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    影响锦纶丝包芯纱包覆效果的主要因素

    2020-02-29 13:45:32

    影响锦纶丝包芯纱包覆效果的主要因素


    锦纶长丝环锭包芯纱是近年来頗受市场青睐的复合纱之一,但在实际生产中,存在着弹性不匀和包覆效果欠佳的质量问题。指出了影响锦纶长丝环锭包芯纱包覆效果的主要因素,对这些因素进行了分析,并且根据工厂生产实践提出了提高该包芯纱包覆效果的措施。


    影响包芯纱包率的因素


    为了提高包芯纱强力和弹性,通常是锦纶长丝位于纱的芯部;为了提高织物的手感,改善织物的舒适性,要求外包短纤维均匀地包覆在芯丝表面。正确的工艺和良好的机构,有利于在环锭细纱机上纺出高质量的锦纶包芯纱。


    芯丝的含量


    实际生产中,当纺制细特纱或芯丝较粗时,容易发生包覆不良,因为截面中的纤维根数较少,纤维抱合力减小,牵伸时容易断裂,锦纶丝含量超过30%时,纱的质量明显变差。对于纱支固定的包芯纱,芯丝含量高,则外包纤维的含量低,外层纤维中空程度偏大,纤维抱合力减弱,易产生纺纱断头,产生露芯纱疵,甚至出现裸丝,包缠牢度下降,影响包覆效果,从而导致外观质量降低。


    理论上,包芯纱的小包覆量为:


    小包覆量= [外包纤维小线密度/(外包纤维小线密度+芯丝旦数/9)] x 100%


    实际包覆时,外包纤维随机分布在芯丝周围,不是完全均匀地排列在芯丝周围。因此,实际包覆量应大于理论值的,而且外包纤维的含量,以保证芯丝不外露为前提,确保包芯纱织物具有外包纤维的风格,织物表面没有色差等。总之,锦纶丝含量不能太高,根据纱线规格和用途, -般控制在25% ~30%,如23tex锦粘包芯纱的包覆量约为72% ,锦纶丝的含量约为28%。


    芯丝预牵伸倍数


    如果芯丝不经过牵伸,包芯纱就不会有弹性,牵伸倍数过低不宜发挥弹性的优势,过高则使纺纱困难。外包纤维不变时,预牵伸倍数越大,芯丝越细,芯丝离开前罗拉时,回缩较多,包覆率越高。


    不同规格的锦纶丝牵伸倍数选择范围不同,同一规格,但不同品牌,甚至同一品牌,不同批号的锦纶丝,其牵伸倍数的选择也有差异。实际生产中,在投料前,对每批锦纶丝原料的内在质量指标和适纺性能进行测试,再选择合理的预牵伸倍数。通常高弹锦纶长丝的芯丝预牵伸倍数为1.03 ~1.35。在牵伸系统设计中,将变换齿轮设计为两只或三只,则牵伸倍数选择范围较广,且更为准确,有利于选择合理的预牵伸倍数。


    外包纤维的结构性能


    纱条加捻时,位于加捻三角区的边沿纤维的向心压力大,会克服纤维间的阻力,向纱条内部转移;而位于内层的纤维,因受到挤压向外转移,部分纤维转移到长丝附近,遇到长丝的阻挡,改变转移方向,从而包覆在长丝周围。纱中外包短纤维呈圆锥螺旋线,纤维内外缠绕,将锦纶长丝包缠在纱线内。


    纤维发生内外转移时,会受到张力和纤维间的阻力,且各根纤维的内外转移程度不相同。较长的纤维,会发生多次内外转移;较短的纤维,内外转移少,且趋于纱的外层;短纤维在牵伸过程中是浮游纤维,一般不发生内外转移。因此,应合理选配外包纤维原料,优化前纺工艺,如:外包棉纤维的前纺好经过精梳处理,大程度地去除短绒。化学短纤维细长,长度和细度的整齐度好,这种外包纤维在加捻三角区进行内外转移的数量多,包覆效果好。


    外包纤维的纺纱工艺


    从横截面看,包芯纱的结构应该以芯丝为核心,外包纤维均匀分布在它的周围,以纵向看,芯丝应该位于轴线上,外包纤维以螺旋方式包在外面。研究表明,长而细的纤维易于向纱内部转移,粗而短的纤维倾向于纱的外层,罗拉输出纤维条的上层纤维较多地位于成纱的内层。


    在扁带须条成纱三角区中,一方面由于纺纱张力的作用使外层纤维或罗拉夹持的纤维束两侧的纤维不断地挤压中间纤维而形成转移,其转移效率较高;另-方面由于纤维几何机理的作用,使具有初捻的扁带纤维束形成圈捻而造成纤维的转移,这种转移频率较低。纤维的内外转移是纺纱张力和纤维几何位置共存的结果。况且须条宽度增加,加捻三角区边沿的纤维数量增多,在相同时间内参与转移的纤维数量增多;三角区的高度增加,加捻三角区的面积增大,参与内外转移的纤维增多。相同纱支的加捻三角区的面积大,则须条厚度小,纤维转移时受到的阻力小,外包纤维转移到芯丝周围的几率大,有利于提高包芯纱的包覆效果。因此,在保证成纱其他质量指标不明显恶化的前提下,细纱加工可采取以下措施: 


    (1)增大前罗拉与上皮闔的距离,但浮游区长度增加,一般取15 mm ;


    (2)增大前上下罗拉的压力但握持力大大增加,通常采用18kg;


    (3)双粗纱喂人赛络纺包芯纱,可明显地改善锦纶包芯纱的包覆率;


    (4)降低细纱的捻度但纺纱段强力降低,针织用纱可选用的捻系数约为350;


    (5)增大两根粗纱间的距离两根粗纱间的距离应与芯丝直径相对应,约5 mm;


    (6)外包纤维输出线速度比芯纱大。


    要纺出包覆完整均匀的包芯纱,芯丝所受张力应比外包纤维大,前罗拉钳口处外包纤维输出速度应较芯丝大,并可绕芯丝旋转。这样,当长丝与短纤维须条在加捻三角区同轴复合加捻时,可以保证长丝始终位于加捻中心并保持伸直状态。前罗拉转速可设定为163 t/min,外包纤维输出线速度为12. 8 m/ min


    长丝张力由特定的张力装置控制。在后道加工时,例如络筒时使络纱张力小于纺纱张力,让纱线有-一点回缩,由于外包纤维变形能力比氨纶丝小得多,外包纤维在纱线微小收缩时张力松弛,而芯丝在微小收缩时,张力几乎不变,从而实现芯丝张力大于外包纤维的条件,再利用捻度实现外包纤维对芯丝的旋转包绕,提高环锭包芯纱的包覆效果。


    导丝轮的安装


    纺纱时,芯丝下方只有少量短纤,钳口须条宽窄不定,左右移动,芯丝难以稳定于须条中央。在加捻过程中,由于内外层纤维受力差异,存在纤维内外转移的现象,一些纤维不会总是处于外层,另一些纤维也不会始终处于内层,况且纺纱是多单元生产,要让每个锭子的导丝轮都位于理想位置,保持芯丝始终处在纱中核心地位,实非易事。然而,纱线加捻后,外包纤维呈圆锥螺旋线排列,Z捻纱的外层纤维以右螺旋线排列,S捻纱的外层纤维则以左螺旋线排列,表层纤维的捻回角大,内层纤维的捻回角小5。外包纤维须条与芯丝同时从前罗拉钳口输出,锦纶长丝位于须条的上面。为了充分利用须条的卷捻作用,纺Z捻纱时,长丝应在须条的偏左侧;S捻时则在须条的偏右侧。


    如果锦纶丝露出形成“露芯”,在以后的加工中,芯丝直接与机件摩擦导致发热,引起锦纶丝意外断裂,使纱线失去弹性,在布面上起皱,形成疵点。为了获得良好的包覆效果,不再使用细纱机的横动装置除在皮辊上方安装导丝轮外,还要选用合适的集合器。集束器可使须条收紧,促使芯丝进人集東器后能导向外包须条束的中间,保证前罗拉输出的锦纶丝轴向为外包纤维加捻区的角顶处。此外,采用集束器还可显著减少毛羽,改善成纱强力及伸长率。


    影响包芯纱抗剥离能力的因素


    芯丝和外包纤维的结构性能


    外包纤维与纱芯一起进行纤维间的相互穿插、纠缠,产生相互握持的自锁结构。表层纤维具有张力,产生的向心压力使纤维相互作用。这种相互接触和挤压导致摩擦和抱合作用,使包芯纱的抗剥离作用增强。


    若外包纤维细长,整齐度高,锦纶芯丝又是非线性结构的变形长丝,则可使长丝与外包短纤维之间具有较大的抱合力。2.2成纱捻系数


    采用较高的捻系数是保证锦纶丝包覆在中央而不外露的有效手段。加捻作用使纱线中纤维间产生了向心压力,增大了纤维间的摩擦力。捻系数增加,外包纤维的向心压力大,纤维内外转移多,纤维间的摩擦力、抱合力增大,外包纤维对芯丝包缠得更加紧密牢固,包芯纱抗剥离性能越强。


    若外包纤维细长,整齐度高,锦纶芯丝又是非线性结构的变形长丝,则可使长丝与外包短纤维之间具有较大的抱合力。


    成纱捻系数


    采用较高的捻系数是保证锦纶丝包覆在中央而不外露的有效手段。加捻作用使纱线中纤维间产生了向心压力,增大了纤维间的摩擦力。捻系数增加,外包纤维的向心压力大,纤维内外转移多,纤维间的摩擦力、抱合力增大,外包纤维对芯丝包缠得更加紧密牢固,包芯纱抗剥离性能越强。


    由于锦纶长丝表面光滑,芯丝有收缩趋势,使外包纤维之间纤维与芯丝之间的抱合力较小。为了获得良好的包覆性能,提高强力以适应织造加工,锦纶包芯纱的捻系数比纯棉纱高约10% ,甚至14%。但长丝的强力随捻系数的增大而减小,捻系数过高使纱线手感变硬,柔软性差,前罗拉速度降低,影响生产效率。纺细特纱时,生产效率约是相同特数纯棉纱的1/3 ,外包纤维所占比例小,纱芯容易露出来。


    锭子速度


    适当降低车速有利于减少外包纤维断头。锭子速度高,钢领和钢丝圈的摩擦阻力大,包芯纱受到的张力大,断裂伸长能力小的外包纤维分担较多的拉伸力。外包纤维断裂了,即使芯丝不断,芯丝会被拉长,出现一-小段裸丝。同时,芯丝张力大,难以和外包纤维缠绕,因此,为了提高锦纶包芯纱的抗剥离性能,锭速要偏低掌握,细纱机的锭速选10000 r/min较适宜。


    结语


    与氨纶丝相比,高弹锦纶长丝的弹性较小。为了使锦纶包芯纱有一定的弹性,芯丝的混纺比较大(一般高于25%,而氨纶丝约为20%),如何提高包芯纱包覆效果成为保证其染色布质量的主要问题。优选牵伸工艺,优选外包纤维的加工工艺,使锦纶丝与外包短纤维须条所处的相对位置正确合理,工艺上控制锦纶丝的含量,选择品质较好的外层纤维原料等,是提高锦纶包芯纱包覆效果确实可行的措施。


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