前言
喷气纺纱作为一种很有前途的新型纺纱方法,它利用喷嘴内部产生的高速旋转气流带动经超大牵伸装置牵伸后的纤维须条经过假捻、初始包缠和退捻等一系列过程,形成具有独特风格的包缠纱。包芯纱是由长丝(也有以短纤维为纱芯)外包短纤维须条而成,实现了化纤长丝与包覆纤维原料优良性能的最佳组合和应用。喷气包芯纱的开发,具有很大的优势和潜力。
1 喷气包芯纱的包覆机理
在纺制喷气纺包芯纱时,短纤维流连同长丝在前钳口输出后,被吸入喷嘴。在第一喷嘴(靠近前钳口)气流的作用下,前钳口输出的须条分离出一部分头端自由纤维。同时,将其缠绕在主体纱条(包括芯丝及部分外包纤维)上,形成初步包缠,其包缠方向与纱条假捻捻向相反。当纱条进入第二喷嘴后,由于第二喷嘴的涡流回转方向与第一喷嘴涡流回转方向相反,从而产生了相反的气流作用。因为外包纤维包覆方向和纱芯的假捻方向相反,在纱芯的退捻作用下,最终形成紧密的包缠。从而,外包纤绅包覆在长丝周围形成喷气纺长丝包芯纱。由此可以看出,纺制喷气包芯纱的关键是如何使前罗拉输吐的须条产生足够的头端自由纤维,因为头端自由纤维的多少将直接决定包覆效果的好坏,也影响纱线的强力。
2 喷气包芯纱包覆效果的测定
理想的包芯纱包覆效果,就是指外包纤维均匀、连续的分布在芯丝的周围。包覆效果的好坏将直接影响后续产品的质量。如果外包纤维的包覆不匀,尤其是露芯,将对染整后的产品形成质量疵点。
如何确切的研究喷气包芯纱的包覆效果,目前还没有一种比较完善的方法。我们通过切片法和辣色法两种方法进行了检验,确定了三种典型的效果模型:中心型、偏心型、外露型。
通过显微镜下获得纤维横截面的切片效果图象,并与相同原材料同细度的环锭包芯纱进行了对比我们在实验中每个纱样随意取片段40个,然后从纱线的横向和纵向分别做出切片进行观察,并求其外露率,即外露型的个数占总个数的比例。采用外露率间接表示喷气包芯纱包覆效果。
3影响喷气包芯纱包覆效果的因素分析
喷气包芯纱要得到良好的包覆效果,必须产生足够的头端自由纤维,并使得头端自由纤维能够均匀地包缠在纱条的主干上。因此影响喷气包芯纱包覆效果的因素有:包缠纤维的长度、第一、二喷嘴的气压、超喂比、集合器开口的大小及喷嘴结构、纺纱速度、主牵伸倍数等。
(1)包缠纤维的长短直接影响包缠效果,纤维长有利于包缠;纤维短则对包缠不利。
(2)在纺纱过程中,要配置合理的喷嘴气压,使得从前罗拉钳口输出的须条产生足够多的头端自由纤维。同时,由于超喂比的存在也可产生较多的头端自由纤维,稍大一点的超喂比可获得良好的包覆效果。集合器开口大小与外包纤维数量存在很好的线性关系,随着集合器开口的增加,外包纤维的包缠数量增多,而平行无包缠形态所占比例大大下降,这是因为随着集合器开口的增加,前钳口处须条宽度增加,边缘纤维不易受捻回的控制而扩散成头端自由纤维的数量增加。
(3)第一喷嘴管壁与纤维之间的摩擦作用极为重要。纤维进入第一喷嘴后受到气流作用使须条的边缘纤维扩散成头端自由纤维,由于管壁的摩擦力,使其包缠在芯纤维上。在第一喷嘴材料及纤维性能不变的情况下,若改变第一喷嘴的结构,使它同纤维间的摩擦力增加,将有利于头端纤维的产生和包缠。因此可在第一喷嘴进口处刻槽。
(4)在其他工艺参数不变的情况下,适当增大纺纱速度有利于成纱强力的提高。但是若单方面的提高纺纱速度,成纱强力会有所下降。由于纺纱速度过快,使得须条在喷嘴中运动的时间过短,须条来不及加捻、解捻和包缠就已输出,从而使成纱强力降低。
(5)牵伸倍数增加使纤维在牵伸区位移增加,头端自由纤维与芯纤维的比例发生变化,芯纤维的数量相对减小,而包覆纤维数量相对增加,从而使纱线包缠更加紧密。
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