股线结构，且绢丝的生产 必须要经过烧毛的过程。因此若将赛络纺技术应用于绢纺工程，则具有现实意义： 1 ) 目前在国内的绢丝生产中大多使用两道工序完成细纱的并合和加捻，常 规纺纱的工艺流程为：细纱一合丝一捻丝一烧毛一络筒。而赛络纺是一种短流程 的股线生产工艺，将细纱、并线、捻线三合为一，即：纺纱一烧毛一络筒，省去 合丝、捻丝二道工序，可以减少人力物力的消耗，提高了经济效益。 2 ) 其次赛络纺纱线毛羽少，可以减少绢丝在烧毛过程中的损耗，从而节约 了成本。 因此本课题的研究方向为绢丝赛络纺，分析工艺参数对于纱线性能的影响， 优化其工艺参数，希望对于生产实践及科研研究有所帮助。对于应用赛络纺技术 生产包芯纱进行初步的探索，以期利用赛络纺技术开发出性能更加优良的产品。 第二章赛络纺概述 第1 节赛络纺原理及应用现状 人们对于纺纱技术的研究一直未曾停止，从2 0 世纪5 0 年代起，先后涌现 出成纱机理与环锭纺截然不同的转杯纺、喷气纺、静电纺、摩擦纺、平行纺、涡 流纺、自捻纺等新型纺纱技术。近年来，又有喷气自由端纺纱以及在环锭纺上稍 做革新而形成的赛络纺、赛络菲尔纺、索罗纺( 国内又称缆型纺) 和集聚纺等。这 些纺纱新技术的出现，既有利于纺纱技术与设备水平的提升，也为成纱质量的提 高和产品风格的多样性提供了可能。嘲而如何真正使新型纺纱技术在纺织中得到 很好的应用，提高纺织行业的技术装备水平，除了技术与设备本身的不断完善外， 还必须利用这些技术开发出有特色、有市场、有生命力的产品，这两者是缺一不 可的。嘲 1 、纺纱原理 s i r o s p u n 是一项新兴的纺纱技术，但它不同于气流纺、磨擦纺、静电纺等 新型纺纱技术。赛络纺是将两根保持一定间距的粗纱平行喂入环锭细纱机的同一 牵伸机构，经牵伸后，由前罗拉输出两根单纱须条，锭子和钢丝圈的回转给纱线加 捻，由于捻度自下而上的传递直至前罗拉握持处，使这两根单纱条上带有少量捻 度，它们被汇合后进一步加捻成类似股线的赛络纱。基本原理如图2 1 所示。 6 7 图2 1 赛络纺原理图 l 一粗纱导纱器2 一皮圈牵伸3 一前罗拉4 一汇聚点 5 - - 单纱断头打断器6 一锭子7 一钢丝圈 2 、纺纱设备 赛络纺纺纱过程可由普通的环锭纺细纱机来完成。首先，增加双倍的租纱 容量。由于赛络纺纱工艺是用同一牵伸装置同时牵伸两根粗纱，因而要求两根粗 纱在牵伸过程中不能有干扰，这就需要将两根粗纱在喂入牵伸区前分离开。同时 为了保证两根须条由前罗拉输出后形成一定的三角区，使单纱能够加上定的捻 回后再并合，因此两根须条由前罗拉输出时必须保证有一定的间隔，所以需将牵 伸区中各单槽集合器改为双槽集合器来保证这些间隔。此外，受中胶辊凹槽的限 制，导纱横动装置不横动。这样赛络纺将两根须条同时牵伸并合，加捻后卷取到 纱管上 3 、赛络纺纱线与股线的区别 赛络纺纱有类似股线的结构，但由于赛络纺纱线是在环锭细纱机上同向同 步加捻的，因而纱线中的纤维形态和捻幅程度不同于普通双股线。赛络纺纱线没 有股线中明显的单纱捻度纹路。 7 首先赛络纺的两根须条在前罗拉同步输出后进行合并，在其合并前有一段单 纱加捻区域，须条在此段形成单纱结构，纤维基本呈螺旋线排列。由于单纱加捻 区域短，施加捻度少，因而使单纱中的纤维螺旋角较小，纤维两头外伸机会少， 单纱表面光滑。 其次，两根纱条汇合加捻属于同向加捻，会股后的捻幅在原有单纱捻度的基 础上迅速增加，使股线中的单纱及纤维螺旋线更加明显，纤维倾斜程度增加，使 股线截面星圆形结构，抱合力提高，股线强力明显增大，较之同向加捻的股线， 赛络纺纱线有较大伸展性，较少的毛羽，较紧密结构，较好光泽，较高耐磨性， 因此能纺制较细特的纱线。“1 4 、赛络纺纱优点 在过去的几十年曾经开发的新型纺纱工艺的目的都是要达到高产，迄今转杯 纺，喷气纺都已实现，但是他们的纺纱特数较高，不宜用于生产细特纱，而赛络 纺是一项新兴的纺纱技术，它不同于气流纺、磨擦纺、静电纺等新型纺纱技术。 它没有脱离环锭式纺纱系统。但是它却改善了纱线的结构，可以用于生产细特纱。 由于赛络纺的同向同步加捻使其纱线具有特殊的结构，赛络纺纱线截面较圆，外 观近似单纱，纱线结构紧密、光滑，手感较柔软。表面纤维排列整齐、顺直，纱 线结构紧密，毛羽少，抗磨性好，起球少，断头率低。 由于赛络纺织物具有较好的透气性，可以开发出弹性好，手感滑爽，花式新颖， 具有独特风格的产品，其织物外观光洁，手感滑爽柔软、富有弹性、耐磨、透气 性好，目前已成为高档轻薄面料用纱。 新型的赛络纺技术改变了传统的纺纱工艺路线，集细纱、并线、捻线于一体， 大大缩短了工艺流程，提高了细纱机产量和经济效益。此外它不仅达到了高效短 流程的要求，而且能扩大纺纱特数范围，纺出超细特纱。 5 、赛络纺应用现状 赛络纺纱工艺起源于毛精纺系统，现在其它的加工系统也不断利用赛络纺 纱的相近原理开发新产品，如毛粗纺系统、棉纺系统、麻纺系统。与普通纱线相 比，赛络纺纱线具有特殊的纱线结构和许多优良的性能，因此可以用赛络纺纱线 8 开发出多种多样的纺织产品。 i ) 用于织造轻薄织物的细特羊毛纱 赛络纺应用于长纤维纺纱有很大潜力，特别适用于纺细特纱，赛络纺能生产 出用普通纺纱法不能纺制的细特羊毛纱。 2 ) 赛络纺中长化纤及棉纱 赛络纺还可应用在中长纤维及棉纤维纺纱系统，中长化纤赛络纺产品仿毛感 更强。赛络纱特别适用于轻薄织物，且生产成本远低于传统股线。因此在国际纺 织市场上开发的针织、机织产品有愈来愈多的趋势，尤以日本各大公司更是积极 的开发该类产品。 3 ) 针织用纱 用赛络纺生产针织物，具有图案清晰，光泽好的优点。 4 ) 赛络纺缝纫线 由于赛络纺纱线具有较高的强度和伸长，条干均匀，外观光泽好，染色好， 毛羽少，且纱线与纱线间、纱线与金属间摩擦系数小，所以很适宜做缝纫线。 5 ) 装饰织物用纱 赛络纱长毛绒具有较高的抗磨损强力，由晴纶纺的赛络纱多用于装饰布和家 具布。 6 ) 赛络花式纱 借助于花式股线、混色毛纱的表面效果和利用各种不同原料混纺等多样化 原料，纺制赛络花式纱，借助于赛络纺纱时汇聚点的波动，通过计算机控制，生 产左右对称平衡的粗节纱。这种粗节纱不存在传统粗节纱会出现龟裂的缺点，具 有抱合力强、毛羽少和柔软的特点。 赛络纱可以广泛应用于多种纱线生产。随着消费者对服装面料多样化的需 求，要求生产出不同结构、不同原料、丰富多彩的纱线，赛络纺纱线将具有广阔 的发展前景。【6 1 9 第2 节赛络纺纱线捻度及结构 1 、赛络纺纱的加捻机理 赛络纺纱具有独特的加捻机理，使赛络纱获得了良好的纱线结构。赛络纱 的捻度是由钢丝圈运动而产生的，产生后向上传递到捻合点处，由于捻合点处的 力矩平衡，所以捻度必然会被传递到汇聚点上侧的单纱分枝上。图2 - 2 为加捻三 角区的力矩示意图。作用在两股单纱聚合点附近的加捻三角上的力矩除了在单纱 分枝上的扭力矩m 尊以外，还在形成螺旋线时，出现一个弯曲力矩m 曲，以及由拉 力k 与股线直径d 所构成的一个力矩。在股线轴z 方向的力矩平衡方程为： i z 2 2 m 醇c o s ( b 2 ) + m g b s i n ( b 2 ) + f g 。d s i n ( b 2 ) ( 2 1 ) 1 z 7 。 l i 协 婢 0 ，则d 0 ，a ( m l c o s a + m 2 c o s a ) o ； 若t o ，则a o ) 还是减小( t 3 m 的毛羽指数总和 第2 节绢丝赛络纺试验 1 、工艺参数选择 1 1 、粗纱间距 粗纱间距值应该根据所纺纤维的长度来确定。实践表明：毛纺系统粗纱间距 应选1 4 衄左右。中长化纤为l o r e 到1 2 m 为宜，棉纺系列为6 棚为宜。试验选 用蚕丝纤维长度为7 5 m m 左右，纺纱小样机为毛纺小样机，故选择粗纱间距l o m m 到1 4 r a m 进行探索。 1 2 、捻系数 赛络纺纱线捻系数大小将影响其强力，捻系数适当大些时，对提高赛络纱 强力有利。一般来说，捻系数的选择应主要根据纱线的品种和用途加以选择。应 注意保持在普通纱线捻度范围之内。对于一定长度的纤维来说，粗纱间距值必须 与捻系数配合选择。 根据试验纺制纱线特数，查阅相关资料知捻系数应选6 4 - - 7 6 。嘲根据公式 t m = c i 。n m 计算捻度。 1 3 、钢丝圈 实验选用毛纺小样机，因此钢丝圈选用耳型钢丝圈，b r a c k e rj 1 1 1 c s t b r s u p e rp o l i s h ，根据纺纱特数选2 3 # 至3 2 # 的钢丝圈。 1 4 、锭速 一般情况下锭速应略低于普通细纱机的锭速。根据试验条件选用7 5 0 0 转分。 2 l 1 5 、牵伸倍数 选用较细的粗纱和较低的牵伸倍数有利于生产赛络纺纱线。由于试验条件的 限制，粗纱定量为0 9 9 5 m ( 1 8 0 t e x ) 。计算其牵伸倍数： 3 3 3 3 t e x ( 3 0 s ) 赛络纱：1 8 0 ( 3 3 3 3 2 ) = 1 0 8 1 6 6 7 t e x ( 6 0 s ) 赛络纱：1 8 0 ( 1 0 6 7 2 ) = 2 1 6 2 、赛络纺纱线及股线对比 传统的绢丝都是经过细纱一合丝一捻丝一烧毛一络筒的工艺流程生产出来 的，因此都为股线结构。而赛络纺纱线也具有股线结构，因此本论文先将同特数 的赛络纺纱线和常规的绢丝性能进行初步比较。 纺纱工艺条件初步选定工艺参数为钢丝圈2 8 号和2 5 号，捻度5 5 0 捻米， 粗纱须条间距1 2 m m 进行试纺，然后将试验室所纺制的赛络纺绢丝与同特数的常 规绢丝进行性能对比，结果如表3 1 所示： 表3 - 1 赛络纺纱线与常规绢丝纱线性能对比 纱线特数 3 3 3 3 t e x 1 6 6 7 t e x 品种赛络绢丝常规绢丝 赛络绢丝常规绢丝 断裂强力( c n )1 1 1 61 0 7 65 0 3 24 8 2 断裂伸长率( ) 9 98 7 8 27 8 条干不匀率( ) 7 4 28 5 1 1 2 31 3 5 毛羽指数6 1 71 2 14 3 68 7 + 2 0 0 绵结4 55 59 01 2 1 5 舢l i no56 52 2 + 5 0 t h i c k2 51 04 58 7 将断裂强力对比，如图3 - 1 所示 图3 - 1 赛络绢丝及常规绢丝断裂强力比较 由图3 1 可见赛络纺绢丝的强力要好于常规绢丝。 赛络绢丝的加捻是由二纱条共同绕着股线轴线互相包卷捻合在一起的，因 此赛络纱条的纤维基本上是绕着股线轴线呈螺旋线形态。由于是卷捻，二纱条外 层纤维有可能被卷入内层去，内层有可能被挤出来，所以赛络纺纱仍存在纤维内 外层转移现象。而传统纺纱单纱加捻成股线，单纱的外层纤维仍在股线的外层， 基本上不发生纤维重新转移现象，纤维的内外层转移，意味着纤维受力的平衡， 这样赛络纱内纤维内应力均衡。 由于赛络纺纱是纱条自身加捻与股线加捻同时进行的，所以从纱条结构上， 是纤维互相接触，纱线紧密度高再加上赛络纱的纺纱过程属于二次加捻，所以赛 络纱比同特数的传统纱的强力高。 此外由于赛络纺纱线的加工工序少，加工过程中纤维所受的疲劳减少，所以 强力损失少。跚1 将条干不匀率对比如图3 2 所示 图3 - 2赛络纺绢丝及常规绢丝条干不匀率比较 由图3 2 可见赛络纺绢丝的条干值比常规纺绢丝的条干值好。这是因为赛络 纺在纺纱过程中，由于有一个二次加捻的过程，使得条干不匀在两根单纱并合加 捻后得到减弱，因此条干不匀率低于常规纺绢丝。 将毛羽指数对比如图3 3 所示 图3 - 3 赛络纺绢丝纱及常规绢丝毛羽比较 由图3 3 可见赛络纺绢丝毛羽指数好于传统纺绢丝。 这是因为传统纺纱与赛络纺纱的过程中均产生纤维的内外层转移。但是赛络 纺是双须条纺纱，两分支纤维柬的加捻与股线的加捻是同步进行的，当两纤维束 沿轴向移至汇聚点时，纤维束表面的许多纤维被相邻另一须条所捕捉，因而进入 两段纱的结构中。由于纤维束本身存在捻度，加上两分支的纤维柬表面纤维的相 互捕捉，使赛络纺纱线表面的短毛羽数减少。 由以上分析可以看出应用赛络纺技术生产出的绢丝，其纱线性能明显优于同 特数的传统纺绢丝，因此将赛络纺技术应用于绢纺行业是切实可行，而且有实际 意义。 3 、工艺参数对纱线性能的影响 选择不同的工艺参数会影响纱线的性能好坏，因此在生产实践中工艺参数的 选择具有实际意义。本文选择捻度、粗纱间距、钢丝圈重量三个工艺参数，在一 定范围内，分析其对于赛络纺绢丝性能的影响规律。 3 1 、捻度及粗纱间距 3 1 1 、捻度为5 0 0 捻米 捻度为5 0 0 捻，米，纺3 3 3 3 t e x 和1 6 6 7 t e x 赛络纱时钢丝圈分别为2 5 号和2 8 号，粗纱间距的变化范围为l o m m 1 4 r a m 。纱线性能测试结果见表3 2 所示。 表3 - 25 0 0 捻度绢丝赛络纺纱线性能 纱线特数 3 3 3 3 t e x1 6 6 7 t e x 粗纱间距( n u n ) 1 0 1 21 4 1 01 2 1 4 断裂强力( c n ) 1 0 6 71 1 3 61 1 1 64 s 2 1 5 0 0 3 5 0 5 9 断裂伸长率( ) 9 79 99 87 58 27 7 强力c v 5 0 23 3 52 6 95 5 54 2 36 6 5 条干不匀率 7 1 87 4 27 5 21 0 0 6 1 0 8 8 1 1 5 3 毛羽指数 7 0 56 ，4 85 3 75 ，0 4 4 s 6 7 8 + 2 0 0 绵结 5 05 03 01 1 59 09 5 - 3 i n 00 1 8 0 o 1 4 5 1 7 5 + 5 0 t h i c k 1 51 54 54 55 03 0 3 1 2 、捻度为5 5 0 捻米 捻度为5 5 0 捻，米，纺3 3 3 3 r e x 和1 6 6 7 t e x 赛络纱时钢丝圈分别为2 5 号和2 8 号，粗纱间距的变化范围为l o m m 1 4 m m 。纱线性能测试结果见表3 3 所示。 表3 - 35 5 0 捻度绢丝赛络纺纱线性能 纱线特数 3 3 3 蛔【1 6 6 7 t c x 粗纱间距( r a m ) 1 01 21 4】o1 21 4 断裂强力( c s ) 1 1 1 61 1 9 51 1 9 l4 7 3 2 4 8 2 9 5 2 4 6 断裂伸长率( ) 1 0 2l o 31 0 27 57 38 1 强力c 1 ，( ) 4 5 4 24 _ 3 3 5 0 15 1 5 4 8 5 条干不匀率 7 1 8 7 2 3 7 6 7lo 6 1l o 6 6 1 1 1 4 毛羽指数 5 7 65 8 34 7 l4 6 l4 2 7 3 5 8 + 2 0 0 绵结 2 04 55 01 0 02 2 51 9 0 0o01 8 52 7 02 1 5 一3 0 t h i n 4 02 02 03 55 01 5 + 5 0 t h i c k 3 1 3 、捻度为6 0 0 捻，米 捻度为6 0 0 捻米，纺3 3 3 3 r e x 和1 6 6 7 t e x 赛络纱时钢丝圈分别为2 5 号和2 8 号，粗纱间距的变化范围为l o m m - 1 4 m m 。纱线性能测试结果见表3 4 所示。 表3 - 46 0 0 捻度绢丝赛络纺纱线性能 纱线特数 3 3 3 3 t e x1 6 6 7 t o x 粗纱间距( n ) 1 0 m m1 2 r a m1 4l o1 21 4 断裂强力( c n ) 1 1 4 01 1 9 51 2 2 44 8 7 4 5 0 9 9 5 3 6 4 断裂伸长率( ) 1 0 4l o 71 0 48 58 o7 8 强力c v ( ) 6 5 74 4 85 5 45 6 5 5 7 55 2 3 条干不匀率( ) 7 4 37 3 57 5 81 0 0 41 0 0 4l o 8 6 毛羽指数 6 0 l5 2 35 1 74 2 64 14 2 6 + 2 0 0 绵结 5 52 01 53 51 1 5 1 3 5 3 0 t h i n 51 051 2 51 8 5 2 3 0 + 5 0 9 6 t h i c k 2 51 054 03 06 0 根据表3 - - 2 、3 - - 3 、3 4 的结果分别比较3 3 3 3 r e x 和1 6 6 7 t e x 赛络纱在 不同捻度，不同粗纱间距时的断裂强力，结果如图3 4 所示。 图3 - 43 3 3 3 t e x 赛络绢丝断裂强力 由图3 - 4 可见对于同一捻度的赛络绢丝，粗纱间距增大，纱线强力增大。当 粗纱间距继续增大，纱线强力将会出现减弱。这是因为随粗纱间距的增大，单纱 条上的捻度传递也会增多，赛络纱的纤维间摩擦系数增大，纤维抱合紧密，纱线 的强力因此增大。但是如果粗纱间距设置的过大，超过最佳的粗纱间距后，由于 单纱段长度变长，在此段产生滑移的纤维数量可能会增加，将在单纱段产生弱节， 而使纱强降低。 由图3 _ 4 还可以看出，当粗纱间距一定时，纱线的强力随捻度的增大而增大， 纱线的捻度越高，纤维之间抱和越牢固，纤维紧密度高，结果是纱线强力高。 由以往的研究已知桑蚕丝的临界捻系数大约在9 6 1 2 0 之间，本实验选择捻 系数在6 4 7 6 之间，未达到其临界捻系数。因此随捻度的增大，纱线强力呈增大 趋势。 分别比较3 3 3 3 t e x 和1 6 6 7 t e x 赛络纱不同捻度，不同粗纱间距时的条干不 匀率，结果如图3 - 5 所示。 图3 - 51 6 6 7 r e x 赛络纺绢丝条干不匀率 由图3 - 5 可以看出当捻度较大时租纱间距在l o m m 、1 2 r a m 时，对纱线的条 干影响不大，但租纱间距变为1 4 m m 时，条干不匀率明显上升，这是因为随着粗 纱间距的增大，单纱段的长度增大，当其长度大于纤维长度时，在此段产生滑移 的纤维数量可能会增加，因而产生意外牵伸形成细节，使纱线条干变差。当捻度 较高，粗纱间距较小时，纱线条干基本没有变化。 由图3 - 5 还可以看出，当纱线捻度较低时( 5 0 0 捻米) ，纱线条干随粗纱间 距的增加而上升。这是因为当纱线捻度较低时，单纱条段的捻度也较低，导致单 纱条段的强力较低，而此时随着粗纱间距的增大，条干不匀率更是明显上升。 从试验结果可知3 3 3 3 t e x 赛络纱的条干明显优于1 6 6 7 t e x 赛络纱，主要原 因为：3 3 3 3 t e x 赛络纱中纤维根数多，同时在纱线生产时牵伸倍数较小，因此 牵伸不匀较小，条干好于1 6 6 7 t e x 赛络纱。 分别比较3 3 3 3 r e x 和1 6 6 7 t e x 赛络纱不同捻度，不同粗纱间距时的毛羽指 数，结果如图3 6 、3 7 所示。 图3 - 63 3 3 3 t e x 赛络纱毛羽指数 图3 - 71 6 6 7 t e x 赛络纱毛羽指数 由图3 6 、3 7 可见，赛络纱的毛羽随粗纱间距增大减小，这是因为当粗纱 间距增大时，单纱条上的捻度增多，有利于单纱段上毛羽的捻合进入纱体，随后 的再次加捻更有利于纤维头端进入纱体。因此间距的增大有利于毛羽的减少。 捻度对纱线毛羽影响较大，毛羽随捻度增大减小，这是因为捻度增大，纱线 表面更多的松散纤维被夹持，并且沿纱线方向被缠绕，因而降低了毛羽水平。赛 络纱的毛羽在一定的捻系数范围内，随捻系数的增大而减小。 此外毛羽随纱线特数减小而减小。细特纱线的毛羽比粗特纱线少，主要是 由于细特纱具有较小的纱线直径和周长，对于同等长度的纤维，在细特纱中的缠 绕次数多于粗特纱，降低了纤维伸出纱线的机率，因此在纱线上出现的毛羽少于 粗特纱。 此外机器的锭速也会影响赛络纱的毛羽，锭速越大，纱线同机器的摩擦越剧 烈，相应毛羽也会随之增加。 3 2 、钢丝圈 粗纱间距为1 2 r a m ，捻度为5 5 0 捻，米，钢丝圈的变化范围为3 2 号- - 2 3 号钢 丝圈，纱线性能测试结果见表3 5 所示 表3 - 5 不同钢丝圈重量的赛络纺纱线性能 纱线特数 钢丝圈号数 断裂强力伸长率( )条千不匀率毛羽指数 ( c n )( ) 3 3 3 3 t e x2 5 。( ? s t a g r )1 1 0 7 7 l o 1 7 7 3 66 7 7 2 4 。( 9 2 r a g r ) 1 1 6 8 7 l o 2 l7 7 l6 9 2 3 。( 1 1 0 r a g r ) 1 2 1 71 0 8 37 96 5 9 1 6 6 7 t e x3 2 。( 2 r i n g r )5 0 1 1 7 8 31 0 8 6 4 9 7 2 8 。( 3 9 g r ) 5 0 5 17 8 3l l - 0 25 6 4 2 7 。( 4 s t a g r ) 5 0 8 57 9 11 1 0 65 9 9 图3 - 8 不同号数钢丝圈的赛络纱断裂强力c n 图3 - 91 6 6 7 t e x 赛络纱不同号数钢丝圈的条干不匀率 由图3 - 8 可以看出不论是3 3 3 3 r e x 赛络纱还是1 6 6 7 t e x 赛络纱，在本试验 的范围内，其纱线强力随钢丝圈的重量增加而增大。这是因为，随钢丝圈重量增 加，纺纱张力增大，有利于纤维的伸直，纤维抱合紧密，纱线强力高。但据相关 的试验证明，当钢丝圈重量增加到一定程度后，纱线的强力又会下降。这是因为， 在纺纱的过程中，大多数纤维在从前罗拉钳口到合股捻合点这段距离内皆处于无 控制状态：当纺纱张力过高时，有可能使无控制区的纤维须条产生意外牵伸而使 纱线出现大量细节，因而强力下降。 由图3 - 9 可以看出由于随钢丝圈重量的增加，无控制区的纤维须条产生意外 牵伸而使纱线出现大量细节，故纱线条干不匀率有所上升。因此纺赛络纱所用的 钢丝圈重量要比同支数的非赛络纱要轻一些，以避免单纱条段产生意外牵伸。 3 5 、单因子试验结论 由以上试验分析可以得出以下结论： 1 ) 单纱强力随捻度的增大而增大；当粗纱间距增大，纱线强力增大。但粗 纱间距继续增大，纱线强力将会出现减弱。 2 ) 条干不匀随粗纱间距增大而增大；3 3 3 3 t e x 赛络纱的条干明显优于 1 6 ，6 7 t c x 赛络纱。在生产过程中使用较细的粗纱，较低的牵伸倍数，有 利于提高纱线的条干。 3 ) 赛络纱的毛羽在一定的捻系数范围内，随捻系数的增大而减小；随粗纱 间距增大减小；细特纱线的毛羽比粗特纱线少。此外机器的锭速也会影 响赛络纱的毛羽，锭速越大，纱线同机器的摩擦越剧烈，相应毛羽也会 随之增加。 4 ) 随着钢丝圈重量的增加，纱线强力和断裂伸长均呈上升的趋势，但当增 加到一定程度后，纱线的断裂强力和断裂伸长又会下降。 4 、织布及性能测试 为了进一步比较赛络纺绢丝与常规绢丝的性能，试验用3 3 3 3 t e x 的赛络纺绢 丝和同特数的常规绢丝各织一块平纹布，并对其进行性能比较。 采用平纹组织，上机纬密为4 4 根c m ，上机经密为4 4 根l o c m ，使用5 6 号筘 对两种布分别测试其断裂强力、断裂伸长、折痕恢复角、撕破强力和耐磨性。 表3 - 6 布的质量指标 奏络纱织布普通绢丝织布 强力( c n ) 1 1 3 9 1 0 6 4 伸长率( )3 5 7 53 2 5 耐蘑性欢数)3 d 22 7 2 经纬 经纬 撕破5 7 2 0 5 1 2 54 7 5 04 9 7 5 折痕恢复角9 0 。1 3 2 。船5 。1 2 2 。 由布的各项质量指标可以看出，赛络纺织的布的强力大，伸长大，不易撕破， 耐磨性好，折痕恢复危也大。因此其性能优于普通的绢丝织布。 利用赛络纺技术开发绢纺面料，不仅具有赛络纺织物的特点，其表面纤维排 列整齐、顺直，纱线结构紧密，织物外观光洁，手感滑爽柔软、富有弹性、耐磨、 透气性好，而且由于绢丝是天然丝纤维经纺纱工艺加工而成，所以它既具有天然 丝纤维的许多优良性能，如吸湿保暖性好、穿着舒适、光泽优美等，还具有短纤 纱的特点，如多孔松软、透气性好、色泽柔和等。适宜作高档面料。 第3 节赛络纺包芯纱试验 1 、氨纶丝选择 氨纶丝越粗其弹性越大，目前氨纶包芯纱生产上应用最多的氨纶丝细度主要 有三种，4 4 d t e x ，7 7 d t e x 、1 5 5 d t e x 。 纺制氨纶包芯纱时，一般情况下氨纶长丝的预牵伸倍数为3 8 倍左右，此时 弹力织物的弹性可掌握在2 5 - - 3 5 之间。氨纶丝如果不经过牵伸，就不会有弹 性，实际生产中氨纶丝的预牵伸一般在3 倍一5 倍内，过低不宣发挥弹性的优势， 过高的牵伸倍数则必然会引起断头，使纺纱困难。每一种规格的丝都有一定的牵 伸范围，不是越大越好。“1 1 由以往的实践经验可知氨纶长丝的预牵伸倍数选 择如表3 7 所示。 表3 7 常用氨纶丝预牵伸倍数 细度( d t e x )用途预牵伸倍数 4 4适纺低弹纱，可织内衣、胸罩、游泳衣等3 4 倍 7 7适纺中弹纱，可织牛仔布、袜子衬衣等 3 5 4 倍 1 5 5适纺高弹纱，可织腰带、弹性连接部分等 4 5 倍 本课题选用4 4 d t e x 氨纶丝。因此试验选用预牵伸倍数为3 4 倍。 2 、氨纶丝传动装置 为纺制赛络纺包芯纱，则须在改装后的细纱机上再加装一个氨纶丝传动装 置。要求该装置能保证氨纶丝同粗纱一起连续顺利的喂入前罗拉，而且能够根据 要求控制氨纶丝的预牵伸倍数。 将氨纶丝传动装置放置于粗纱架上方，采用两个直径为5 0 珊的不锈钢退绕滚 筒作为退绕罗拉，其转向相同，转速相等，将氨纶筒子丝置于其上进行退绕，两 退绕滚筒必须相互平行，转动灵活，且表面光滑，不会损伤氨纶丝，张力控制适 当。此外在氨纶丝喂人前罗拉之前，还须在牵伸摇架上加装一导丝轮来控制氨纶 丝的位置和张力，以稳定包覆效果。氨纶丝经退绕罗拉退解，利用退绕罗拉与前 罗拉速度差给氨纶丝加一预牵伸张力，经导丝轮进入前