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收藏包芯纱氨纶丝预牵伸倍数的优化设计
肖丰 李营建
(河南纺织高等专科学校450007)
 
    【摘要】介绍了大豆蛋白纤维氨纶包芯纱的纺纱工艺过程,在测试氨纶丝的断裂伸长率并对其拉伸曲线进行分析的基础上,根据成纱质量指标合理确定氨纶丝的最佳预牵伸倍数。
    【关键词】包芯纱氨纶丝 预牵伸倍数 优化设计
 
1 概述
    包芯纱是由一根长丝(或短纤维纱)做芯纱并在外包覆短纤维加捻形成的复合纱。常用的芯纱原料是化纤长丝,如:氨纶、涤纶、锦纶、丙纶等;外覆的纤维有棉、毛、腈纶、涤纶等短纤维,其中以棉最为普遍。芯丝和外包纤维紧密相附,在加工或使用过程中不会造成纤维剥离或滑移。非弹性包芯纱由高强合纤长丝做纱芯,为纱线和织物提供优良的物理机械特性,如:强度高、耐穿性优良、定型持久,尺寸稳定性好;高弹性包芯纱以氨纶等弹性纤维做芯纱,使纱线和织物具有良好的弹性。
 
    氨纶有极好的伸缩性能,伸长度可达300%~800% ,松弛后又可以迅速恢复原状,具有柔软舒适感。由于氨纶纤维的摩擦系数大,在织造过程中易产生意外伸长、张力不匀和静电等问题,而且吸湿性、可染性差,影响织物风格和性能,因此经常采用包芯纱的形式织造。其特点是氨纶的含量较少(<10 )就能充分发挥它的弹性作用,还能使织物保持外包纤维的性能和风格l2。
 
2 环锭包芯纱的纺制
2.1 工艺过程
    氨纶包芯纱的纺制方法有许多种,传统的环锭纺纱方法是在环锭细纱机上加装氨纶丝积极喂入装置,对氨纶丝施加一定的预牵伸后喂入细纱机的前钳口,与牵伸后的短纤维须条同时输出后,经锭子、钢领、钢丝圈加捻卷绕作用形成包芯纱。
 
2.2 氨纶丝预牵伸倍数的计算
    氨纶丝预牵伸倍数等于前罗拉和氨纶丝喂入罗拉表面线速度之比,调节氨纶丝的喂入速度可改变预牵伸倍数。
E ? V1/Vs
式中:
E-- 氨纶丝的预牵伸倍数;
Vs--氨纶丝积极喂入罗拉的表面线速度,m/min;
V1--前罗拉的表面线速度,m/min
氨纶丝的伸长率ε1=(V1-Vs)/Vs x 100% =(E-1)x100%
 
3 氨纶丝预牵伸倍数的设计依据
    纺制包芯纱的关键工艺是氨纶丝的预牵伸倍数。预牵伸倍数的大小,既影响纱线的弹性、织物的缩率和氨纶的含量l4% ,还影响成纱的断裂强度和伸长,是一项重要的工艺参数。在实际生产中需根据氨纶丝的性能,通过工艺优化合理选择。
 
3.1 氨纶丝的断裂伸长率
    氨纶包芯纱优越的弹性完全是由氨纶长丝提供的,因此,氨纶丝的拉伸性能对包芯纱的弹性及伸长率至关重要,对纺纱加工和最终产品的性能都有很大的影响,在使用氨纶丝之前,必须了解它的弹性性能,以适应实际生产的需要。拟定纺制14.6 tex(44.4 dtex)和36.4 tex(77.8 dtex)大豆蛋白改性纤维氨纶包芯纱,对44.4 dtex和77.8 dtex两种规格的氨纶长丝进行了强伸度测试。氨纶丝的强力和断裂伸长率测试结果见表1。
 

    由表1可看出,44.4 dtex和77.8 dtex氨纶丝的强力和伸长存在差异。由于77.8 dtex氨纶丝的断裂伸长率较高,所以其预牵伸倍数可高于44.4dtex;44.4 dtex和77.8 dtex氨纶丝的预牵伸倍数最大可分别达到4.5倍和4.9倍。
 
3.2 氨纶丝的拉伸曲线分析
    氨纶是高分子聚合材料,具有黏弹体的基本性能,在张力作用下容易产生蠕变、塑性变形等现象。因此,当其拉伸到一定程度后,其拉伸曲线将会呈现出不规则的变化,与拉伸初始阶段区别很大。44.4dtex和77.8 dtex氨纶丝的实际拉伸曲线见图1。

 
    下表现出良好的弹性,当拉伸到一定程度后,即进入塑性变形区,氨纶丝的拉伸曲线表现出极不规则性。如44.4 dtex氨纶丝的伸长率达到250 (3.5倍)之后曲线呈锯齿形,77.8 dtex氨纶丝的伸长率达到
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