（纺织工程专业论文）缆型纺在棉纺上应用的可行性研究[纺织工程专业优秀论文].pdf

摘要 摘要 。本文就缆型纺在棉纺方面应用及前景作了系列的实验和理论研究。通过对 e j m l 2 8 k 环锭纺细纱机加装缆型纺分割辊，。纺制1 9 t e k2 7 t e x ，3 4 t e x 缆型纺棉纱， 验证了缆型纺在棉纺上的可行住。 通过对缆型纺加捻机理的分析，建立了三元几何模型、四元几何模型。从理 论上分析了缆型纺和珏锭纺在毛羽、强力等纱线指标上的区别，得出了缆型纺纱 线具有毛羽少、强力高等优点，说明了缆型纺在棉纺上具有良好的发展优势和前 景。通过实验纺出了3 4 1 9 x 、3 0 i e l ，2 7 t e 墨的缆型纺棉纱和环锭纺棉纱，分别从 实验数据上出较分析了两者在毛羽、强度、，断裂伸长率、条千叫等方面的特点。 通过对1 9 t e x 的缆型纺棉纱和环锭纺。棉纱的横截面切片分析，算出两种纱 线的汉密尔顿转移指数，得出缆型纺纱线转移指数较高的结论，比较了两者纱线 转移特征，藏从其转移特征来分析他们的毛羽强力篝特征。 关键词：缆型纺； 环锭纺；机理；毛羽；强力- 转移指数 江南大学硕士学位论文 a b s t r a b t t m s p a 曲，h 舔d i s c u s s e d + c o 血ms o l o s p u nb yr 曲柚so fm i s 抽d 呔如妇t b y 丘x 吨c o n 6 ds b l o 印i l nd e v i c e 。t 0e j m l 2 8 kr i i l gm a 妃h i i l e ，c o ns 6 l o 卸i l n l 商 1 9 t e x ，2 7 t e x ，3 4 t e xh a v eb e e np r o d u c e d ，g e m i 培t h ec o n c l l i s i o nt b a tc 0 啦矗s o l o s p u i i i gp o s j i b l e b ys 耐n 套u pt l l r e ec i r c l e s 抽df o u rc i r c l e sm o d e l ：也es 屯n l c t 山eo fc o t t o n s o l o s p i l n ，蛐sh a v eb e e nd i s c l l s d ，g e t t i n g 也ec o n c l l l s i o nt h a t 。也eh a i r i n e s so f c o t t o ns o l o s p 吼i j n l 玉妇t 6 a i l 诎o f 耐gs p 洫l i i l ，a 五dt l l 缸删es 咖g l ho fc j 的n s b l j 筇l 】i li sl l i g h e r c o n o ns o l b s p u ny 锄妇dr i n gs p i n m n go f3 4 t e x ，3 0 t e x ，2 7 t e x h a v eb e e np r o d u c e d n l e i rl l a i 咖e s s e s ，s 呦g t h ，a n dl 】n e v e 妯e s so fs b g m e n th a v e b e e nt e s t e da n dc o i 岫a r e d t h er b u l t sa r ea c c o r d e d 讨i t ha b o 、，e 锄i a l y s e m i c f o p h o t o g r a p h yi s 印p l 湖t om 蛐gp h o t o so f 妇州蚰dy a m s 抽ds l i c e s o f y a n l s ，删c ha r eu dt o 删) ，z et h es t a l eo f 矗l ，e r si ny a m s t 1 1 er e s 出t sg a i n e d 恤t t l l l 赁o r f o u rp o r t i o l l sc 锄b e i n 诚t i i 删c o n 6 ns o l o s p i l ny a 南锄d h 痂i l b d m i g r a t i o ni n d e xo fc o t 【o ns o l o s p mi sl l i 曲e rt h 锄t 1 1 a to ff i i l gs p i n n i n g 1 m sr e s i l l t 百v e st h er e a s o nt h a ts o l o s p u ny a r 船h a v eh i g h e r 蜘f e n g i l l ，b e t t e re n d u m n c e 姐d b e t t e rh i s t e l k e y w o r d s ：s o l o s p u l l ；m gs p 删n g ；m o d e l ；s 慨g t h ；l l a i r i n e s s e s ； m i g r a d o n i r l d e x ： n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本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：趁盘丝日期：泐多年弓月护日 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：趁盗丝导师签名： 日期：以年 月t o 日 第一章绪论 第l 犁绪论 人们生活水平的提高，对生活质量的日渐改进，促使了纺织业不断推陈出新， 不断进行纺纱技术和水平的改进和提高。就纺纱方法而言，、在环锭纺之后又出现 了转杯纺、喷气纺、静电纺：摩察纺：平行纺、。涡流纺：；自捻纺等多种新型纺纱 方法；通过在传统的环锭纺细纱机上安装附加零件而成的新型纺纱方法也有不 少，如：赛络纺、赛络菲尔纺i 紧密纺、? 缆型纺等。这些新型纺纱方法生产的新 型纱线从不同的方面满足了人们生活和生产的新需要l l 】i ”。 1 1 以传统环锭纺为基础的新型纺纱方法 赛络纺是在环锭纺纱机上由两根粗纱以一定的间距平行喂入环锭细纱机的 同一牵伸机构，以平行状态同时被牵伸，然后加捻卷绕的纺纱方法，这种方法直 接生产出股线。赛络菲尔纺是在环锭细纱机上加装了一个长丝喂入装置，长丝经 前罗拉喂入，在前罗拉出口处长丝和经过牵伸的短纤维束保持一定的间距输出， 经分别轻度加捻后并合，再加上强捻，然后卷取到纱管上形成赛络菲尔纱。紧密 纺纱方法是在环锭纺纱技术的基础上加装一套集聚装置减小加捻三角区来减少 毛羽的一种新型纺纱方法。 传统股线的生产流程，一般要由细纱络筒并线一捻线络筒几 道工序，赛络纺纱线只要由细纱和络筒两道工序便完成了，节省了设备，减少了 用工：提高了细纱机产量。赛络纺织物有较好的透气性和丝状手感，在外观上有 较好的光泽，并有较好的悬垂性和挺括性，为产品开发提供了更广阔的空间。 紧密纺通过减小加捻三角区，毛羽大幅度降低，使得纱线上几乎所有纤维都 对纱线强力作出贡献，故纱线强力有较大萌捷耐? 盎俑诬毹毡肴提高拳够线硝 的提高将给紧密纺纱线面料品种的开发和产品档次的提高带来生机和活力。 缆型纺正是结合了赛络纺和紧密纺的优点，通过分股再加捻合股纺出多股纱 线，减小了纱线的加捻三角区。和赛络纺不同的是：缆型纺是_ 股粗纱喂入经牵 伸后分股再加捻合股。 为了更好的理解这三种纺纱方法的关联和相似之处，下面简要介绍一下赛络 纺和紧密纺的纺纱原理及纱线结构性能。 1 2 赛络纺 赛络纺是澳大利亚羊毛工业研究院( c s i r 0 ) 于1 9 7 5 一1 9 7 6 年发明，并与国际羊 毛岛i l w s ) 共同碛毵发展蕾来的新型纺痧方法。j 9 7 8 一l j b o 年褰鳍纺被弓i 进到茜欧 江南大学硕士学位论文 进行实用化生产，1 9 9 0 年后全世界范围内得到推广应用【3 1 。 4 一 1 2 1 赛络纺纺纱原理盈机墟蓥留 r 赛络纺纺纱时，_ l 两根粗纱以一定的间距平行喂入环锭细纱机的同牵伸机 构，以平行状态同时被牵伸，从前罗拉夹持点出来后形成保持一定间距的两根纤 维束，此两根须条由于前罗拉以下的环锭加捻作用自然汇聚，捻合成股线，然后 经过导纱钩、钢丝圈卷取到纱管上，成为赛络纺纱线。 图卜1 赛络纺机械装置示意图 赛络纺机械装置如1 p 图所示，与普通细纱机比较，是在原细纱机上换装了 后导纱器、中央导纱器和前聚纱器，增加了打断装置。其它工艺条件与环锭纺工 艺基本相同。 1 2 2 赛终纺纱线的结构与性能分析 赛络纺纱线是由两单纱条共同绕着股线轴线相互包卷捻合在一起形成的，因 此纱条中的纤维基本上是绕着股线呈螺旋状排列。其中，两单纱条接触面上的纤 维基本与股线轴线重合。由于是卷捻，两单纱条外层的纤维有可能被卷入到纱条 的内层，而内层的纤维则可能被挤出来。所以，赛络纺纱线中仍存在纤维的内外 层转移现象，这意味着纤维受力平衡，从而使纤维的内应力均衡。再加上赛络纺 纱线中纤维的捻幅一致，所以，赛络纺纱线比同特数传统纱线的强力要高【5 l 【6 】。 赛络纺纱线具有表面纤维排列整齐，毛羽少、外观光洁、耐磨性好、起球少， 手感柔软光滑的特性l7 】【”。 这是因为在纺赛络纺纱线的过程中，单纱加捻区域的长度低于纤维的平均 长度，且旆加的捻度又较小，这使得单纱中纤维的螺旋线与纱轴的夹角较小，从 而使单纱中的单纤维不致因受到扭曲力的较大影响而横向突出纱的外表面。所 第一章绪论 以，与普通纱线相比，赛络纺纱线具有较少的毛羽和较光洁的外观【9 l 【1 0 l n “。! t 另外，也有资料表明【1 2 1 。、：赛络纺纱线的短毛羽少，：较长毛羽较多。短毛羽 基本上是端头毛羽。而端头毛羽大部分是1 由于纤维在加捻过程中受到向心挤压 力，发生纤维内外层转移所致。传统股线的单纱与赛络纺纱线在纺制过程中均产 生纤维的内、外层转移。然而，赛络纺纱线是双须条纺纱，两分支纤维束的加捻 与股线的加捻是同时进行的，当两纤维束沿着轴向移至汇聚点时，在纤维束表面 的许多纤维端被相邻另广须条所捕捉；而进入两段纱的结构中由于纤维束本身+ 存在捻度，再加上分支的两纤维束表面纤维端的相互捕捉，使赛络纺纱线表面的i 短毛羽数减少j + 但长度在2 唧以上的较长毛羽数，j 赛络纺纱线明显高于传统纱。t 这是因为赛络纺纱线是两纱条_ 次加捻成股线，从传统上类似于传统纱的单须条， 结构。且其加捻性质属于卷捻，。在纤维的卷捻过程中容易出现圈毛羽，即纤维两 端同时伸入纱芯，而纤维中部拱出纱的表面而形成圈状或环状毛羽。或出现浮游 毛羽，即整根纤维成弓形浮在纱线表面。这些都是较长的毛羽，经两次加捻后它 们有可能贴附到纱轴上而不形成毛羽。但赛络纺纱线是旦次： i 百捻：”这些毛羽必然 要显露出来掣岬。 赛络纺纱线是由两根只经过轻度加捻的纤维束合并、。加捻而成的，其断面近， 似圆形。纱线的外部，因所受的约束力较大，纤维排列紧密；但在纱线内部，因 约束力相应减弱，纤维之间存在空隙，各单纤维间有移动的趋势。所队，x 赛络纺r 纱线有外紧内松的圆形截面结构。纱的截面呈圆形，从而使赛络纺织物具有滑爽、 挺括、弹性高、透气性强、悬垂性好的独特风格，手感和服用性能均优于传统产 品。 赛络纺纱线与传统纺纱比较而言，最显著的差异在予二者的加捻过程不同： 赛络纺纱线的加捻过程是单纱与股线同步加捻，而传统纺纱的加捻过程是单纱在- 细纱机上加捻一而后两根已有捻度的单纱在捻线机上合股加捻印。因此，在 传统纺过程中，股线加捻前其单纱是有捻度的；而赛络纺纱线中，股线加捻前， 各股单纱上有弱捻。 1 2 3 赛络纺的优点和不足 赛络纺纱线除了其成纱具有一定的特长外，还有一个让大多数厂家较为关心 的优点，那就是它具有较高的经济效益。这是由以下丸方面因素迄成的6 】【1 7 1 8 】： ( 1 ) ，流程比生产股线的短。股线的生产流程，般要由细纱络筒并 线r 一捻线络筒几道工序。而赛络纺纱线只要由细纱和络筒两道工序便完成 了，可以节省设备，减少用工。 ( 2 ) 提高细纱机产量。在环锭细纱机上增大一倍粗纱架容量，便可纺赛络纺 纱线，每只锭子由纺一根单纱变成纺两根须条并合而成的类似股线，所以，可使 江南大学硕士学位论文 产量增加一倍： ( 3 ) 提供了更广阔的产品开发空间。因为赛络纺织物有较好的透气性和丝状 手感，在外观上有较好的光泽，。并有较好的悬垂性和挺括性。运用这些特殊性能 可以开发出普通纺织品所不能比拟的中：j 高档精纺毛织物及具有各种特色的服。 装。+ 赛络纺纺纱的不足之处在于用这种纺纱方法生产的纱线会出现大量的长片 段细节。这是因为赛络纺纺纱是由两根须条在前罗拉钳口前一定范围内并合加捻 而成，在纺纱的过程中，难免会碰到意外情况，。使两根须条中的r 根断裂而成单 股纱i 。若仍继续纺纱，坝会形成长片段细节。，尽管发明了b o d 切断装置，：但这种 装置的制造、安装要求很高，且容易出现擘碰而不倒? 和? - 不碰而倒? 的情况【1 9 】【2 0 1 。 另外，若赛络纺纺纱对原料的要求降低，其优越性便发挥不出来，这对降低成本 极为不利【2 l 】。 1 2 4 缆型纺和赛络纺的技术关联 缆型纺通过在环锭纺细纱机上加装分割辊，使须条先分股加弱捻再合股加捻 生成股线1 ，同时避免了牵伸过程中一股会断掉的情况。 1 3 。紧密纺 紧密纺纱方法是在环锭纺纱技术的基础上加装一套集聚装置来减少毛羽的 一种新型纺纱方法。紧密纱的纺纱原理是在传统环锭细纱机的牵伸区与加捻区之 间增加一个凝聚区，利用负压空气对纤维产生气动集聚效应，使那些处在须条边 缘上的纤维端能有效地向须条中心聚集，最终最大限度地减小纺纱三角区。这一 凝聚过程使成纱的毛羽大幅度减少、单纱强力和断裂伸长显著改善、成纱的常发 性疵点也有明显减少。同时还可以减少纱线形成时由于位置不同而形成的张力差 异，从而提高纱线强力、改善均匀度。这种纱线可以进行单纱织造，有利于轻薄 均匀的高档织物的开发【2 2 l 口引。而且，纱线的摩擦因数、织物的光泽度、表面疵 点数、耐磨损度及至染色的清晰和精细度等都有了质的改善。 1 3 1 紧密纺纱线的优缺点 紧密纺纱线通过减小加捻三角区，改变纤维的排列和结构，提高了纤维的利 用率；使纱线物理性能和外观大大改善。紧密纺纱技术优化了佬统环锭窈技术， 使环锭纱的品质产生了一个飞跃。紧密纺纱线和传统环锭纺相比有以下优点。 。 1 纱线具有极高的张力及优良的拉伸性。由于采用不同于传统的环锭纺纱技 术，+ 使成纱强力和伸长率大大增加，纱的弹性也大幅度改善，在不需要很大弹性 4 。第一章绪论 的条件下，可降低捻度以增加产量。 2 生产过程中具有- 良好的生态性。由于特殊的纺纱机理，纱线毛羽大大减少， 降低了整经工序中的上浆率，i 较大幅度减少了浆料的消耗， 且纺纱用棉量下降， 车间飞花数也明显下降j 3 成纱毛羽大幅度减少。由于独特的纺纱原理，避免了传统纺纱机上产生的 ? 纺纱三角区域”，使所纺纱线表面毛羽数量大幅度减少，表面光滑紧密。： ， 4 7 穿着舒适且织物的品质高0 由于集聚性纺纱技术可使纱线在同样成纱强力 的裂件下 捻度显著降低。由于纺纱捻度的降低，优化了纱线的内部结构和性能，t 使手感柔软、：细腻。丝绸感强，织物的光泽得到改善，。耐磨性和回弹性好，印花 加正和提花织物的图案更清晰又起毛起球数量减少：。 5 ：具有良好的经济效益i 卣于纺纱强力的提高和成纱毛羽的减少，诫少了细 纱和络筒卫序的断头率和车间飞花r 提高i 细纱车间的生产效率。i 在纱线捻度降 低的情况下，纱线仍然具有较高的强度和伸长率。生产中去除了烧毛等工序，。 提 高了加工效率j j 缩短五工艺流程i 降低币生产成本，、这些性能对机织和针织的加 工均十分有利，有利于开发新产品。 但紧密纺技术也存在着以下一些缺点： 1 设备投资资金大，固定成本高。 2 粗纱须条横动宽度变小，使皮辊磨损较快，钢丝圈等部件寿命较短，吸 引孔、网眼皮圈处易集结灰尘，使设备保养时间延长，开机成本稍高。 3 紧密纱因毛羽较少，空气捻结器的捻结效果较差善 4 紧密纱因需用气流集聚，车间内的空气流动快，其它工序产生的飞花易 在此集聚，因此清洁工作需加强。 1 3 2 缆型纺和紧密纺的技术关联 缆型纺通过分股加捻的方法，和紧密纺纱技采异曲同工；、都是通过在环锭纺 细纱机上加装附件，缩小了加捻三角区，从而可以有效的减少纱线毛羽，改善纱 线质量。 1 4 缆型纺 攀掣纺是由澳大烈亚普手工业研穿院( c s 限9 ) 与国际苇毛局( 1 w s ) 基同研究 发展出来的一种新型纺纱方法。该技术的基础是一对分割辊。 缆型纺纺纱原理为2 4 】【2 5 l ：纺纱过程中经过牵伸的纤维须条进入附加的分割 辊，分割辊将此须条分劈成2 4 股较细的须条，这些细小须条分别经初次加捻 后在结合点处以似缆绳一般并合，并加强捻形成一根特殊结构的单纱。然后，卷 江南大学硕士学位论文 取到细纱管上形成缆型纺纱线。 图卜2 、卜3 是缆型纺分割辊和纺纱示意图【2 6 1 ：其中卜须条；2 一分割辊( 沟 槽罗拉) ；3 一细纱；4 一保护架；5 一保护块；6 一前罗拉：7 一皮辊。 分割辊2 与一个简单的夹钳一起安装在细纱机的牵伸摇架上。此分割辊有_ 个特殊的沟槽表面，它改变了纤维捻成须条的方式，但对常规操作无任何影响。 由于该技术是一项新型技术，现阶段只在毛纺上有研究和应用。东华大学的 程隆棣、虹慧、付培华等就毛缆型纺加工技术、纱线结构等作了理论分析和研究， 并作了实验，得出缆型纺毛纱具有毛羽少、强力高、纱线表面光洁等特性1 2 琊嘲p 】。 上海毛麻纺织科学技术研究所的何春泉研制出了缆型纺纱装置，并于2 0 0 3 年取 得国家专利。何春泉系统地研究分析了缆型纺纺纱的机理及纱线特性、，织造特点 等，得出缆型纺纱特殊的纱线结构决定其毛羽少和耐磨擦这两个特点；并指出缆 型纺的物理性能及织造效率等明显优于传统的单纱【3 0 1 。王维【3 1 】和何均羲【3 2 1 等分 别介绍了他们厂缆型纺毛纱的生产情况和纱线特性，认为缆型纺纱技术可行，是 生产单经单纬产品的有效方法。由于棉纤维的细度、长度及强力均与毛纤维相差 甚远，缆型纺在棉纺中是否可以应用及其前景如何许多人都在探索中。 1 图卜2 缆型纺分割辊示意图图卜3 缆型纺纺纱示意图 1 5 本课题的研究目的、意义及内容 1 5 1 本课题的研究目的、意义 本课题通过在细纱机上安装专用装置来纺出缆型纺棉纱，探讨缆型纺棉纱成 纱的可能性，研究分析缆型纺棉纱的成纱机理、结构和性能，为工厂实际生产提 供一定的参考意义。 6 第一章绪论 1 5 2 本课题研究的内容 ( 1 ) r 在e j m l 2 8 k 细纱机上安装分割辊，纺制1 9 托x 、2 7 t e i ：3 4 怕i 的缆型 纺棉纱，研究缆型纺在棉纱上的可行性。 ( 2 ) 通过对缆型纺加捻机理的分析，建立三元几何模型甚四元几何模型s 分析成纱加捻三角区，从理论上分析缆型纺和环锭纺在毛羽、强力等纱线指标上 的区别，：；探讨缆型纺在棉纺上应用与发展的优势和前景 j ( 3 了通过实验纺出捻系数从3 0 0 3 5 0 每隔1 0 为一档的3 4 t j x 3 0 t e x ：2 7 t e x 缆型纺棉纱和环锭纺棉纱，：分别从实验数据上比较分析两者在毛羽、+ 强度、1 断裂7 伸长率、条干c v 等方面的特点。 ( 4 ) ，r 通过对缆型纺棉纱和环锭纺纱的横截面切片分析，计算出两种纱线的 汉密尔顿转移指数，比较两者纱线转移指数，并从其转移指数来分析他们的毛羽、 强力等特征。 江南大学硕士学位论文 第二章e 堋12 8 k 细纱机上的缆型纺改造方案 2 1 细纱机装置改装 本文通过在e j m l 2 8 k 细纱机上安装缆型纺分割辊进行装置改造。细纱机改 装前的牵伸装置如图2 1 ，改装后的细纱机牵伸装置如图2 2 。图中的1 须条， 2 前皮辊，3 细纱，4 前罗拉，5 分割辊。改装所用的辊子材料和规格如表2 1 所示。 图2 1 洲1 2 8 k 细纱机牵伸装置 图2 2 改装后的e j m l 2 8 k 细纱机牵伸装置 表2 1 辊子材料和规格 辊子材料辊子规格( 单位：m m ) 辊径槽宽槽深 聚甲醛1 2o 5o 8 尼龙 1 20 50 8 2 2 缆型纺棉纱实验条件 使用原料：纯棉粗纱，定量为4 3 4 9 ，1 0 m 。 纺纱仪器：在e j m 1 2 8 k 环锭纺细纱机上加装缆型纺分割辊。 纱线强力测试：长岭纺电y g 0 6 3 全自动单纱强力仪，实验次数1 0 管l o 次，拉伸速度5 0 0 m m m i n ，张力上下限l 3 0 0 0 c n ，预加张力1 0 c n 。 纱线毛羽测试：长岭纺电y g l 7 2 a 型纱线毛羽测试仪，实验次数1 0 管l o 次，片段长度l 嘶，测试速度3 0 m m i n 。 条干：u s t e r 条千测试仪。 图片拍摄：u i l i o n 公司生产的d z 3 视频变焦显微镜。 第二章e j m l 2 8 k 环锭纺细纱机上的缆型纺改造方案 测试条件： 调温调湿处理。 考核指标： 玉3 实验设计 温度( 2 0 o 3 ) ，湿度( 6 3 2 ) ；以上实验均在测婪奋剪绎；4 h 条干c v 、单纱强度、断裂使长率、! ：毛羽指标。 为了较大范围内验证缆型纺在棉纺上成纱的可行性，j 选用捻系数和后区牵伸 倍数作为实验因子的正交实验表，纺制1 9 t e x 、2 7 t e x 、3 4 t e x 的细纱。 因为在细纱号数一定的情况下，后区牵伸会直接影响到细纱的成纱质量和正 常牵伸，根据e j m 1 2 8 k 环锭纺细纱机后区牵伸的临界范围倍数，确定本次实验 的后区牵伸倍数范围为1 2 1 4 。根据纺纱常用的捻系数范围，本次实验选用3 2 5 、 3 4 0 、3 5 0 作为捻系数。 表2 2 正交实验因素水平表： 后牵伸倍数( z - )捻系数( z ：) r1 2 1 - t 3 2 5 21 33 4 0 31 43 5 5 表2 - 3 正交实验表 1 ( 1 2 ) 2 ( 1 3 ) 3 ( 1 4 ) l ， 2 l 。 3 l 2 3 l ( 3 2 5 ) 1 1 t 2 ( 3 4 0 ) ；“ ：2 3 ( 3 5 0 ) 3 9 l 2 3 4 5 6 7 8 9 江南大学硕士学位论丸二t ， 2 1 4 卖验结桌 2 4 1 缆型纺和环锭纺纱线退捻图片 对纺出的1 9 t e x 的缆型纺棉纱、环锭纺棉纱、缆型纺6 5 3 5 涤棉纱萼环锭纺： 6 5 ，3 5 棉纱在u l l i o n 公司生产的d z 3 视频变焦显微镜下进行退捻，放大1 0 0 0 倍 拍摄。、拍摄结果如图、2 3 、图1 2 4 、。j 图，2 5 、图2 二6 j 图2 - 3 退捻后的缆型纺棉纱图2 4 退捻后的环锭纺棉纱 图2 1 5 退捻后的缆型纺涤棉纱图2 硒退捻后的环锭纺涤棉纱 由加捻机理导致的纱线结构不同可由图2 3 、图2 4 、图2 5 、图2 6 可以 看出：退捻后，缆型纺棉纱有明显分股现象，由于本次实验条件的限制，可以看 出纱线分成两股。但在纺纱过程中可以看到明显的分成3 - 4 股，由于退捻过程不 是很精确，边缘的小股看不出来。环锭纺棉纱均匀的松散。在退捻过程中发现缆 型纺棉纱小股上有一定的捻度，从而可以推断缆型纺棉纱是分股后先小股加微捻 再合股加捻。缆型纺涤棉纱的分股现象更加明显。 可见缆型纺在棉纺上可以分股成纱。 2 4 2 缆型纺棉纱性能测试结果 表2 4 、表2 - 6 、表2 - 8 为以聚甲醛为材料的分割辊纺制的l9 t e x 、2 7 t e x 、 3 4 t e x 缆型纺棉纱的性能测试结果。表2 5 、表2 7 、表2 9 为以尼龙为材料的分 0 第二章e j m l 2 8 k 环锭纺细纱机上的缆型纺改造方案 割辊纺制的1 9 t e x “2 7 蜮囊t 3 4 t e 话缆型纺棉纱的性能测试结果： 表2 4 聚甲醛分割辊纺制的1 9 把x 缆型纺棉纱性能 实 7 1 - 2 m m ，一3 6 m m7 9 m m 一强度一强+ 度断裂1断裂-纱线- 验：二i ：( 个t个( 。，个( c n ，c v ，伸长、伸长、条：干 号一 ，l o m )，l o m )，l o m ) t e x )率ac v c v ， l1 0 5 93 80 0 31 3 21 0 67 17 11 6 7 3 _ o 0 4 m ： ，fi r 1 1 ： 1 3 5 。8 97 16 11 9 7 8 ， c c 1 ， ，- o 0 5 ，l 1 3 49 16 99 11 7 2 9 0 0 8 l l i ：“ 1 3 56 5 7 25 91 8 7 0 o o 、- i ， j ” 1 4 47 27 74 51 8 7 8 i ：! ： 、 l+ 7 01 9 1 9 o 1 1 ，! 1 4 06 o 7 3 ：1 o 0 5 l 一 t i 、 1 4 26 47 66 61 9 1 3 ： - ； 3 ：8 8 t o o i ”。 1 3 9 f。1 1 6 7 38 - 31 8 0 8 21 0 5 1 j i 31 0 5 1 一fj 41 0 7 7 + 5 1 0 5 8 # 、 61 0 9 8 i ， 7 1 1 7 7 ，r 8一1 1 7 1 3 91 2 8 8 4 一一 。1o i 7 秘i 、； 1 0 27 - 3 ，7 1 9 4 4 l - 、 表2 5 尼龙分割辊纺制的1 9 t e x 缆型纺棉纱性能 实 1 2 m m3 - 6 m m7 9 m m 强度强j 度 断裂断裂- 纱线 - 一_ 验h。( 个 - (个( 、个( c n c v 伸长- 伸长i条干 号 ，1 0 m ) ，l o m ) ， ，1 0 m ) t e x ) 。 率脯c v 胼 c v ， 11 2 2 24 9o 0 81 4 26 47 o6 61 7 2 l ，二。ji ， j i r 2 1 1 7 94 8 o 1 。1 3 76 6 6 86 61 9 7 8 3 ；1 1 1 9 3 9 。 0 0 41 4 ：87 o 。6 9- 4 21 8 1 2 41 0 3 44 10 0 51 3 2 6 2r ，7 0 ，7 11 8 3 6 59 9 o4 oo 0 31 3 98 26 85 21 8 8 5 ，+ ：r 1 一 61 0 0 03 5o 0 21 3 88 97 16 91 7 2 2 ， 7 1 0 7 24 50 0 5 1 3 j 1 0 ：7 6 9+ 9 97 1 9 2 4 89 9 9 r t 3 9o 0 6r 一 1 4 o9 - 3 7 o，1 0 6一1 9 3 l 91 0 4 9 4 一 0 o l1 3 18 16 78 31 9 5 0 江南大学硕士学位论文 表2 石：聚甲醛分割辊纺制的2 7 t “缆型纺棉纱性能 实1 2 m m3 6 m m7 - 9 m m 强度强度断裂断裂纱线 验(个 。0 、个(个( c n ；c v 伸、长伸长条干 号 ，1 0 m )，l o m )l o m )t e x ) 率，c v c v ， l 一1 6 2 o6 1 60 1 l ，1 5 0j 5 9z 6 5 11 4 2 3 2 1 5 4 75 7 2 o 0 3 1 4 9 9 o7 3 7 61 8 5 4 ，。 fti- 31 7 3 66 6 00 1 51 6 o4 77 73 51 3 5 7 4 1 5 6 04 9 5o 0 91 4 9 5 57 58 31 4 9 6 f ， 51 7 1 1 5 9 3o 1 21 5 08 17 58 81 3 9 7 j ；， 61 4 8 95 3 7o 0 61 5 68 47 66 71 4 3 8 71 7 1 9 6 3 00 1 51 4 27 17 57 51 4 6 3 81 6 1 95 9 90 1 2 1 5 o4 87 75 41 4 8 3 j 91 4 8 95 9 70 0 71 5 56 77 96 31 5 2 7 表2 - 尼龙分割辊踌翻的为t 。缆型崭捕纱性能 实l - 2 m m3 _ 6 n u n7 _ 9 m m 强度强度断裂断裂纱线 验(个，(个( 个f ( c n ，c v 脯 伸长；伸长条干 - f 号，1 0 m )n o m )，l o m )t e x )率觞c v ，c v 11 6 0 97 5 6o ：1 91 4 97 97 19 11 7 3 5 )i i 21 6 8 37 7 l0 17 r1 4 39 77 11 0 41 4 2 6 32 2 4 21 0 2 30 1 6 1 5 84 o7 33 61 4 5 6 41 5 7 86 6 lo 0 71 4 09 17 59 41 4 4 0 51 7 6 07 6 60 1 21 4 45 67 54 61 4 6 2 61 7 0 96 5 7o 0 51 5 25 87 55 41 4 7 5 71 5 3 46 0 3o 1 81 4 o7 27 37 11 5 1 8 81 5 7 o6 9 6o 1 31 3 61 1 17 39 31 5 4 3 91 4 2 5 4 8 80 0 41 6 4 6 2 8 1 4 61 4 4 l 1 2 第二章e j m l 2 8 k 环锭纺细纱机上的缆型纺改造方案 表2 - 8 聚甲醛分割辊纺制的6 茁缆型纺棉纱性能 实 1 2 m m3 6 m m7 - 9 m m 强度强度 断裂 断裂 纱线 j lr (个(个(个 ( c n ，c v ， 伸长伸长条。干 号 ，l o m )l o m )，1 0 m )t e x )率6 c v ，c v ， l 。 1 8 4 9 。 7 5 lo 1 21 5 45 77 74 ：81 3 6 2 21 7 8 37 o lo 1 4 1 4 87 67 57 1，1 5 1 6 。 、 t 蔷4 51 2 4 03 1 8 9 27 1 9 b ：妇。1 6 o 。5 o “ _ 1 1 h r 一 、) 41 7 3 66 8 l0 1 71 5 26 ：47 85 21 2 5 9 二! 。j ；f ： 5 1 ? 5 一_ 6 6 2o 2 。1 4 85 ：87 74 6 一 1 2 7 9 一 i 61 8 0 56 20 1 21 5 57 07 86 41 2 9 9 ；i ：，l -， i 7 。1 7 9 57 j 1 3 0 1 9 、1 4 26 4彳4 、7 6 o1 6 8 8 、 81 6 8 15 8 20 1 l1 4 86 87 76 2 1 3 0 4 91 7 4 3 6 4 8 ，一；。o i ，1 1 7 ：1 1 5 1 ：囊1 5 ：4 二 j 7 7 711 4 9 ：1 2 9 9 ，+ 表2 - 9 尼龙分割辊纺制的3 4 t e z 缆型纺棉纱性能 实 l 一2 m m3 6 m m7 - 9 咖 强度强度断裂断裂纱线 验(个(个(个( c n c v ， 伸长伸长条干 号，1 0 m )，1 0 m )，1 0 m )t c x )率，c v 丹6 c v ， l1 8 7 6 4 i 8 2 ，。： q 3 3 1 5 3 ，6 2 f 7 ?1 6 71 2 6 2 ：。r 。 ， i 一+ 21 7 2 8 47 30 2l5 _ 83 l7 4 4 o1 2 1 9 、j j 31 8 8 3 5 7 5 7 ， o ”1 1 5 25 17 75 4 ，1 3 1 5 1 ， 41 8 0 3 47 3 2o 0 7 1 5 3 、5 17 94 7 ，1 3 0 6 51 7 7 4 46 6 80 1 9：1 4 4 - 占4，6 6 6 1 3 4 1 6 1 7 7 2 87 20 1 31 5 5 5 4 8 0 j ? ， 1 6 4 5 l 。 - 。 j7 一”，；二， 71 7 7 0 87 4o 1 31 3 96 17 66 o1 3 1 5 81 7 5 6 76 7 2o 0 9 1 4 9j 47 87 51 3 2 7 ，t ， 。， 91 8 7 5 37 5 l ，o 21 4 96 9 0 9 6 5 一 1 3 3 6 江南大学硕士学位论文 2 4 3 缆型纺棉纱性能测试结果比较分析； 根据棉纺手册吲中的梳棉单纱技术要求，一级纱线要求标准列于表2 1 0 。 表2 1 0 一梳棉单纱的纱线标准 繇线密度 。 质塞指标 “ ”“ m x ) 强力强一愎条干 捻系数 c v 肋，( c n t e x )c v ， 1 91 5 o1 1 22 03 3 0 4 2 0 1 2 7 81 4 51 1 419 - 53 3 0 4 2 0 3 4 1 4 0 。 1 1 2 1 93 2 0 0 4 l o 2 4 2 的实验测试结果的最小傅、最大值与一级纱线的要求标准的比较列于 表2 1 1 、表2 1 2 、表2 1 3 。 表2 - n1 9 “缆型纺棉纱指标和纱线标准的比较 最小值一 。 最大值 指标 聚甲醛 尼龙聚甲醛尼龙 标准 强度c v 6 o 。6 2 - +1 1 6 、 1 7 2 1 1 5 o 强度( c n t e x )1 3 21 3 11 4 41 4 。8 1 1 2 条干c v 1 6 7 31 0 7 1 9 7 8 1 9 7 8 2 0 表2 1 22 7t “缆型纺棉纱指标和纱线标准的比较 最小值 最大值 指标 聚甲醛尼龙 聚甲醛 尼龙标准 ， 强度c v 4 7 ， 4 o9 0 1 1 1 1 4 5 强度( c n ，t e x ) 1 4 2 1 3 61 6 01 6 4 1 1 4 条干c v 1 3 5 71 4 2 6 1 8 5 4 1 7 3 5 1 9 5 表2 一1 33 4 t “缆型纺棉纱指标和纱线标准的比较 最小值最大值 指标标准 聚甲醛尼龙聚甲醛尼龙 强度c v 5 43 1 7 67 41 4 0 强度( c n a 蔽) 1 4 ：2。1 3 9 ，1 6 0 1 5 8 + 1 1 2 一 条干c v 1 2 4 01 2 1 9 1 6 81 6 4 51 9 由表2 1 1 、表2 1 2 、表2 1 3 可以看出，在两种辊子纺出的三种细度的纱线 1 4 第二章e j m l 2 8 k 环锭纺细纱机上的缆型纺改造方案 九组纱线的细纱都达到了标准，缆型纺棉纱强力都高于一级纱线标准；强力c v 达到一级纱线标准；n 缆型纺棉线的条苇：c 蹦符i 合寺级标准的要求矗 因此可以得出结论：缆型纺在棉纺上可行。缆型纺棉纱的纱线特征将在下文 研究。 江南大学硕士学位论文 第三章缆型纺加捻机理对纱线毛羽的影响 3 1 加捻机理 缆型纺技术中由于一对分割辊的分劈作用，使得其加捻机理发生改变，从而 改变了纱线的结构和性能。因此，对其加捻机理和纱线的结构进行分析和研究是 十分重要的。 3 1 1 环锭纺纱加捻机理 环锭纺的加捻原理为i 州【3 5 1 1 3 6 】：从前罗拉钳口输出的纤维须条呈扁平状， 纤维沿纱条轴线平行排列；当须条接受加捻作用时，宽度逐渐收缩，两侧纤维 也逐渐折叠而卷入纱条中心，形成加捻三角区；在纺纱张力和加捻的作用下， 纤维产生向心压力；加捻三角区边缘的纤维向心压力最大，纱铀附近的纤维向 心压力最小，这就使得边缘纤维被卷入纱条中心，把中心及其附近的纤维挤向外 层；这样周而复始便形成具有一定捻度的纱线( 如图3 1 所示) 。 3 1 2 缆型纺加捻机理 缆型纺的加捻原理为【2 7 】：从前罗拉钳口输出的、经过牵伸的纤维须条进入 附加的沟槽罗拉，分割辊将此须条分劈成2 4 股较细的须条；这些细小须条分 别经初捻后，在结合点处并合，再加强捻，形成一根类似缆绳般结构的特殊单纱 ( 如图3 2 f 1 3 】所示) 。 驻 图3 1 环锭纺加捻机理图示 图3 2 缆型纺加捻机理图示 1 6 第三章缆型纺加捻机理对纱线毛羽的影响 3 2 缆型纺纱线的加捻机理对纱线毛羽的影响 _ ，在纺纱阶段，除锭速的影响外，加捻三角区的宽度和长度以及捻度是产生纱 线毛羽的主要影响因素。加捻三角区的宽度和长度越小，形成毛羽的数量越少。 捻度越大，纤维在纱线中的螺旋距越短，产生毛羽的机会越少【3 刀；。由图3 1 及图 3 2 可以看出，缆型纺技术中由弱捻须条形成的薹角区明显小于环锭纺技术中的 无捻三角区，因此，每一根小须条产生毛羽的机会就相对减少了。 另外，当小须条在强捻的作用下相互并合缠绕时j 会将j 部分毛羽包缠在整 根纱线的内部，进一步减少毛羽，尤其是较长毛羽的数量。建立几何模型分析如 下： 3 2 1缆型纺须条被分为三股时的毛羽分析 假如分割装置把纱线分为三股【孤，做如下分析： 。图3 3 中大圆表示缆型纺成纱的实际边界线，其半径与传统纺单纱的蚩牟胡 同，都为，假设每小股的半径相同，都为r 。 大圆与小圆半径之间的关系为： ，1 、 万2 = 3 7 r r 2 即 = 磊 ( 3 1 ) 因三小股须条的粗细相同，即圆0 l ，d ：，d 3 的半径相同，所以， 厶d o z = ；，厶叩= 詈 则在d ，中，堡：c o s 要 d 0 ，o 江南大学硕士学位论文 又因为c 啦= ，d 0 2 = 胄一， 所以击s 詈= 孚 由余弦定理得 0 4 2 = d 4 2 + o d “一2 d 4 啪c l 聊 其中：0 a = 龟，d z = r ，d d = r r 触c o s 口= 等 将( 3 1 ) ，( 3 2 ) 代入上式得 c o s 口：一鱼 6 口= 1 8 6 弧a b 的长度为l 。：三姿二垒2 万r z 石 a b 、c d 、e f 三段弧的长度相同，则其总长度为厶= 3 。 传统纱线横截面的圆周长为= 2 万，0 盟：生。o 7 l 3 2 2 缆型纺须条被分为四股时的毛羽分析 ( 3 2 ) ( 3 3 ) ( 3 4 ) ( 3 5 ) ( 3 6 ) ( 3 7 ) ( 3 8 ) ( 3 9 ) 当分割装置把纱线分为四股，做如下分析： 图3 4 中大圆表示缆型纺成纱的实际边界线，其半径与传统纺单纱的半径相同， 都为屹，假设每小股的半径相同，都为r 。 贝。有：在a 。f 中，么。f = 三，么。f d = 三 47 c o s o d f - 坐 d d 又因为d f - r ，d d = 胄一r 所以击= 譬 ( 3 _ 1 0 ) 第三章缆型纺加捻机理对纱线毛羽的影响 f h ：、，、j + i ! ，： 图3 4 四截面毛羽分析图 文由犬囱租小圆的面积关素青： ，一喈1 ：。1 万2 = 4 丌r 2 釜2 ， i 。 。 在三角形爿中由余弦定理得： ! o 彳2 = d t 2 ，+ d d 呼一2 d t 4 o 扫c o s p c o 。口三：蜂二! ! ：二蔓 2 攻r 一，) jr - _ 将( 3 一1 0 ) ( 3 一1 1 ) 代入上式得 c 豳：j 鱼 、4 ， 臼：1 _ 9 3 ”。 弧a b 的长度为：1 簪笺i 赫。 a b 、c d 、e f 、g h 三段弧的长度相同，则其总长度为： l 。= 4 l b 传统纱线横截面的圆周长为： t = 2 石 盟：生蕊7 7 n fl r 9 ( 3 l 1 1 ) ( 3 一1 2