（紡織工程專(zhuān)業(yè)論文）芯鞘型長(zhǎng)絲短纖復(fù)合紡紗工藝技術(shù)理論及產(chǎn)品研究.pdf

堅(jiān)里：曼l 墨壘星墨 芯鞘型長(zhǎng)絲短纖復(fù)合紡紗工藝技術(shù)理論及產(chǎn)品研究 摘要 本文提出了用天然短纖維和化纖長(zhǎng)絲紡制包芯復(fù)合紗的新方法，超越了以往混 紡、短纖紗與長(zhǎng)絲復(fù)合以及現(xiàn)有包芯紡在結(jié)構(gòu)和性能上的局限性。芯鞘型包芯復(fù)合 紗是通過(guò)短纖須條和長(zhǎng)絲在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上復(fù)合加工而成的，是突破天然纖維織物， 尤其是高支輕薄面料，的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用中所遇到的原料、后加工_ 萃整理障礙的優(yōu)良方 法。該復(fù)合紗中，組分的差異性及結(jié)構(gòu)的特殊性對(duì)復(fù)合紗和以其織造的面料的性能 產(chǎn)生很大影響。了解芯鞘型包芯復(fù)合紗及織物的結(jié)構(gòu)、性能，有助于為開(kāi)發(fā)不同用 途的功能性面料提供科學(xué)依據(jù)。論文對(duì)該成紗工藝和原理、紗線結(jié)構(gòu)特征及性能以 及織物的性能、風(fēng)格進(jìn)行了測(cè)試、評(píng)價(jià)和探討。 紗線的性能不僅取決于組成纖維的性能，還取決于紗線的結(jié)構(gòu)，紗線的結(jié)構(gòu)可 以通過(guò)纖維的幾何排列來(lái)描述。在現(xiàn)有纖維轉(zhuǎn)移理論的基礎(chǔ)上，提出了三維立體模 型對(duì)纖維的排列取向進(jìn)行了詳盡的分析，對(duì)纖維轉(zhuǎn)移的控制是生產(chǎn)高品質(zhì)紗線技術(shù) 的關(guān)鍵。 環(huán)錠紡長(zhǎng)絲短纖包芯復(fù)合成紗時(shí)，長(zhǎng)絲的預(yù)加張力、含量、長(zhǎng)絲喂入短纖須條 的位置對(duì)紗線的性能有重要的影響。該復(fù)合紗的截面呈圓形，長(zhǎng)絲束位于截面的中 央，短纖維包覆于長(zhǎng)絲的周?chē)＜喚€的縱向外觀與傳統(tǒng)的環(huán)錠紗一樣。同時(shí)，對(duì)衡 量復(fù)合紗中組分比例和包覆率的方法作了研究。 對(duì)于該復(fù)合紗的基本力學(xué)性能，本文主要研究了強(qiáng)伸性。芯鞘型長(zhǎng)絲短纖復(fù)合 紗的強(qiáng)伸性主要隨著各組分的含量，長(zhǎng)絲的預(yù)加張力的變化而變化。本文對(duì)不同細(xì) 度的紗線的強(qiáng)伸性能作了測(cè)試和比較，并對(duì)長(zhǎng)絲預(yù)加張力和含量對(duì)紗線的強(qiáng)伸性能 的影響趨勢(shì)作了探討。長(zhǎng)絲預(yù)加張力和含量是同時(shí)影響復(fù)合紗的強(qiáng)伸性的，預(yù)加張 力決定了長(zhǎng)絲在紗線中的伸直狀態(tài)，長(zhǎng)絲含量決定了長(zhǎng)絲承擔(dān)拉伸負(fù)荷的程度。 由于該復(fù)合紗結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，織物織造工藝改動(dòng)少，后整理簡(jiǎn)單。由于長(zhǎng)絲的存在， 從基本力學(xué)性能看，織物的拉伸、撕破和頂破強(qiáng)力均比純短纖織物有很大的提高： 在織物風(fēng)格上，抗彎性能降低，表現(xiàn)在懸垂性上，織物的美感和活潑性增加；同時(shí) 由于長(zhǎng)絲的身骨作用，織物的抗皺、免燙性相對(duì)于純短纖織物得到很大改善，達(dá)到 免燙水平，織物保形性好。另外由于短纖對(duì)長(zhǎng)絲實(shí)現(xiàn)了較高的包覆，條干均勻且毛 羽少，織物布面平整，呈現(xiàn)短纖織物的外觀和手感，靜電少。 關(guān)鍵詞：芯鞘型環(huán)錠紡復(fù)合紗結(jié)構(gòu)性能織物性能 t h es p i n n i n gt h e o r y a n dp r o c e s so fc o r e - s h e a t h c o m p o s i t ey a r na n dt h er e s 】弘皿c ho ni t sp r o d u c t an e wm e t h o do fc o m p o s i t ey a m sw h i c hc o n s i s to fn a t u r a l s t a p l e f i b e r sa n d f i l a m e n tw a sp u tf o r w a r d ，b r o k et h r o u g ht h ec o n v e n t i o n a lm e t h o do fb l e n ds p i n n i n g ， c o m p o u n ds p i n n i n ga n d c o r es p i n n i n gi ny a r n ss t r u c t u r ea n d p r o p e r t y t h cc o r e s h e a t h c o m p o s i t ey a m w a s s p i n n o d o nt h er i n gf r a m e b y t h e s t a p l es l i v e ra n df i l a m e n t s w h i c hi s o n eo fe x c e l l e n tw a y sf o rn a t u r a lf a b r i c st os o l v et h e p r o b l e m sc a u s e db y l a wm a t e r i a l s ， d o w n s t r e a mp r o c e s s i n g , a n df i n i s h i n g , e s p e c i a l l yf o rt h e l i g h tw o r s t e df a b d e s t h e d i f f e r e n c eb e t w e e nc o m p o n e n t sa n dt h ep e c u l i a r i t yi ns t r u c t u r eh a v em u c hi n f l u e n c eo n p r o p e r t yo ft h ec o m p o s i t ey a r na n dt h ef a b r i cw o v e nb yi t i ti su s e f u lt ok n o wo ft h e s t r u c t u r ea n d p r o p e r t yo ft h ef a b r i cw o v e n o fc o r e s h e a t hc o m p o s i t ey a m sf o rp r o v i d i n g s e i e n t i t l ee v i d e n c et od e v e l o pf u n c t i o n a lf a b r i c sf o rd i f f e r e n tp u r p o s e s i nt h i sp a p e rt h e p r o c e s sa n dp r i n c i p l eo fs p i n n i n gc o r e - s h e a t hc o m p o s i t ey a mw e r ei n t r o d u c e d ，t h e s t m c t u r ea n d p r o p e r t yo f t h ey a r na n di t sf a b r i cw e r et e s t e da n de v a l u a t e d n e y a mp r o p e r t i e sn o to n l yd e p e n do nt h et h e i rf i b e rp r o p e r t i e sb u to nt h ey a m s t r u c t u r e s t h ey a ms t r u c t u r ec a nb ed e s c r i b e db yt h ef i b e rg e o m e t r i ca r r a n g e m e n t o n t h ee x t a n tt h e o r e t i c a lb a s i s ，t h ef i b e r s a r r a n g e m e n ta n do r i e n t a t i o nw e r ea n a l y z e di n d e t a i lb y p u t f o r w a r dat h r e e d i m e n s i d n a lm o d e l t oc o n t r o lt h ef i b e rm i g r a t i o ni st h e k e y t op r o d u c eh i g h q u a l i t yy a m s t h es p i n n i n gm e t h o dd e t e r m i n et h e y a ms t r u c t u r ew h i l et h es t r u c t u r ea n dt h e c o m p o n e n ta f f e c tt h ey a m 7 sp r o p e r t y cs p i n n i n gt h ec o r e s h e a t hc o m p o s i t ey a m w i t hs t a p l ef i b e r sa n df i l a m e n t so nt h er i n gf r a m e , t h e p r e - t e n s i o n ，p r o p o r t i o na n dt h e p o s i t i o nw h e nt h ef i l a m e n t se n t e r i n gt h es t a p l es l i v e rh a v ei m p o r t a n ti n f l u e n c eo nt h e y a m sp r o p e r t y t h ec r o s s - s e c t i o no ft h ey a mi sr i n g - s h a p e d ；t h ef i l a m e n ti si ni t s c e n t e rw i t ht h es t a p l ef i b e r sc o v e r i n g 1 1 l ea p p e a r a n c eo ft h ey a mi st h es a m el i k et h e t r a d i t i o n a lr i n gy a mi nl o n g i t u d i n a ld i r e c t i o n a tt h es a m et i m es o m em e t h o d st oe v a l u a t e t h e p r o p o r t i o na n d t h e c o v e r i n g r a t ew e r ei n t r o d u c e di nt h i sp a p e r f o rt h em e c h a n i c a lp r o p e r t y , t h es t r e n g t ha n d e l o n g a t i o nw a s s t u d i e d t h es t r e n g t h a n d e l o n g a t i o nc h a n g e w i t ht h e p r o p o r t i o n o f c o m p o n e n t s a n dt h e p r e - t e n s i o n o ff i l a m e n t y a m sw i t hd i f f e r e n tc o u n t sw e r et e s t e da n d c o m p a r e d a n dt h et r e n dh o w t h e p r e t e n s i o n a n d p r o p o r t i o na f f e c tt h es t r e n g t ha n de l o n g a t i o nw a ss t u d i e d 1 1 1 ct w of a c t o r sa f f e c tt h e s t r e n g t ha n de l o n g a t i o na tt h es a m et i m e t h ep r e t e n s i o nd e t e r m i n e si ft h ef i l a m e n ti s s t r a i g h ti nt h ey a m ，t h ep r o p o r t i o no ft h ef i l a m e n t sd e t e r m i n et h ee x t e n to nw h i c ht h e a b s t r a c t 紐a m e n t st oe n d u r et h eb u r d e n b e c a u s et h es t r u c t u r eo ft h ey a r ni ss t e a d y , t h em o d i f i c a t i o no fw e a v e p r o c e s si sl i t t l e a n dt h ep h a s eo ff i n i s h i n gi ss h o r t i nt h em e c h a n i c a lp r o p e r t y , t h ec o m p o s i t ef a b r i c 7 s s t r e n g t ho f t e n s i l es t r e n g t h 、t e a r i n gs t r e n g t ha n d b u r s t i n gs t r e n g t ha r e a l lm u c h l a r g e r t h a n t h a to f s t a p l ef a b r i c i nt h es t y l e ，t h eb e n d i n g r e s i s t a n c ew a sd e c r e a s e d c o m p a r e dt h a to f s t a p l ef a b r i c , w h i c h c a nb es e e n t h r o u g ht h ef a b r i c s a e s t h e t i cc o e f f i c i e n ta n d l i v e l i n e s sp e r c e n t a g ew a si n c r e a s e di nt h ed r a p i n gp r o p e r t y w i t ht h ef i l a m e n tb e i n ga s t h et i 曲t n e s s ，t h ea n t i - c r e a s ep r o p e r t yw a sm u e h i m p r o v e d a n d t h ec o m p o s i t ef a b r i cw a s n o n - i r o nw i t hs u p e rs h a p e r e t e n t i v ep r o p e r t y a d d i t i o n a l l y , b e c a u s eo ft h eh i g h c o v e r i n g r a t eo ft h es t a p l ef i b e l st ot h ef i l a m e n t s ，t h ey a mi se v e na n dt h e h a i ri sl i t t l e t h ef a b r i c h a sf l a ts u r f a c ew i t ht h es m e a p p e a r a n c ea n df e l l i n ga st h a to fs t a p l ef a b r i c a n dt h e a n t i - s t a t i ci so b v i o u s 鯽w o r d s ：c o r e - s h e a t h ，r i n gs p i n n i n g , c o m p o s i t ey a m ，s t r u c t u r e ) p r o p e r t y f a b r i cp r o p e r t y m 第一章緒論 第一章緒論 1 1 引言 隨著科技的發(fā)展、社會(huì)文明的進(jìn)步，人們的物質(zhì)生活和觀念有了很大改變。對(duì) 紡織品的消費(fèi)理念由必然性消費(fèi)轉(zhuǎn)變?yōu)檫x擇性消費(fèi)。對(duì)服裝、裝飾品等提出了功能 性和舒適性結(jié)合的要求。在經(jīng)過(guò)了青睞化纖織物的耐用后，具天然纖維外觀j x l 格、 手感和舒適性的面料制作的時(shí)尚服裝，裝飾物已成為人們爭(zhēng)相追求的熱點(diǎn)。 紡織品的功能性和舒適性相結(jié)合是紡織品發(fā)展的必然趨勢(shì)。天然纖維織物雖然 穿著舒適、手感柔和、親和力強(qiáng)，但制成的服裝易皺易縮，穿著料理困難，不符合 快節(jié)奏生活的要求“。2 ?！薄？椢锏男螤畋３中院陀洃浌δ?，尤其是高支面料的生產(chǎn)一 致是困擾其發(fā)展的問(wèn)題。近幾年，解決天然纖維尤其是純棉織物的免燙、沈可穿技 術(shù)主要集中在低甲醛和無(wú)甲醛免燙整理技術(shù)“4 ”。低甲醛整理技術(shù)是對(duì)整理劑進(jìn)行 醚化改性，使其成為低甲醛或超低甲醛整理劑，從而降低布面游離的甲醛含量；無(wú) 甲醛整理技術(shù)是利用整理劑中反應(yīng)活性大的基團(tuán)與纖維結(jié)合成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，限制 了纖維的移動(dòng)，從而提高織物的彈性模量和尺寸穩(wěn)定性”8 ”。 采用化學(xué)方法對(duì)織物進(jìn)行整理要獲得好的效果有許多限制條件。要求織物在處 理前有很好的吸濕性、布面潔凈、p h 值達(dá)標(biāo)，還要保證染色無(wú)色光變化。另外，化 學(xué)整理帶來(lái)的游離甲醛、強(qiáng)力降低，以及環(huán)境污染等負(fù)面影響與人們崇尚自然、環(huán) 保的觀念相背離。而采用生態(tài)、環(huán)保的物理方法實(shí)現(xiàn)純棉面料的免燙、洗可穿性能 還未見(jiàn)報(bào)道”1 。 因此，如何解決這一問(wèn)題成為紡織領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。在新的紡織品標(biāo)準(zhǔn)不斷規(guī) 范、提高的情況下，原有化學(xué)法對(duì)織物進(jìn)行免燙處理受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)，人們的注意力 由后整理工藝逐漸轉(zhuǎn)向構(gòu)成織物的紗線上來(lái)。而通過(guò)改變紗線的結(jié)構(gòu)和組分的構(gòu)成 是一個(gè)重要研究方向。前幾年，混紡織物受到消費(fèi)者和生產(chǎn)廠家的青睞便是有力的 證明。然而，混紡紗線的后加工生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)遇到紗線磨損、染色等困難，不能保 證織物外觀的均一性。因此，針對(duì)天然纖維織物的特點(diǎn)，以提高織物風(fēng)格和改善織 物的功能為宗旨的復(fù)合紡紗方法越來(lái)越受關(guān)注“+ ”。環(huán)錠紡芯鞘型包芯復(fù)合紡便是 成功的例子。 長(zhǎng)絲短纖復(fù)合紗( c o m p o s i t ey a r n c o n s i s t e do f f i l a m e n t sa n ds t a p l ef i b e r s ) 同時(shí)具有長(zhǎng)絲和短纖的優(yōu)點(diǎn)。具有較強(qiáng)的強(qiáng)伸性，強(qiáng)力不勻??；具有天然短纖的外 觀，條干不勻小，耐磨性能好。另外，可以利用復(fù)合紡紗方法紡制高支紗，生產(chǎn)高 檔服飾面料。其具有的優(yōu)良性能受到普遍關(guān)注。但是，復(fù)合紗由于其紡紗方法的不 同，決定了其紗線結(jié)構(gòu)存在很大差異。這種結(jié)構(gòu)的差異勢(shì)必影響出其構(gòu)成的紗線和 織物的性能。例如，織物的強(qiáng)伸性主要取決于紗線的拉伸性能，而影響紗線拉仲性 第一章緒論 能的主要因素為紗線的結(jié)構(gòu)和纖維原料的特性。用芯鞘型長(zhǎng)絲短纖復(fù)合紗為原料， 將短纖和長(zhǎng)絲織物的風(fēng)格優(yōu)點(diǎn)揉為體，提高了織物的強(qiáng)伸度和模量、懸垂性、保 形抗皺性，紗線本身具有的特性使得面料和服裝具有永久的尺寸穩(wěn)定性、免燙、洗 可穿性能；由棉短纖作皮層的復(fù)合紗使得織物具有短纖織物的外觀，織物染色容易， 面料和服裝具有天然短纖織物的手感、蓬松性、吸濕透濕性及親合力。 1 2 復(fù)合紗概念演變 1 2 1 復(fù)合紗定義、目的與分類(lèi) 兩種或兩種以上的纖維( 或長(zhǎng)絲) 通過(guò)復(fù)合加工的方法制成的紗稱(chēng)作復(fù)合紗。 兩種纖維的力學(xué)性能可以相似，通過(guò)復(fù)合加工改善紗線的形態(tài)手感等：有時(shí)，纖維 的力學(xué)性能可以差異很大，通常某種纖維充當(dāng)骨架起到增強(qiáng)的作用。和一般的復(fù)合 材料不同，纖維間不是通過(guò)粘合的方法，而是通過(guò)不同組分纖維間相互摩擦、抱合 纏結(jié)而成“”。 復(fù)合紡紗可以將不同素材、不同性能纖維的復(fù)合，不僅僅可以彌補(bǔ)單組份的 缺陷，發(fā)揮復(fù)合纖維的組合優(yōu)勢(shì)，更進(jìn)一步的是由于通過(guò)纖維的復(fù)合化可以使復(fù)合 化的紡織面料表現(xiàn)出單一素材無(wú)法表現(xiàn)出的新的風(fēng)格、高感性及功能“”。 按照紡紗方法和結(jié)構(gòu)復(fù)合紗線可以是各種短纖維( 不同的天然纖維或不同的化 學(xué)纖維或兩者的混合) 通過(guò)一般的紡紗方法( 環(huán)錠紡、s i r o s p u n ) 復(fù)合，稱(chēng)為混紡 短纖紗( b l e n ds t a p l ey a r n ) ：也可以是不同長(zhǎng)絲通過(guò)并合加捻、假捻變形、空氣 變形等復(fù)合，稱(chēng)為混纖紗( b l e n df i l a m e n ty a r n ) ：還可以是不同天然纖維和化學(xué)長(zhǎng) 絲通過(guò)加捻并合、各種變形和包纏、s i r o f i l 、包芯等復(fù)合成紗，嚴(yán)格來(lái)講，這種紗 線才是真j 下意義上的復(fù)合紗。復(fù)合紗的結(jié)構(gòu)與紡紗方法見(jiàn)下表。 表l 一1 復(fù)合紗結(jié)構(gòu)與紡紗方法 s ：短纖維：f ：長(zhǎng)絲 第章緒論 圖1 1 復(fù)合紗結(jié)構(gòu)類(lèi)型 1 2 2 長(zhǎng)絲短纖復(fù)合成紗技術(shù) 針對(duì)天然纖維織物的問(wèn)題，主要利用長(zhǎng)絲的固有特性改善織物的挺括，保形性， 還可以采用長(zhǎng)絲來(lái)增強(qiáng)紗線的強(qiáng)力，實(shí)現(xiàn)高支復(fù)合紗織物的功能化。長(zhǎng)絲短纖的復(fù) 合根掘長(zhǎng)絲是否彈性又分為軟式復(fù)合紗和硬式復(fù)合紗兩類(lèi)( 見(jiàn)表l - - 2 ) 。用來(lái)改善織 物免燙、保形性能的是硬式復(fù)合紗“。 表1 2 長(zhǎng)絲短纖復(fù)合紗分類(lèi) 不同天然纖維和長(zhǎng)絲復(fù)合的方法主要有以下幾種： ( 1 ) 靜電紡 如圖1 2 所示，在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上，長(zhǎng)絲經(jīng)過(guò)張力裝置，出高壓靜電丌纖器展開(kāi) 分散，經(jīng)過(guò)集束器后，在前羅拉后方喂入，與牽伸后的短纖維均勻混合，并相互包 纏，然后加捻成紗。 這種方法可以解決長(zhǎng)絲與短纖在低捻時(shí)，由于組分之間抱合力小造成兩組分相 對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生“剝皮”現(xiàn)象。并且該方法可以使長(zhǎng)絲和短纖充分混合，相互抱合形 成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，但是，長(zhǎng)絲必須是合成纖維( 靜電可以使其方便的分散丌) 。但是該 種方法存在安裝和成本問(wèn)題。 第一章緒論 短鰳 圖1 2 靜電紡圖1 3s i r o f i l 紡 ( 2 ) s i r o f i l 長(zhǎng)短纖合捻紗 如圖l 一3 示，s i r o f i l 是由s i r o s p u n ( 圖l 一4 ) 發(fā)展而來(lái)的，與s i r o s p u n 合 捻紗的相同之處在于兩股纖維束( 單或雙種) 原料合捻而成；不同之處為長(zhǎng)絲和短纖的 合搶?zhuān)从靡桓L(zhǎng)絲代替了一根粗紗條，區(qū)別于s i r o s p u n 的短纖短纖合捻。積極式 退繞的長(zhǎng)絲經(jīng)過(guò)張力控制裝鼴，施加一定的張力，然后由導(dǎo)輪控制進(jìn)入短纖須條的位 置，在前鉗口后經(jīng)分紗集柬器進(jìn)入短纖須條與之合捻成紗。 s i r o f i l 復(fù)合紗與長(zhǎng)絲短纖包芯復(fù)合紗的區(qū)別在于s i r o f i l 復(fù)合紗中長(zhǎng)絲與短纖 之間存在一定的隔距，至于長(zhǎng)絲在須條的哪一側(cè)，對(duì)成紗結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響。由于該復(fù)合 紗沒(méi)有包覆率的要求，長(zhǎng)絲的規(guī)格有很大的選擇范圍。但 是由于長(zhǎng)絲暴露在復(fù)合紗的表面，會(huì)影響紗線的外觀。+ 州。 圖l 一5 空心錠紡 第一章緒論 ( 3 ) 包繞紗( w r a py a r n ) 空心錠包繞紗 如圖1 5 示，粗紗經(jīng)牽伸、加捻系統(tǒng)時(shí)，長(zhǎng)絲包繞在粗紗纖維束外圍表面，由 于短纖維束本身具有一定的捻度，再加上空心錠子的回轉(zhuǎn)，因此紗線的強(qiáng)力比較大， 毛羽較少。適應(yīng)于彈性紗線的紡制。 平行無(wú)捻包繞紗( p a r a ll e ly a r n ) 如圖l 一6 示，利用五對(duì)或六對(duì)羅拉的超大牽伸機(jī)構(gòu)，棉 條艱入牽伸系統(tǒng)后，長(zhǎng)絲包繞在短纖條的夕卜圍，直接卷繞成筒 子紗，可以減少粗紗與絡(luò)筒兩道工序。紗線的特點(diǎn)為短纖束條 主體沒(méi)有捻度，紗線質(zhì)地非常柔軟。 0 e 包繞紗 喂入機(jī)構(gòu)如圖l 一7 示，纖維經(jīng)過(guò)- 丌纖后進(jìn)入轉(zhuǎn)子凝聚成 紗，在經(jīng)過(guò)輸出紗管時(shí)，長(zhǎng)絲與之包繞成紗。紗線包繞的均勻 度較前兩者差，而且適于紡制粗支紗，局限性大。 m j s 包繞紗 如圖1 8 示，利用噴氣式紡紗機(jī)構(gòu)紡織包繞紗，長(zhǎng)絲在 噴嘴處喂入，與噴嘴內(nèi)短纖須條包繞成紗。紗線柔軟度比o e 包繞紗差。喂紗率的變化會(huì)導(dǎo)致包繞紗的包繞均勻度的變化。 圖1 - - 6p a r a l l e l 紡 圖1 - - 7 轉(zhuǎn)杯包繞紡圖 圖1 - - 8 噴氣包繞紡 ( 4 ) 包芯紗( c o r ey a r n ) 利用一般環(huán)錠細(xì)紗機(jī)，另外加裝長(zhǎng)絲退繞裝置、張力控制裝置，將長(zhǎng)絲由前羅 拉后方喂入短纖須條的中心位置，然后加捻成紗。粳紗按常規(guī)的方式喂入、牽伸。 如圖1 9 示。包芯紗的芯組分和外包組分不同，一般外包短纖維，紗芯為長(zhǎng)絲或短 纖紗。另外，利用摩擦紡或噴氣紡也可以紡制包芯紗。 趣大牽伸區(qū) 第一章緒論 包芯紗分為硬式包芯紗和軟式包芯紗兩種。 前者芯紗為一般的長(zhǎng)絲，后者為彈性長(zhǎng)絲。紡 制包芯紗時(shí)，雖然將長(zhǎng)絲對(duì)準(zhǔn)短纖須條的中心 位置，但是受到牽伸機(jī)構(gòu)、纖維轉(zhuǎn)移的影響， 成紗時(shí)長(zhǎng)絲的位置仍然可能有變化。如果芯組 分偏移過(guò)多，會(huì)影響紗線的染色性能和強(qiáng)伸性 等。 1 3 不同紡紗方法的成紗結(jié)構(gòu)特性 當(dāng)前棉紡領(lǐng)域有5 種實(shí)用的、備受關(guān)注的 紡紗方法，即傳統(tǒng)環(huán)錠紡、轉(zhuǎn)杯紡、噴氣紡、 渦流紡和改進(jìn)的環(huán)錠紡緊密紡。不同的紡 紗方法有不同的成紗機(jī)理，纖維在紗線中的排 列形態(tài)以及緊密度也不同“”。 ( 1 ) 傳統(tǒng)環(huán)錠紗線結(jié)構(gòu) 圖卜9 包芯紡 傳統(tǒng)的環(huán)錠紗中纖維基本上呈螺旋狀排列，由于存在加捻三角區(qū)，纖維不能全 部被捻到紗體中去，很多邊緣纖維一端在紗體內(nèi)，另一端伸到紗條外形成毛羽。所 以雖然環(huán)錠紗的結(jié)構(gòu)緊密，但是表面無(wú)序。光潔度差。 ( 2 ) 轉(zhuǎn)杯紡紗線結(jié)構(gòu) 由于加捻區(qū)內(nèi)纖維缺乏積極的握持，纖維松散、伸直程度差且內(nèi)外轉(zhuǎn)移率低。 紗的結(jié)構(gòu)分為紗芯和外包纖維兩部分。紗芯結(jié)構(gòu)與環(huán)錠紗相似。外包纖維結(jié)構(gòu)松散 無(wú)規(guī)則地纏繞在芯紗外面。因此紗體結(jié)構(gòu)蓬松，外觀豐滿。 ( 3 ) 噴氣紡紗線結(jié)構(gòu) 噴氣紗是一種雙重結(jié)構(gòu)的紗，一部分是近乎平行、無(wú)捻的芯纖維，另一部分是 外部的包纏纖維。噴氣紗結(jié)構(gòu)較為蓬松，纖維間隙大，包纏纖維的比例很小，包纏 纖維將向心壓力施加于芯纖維，給予紗體必要的聚合力以承受外部應(yīng)力。 ( 4 ) 渦流紡紗線的結(jié)構(gòu) 渦流紗線也是一種雙重結(jié)構(gòu)，芯纖維是無(wú)序的、平行的、無(wú)捻度的。依靠旋轉(zhuǎn) 氣流的作用使末端纖維包覆纏繞在芯纖維外部加捻成紗。與噴氣紡紗不同點(diǎn)在渦流 紗的外層覆蓋纖維的比例大( 約6 0 ) ，以至于內(nèi)部纖維幾乎完全被覆蓋，表面纖 維排列更近乎于環(huán)錠紗。 ( 5 ) 緊密紡紗線結(jié)構(gòu) 緊密紡紗線中纖維的排列最為整齊，由于氣流的收縮和聚合作用，纖維的頭端 均捻入紗線內(nèi)，成紗結(jié)構(gòu)最為緊密，紗線外觀光潔、毛羽少，加捻螺旋結(jié)構(gòu)清晰可 見(jiàn)，纖維幾乎沒(méi)有內(nèi)外轉(zhuǎn)移。這也是通過(guò)消除加捻三角區(qū)使得紗線體現(xiàn)出的最顯著 第一章緒論 的特征。 1 4 本研究的主要內(nèi)容及意義 本文在綜合復(fù)合紡紗方法及不同方法成紗結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，主要研究在環(huán)錠細(xì)紗 機(jī)上紡制芯鞘型長(zhǎng)絲短纖復(fù)合紗的加工工藝和成紗機(jī)理，為不同纖維的復(fù)合提供新 的技術(shù)平臺(tái)和低成本短流程工藝流程。并對(duì)以其為原料織制的復(fù)合面料的性能進(jìn)行 測(cè)試評(píng)價(jià)，將短纖和長(zhǎng)絲織物的優(yōu)點(diǎn)加以揉合，是一種解決棉及纖維素織物免燙問(wèn)題 的物理方法，同時(shí)也是一種實(shí)現(xiàn)織物功能化的有效加工方法和手段，為丌發(fā)新型功 能面料提供了科學(xué)依據(jù)。 ( 1 ) 纖維轉(zhuǎn)移機(jī)理 回顧了纖維的轉(zhuǎn)移方式和機(jī)理，提出了新的纖維轉(zhuǎn)移模型，并對(duì)模型的尺寸。 變化趨勢(shì)進(jìn)行了描述，闡述了新的“加捻細(xì)頸區(qū)”纖維排列轉(zhuǎn)移機(jī)理。 ( 2 ) 芯鞘型包芯復(fù)合紗成紗機(jī)理與工藝 介紹了已有的環(huán)錠紡包芯紗成紗方法及其特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上闡述了環(huán)錠紡芯鞘 型長(zhǎng)絲短纖復(fù)合紗的成紗工藝與機(jī)理，然后進(jìn)行了工藝試驗(yàn)，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu) 化。該工藝對(duì)傳統(tǒng)的細(xì)紗機(jī)改動(dòng)少，工藝簡(jiǎn)單，紗線結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，改善了包覆效果。 與s i m f i l 紗中長(zhǎng)絲與短纖紗條捻合效果不同，是一種皮芯結(jié)構(gòu)的紗線，短纖維與長(zhǎng) 絲一起進(jìn)行復(fù)合加捻，短纖須條以單纖維的形式包覆長(zhǎng)絲，該工藝適紡性好。 ( 3 ) 芯鞘型復(fù)合紗結(jié)構(gòu)及評(píng)價(jià)方法 在對(duì)芯鞘型包芯復(fù)合紗的結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)中，本文對(duì)紗線的毛羽、條干以及紗線截面、 外觀進(jìn)行了測(cè)試和觀察。提出了衡量包芯紗組分比和包覆率的方法。紗線的外觀結(jié) 構(gòu)與傳統(tǒng)的環(huán)錠紗相同。外包短纖維實(shí)現(xiàn)了對(duì)長(zhǎng)絲的良好的包覆，而且條干均勻、 毛羽少。 ( 4 ) 芯鞘型復(fù)合紗強(qiáng)伸性能測(cè)試 對(duì)長(zhǎng)絲預(yù)加張力和含量對(duì)紗線的強(qiáng)伸性能的影響趨勢(shì)作了探討，對(duì)復(fù)合紗和短 纖紗以及不同細(xì)度的復(fù)合紗線的強(qiáng)伸性能作了測(cè)試和比較。長(zhǎng)絲預(yù)加張力和含量是 同時(shí)影響復(fù)合紗的強(qiáng)伸性的。預(yù)加張力決定了長(zhǎng)絲在紗線中的伸直狀態(tài)，長(zhǎng)絲含量 決定了長(zhǎng)絲承擔(dān)拉伸負(fù)荷的程度。 ( 5 ) 芯鞘型復(fù)合紗織物的特性 在研究織物的特性時(shí)，介紹了織物的制備工藝，織物截面和外觀形態(tài)。采用對(duì) 比的方式，測(cè)試評(píng)價(jià)了復(fù)合織物的基本力學(xué)性能，另外針對(duì)長(zhǎng)絲在紗線中的作用， 著重測(cè)試了織物的懸垂性和抗皺免燙性來(lái)分析評(píng)價(jià)了織物的風(fēng)格和保形性，為該面 料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供了依據(jù)。 ( 6 ) 新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)探討 根據(jù)芯鞘型包芯復(fù)合紗對(duì)各種短纖和長(zhǎng)絲的適紡性，采用不同的功能性原料可 以開(kāi)發(fā)各種適于不同用途的面料。 第二二章纖維轉(zhuǎn)移機(jī)理 第二章纖維轉(zhuǎn)移機(jī)理 2 1 前言 紗線的性能不僅取決于組成纖維的物理性能，還取決于紗線結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)可 根據(jù)纖維的幾何排列來(lái)描述。纖維在紗線中發(fā)生位胃的轉(zhuǎn)移，表層和內(nèi)部的纖維間 相互穿插、糾纏，產(chǎn)生相互握持的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。纖維本身具有張力，尤其是表層纖維 的張力產(chǎn)生向心壓力，使纖維相互作用。纖維間接觸和擠壓增強(qiáng)，產(chǎn)生摩擦和抱合， 紗線強(qiáng)力、抵抗變形的能力增加，紗線不易解體。而紗線產(chǎn)生強(qiáng)力和抱合，兩點(diǎn)是 必須的：一是捻度，它能產(chǎn)生抱合纖維的橫向力：另一個(gè)是纖維在紗中位罱的變化， 使得纖維的各個(gè)部分都被抱緊。p e i r c e 肯定了位簧相互轉(zhuǎn)移的必要，而m o r t o n 給 它起了個(gè)名字為“轉(zhuǎn)移”“。 2 2 加捻狀態(tài)下纖維轉(zhuǎn)移機(jī)理理論模型綜述 2 2 1 理想化的轉(zhuǎn)移 在理想的纖維轉(zhuǎn)移幾何模型中，紗的橫截面是圓形的，并且紗線是由各層纖維 轉(zhuǎn)移形成的半徑不變的同。t l , 圓柱狀體組成，纖維有規(guī)律、均勻地從紗的外圍轉(zhuǎn)移到 紗中心，然后再回到外圍。在這樣的模式中，整根紗線的纖維卷裝密度是不變的。 假設(shè)將整個(gè)長(zhǎng)度上的紗線分成隨半徑增加的幾個(gè)區(qū)域。像圖2 一l 所表示，那么，經(jīng) 過(guò)每個(gè)區(qū)域的纖維的長(zhǎng)度必定和該區(qū)域的體積成比例陸。 a ) 棗佩嚴(yán)與q 髓關(guān)確曲姥 ( b ) 口同與q * 菊攙縫 圖2 1 理想化的轉(zhuǎn)移圖2 - - 2 理想化的轉(zhuǎn)移周期 圖2 2 表示如果r 2 隨纖維長(zhǎng)度q 線性變化，假定在一個(gè)轉(zhuǎn)移周期內(nèi)纖維的長(zhǎng)度 為q ，則從中心開(kāi)始的纖維的第一個(gè)循環(huán)的轉(zhuǎn)移公式為： 8 第二二章纖維轉(zhuǎn)移機(jī)理 當(dāng)o q q 2 時(shí)，( 么) 2 2 而q “2 1 判z n 呲( 么) 2 - - 一學(xué)咯參z ) 2 2 2 圓柱狀轉(zhuǎn)移 如圖2 3 ，不同位置的纖維的相對(duì)位置：根據(jù)捻度的大小繞纖維束中心轉(zhuǎn)動(dòng)，橫 截面發(fā)生和捻度一致的角位移，纖維束中不發(fā)生纖維的內(nèi)外層轉(zhuǎn)移。 圖2 3 圓柱狀轉(zhuǎn)移圖2 4 扁平帶加捻 2 2 3 扁平帶加捻 紗線經(jīng)常被想象為以纖維圓柱束的形式加捻，但 是，在實(shí)際加捻過(guò)程中，扁平帶狀形式加捻可能更常 見(jiàn)。如圖2 4 所示，扁平帶可以?xún)煞N不同的方法加 捻：簡(jiǎn)單的加捻和圈捻兩種形式。只要須條具有一定 的寬度和厚度，后一種加捻方式會(huì)易于發(fā)生”1 。 圖2 5 為扁平帶上各點(diǎn)捻入纏繞帶前和捻入后 的關(guān)系。在扁平帶的外表面的點(diǎn)加捻后仍處于中空?qǐng)A 柱體的外表面，而在扁平帶內(nèi)表面的點(diǎn)，加捻后仍處 于中空?qǐng)A柱體的內(nèi)表面。假定以連續(xù)長(zhǎng)絲為研究對(duì)象，圖2 5 轉(zhuǎn)移的位置關(guān)系 由于加捻，紗線外面的長(zhǎng)絲將從帶的一面環(huán)繞到另一面。將在紗中內(nèi)外轉(zhuǎn)移，由于中 心是中空的，所以它實(shí)際上將在紗表面和靠近紗軸線問(wèn)轉(zhuǎn)移。 假設(shè)一條寬為a 厚度為b 的扁平帶加捻成包纏的形式。在加捻前后由直角坐標(biāo) 鬻譬 j 圄園 i l d 第二章纖維轉(zhuǎn)移機(jī)理 系( x ，y ，z ) 到極坐標(biāo)系( r ，巾，) 的轉(zhuǎn)變?nèi)缦聢D2 6 所示。 圖2 - - 7 ( b ) 表示以長(zhǎng)絲為示蹤纖維的一個(gè)轉(zhuǎn)移周期。如果一個(gè)捻回的周期為a ， 根據(jù)長(zhǎng)絲的路線的4 部分，它可以分成4 塊相等的長(zhǎng)度。一個(gè)周期內(nèi)長(zhǎng)絲的轉(zhuǎn) 移路線可以定義為： ( a ) 當(dāng)o z 4 時(shí)，經(jīng)過(guò)一個(gè)較寬的平面 x = 嘭= c ( 常數(shù)) ( 2 3 ) y = 專(zhuān)= 眈一) ( z 塒 ( b ) 當(dāng) 4 z 2 時(shí)，經(jīng)過(guò)一個(gè)較窄的平面 x = 一= c ( 常數(shù)) ( 2 5 ) y = 眈： 卜銷(xiāo)_ z 刪 z = 一( 2 7 ) y ：( _ 嘆f t 一掣“z 刪 第二章纖維轉(zhuǎn)移機(jī)理 ( d ) 當(dāng)3 4 z 入時(shí) x _ ，( 2 - 9 ) 4 ： ，一銷(xiāo)“z 圳， 隨后的捻回將重復(fù)同樣的模式。 2 3 環(huán)錠紡“加捻細(xì)頸區(qū)”纖維轉(zhuǎn)移機(jī)理分析 2 3 1 引言 在環(huán)錠紡紗機(jī)上，經(jīng)搖架牽伸機(jī)構(gòu)牽伸、并由前羅拉輸出后，細(xì)紗須條進(jìn)入加 捻區(qū)。由加捻系統(tǒng)產(chǎn)生的捻回沿須條軸向自下而上地傳遞，并到達(dá)前鉗v i 處。在加 捻力矩的作用下，由前羅拉輸出的須條截面形狀由扁平狀逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)穩(wěn)定的圓 形，在須條上產(chǎn)生了一個(gè)“加捻細(xì)頸區(qū)”，傳統(tǒng)理論稱(chēng) 之為“加捻三角區(qū)”口“。眾所周知，在該區(qū)內(nèi)，纖維具 有較復(fù)雜的轉(zhuǎn)移規(guī)律和不同的配列、取向趨勢(shì)，它是 須條形成紗線前纖維最后一個(gè)較為活躍的階段。經(jīng)過(guò) 細(xì)頸區(qū)后，紗線的結(jié)構(gòu)就處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。 傳統(tǒng)的環(huán)錠紡紗工藝?yán)碚摚恢毖赜枚S模型( 圖2 - 8 ) ，即“加捻三角區(qū)”理論來(lái)描述三維立體的“加 捻細(xì)頸區(qū)”。而基于傳統(tǒng)的“加捻三角區(qū)”二維模型理 論對(duì)纖維的配列取向和轉(zhuǎn)移規(guī)律進(jìn)行的描述和分析是 不充分的。圖2 8 加捻三角區(qū) 通過(guò)建立三維模型對(duì)“加捻細(xì)頸區(qū)”的形態(tài)進(jìn)行描述，對(duì)該區(qū)內(nèi)纖維的流動(dòng)取 向和排列規(guī)律進(jìn)行詳盡分析，進(jìn)而揭示“加捻細(xì)頸區(qū)”內(nèi)存在的特定纖維轉(zhuǎn)移規(guī)律。 工藝實(shí)踐證明，在三維立體的“加捻細(xì)頸區(qū)”理論指導(dǎo)下，通過(guò)對(duì)纖維的配列、取 向和轉(zhuǎn)移規(guī)律進(jìn)行有效控制，是進(jìn)行多組份復(fù)合紡紗和生產(chǎn)高品質(zhì)無(wú)毛羽光潔紗的 技術(shù)關(guān)鍵。 2 3 2 環(huán)錠紡紗“加捻細(xì)頸區(qū)”的三維模型 如圖2 9 所示，須條經(jīng)牽伸后，由前羅拉輸出并進(jìn)入細(xì)紗機(jī)加捻區(qū)。由錠子回 轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的捻回向前羅拉鉗口處傳遞，使須條圍繞加捻中心回轉(zhuǎn)而產(chǎn)生角位移。以 扁平狀截面分布的須條兩側(cè)的纖維由于加捻效應(yīng)的作用，按螺旋線方式被折疊卷入 紗條。隨著須條移動(dòng)，在捻度的作用下，須條寬度逐漸變窄，其截面形狀由扁平狀 第二章纖維轉(zhuǎn)移機(jī)理 逐步收緊而轉(zhuǎn)變?yōu)閳A型，形成了“加捻細(xì)頸化區(qū)”。為此，設(shè)須條被前鉗口握持的平 面為平面i 。其寬度為甌；經(jīng)過(guò)細(xì)頸化區(qū)并形成穩(wěn)定紗線結(jié)構(gòu)處為平面，此時(shí)紗 線的直徑為d 。平面i 與平面之間距離為h 。 為了對(duì)“加捻細(xì)頸區(qū)”內(nèi)纖維配列、取向規(guī)律和轉(zhuǎn)移機(jī)理進(jìn)行描述和分析，建 立三維模型如圖2 1 0 所示，從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度出發(fā)，研究纖維的運(yùn)動(dòng)軌跡和配列取向 規(guī)律。假定進(jìn)入細(xì)頸化區(qū)前，須條內(nèi)纖維沿軸線具有相當(dāng)一致的耿向性。進(jìn)入加捻 細(xì)頸化區(qū)后，須條內(nèi)位于不同位置的纖維會(huì)沿不同的螺旋線軌跡卷入紗條?？疾旒?捻細(xì)頸化區(qū)的兩端平面i 與平面，在平面i 上須條表層纖維的各點(diǎn)用a 、b 、c 、d 、 e 、f 、g 、h 表示，由于捻回的傳遞作用，上述各點(diǎn)分別轉(zhuǎn)移到平面i v 的a 、b 7 、c 、d 、 e 。、f 、g 。、h 。點(diǎn)。可以假定在須條內(nèi)不同環(huán)形層面上各點(diǎn)的轉(zhuǎn)移也符合上述規(guī)律。 圍 圖2 9 環(huán)錠紡圖2 一1 0 細(xì)頸區(qū)模型 如圖2 1 1 2 1 5 所示，沿紗軸取細(xì)頸區(qū)的截面i 、i i 、i i i 、來(lái)描述轉(zhuǎn)移過(guò) 程中加捻細(xì)頸區(qū)橫截面的變化，截面i 是前鉗口握持的截面；截面紗線成型點(diǎn)處 的截面。點(diǎn)g 、h 、e 、f 的位置變化反映了截面間的角位移。圖2 1 6 、圖2 1 7 分 別為點(diǎn)g 、h 和e 、f 的轉(zhuǎn)移軌線的投影圖。 圖2 1 1 加捻細(xì)頸區(qū) 】 l 薹1 e l 雹廠 l 矗 圖2 1 2 截面i 第二章纖維轉(zhuǎn)移機(jī)理 圖2 一1 3 截面i i 。k 廠氣始 圣 j、 y 1 1 圖2 一1 5 截面 圖2 1 4 截面i i i 麋爻 氫 _ 。 雒 鎏 移 圖1 7 轉(zhuǎn)移軌跡i i 圖2 一1 6 轉(zhuǎn)移軌跡ii i 圖2 一1 8 綜合轉(zhuǎn)移圖 綜合以上分析。該區(qū)內(nèi)纖維的轉(zhuǎn)移圖可以圖2 1 8 表示。 第二章纖維轉(zhuǎn)移機(jī)理 2 3 3 “加捻細(xì)頸區(qū)”形狀尺寸的計(jì)算 傳統(tǒng)的“加捻三角區(qū)”，實(shí)際上是“加捻細(xì)頸區(qū)”的二維化描述。在“加捻細(xì)頸 區(qū)”的模型中( 圖2 一1 0 ) ，在縱截面g h h g 上，能反映出加捻三角區(qū)的某些幾何特征。 設(shè)經(jīng)牽仲后的短纖須條在前羅拉鉗口處的寬度為砜， 成紗后紗的直徑為d 。，細(xì)頸區(qū)的高度為h 在細(xì)頸區(qū) 縱截面g h h g 上，設(shè)母線hg 與加捻中心的夾角為b ， 如圖2 1 9 所示。 帥= - a r c t g ( 等) ( 2 - 1 1 ) 式說(shuō)明，“加捻細(xì)頸區(qū)”的圓錐角0 ， 在紗線支數(shù)一定的情況下，粗紗定重越大時(shí)，b 越 大。 圖2 1 9 “加捻細(xì)頸區(qū)”的形狀尺寸 設(shè)前羅拉輸出速度為v 。鋼絲圈回轉(zhuǎn)的速度為n 。前羅拉輸出的須條內(nèi)的纖維 在軸向速度v ，和回轉(zhuǎn)速度v 。的雙重作用下向前運(yùn)動(dòng)， 其中，廠巧= z o l e = 蒯o n ，( 2 1 2 ) 設(shè)經(jīng)時(shí)間t ，點(diǎn)h 由前羅拉輸出后因捻回的作用轉(zhuǎn)移到h ， 則r _ f = h l _ 。f ：旦些( 2 m ) 從而得出： h ：皂。( d o + a o ) ( 2 1 4 ) 曠2 。 在( 2 一1 4 ) 式中砜由粗紗定重和細(xì)紗牽伸倍數(shù)確定，d 。為紗線的直徑，一旦紡紗 支數(shù)和捻系數(shù)確定，則凼為一確定值。即在一定的紡紗工藝條件下，隗和文都是確 定值。所以，細(xì)頸區(qū)的高度由前羅拉輸出速度和細(xì)紗的加捻速度決定。單位時(shí)間的 捻回?cái)?shù)大，則h 小：前羅拉輸出速度越大，則t t 大。 第二章纖維轉(zhuǎn)移機(jī)理 2 3 4 “加捻細(xì)頸區(qū)”內(nèi)纖維取向、排列及運(yùn)動(dòng)規(guī)律 為討論方便，我們定義位于須條內(nèi)距加捻中心大于1 4 須條寬度區(qū)域的纖維為邊 緣區(qū)纖維；位于距加捻中心小于i 4 須條寬度區(qū)域的纖維為中央?yún)^(qū)纖維。位于須條表 面附近的纖維稱(chēng)為外部層纖維，位于須條內(nèi)部靠近加捻中心的纖維稱(chēng)為內(nèi)部層纖維。 這樣我們就可以把須條內(nèi)的纖維分為四個(gè)部分，即邊緣區(qū)的外部層纖維、邊緣區(qū)的內(nèi) 部層纖維、中央?yún)^(qū)的外部層纖維、中央?yún)^(qū)的外部層纖維。進(jìn)入細(xì)頸化區(qū)前須條內(nèi)纖維 沿軸線具有高度一致的取向性。如圖2 8 所示，平面i 外部層各點(diǎn)的纖維運(yùn)動(dòng)到平面 上后，原來(lái)b c d 間的纖維轉(zhuǎn)移到平面上的b 。c + d 間d a b 聞的纖維轉(zhuǎn)移到d ab 。 問(wèn)。即各點(diǎn)的纖維由平面i 轉(zhuǎn)移到平面后。e f 間的距離大于e f 問(wèn)的距離，h g 的距離小于h g 距離。如圖2 2 0 說(shuō)明中央?yún)^(qū)的外部層纖維有相互背離移動(dòng)的趨勢(shì)，邊 緣區(qū)的外部層纖維有相向運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。在隨同須條一起移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)坐標(biāo)系下，須 條的“加捻細(xì)頸區(qū)”內(nèi)會(huì)形成一個(gè)如圖2 - - 2 1 所示的纖維運(yùn)動(dòng)流。由于此纖維流的存 在，導(dǎo)致加捻細(xì)頸區(qū)內(nèi)不同纖維的相對(duì)位置關(guān)系會(huì)發(fā)生較大變化。即在加捻力矩的作 用下，“加捻細(xì)頸區(qū)”內(nèi)細(xì)紗須條截面出扁平形轉(zhuǎn)變?yōu)閳A形時(shí)，位于須條邊緣區(qū)域的外 層纖維會(huì)相互靠近位于須條中央?yún)^(qū)域的外層纖維會(huì)相互分離。如圖2 - - 2 2 所示。圖 中箭頭的長(zhǎng)短表示不同位置纖維轉(zhuǎn)移速度的大小。同時(shí)捻效應(yīng)導(dǎo)致須條表層纖維與內(nèi) 層纖維的取向也是不同的。位于須條表層、離加捻中心較遠(yuǎn)的纖維則會(huì)沿著加捻螺旋 線方向取向，位于須條內(nèi)層、靠近加捻中心的纖維束沿加捻中心取向。 g e 圖2 - - 2 0 “加捻細(xì)頸區(qū)”投影圖 圖2 2 1 “加捻細(xì)頸區(qū)”纖維流動(dòng)趨勢(shì) 圖2 - - 2 2 不同位置纖維的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)i 第二章纖維轉(zhuǎn)移機(jī)理 在圖2 2 2 中，以g 點(diǎn)為起點(diǎn)，以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎较颍玫讲煌恢美w維的轉(zhuǎn)移 速度圖，如圖2 2 3 所示。 v ( 速度) 弋弋 o 圖2 2 3 不同位置纖維的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)i i 纖維在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，轉(zhuǎn)移速度是前羅拉輸出速度、捻回作用產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)速度以 及纖維流速度的合成，以須條中心為原點(diǎn)，三者的速度可以如圖2 - - 2 4 所示。 i 。v 吲l b q k v d 、 影。 n 孕婦 ； 誑鬈豁 v f 馳l 筑的速度 圖2 2 4 速度合成 圖2 - - 2 5 不同位置纖維的轉(zhuǎn)移 2 3 5 捻度對(duì)“加捻細(xì)頸區(qū)”內(nèi)不同位置纖維的牽伸作用 如圖2 - - 2 5 所示，在截面i 中相距須條中心距離為r 的i 點(diǎn)的纖維經(jīng)過(guò)“加捻 細(xì)頸區(qū)”后到達(dá)截面的i 點(diǎn)，該點(diǎn)距離細(xì)紗軸心為r ( 即加捻半徑) 。在h 點(diǎn)的須 條邊緣纖維經(jīng)過(guò)該區(qū)后到達(dá)h 點(diǎn)。 則該纖維的加捻轉(zhuǎn)移螺旋角y ( 螺旋線與軸線方向的夾角) 為： y ：甜咖f 掣1 ( 2 啪) 仃， 該式是關(guān)于螺旋角v 的函數(shù)。在加捻細(xì)頸區(qū)內(nèi)，螺旋角是纖維離須條中心的距 離r 和加捻半徑r 的函數(shù)。r 越大，r 越大，則y 越大。 相對(duì)于中心位置的纖維，由加捻所產(chǎn)生的纖維的長(zhǎng)度變化為： 址：旦一h ( 2 - 1 6 ) c o s y 第二章纖維轉(zhuǎn)移機(jī)理 上隨y 的增大而增大。也就是說(shuō)，捻度越大越l 越大；越位于須條邊緣的纖 維，三越大，捻效應(yīng)對(duì)邊緣纖維的拉伸作用越大。比如對(duì)位于須條邊緣h 點(diǎn)的纖 維r = ，r = ，則： 艫州培 警) ； 在加捻效應(yīng)的作用下，其長(zhǎng)度變化為 m a x 址= 峨= 旦一h ( 2 1 8 ) c o s y o 說(shuō)明在細(xì)頸區(qū)內(nèi)，加捻力矩對(duì)須條邊緣纖維束和中央纖維束的拉伸作用是不同 的。假設(shè)紡紗張力足夠大，足以克服細(xì)頸區(qū)內(nèi)纖維因加捻而產(chǎn)生的回縮。則位于邊 緣的纖維束在加捻力矩的作用下可能產(chǎn)生最大伸長(zhǎng)為厶，而位子中央的內(nèi)層纖維 幾乎不產(chǎn)生伸長(zhǎng)。加捻力矩對(duì)邊緣纖維束的拉伸作用有兩種補(bǔ)償方式，即纖維的彈 性伸長(zhǎng)和纖維間的滑移。由于邊緣纖維間的滑移，纖維問(wèn)相銜接的頭端在轉(zhuǎn)移時(shí)相 互脫離，脫離的頭端會(huì)伸出形成毛羽。同時(shí)，由于捻效應(yīng)導(dǎo)致的須條邊緣纖維與中 心纖維之問(wèn)的張力差異，還會(huì)造成內(nèi)部、邊緣纖維的轉(zhuǎn)移。 2 3 6 結(jié)論 在環(huán)錠紡紗機(jī)上經(jīng)牽伸后，由于加捻力矩的作用，由前羅