（纺织工程专业论文）紧密纺高支棉纱的经编编织特性研究.pdf

摘要 摘要 题目：紧密纺高支棉纱的经编编织特性研究 研究生姓名：徐颖 导师：蒋高明 专业：纺织工程 本课题主要研究了紧密纺高支棉纱的经编编织特性，分析了编织过程中影响紧密纺 高支棉纱强力和毛羽数量的各个因素，并总结出一套详细的紧密纺高支棉纱的经编编织 工艺。 文章首先介绍了棉纱在经编工艺中的应用概况，分析了国内外关于紧密纺高支棉纱 编织特性的研究现状，指出本课题的主要研究内容和意义。随后论文以7 0 s 紧密纺高支 棉纱为典型例子，对该纱线进行毛羽数量和断裂强力的测试，并模拟纱线在经编机上的 运行状态，测试了纱线在动态状况下的动态强力，指出静态强力和动态强力之间的线性 关系。根据实际测量和理论计算，得出紧密纺高支棉纱的毛羽量和断裂强力均符合经编 工艺的基本要求。接着，文章对经纱经过各个导纱部件时的受力情况进行理论分析，找 出影响经纱所受阻力大小的影响因素，得出结论：弯曲阻力f 与摩擦系数u 、包围角之 和a 。+ a 。、初始张力t 。成正比，还与纱线本身的抗弯刚度e i 成正比。并测试了棉纱经 分纱筘、导纱梳栉、成圈后的毛羽数量和断裂强力的变化情况，分析了机器速度和织物 组织结构对纱线损伤程度的影响，利用回归分析的方法，建立了纱线损伤程度与这些影 响因素之间的线性关系，得出各影响因素的优先次序。最后根据上述分析，介绍了经编 棉型织物生产的具体工艺路线，详细分析了经编机张力杆的张力补偿作用、飞花的控制、 机器速度调节以及送经量的精确计算方法，总结出一套较全面的紧密纺棉纱经编生产方 案。 通过本课题的研究，希望能够为扩大棉纱在经编上的应用提供一定的理论依据和实 践依据，促进经编棉型面料的研发，推动经编面料在高档服装面料上的应用，拓展经编 面料的种类和适用范围。 关键词：经编；紧密纺高支棉纱；毛羽；断裂强力；回归分析；编织工艺 a b s t r a c t a b s t r a c t t h i st h e s i sm a i n l ys t u d i e st h ek n i t t i n gc h a r a c t e r i s t i c so fc o m p a c t - s p i n n i n gh i g hc o u n t c o t t o ny a r no nt h ew a r p k n i t t i n gm a c h i n e ，i ta n a l y z et h ef a c t o r st l l a ti n f l u e n c et h ef r a c t u r e s t r e n g t ha n dh a i r i n e s sd u r i n gt h ek n i t t i n gp r o c e s s ，a n dc o n c l u d et h ed e t a i l e dk n i t t i n g t e c h n o l o g yo ft h ec o m p a c ts p i n n i n gh i g hc o u n tc o t t o ny a r no nh i g hp e r f o r m a n c et r i c o t m a c h i n e t h ep a p e rf i r s t l yi n t r o d u c e st h ea p p l i c a t i o no fc o t t o ny a mo nw a r pk n i t t i n g ，a n dt h e nt h e r e s e a r c hs t a t eo ft h ek n i t t i n gc h a r a c t e r i s t i c so fc o m p a c t - s p i n n i n gh i g hc o u n tc o t t o ny a mo n t h ew a r p k n i t t i n gm a c h i n ei sr e l a t e d ，i ta l s op o i n t so u tt h ec o n t e n t sa n ds i g n i f i c a n c eo ft h i s t h e s i s s e c o n d l y , t h i st h e s i sc h o o s e s7 0 ac o m p a c t s p i n n i n gc o t t o ny a m a sa ne x a m p l e ，t h e s t a t i s t i cf r a c t u r es t r e n g t ha n dh a i r i n e s sw e r et e s t e d ，t h ee x p e r i m e n ta b o u tt h ed y n a m i cs t r e n g t h o ft h ec o t t o ny a mi sa l s oc a r r i e do u t ，a n dt h el i n e a rr e l a t i o n s h i pb e t w e e ns t a t i s t i cs t r e n g t ha n d d y n a m i cs t r e n g t hi sd e m o n s t r a t e d i tl a t e rg i v e so u tt h ec o n c l u s i o nt h a tb o t l lt h ef r a c t u r e s t r e n g t ha n dh a i r i n e s sm e e t 、析t l lt h er e q u i r e m e n to fw a r pk n i t t i n ga c c o r d i n gt ot h et e s ta n d t h e o r e t i c a lc a l c u l a t i o n s u b s e q u e n t l y , t h ep a p e ra n a l y z e st h ef o r c ea c t i n go nc o t t o ny a r nw h e n p a s st h r o u g hy a r ng u i d ee l e m e n t s ，f i n do u tw h a ta f f e c tt h er e s i s t a n c et h a tt h ey a ma f f o r d s ，t h e r e s u l ti s ：f l e x u r a lr e s i s t a n c eh a sd i r e c tr a t i ow i t l lf r i c t i o nf a c t o r c o n t a c ta r c ，o r i g i n a lt e n s i o n a n df l e x u r a lr i g i d i t yt h ey a mi t s e l fo w n e d t h ef r a c t u r es t r e n g t ha n dh a i r i n e s so ft h ey a m w h e np a s st h r o u g hs e p a r a t eb a r , g u i d eb a r , a n da f t e rl o o pf o r m i n gi st e s t e d ，a n dt h ei n f l u e n c e o ft h em a c h i n es p e e da n dl a p p i n gl e n g t ht oy a md e s t r u c t i o ni ss t u d i e d t h er e g r e s s i o n a n a l y s e si sd o n et os e tu pt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ey a m d e s t r u c t i o na n dt h e s ef a c t o r s ，a n d t h ep r i o r i t yi si n d i c a t e d f i n a l l y , t h et h e s i si n t r o d u c e st h ew a yt op r o d u c ew a r pk n i t t i n gc o t t o n f a b r i ce f f i c i e n t l y , i ta n a l y s e st h ef u n c t i o no ft h et e n s i o nr a i l ，h a i r i n e s sd i m i n u t i o n ，m a c h i n e s p e e da d j u s t i n g ，a sw e l la sc a l c u l a t i o no fy a r nl e t - o f f , s u m m a r i z e sa nt e c h n o l o g i c a lr o u t ef o r a p p l i c a t i o no fc o m p a c tc o t t o ny a m o nw a r pk n i t t i n gi nd e t a i l s f r o mt h i sr e s e a r c h ，i ti se x p e c t e dt op r o v i d et h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a lp r o d u c t i o n t e c h n o l o g yt ot h ea p p l i c a t i o no fc o t t o ny a r ni nw a r pk n i t t i n g ，i m p u l s et h ed e v e l o p m e n to ft o p g r a d ew a r pk n i t t i n gc o t t o nf a b r i cu s e di nc a s u a lw e a r , o p e nu pt h ee x t e n s i v ec a t e g o r yo fw a r p k n i t t i n gf a b r i c k e yw o r d s ：w a r pk n i t t i n g ；c o m p a c ts p i n n i n gh i g hc o u n tc o t t o ny a r n ；h a i r i n e s s ；f r a c t u r e s t r e n g t h ；r e g r e s s i o na n a l y s i s ；p r o d u c t i o nt e c h n o l o g y i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是芬人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签 名：簦! 盈 日 期：竺堕垒遗! 塑 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定： 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅，可以将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、汇编学位论文， 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签 名：召邋一一一导师签名： e l 期： 一 各乌i ，纠 训车月枷国 第一章绪论 第一章绪论 本章首先说明了棉纱在经编工艺中的应用概况，分析了国内外关于紧密纺高支棉纱 编织特性的研究现状，然后指出本课题的主要研究内容和意义。 1 1 棉纱在经编上的应用现状 经编编织采用的原料一般都是涤纶、锦纶和氨纶三大化纤。随着回归自然理念的 不断加强，天然纤维倍受人们青睐，在这其中，人们对棉纤维情有独钟。棉织物具有良 好的吸湿性、透气性，穿着柔软舒适，保暖性好，服用性能良好。 1 1 1 棉型经编产品的生产工艺 国外早有将棉纱用于经编生产的先例，在德国曾见过8 0 s 棉纱和4 0 d 氨纶在e 2 8 t r i c o t 经编机上交织的制品，且棉纱可放在前梳，亦可放在后梳。织物用作高档女内衣。 日本曾开发出一种称为水晶棉的纱线( 专利号3 0 2 1 4 5 5 ) ，采用外包涤纶长丝的棉纱在机 号为e 3 2 的h k s 3 m 型经编机上生产。纱线采用7 1 d t e x 的细支棉纱外包9 d t e x 的涤纶单 丝，包缠方向与棉纱的捻向相反。这样不仅防止了棉纱的退捻，还增加了纱线的强力， 减少了在高速生产下的纱线断头，解决了在高机号上织造细棉纱出现的毛茸纠缠断纱和 织造飞花等问题。高支棉纱股线的强力高、捻度稳定、毛羽少，织物的外观质量好、纹 理清晰，也是高档服装面料开发使用的原料之一。目前，棉纱在经编上的应用主要有以 下几个方面： ( 1 ) 棉纱作衬纬纱使用 在h k s 2 m s u 、h k s 3 m s u 全幅衬纬型经编机上生产棉型t 恤面料，棉纱被铺纬机 构的带动下作横向衬纬运动，因此可采用较粗、质量较差的棉纱。 ( 2 ) 棉纱作编织纱使用 在k s 、h k s 系列机器上生产全棉网眼织物、平纹织物、以及毛圈织物，机号从e 1 2 - - e 2 8 。采用的棉纱要求较高，因此常采用丝光棉、锦涤单丝包缠棉纱、棉纱双股线， 这些纱线强力好，毛羽少，织物细密光洁，生产效率和坯布质量较高，但生产成本也相 应增加。随着人们对产品质量的要求越来越高，将在更高机号的经编机上开发出质量更 好的产品。 ( 3 ) 棉纱用作多梳拉舍尔花边的贾卡底组织 随着紧密纺技术的出现，紧密纺高支棉纱强力高、毛羽少，具有较好的编织性能， 已有少量花边企业将紧密纺棉纱应用到花边生产上，用于形成贾卡底布，赋予花边织物 较好的吸湿性和触感，在贴身穿着时舒适柔软。 1 1 2 棉型经编产品的分类 棉型经编产品主要有棉天然纤维经编产品和棉化纤混纺交织经编产品乜1 。其中，棉 天然纤维经编产品主要为网布，在粗机号经编机上生产：棉化纤混纺交织经编产品在棉 型经编产品中所占比例较大。 垩塑查堂堡主堂垡丝茎 ( 1 ) 棉化纤交织经编产品 棉化纤交织经编产品主要有棉氨纶产品和棉涤纶( 锦纶) 产品。棉氨纶产品包括弹 性绷带和妇女内衣面料。弹性绷带是在机号为e 1 4 的r s e 4 n 1 型经编机上生产，g b l 棉纱作编织纱，g b 2 上棉纱作衬纬纱；妇女内衣面料在机号为e 2 8 或e 3 2 的r s e 系列 经编机上生产。 棉涤纶( 锦纶) 产品是棉经编产品的一个大类，可在不同机型的经编机上进行编织， 其中包括卡尔迈耶公司的k s 系列、h k s 2 ( 3 ) m s u 或h d r 6 d p l m 双针床经编机、 s u p e r p o l 毛巾机和利巴公司的d g 5 0 6 - - d p l m 型双针床经编机，产品有棉毯织物、毛圈 织物、网眼织物口1 。 ( 2 ) 棉化纤混纺经编产品 棉化纤混纺经编产品包括棉氨涤( 或锦纶) 产品、涤腈棉产品。 棉氨涤( 或锦纶) 产品可在机号为e 2 8 的h k s 系列机型上生产服用织物，棉氨包 缠纱作为衬纬纱可生产弹性绉纱织物，衬纬纱也有两种，一种是2 1 5 d t e x 棉氨包缠纱， 另外一种是1 0 t e x 2 涤棉混纺纱( 5 0 5 0 ) 。 涤腈棉产品在机号为e 1 4 的r s 系列经编机上生产，衬纬纱有两种，第一种采用1 0 t e x 2 细支棉纱，而第二种采用较粗的1 6 0t e x 涤腈棉混纺纱。 1 2 国内外关于紧密纺高支棉纱经编编织特性的研究现状 目前关于紧密纺高支棉纱经编编织特性还没有系统的研究，只有针对机织或圆编编 织时紧密纺棉纱的应用研究，以此作为研究紧密纺高支棉纱经编编织特性的一个参考。 1 2 1 国内研究现状 国内研究者对于紧密纺高支棉纱的经编编织特性研究目前还是空白，仅有个别学者 对棉纱毛羽对经编织造的影响进行了研究，分析了毛羽的产生的机理，以及编织过程中 纱线毛羽的变化规律和影响因素。总结出：当纤维弯矩大于加捻纤维扭矩时就会产生毛 羽；编织过程中的动摩擦因素、纱线的运动速度是影响毛羽产生的主要影响因素。 人们对紧密纺h 1 纱线结构和 织物性能进行了较多的研究。紧 密纺独特的纺纱原理使其成纱结 构大大改善，在成纱品质、生产 效率、生产成本、织物风格等方 面均体现出一定的优势，与环锭 纺纱线相比，紧密纺纱线强度高、 毛羽少、条干均匀度好、耐磨性 优。毛羽的减少，尤其是减少纱 线了的磨损，这对纱线的强度与 伸长有着积极的影响。学者们还 对紧密纺纱线的各项性能进行分 芍 r 黑 粕 臀 繇 畚 1 5 0 2 0 02 5 0 ：3 0 03 5 04 0 0 4 5 05 0 0 5 5 06 0 0 纱线静态强力c n 图卜1 纱线静态强力和动态强力的关系曲线 f i g 1 - lr e l a t i o no f s t a t i s t i cs t r e n g t ha n dd y n a m i cs t r e n g t h 2 伽 枷 姗 暑 咖 瑚 姗 m 第一章绪论 析测试，包括毛羽度畸1 、断裂强力、条干均匀度等，并与传统纺纱成纱品质进行对比。 此外，还分析了纤维通过加捻三角区这一瞬间时的纤维内外转移机理和转移规律，纱线 毛羽的形成机理。 某些学者对棉纱的动态强力进行了研究，结果表明：棉纱的静态强力与动态强力呈 线性关系，动态强力随静态强力的增加而增加，如图1 1 所示，在1 0 0 m m i n 的运行速度 下，得出动态强力和静态强力之间的线性回归方程y = 0 7 1 x l 一1 3 0 6 5 ，随纱线运动速度 的增加，纱线的动态强力还会有所降低。 1 2 2 国外研究现状 国外对棉纱在经编上的应用研究起步较早，在紧密纺技术出现之前，人们己开始探 索将棉纱应用到经编编织中去。在经编工艺中采用紧密纺纱线可以带来以下优点：较高 的机速与稳定的加工过程、减少机台内部及周围的飞花、提高机器生产效率、织物具有 较好的耐磨性与抗起毛起球性、织物手感柔软1 。在上世纪9 0 年代，k a r lm a y e r 公司以 涤纶包缠棉纱的形式生产棉氨纶经编弹力平布。7 1 d t e x 的棉纱用9 d t e x 的涤纶单丝包缠， 包缠方向与棉纱的捻向相反，这种作法有效的防止了纱线的卷曲。包缠大大增加了棉纱 的强力，减少了织造中的断头。该织物的成功具有织造重大意义。 随着纺纱技术的不断改进，经研究发现紧密纺纱线的强力和毛羽度均好于其他棉纱 纺纱系统中的纱线，能基本满足编织的需要，但是生产速度仍没有大幅的提升。于是人 们开始将目光转移到经编机械的优化上，以降低棉纱织造时的张力波动峰值，使之获得 平缓的加工。主要代表有k a r lm a y e r 公司，它研究了张力杆对平衡成圈过程中的纱线消 耗以及使纱线在稳定的张力状态下喂入成圈机件中的作用，开发了一款新式张力杆，它 用拉伸加载弹力片替代了原先的弯曲弹片，因此具有更自然的频率。在弹力片的作用下， 整个系统( 包括纱线和张力杆) 的自然频率增大，纱线所受载荷减小，使纱线张力在成 圈过程中保持恒定，纱线得到均衡、轻柔与缓和的控制，由此获得可靠稳定的加工。 1 3 本课题的研究内容和意义 1 3 1 本课题的研究内容 紧密纺棉纱强力高、毛羽少，纱线结构紧密，在编织过程中不易产生磨毛断纱现象， 适合开发高档经编面料，在纬编和机织上已普遍使用。在经编领域中的应用较少，大多 在粗机号的经编机上应用6 0 s 2 或者更粗的棉纱，编织网眼织物，产品质地粗糙、档次 较低，紧密纺高支棉纱的问世，为在高机号经编机上生产高档棉型织物提供了先决条件， 为探索紧密纺高支棉纱的经编编织性能，本文将对以下几点内容开展研究： ( 1 ) 分析经编工艺对纱线断裂强力和毛羽的理论要求，判断紧密纺高支棉纱是否 满足经编编织的基本条件。 ( 2 ) 对纱线经过纱路上各部件时的受力进行分析，总结出影响纱线所受阻力的主 要因素，从理论上得出降低损伤纱线的具体途径。 ( 3 ) 在经编编织过程中，分析纱线经过各导纱部件时纱线断裂强力和毛羽量的变 3 江南大学硕士学位论文 化过程。分析机速、组织结构对纱线强力和毛羽量的影响程度，判断紧密纺棉纱是否适 应高速编织，并通过回归分析，建立回归方程，找出这些因素的影响程度先后次序。 ( 4 ) 根据上述分析结果，研究实际生产时织物结构、织造张力、速度、送经量等 工艺参数的合理设置，探索降低经纱张力波动峰值与飞花的途径，总结出紧密纺高支棉 纱的最佳经编工艺路线，在高速经编机上进行实际产品开发工作。 1 3 2 本课题的意义 与机织、纬编等织造方式相比，经编针织物的生产效率高，最高机速已达4 0 0 0 r p m ， 门幅可达2 1 0 英寸，效率则可达9 8 。但是，由于经编工艺对纱线的强力要求较高，以 往的织造多采用化学纤维，这大大限制了经编面料的多样化、高档化。虽然棉纱在经编 上已有少量的应用，但受纱线强力和毛羽的影响，机速难以得到显著提升，生产效率低 下，且大多在粗机号的经编机上应用6 0 s 2 或者更粗的棉纱，编织网眼织物，产品质地 粗糙、档次较低。随着新型经编机朝着更高机速、更高机号的方向发展，对棉纱的纱身 光洁度和强力提出更高的要求。棉纱在整经和织造过程中经过大量导纱元件，产生急剧 的摩擦，使纱线毛羽量增多，强力降低，散落的毛羽会积聚在纱路周围，引起纱线间的 粘连，导致断纱，并对机器本身有一定的危害；机器振动会对棉纱造成额外的附加张力 值，致使经纱张力波动激烈，产生大量的断纱；此外，织物的结构不同，也会影响生产 加工的稳定性。 通过本课题的研究，分析紧密纺高支棉纱在经编过程中的强力以及毛羽变化，找出 主要影响因素，获得改善其编织性能的最佳工艺参数，并探索优化经纱张力波动和降低 飞花的途径，使紧密纺高支棉纱能够在高机号经编机上以较高的速度进行编织。本课题 希望能够为扩大棉纱在经编上的应用提供一定的理论依据和实践依据，并为其他短纤纱 在经编上的开发应用提供一定的借鉴作用。 4 第二章蟹密# 高支棉纱日编织性白勺* 价 第二章紧密纺高支棉纱可编织性的探讨 本章简要概括了紧密纺棉纱的结构和性能，然后确立了在经编机上织造时对纱线毛 羽和强力的最低理论要求，以7 0 5 紧密纺高支棉纱为典型例子，对其进行毛羽指数和断 裂强力测试，初步判定该类纱线能否在高机号高速经编机上进行生产织造。 2 1 紧密纺纱棉纱的结构与特性 紧密纺纱线的质量较传统环锭纺纱有质的提高。国产紧密纺装嚣在技术、维护和使 用上还有一些问题需要进一步研究，但总体来看，这项技术己经成熟，进入了市场推广 期。现在核心的问题是这种高质量的、富有特色的纱线如何应用使它的价值( 价格) 在最终产品上、在后续的加工过程中得以体现。 2 1 _ l 紧密特棉纱的结构 新型的紧密纺纱技术。1 通过对牵伸部分进行创造性改造，将牵伸区和集合区分离， 它在细纱机牵伸装置前增加了一个纤维凝聚区，在环锭纺罗拉牵伸与加捻之间增加对纤 维须条的气动凝聚或集聚技术，通过负压的作用，尽可能使松散的纤集聚在一条直线上， 消除了传统环锭纺纱机上的加捻三角区，有效控制纤维运动，特别是控制边纤维和浮游 纤维的产生，使纤维在平行、紧密的状态下实现加捻，因而减少或消除了三角区对成纱 表面结构( 特别是毛羽) 、纱线强力和弹性纺纱断头和游离飞花等的影响，使棉纱的 起毛现象大为减少，毛羽减少，成纱强力提高棉结减少“1 。 从图2 1 中可以看到，紧密 纺纱线中的纤维排列最为整齐 清晰，从一定意义上讲，可能 是纱线中理想化的纤维排列方 式。由于气流的收缩和聚合作 用，纤维的端头均入纱线内， 成纱结构晟为紧密，纱线外观 光洁、毛羽少，纱线加捻螺旋 结构清晰可见，纤维几乎没有 内外转移各种纤维在纱线截 面内分布比较均匀，这是紧密 纺纱线最显著的特点”1 。 2 1 2 肾密纺棉纱的特性 转杯纺喷气纺涡流纺传统环锭纺紧密纺 揪 图2 - l 不同纺纱方法的成纱纤维排列 f i g2 - 1f i b e r a l i g n m e n t o f d i f f e r e n ts p i n n i n g ( 1 ) 毛羽 传统环纺的毛羽主要产生于加捻三角区，而紧密纺取消了三角区，毛羽则大幅度减 少。生产实践证明，紧密纺纱线的毛羽较传统环锭纺减少7 0 8 0 。紧密纺装置 有多种形式，减少毛羽的程度亦不同其关键是集聚区与三角区的长度与位置。 、adjue 硒翔湖j漫麓腽鬣悉 i谂|-bt 江雨大学硕士学位论文 ( 2 ) 强力 纱线强力取决于纱条内纤维的根数以及纤维间的抱合力和摩擦力。紧密纺毛羽少， 纱条内有效纤维的根数就多，加上纤维排列整齐，抱合紧密，纱线强力高。与传统环锭 纺相比，紧密纺纱线的强力提高1 0 2 5 。 ( 3 ) 耐磨性 相对传统环锭纺n 们，紧密纺纱线的纤维排列整齐顺直，纱线结构紧密，纤维不易脱 散，因而纱线的耐磨性好。 ( 4 ) 捻势 传统环锭纺和紧密纺均为真捻纺纱，与其它新型纺纱相比，捻势大，易产生针织物 的斜路和卷边，有时需用并线、捻向等来给予弥补。 ( 5 ) 手感 紧密纺纱线结构紧密，毛羽少，相对手感较硬，可通过降低捻系数等加以改善；有 时增加纱条的手感硬度也是所希望的。 经编织造速度快，效率高，机器的高速化使梳栉与织针间产生了急剧的摩擦，同时 也带来了经纱张力的显著波动，因此经编工艺对纱线的强力要求较严格，故常采用化学 纤维n 。在实际生产过程中，当采用短纤纱时，我们发现紧密纺棉纱的毛羽和强力是影 响生产的最主要因素，将在下文作详细研究。 2 2 经编织造对纱线毛羽的理论要求 2 2 1 毛羽长度的最低理论要求判定 纱线毛羽是指伸出纱体表面的纤维n 毋。毛羽对织物外观、手感和编织有很大影响n 副。 毛羽使纱线之间容易相互缠结，使纱线不能顺利通过分纱筘和导纱针，如缠结的分离强力 大于纱线本身强力，则纱线发生断头；如缠结的分离强力小于纱线本身强力，则缠结虽能 断开，但易造成垫纱错误等问题，影响生产的顺利进行和织物质量。 毛羽的基本形态分为两类：纤维的头端( 一端或 两端) 伸出纱体的端毛羽和两端在纱体内而中段成圈 状浮在纱体外的圈毛羽；整体未卷入纱体而附着在纱 体表面的“浮游毛羽”。在通常情况下，端毛羽约占短 纤维纱线毛羽的9 6 6 ，圈毛羽约占2 2 ，浮游毛 羽约占1 2 。 由于浮游毛羽在后续生产过程中极易散落，产生 飞花，在车间漂浮会落入针槽，从而堵塞针槽、阻碍 织针的上下运动，产生纵条疵点；或堵塞导纱器孔眼， 把纱线夹持住，导致纱线张力不匀，形成横条疵点； 也会引起纱线间的粘连，发生断纱；浮游毛羽在车间 漂浮，没有及时清洁的话将会影响室内空气质量，有 可能引发火灾。因此，浮游毛羽被认为是一类有害毛 6 一i a i 一 图2 - 2 纱线间的毛羽勾结 f i g 2 - 2h a i r i n e s st w i s tb e t w e e ny a m s 第二章紧密纺高支棉纱可编织性的评价 羽。 对于圈毛羽而言，毛羽的两端深入纱芯内部，中间部分露出纱线基本表面，形成一 个圈或者环的圈状毛羽，与相邻纱线勾结的可能性较小。对于端毛羽而言，如果相邻两 根纱线的其中一根纱线的毛羽较长，它可延伸至另一根纱线上，使两根纱线产生勾结， 在经编编织过程中便容易产生断纱以及毛羽脱落的现象，如图2 2 所示。从生产过程的 实际出发，经纱在整经过程中从筒子架退绕，平行卷绕进入盘头上，在经编机上也是保 持平行状态进入成圈机构。为此，假设在机号为e 的经编机上进行编织，经纱在理想伸 直状态下，每根经纱间的相隔距离为b ，a 为纱线的直径，妨碍正常编织的纱线的毛羽 伸出纱体，并环绕住另一根纱线，所以： ，c 月 经纱间的相隔距离b = ；( 朋聊) ( 2 1 ) 乜 棉纱直径a = 0 0 3 7 f ( 聊聊) ( 2 2 ) 则妨碍正常编织的纱线的最短毛羽长度，= b 一口- i - 翮 ( 2 3 ) 根据实践，以在2 8 机号的h k s 3 m 上编织7 0 s 的紧密纺棉纱为例，经纱间的相隔 距离b = 0 9 0 7 ，棉纱直径a = 0 1 0 5 7 ，则： ，= b a + 翮= 0 9 0 7 0 1 0 5 7 + 3 1 4 0 1 0 5 7 = 1 1 3 3 2 m m ( 2 4 ) 我们上面计算得到的毛羽长度为绝对 长度x ，而不是伸展长度，如图2 3 所示。 上面所进行的计算基于一个理想化的模 型，事实上，众经纱间的排列是不均匀分 布的，纱体上的毛羽也往往是卷曲形态， 若只有毛羽头端之间的纠结所引起的纱线 抱合力尚不易引起断头，因此，若实际测 得纱线的毛羽长度比1 1 3 3 2 这个值略大， 基本上也不会导致纱线纠缠。 2 2 2 紧密纺高支棉纱的毛羽测定 纱线本体 图2 - 3 纱线毛羽的形态 f i g 2 - 3a p p e a r a n c eo f y a mh a i r i n e s s 纱线毛羽是复杂的纱线质量参数，在实际测试过程中，由于使用的测量方法不同，有如 下几个常用的参数n 钔： ( 1 ) 毛羽平均长度。以毛羽根数为权的加权平均投影长度，单位为毫米。 ( 2 ) 毛羽指数。单位长度纱线单侧面上投影长度大于设定值的毛羽累计根数，单位为 根米。 ( 3 ) 毛羽值。对应于1 厘米纱线的检测长度内所有突出纤维的总长度，毛羽值是两个 长度的比值，因此它是无量纲的值。一般用乌斯特u t i i i 型条干均匀度仪对毛羽测试可 得到此值。 目前有以下几种测试仪器应用于纱线毛羽的测试：配置o h 模块的瑞士u s t e r t e s t e r 3 4 sx 仪、德国z w d i g l e 的g 5 6 6 毛羽测试仪、中国长岭的y g l 7 2 a 纱线毛羽测 试仪、英国s d l 的s d l y 9 6 毛羽测试仪、日本k e i s o k k i 的l s t - i i i 激光毛羽仪。 7 江雨大学硕士学位论文 在本文中，我们采用中国长岭的y g l 7 2 a 型纱线毛羽测试仪，用于测试紧密纺棉纱 的毛羽指数，y g l 7 2 a 型纱线毛羽测试仪采用投影记数法，即采用光电投影的方法在纱线 的一侧对不同长度的毛羽进行计数测试，所测得的毛羽数量为伸出长度超过设定长度的 毛羽根数的实测值。实验条件如下：实验对象7 0 s 紧密纺棉纱，室温2 0 o c ，环境湿度 6 5 ，纱线运行速度3 0 m m i n ，取1 0 个试样，每个试样长度1 0 米。实验结果如下表： 表2 - 17 0 3 紧密纺棉纱的毛羽指数测试结果 t a b 2 1h a i r i n e s so f 7 0 5 c o m p a c ts p i n n i n gc o t t o ny a r n 样品 i m m2 m m3 m r a 4 m m5 m 6 m m 7 m m8 m m9 m m 试样1 1 1 2 6 2 1 44 72 06421 试样2 1 1 9 22 0 8 5 31 66210 试样3 1 1 5 72 1 5 6 42 16200 试样4 9 6 51 6 64 6 1 94100 试样5 8 7 71 4 53 7 1 55200 试样6 9 6 51 8 04 6 2 26310 试样7 9 2 21 8 4 4 91 46430 试样8 8 8 41 7 24 5 1 1 6 310 试样9 8 5 21 5 83 493300 试样1 0 9 4 11 7 33 8 1 45321 平均值 9 8 81 8 14 5 91 6 15 32 7 10 2 毛羽指数 9 8 81 8 14 5 9 1 6 10 5 30 2 70 10 0 2 在紧密纺棉纱的毛羽中，长度在2 m m 或2 m m 以下的属于短毛羽，长度在2 m m 以 上的属于长毛羽。从下面的毛羽指数图中可明显看到，7 0 s 紧密纺棉纱5 m m 及5 m m 以 上的毛羽几乎没有，毛羽主要为l m m 的短毛羽，并分布有少量2 m 短毛羽，以及为数 不多的长毛羽。短毛羽大部分属于浮游纤维，少量是端毛羽，在经编编织过程中极易从 纱体上直接脱落下来，形成飞花；长毛羽容易和相邻纱线或相邻纱线上的毛羽进行缠结， 经过导纱杆、分纱梳、张力杆和导纱针以及成圈过程后，毛羽断裂开来，变成短毛羽， 有的仍然残留在纱体内，有的则形成飞花，在车间内四处飞扬，要么落入针床、针芯床、 沉降片床，要么堵塞针眼，再要么落入布面，对经编生产和环境造成不利影响u 引。 图2 47 0 8 紧密纺棉纱的毛羽指数 f i g 2 - 4y a me x p o n e n to f 7 0 sc o m p a c ts p i n n i n gc o t t o ny a m 8 第二章紧密纺高支棉纱司编织性的评价 根据实验所得结果，我们初步认定紧密纺棉纱绝大部分毛羽长度小于理论计算值 1 1 3 m m ，能够顺利通过经编机上个导纱部件而不产生纠缠断纱，少量长毛羽间的纠缠 对织造影响不是很大，若尽量避免编织时短毛羽散落形成的飞花沉积在纱路上，紧密纺 棉纱满足经编织造对纱身光洁度的基本要求。 2 3 经编织造对成纱强力的理论要求 为了顺利加工各种不同的纱线，经纱断裂强力n 阳必须大于成圈过程中的纱线张力， 如果经纱张力过大，这可能会导致断纱、加工困难、降低生产质量与效率。另一方面， 如果经纱张力太小，这将引起纱线捻结、漏针与断纱。 2 3 1 经纱张力波动的测试与分析1 钉n 8 3 1 们 2 3 1 1 测试原理 经编机上成圈过程开始时，经纱通过导纱针孔与已形成的线圈基布相连。在以后的 各阶段中，经纱将受到针、导纱针、沉降片的作用，由于各成圈机件的相对位置在一成 圈循环中不断变化，而将经纱瞬时拉入或拉出成圈区域，在拉入速度超过经纱送出速度 时，经纱张力增加；在拉入速度小于经纱送出速度或反向拉出时，经纱张力将减小。可 见，使经纱张力发生变化的最基本因素是经纱消耗和送出之间的差异。 本课题采用数字化测试系统来采集经纱动态张力，数字化测试系统主要由以下四部 分组成：电桥与自制张力传感器、动态电阻应变仪、u a 2 0 1 1 型a d 数据采集卡、p c 机。整个测试系统简图如图2 5 所示： l! ! 竺i 图2 - 5 数字化经纱张力测试系统简图 f i g 2 - 5y a md y n a m i ct e n s i o nd e t e c t i o ns y s t e md i a g r a m 测量电桥采用全等半桥电路测量，内半桥为两个1 2 0 2 精密无感线绕电阻，外半桥 采用两片等阻值的1 2 0 f 2 工作电阻应变计。其结构如图2 - 6 所示：其中u 为供桥电压， u 为输出电压，r l 和r 2 为测量时外接应变电阻计，r 3 和为内桥电阻。 自制传感器为两端固定梁式结构，做成“兀”型， 梁的正反面各贴一片1 2 0 f 2 工作电阻应变计，在粘贴前 需要利用q j 2 3 直流电桥精确测量两片电阻应变计的 电阻，保证其电阻值均为1 2 0 t 2 ，另外粘贴时要用酒精 对电阻应变计和梁的粘贴部位清洁，确保应变片粘贴牢 固且不存在气泡，电阻应变计由极细的金属电阻丝用粘 c 图2 - 6 电桥结构示意图 贴剂粘贴在基体上。f i g 2 6s t r u c t u r eo f e l e c t r i cb r i d g e 从电桥输出的电压信号u 很微弱，必须经过放大。动态电阻应变仪主要是将微弱 电压信号u 进行放大，并进行适当的滤波、增益，调整好衰减度最后将稳定的电压信 9 江南大学硕士学位论文 号输出到数据采集卡。本课题采用的是华东电子仪器厂生产的y d 2 8 a 型动态电阻应变 仪，其性能稳定，有四个通道，在纺织厂高温和高湿的环境下，也能保持所测得的信号 稳定性。 数据采集卡是将动态电阻应变仪输出的电压模拟信号，通过数据采集卡的a d 转换 功能转换为数字信号存储在p c 机中。本课题采用的是u a 2 0 11 型a d 数据采集卡，适 合的输入电压范围为5 v , 通过程序可设定最高采样频率2 0 k h z 。对于h k s 3 m 型经编 机，实验过程中的采样频率均为1 k h z ，通过更改v b 控制程序，使得数据采集卡每次 记录1 0 0 0 0 个数据后自动停止记录。 2 3 1 2 测试结果 测试实验的工作条件是：环境温度为2 0 5 0 c ，温度变化速度不超过1 0 c d , 时； 环境湿度为3 0 - 8 5 。经编生产车间环境温度为2 3 0c 左右，湿度在6 5 左右，完全满 足仪器所要求的工作条件。选用德国k a r lm a y e r 公司生产的h k s 3 一m 型特里科经编机。 该机器送经采用e b c 电子送经机构和e a c 牵拉机构，链块横移。采用7 5 d t e x3 6 f 涤纶 原料，编织经绒组织，织物纵密2 3 c p e ，送经量1 5 5 0 m m r a c k ，采样频率1 0 0 0 h z ，梳栉 满穿配置。传感器采用固定装置固定在机器张力杆至分纱筘之间的纱线，实验前先对仪 器预热3 0 分钟并调零，测试时选择前梳3 0 根纱线穿过传感器的梁。 在正常经编机快车运行状态下，本文在h k s 3 m 型特里科经编机上，测量经绒组织 在1 0 0 0 r p m 机速正常编织时的张力波动变化情况。在编织过程中的送经量大小影响着经 纱的编织张力，一般我们采用线圈估算法来计算经纱的送经量，作为上机送经量调整的 参考值，根据实际生产情况，进行上下调整。送经量偏大，经纱片呈松弛状态，张力杆 基本失去了张力补偿作用，若继续增大送经量将无法正常成圈，测试结果如图2 7 所示。 张力1 0 1 ) o9 01 8 02 7 03 6 0 主轴转角( 度 图2 - 7 成圈过程中的经纱张力波动 f i g 2 - 7y a r nt e n s i o nv a r i a t i o ni nl o o pf o r m i n gp r o c e s s 在1 0 0 0 r p m 的快车条件下测某把梳栉在一个成圈过程中的张力变化情况表明： l o o 5 o s o 5 o 5 0 的 鼹 筠 毫 ：2 5 o 第二章紧密纺高支棉纱可编织性的评价 第一次波峰出现在主轴转角为1 8 5 0 时，此时张力峰值是成圈过程中的最大张力 3 4 c n 。导纱针摆到针前极限位置进行针前垫纱时，纱线延伸量最大，纱线张力也最大。 第二次波峰出现在主轴转角为2 4 0 0 时，此时导纱针摆到针背的极限位置，槽针迅 速下降，纱线滑入针钩内，旧线圈被张紧。从机器上可以看出张力杆出现明显的跳动。 第三次波峰出现在脱圈阶段主轴转角3 1 5 0 3 6 0 0 附近，此时织针运动到最低位置， 纱线被张紧，以完成套圈、脱圈、成圈等工艺过程。槽针和针芯继续下降，纱线张力逐 渐增大，并在3 6 0 0 时达到脱圈阶段的极大值。在此阶段出现两次明显的波谷，如图2 7 所示。在针口闭合阶段，新线圈与导纱针之间的纱线搁在沉降片片鼻上，当沉降片运动 到机后极限位置，纱线滑落导致纱线张力突然下降。另一次出现在旧线圈达到最高位置 时。针口封闭后沉降片开始从机后向机前挺出，放松对旧线圈的握持，同时利用它的片 腹斜面不断将旧线圈上抬，张力逐渐减小，当沉降片到达机前最前位置，旧线圈上抬到 达最高位置时出现极小张力。 2 3 2 紧密纺高支棉纱的强力测定 纱线强力是衡量纱线产品质量的重要指标，纱线的强力高，纱线在织造加工过程中 断头率会降低，有利于后加工和织造工艺的顺利进行，并且织物具有较高的强力和坚牢 度，使织物产品耐穿耐用，延长使用寿命啪1 。目前，常用的纺织强力仪有：等速牵引型 强力仪、等加负荷型强力仪、u s t e rt e n s o j e t 型高速强力仪等。 单纱强度的大小不仅和纱线本质的强弱有关，而且和纱线的粗细有关，为了反应纱 线本质的强弱，以便不同支数或特数的纱线进行比较，可采用断裂强度l ，它等于单纱 强度p ( 克力) 与纱线公制支数n m 的乘积除以1 0 0 0 ，或等于单纱强度p 与纱线特数 n t e x 之比，单位是k m ( 或g f t e x 或c n t e x ) 。在这里，由于我们以7 0 s 紧密纺高支棉纱 为典型，因此我们采用断裂强力的衡量方法。 2 3 2 1 紧密纺棉纱的静态强力测试 纱线断裂强力是衡量纱线品质、预测纱线在使用中断头发生率的重要指标。在本文 中，我们采用中国长岭的y g 0 6 3 型全自动单纱强力仪，用于测试紧密纺棉纱的静态断 裂强力。 实验条件：实验对象7 0 s 紧密纺棉纱，室温2 0 o c ，环境湿度6 5 ，纱线拉伸速度 2 5 0 m m m i n ，拉伸断裂的时间控制在2 0 秒左右，取5 个试样。实验结果如下表： 表2 - 27 0 8 紧密纺棉纱的静态强力测试结果 t a b 2 - - 2s t a t i s t i cs t r e n g t ho f 7 0 sc o m p a c ts p i n n i n gc o t t o ny a m 从