嵌入式復(fù)合紡紗專(zhuān)欄嵌入式復(fù)合紡紗專(zhuān)欄rr編者按高效短流程嵌入式復(fù)合紡紗技術(shù)是當(dāng)前以武漢科技學(xué)院副院長(zhǎng)徐衛(wèi)林教授為首的研發(fā)團(tuán)隊(duì)完成的新型紡紗的一大創(chuàng)新技術(shù)。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)紡紗技術(shù)與理論的兩大突破：一是超越了現(xiàn)有毛環(huán)錠紡最高細(xì)度556exi80公支）的記錄，2ex達(dá)到（500公支）二是突破了原有環(huán)錠紡紗技術(shù)對(duì)纖居長(zhǎng)度、細(xì)度等限制，成功實(shí)現(xiàn)了用低等級(jí)纖居原料及下腳料紡制細(xì)特紗。高效短流程嵌入式復(fù)合紡紗技術(shù)為不同原料優(yōu)化組合與多元化紡紗提供了新途徑，對(duì)我國(guó)紡織行業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型將起到巨大的推動(dòng)作用。
武漢科技學(xué)院紡織與材料學(xué)院陳軍老師基于嵌入式復(fù)合紡紗技術(shù)的原理對(duì)該技術(shù)幾項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)，如喂入原料的定位間距、長(zhǎng)絲張力與長(zhǎng)絲含量。不同紡紗方式等進(jìn)行了深入研究。為了幫助紡織企業(yè)更好更快地了解和應(yīng)用該技術(shù)，本刊特辟“嵌入式復(fù)合紡紗專(zhuān)欄”，邀請(qǐng)陳軍老師及有關(guān)專(zhuān)家對(duì)這一紡紗領(lǐng)域的突破性技術(shù)作系列介紹。
輸出間距對(duì)嵌入式復(fù)合紡紗線(xiàn)結(jié)構(gòu)和性能的影響陳軍，徐巧林，葉汶祥，徐衛(wèi)林（武漢科技學(xué)院新型紡織材料綠色加工及其功能化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢43TO73）捻三角區(qū)形狀和單紗受力的影響，認(rèn)為各種間距變化會(huì)使“V”形加捻三角區(qū)夾角、單紗段長(zhǎng)度產(chǎn)生變化，并以此為依據(jù)，使其他工藝參數(shù)不變，分別改變長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距、粗紗與長(zhǎng)絲間距及紗紡中心點(diǎn)偏移進(jìn)行紡紗，通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)比較，討論了各種間距對(duì)成紗結(jié)構(gòu)性能的影響。結(jié)果表明，隨著各種間距變化，成紗毛羽、強(qiáng)伸性與條干均呈非單調(diào)性變化。綜合考慮成紗結(jié)構(gòu)和性能，在其他參數(shù)相同時(shí)，最佳成紗工藝為：長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距12mm粗紗與長(zhǎng)絲間距4mmZ捻時(shí)紡紗中心點(diǎn)偏移距離一2mm：紡紗；新型紡紗；紗線(xiàn)；性能；影響；間距；嵌入式復(fù)合紡：“V”形加捻三角區(qū)當(dāng)間距大時(shí)，由于“V”形區(qū)被拉長(zhǎng)，將使Y角減小，毛須條單紗段長(zhǎng)度則由于“V‘形區(qū)被拉長(zhǎng)而大，因此短纖維在成紗中轉(zhuǎn)移路徑變長(zhǎng)，轉(zhuǎn)移充分。但如果間距過(guò)大，則毛須條單紗段長(zhǎng)度很可能大于毛纖維主體長(zhǎng)度，單紗易產(chǎn)生滑脫，對(duì)成紗不利，故本實(shí)驗(yàn)取最大間距為20mm 22間距變化對(duì)”V’形區(qū)形狀及單紗受力的影響當(dāng)間距大時(shí)，由于“V‘形區(qū)被拉長(zhǎng)，將使Y角減小，須條單紗段KGI長(zhǎng)度則由于”V’形區(qū)被拉長(zhǎng)而大，因此短纖維在成紗中轉(zhuǎn)移路徑變長(zhǎng)，轉(zhuǎn)移充分。ademicournalElectronic絲與粗紗之間、紡紗中心偏移的最佳間距使得成紗性能最優(yōu)。但是由于紡紗所用的原料性質(zhì)的不同、試樣加工系統(tǒng)的差異可能導(dǎo)致最佳間距也不一樣，本文通過(guò)嵌入式復(fù)合紡紗的紡紗實(shí)驗(yàn)與紗線(xiàn)性能測(cè)試，探討了長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距、粗紗與長(zhǎng)絲間距以及紡紗中心偏移對(duì)嵌入式復(fù)合紡紗線(xiàn)結(jié)構(gòu)和性能的影響。
1實(shí)驗(yàn)部分11實(shí)驗(yàn)原料及成紗工藝參數(shù)111原料296gm長(zhǎng)絲為白色滌綸長(zhǎng)絲，線(xiàn)密度50de. 2工藝參數(shù)長(zhǎng)絲預(yù)加張力2CN牽伸倍數(shù)50倍，錠子轉(zhuǎn)速7257捻度436捻/m設(shè)計(jì)嵌入式復(fù)合紡紗細(xì)度為58畔長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距分別為20、16 128mm粗紗與長(zhǎng)絲間距分別為24 68mm紡紗中心點(diǎn)偏移距離分別為一4 2實(shí)驗(yàn)分析方法其他工藝參數(shù)相同，長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距分別為20、16128粗紗與長(zhǎng)絲間距為4mm時(shí)試紡，觀(guān)察加捻三角區(qū)的形態(tài)和紗線(xiàn)的縱橫向結(jié)構(gòu)，測(cè)試成紗性能并作比較分析，得出嵌入式復(fù)合紡紗長(zhǎng)絲間最佳成紗距離。
在嵌入式復(fù)合紡紗長(zhǎng)絲間距為20mm的條件下，長(zhǎng)絲與粗紗間距分別取2468進(jìn)行試紡。測(cè)試成紗性能并作比較分析，得出嵌入式復(fù)合紡長(zhǎng)絲與粗紗間最佳成紗距離。
在嵌入式復(fù)合紡紗長(zhǎng)絲間距為20mm長(zhǎng)絲與粗紗間距為4mm的條件下，紡紗中心偏移分別取一4一202、4mm進(jìn)行試紡。測(cè)試成紗性能并作比較分析，得出嵌入式復(fù)合紡紡紗中心最佳位置。
13紡紗設(shè)備及紗線(xiàn)結(jié)構(gòu)性能測(cè)試―4型多功能紡紗小樣機(jī)。
結(jié)構(gòu)表征。采用美國(guó)科視達(dá)三維視頻攝像系統(tǒng)對(duì)紗線(xiàn)縱橫向結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀(guān)察與分析。
性能測(cè)試。采用SFY13型單絲張力儀、YG（B）021DX型臺(tái)式電子單紗強(qiáng)力機(jī)、YG172八型紗線(xiàn)毛羽測(cè)試儀、YG135E型條干均勻度測(cè)試分析儀等測(cè)試儀器測(cè)試嵌入式復(fù)合紡紗線(xiàn)的條干均勻度、毛羽數(shù)、紗線(xiàn)斷裂強(qiáng)力和伸長(zhǎng)。
嵌入式復(fù)合紡紗專(zhuān)欄n但如果間距過(guò)大，由于皮輥的寬度限制，對(duì)成紗不利，故本實(shí)驗(yàn)取最大間距為20mm 3結(jié)果與分析31紗線(xiàn)橫、縱向結(jié)構(gòu)分析當(dāng)長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距分別為20 16128毛粗紗與長(zhǎng)絲間距為4時(shí)，紗橫向結(jié)構(gòu)變化不大，長(zhǎng)絲與毛纖維在橫截面上表現(xiàn)為兩種獨(dú)立成分，這是因?yàn)樵谛∪菂^(qū)內(nèi)長(zhǎng)絲具有一定的張力條件下，由于捻回的傳遞，毛須條和滌長(zhǎng)絲兩種成分在并合加捻前都具有一定的捻度，因此在分匯聚點(diǎn)處加捻時(shí)，只能以螺旋線(xiàn)形式互相包纏。在匯聚點(diǎn)處再次加捻時(shí)彼此均很難再進(jìn)入對(duì)方結(jié)構(gòu)中。~5分別為長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距為20 16128mm的成紗縱向外觀(guān)圖。
從上圖可看出，紗縱向皆呈螺旋形外觀(guān)，但間距不同，螺旋形外觀(guān)差異明顯，紗線(xiàn)橫向緊密度也有差別。
由~5可以看出，當(dāng)長(zhǎng)絲間距為2016時(shí)，紗線(xiàn)的緊密糖大于12長(zhǎng)肺紗線(xiàn)的翮度，亦即前者紗線(xiàn)直徑和線(xiàn)密度小于后者。隨著間距增大，Y會(huì)減小，Ymi會(huì)更小，當(dāng)達(dá)到Y(jié)ma時(shí)，成紗中單股紗捻度達(dá)到最大值。
此外，從上圖還可以看出，當(dāng)對(duì)長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距為20、16和128的紗線(xiàn)表面進(jìn)行對(duì)比時(shí)，發(fā)現(xiàn)前者紗線(xiàn)表面的光潔程度要好于后者，這一方面是由于長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距的增大減少了紗線(xiàn)毛羽，長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距增大使紗體包纏得更緊密，后者毛短纖維容易被甩出紗體或露出紗表面，紗線(xiàn)外觀(guān)顯得更加蓬松，使其光潔度變差。
32紗線(xiàn)強(qiáng)伸性分析~11為不同間距下的成紗強(qiáng)伸性比較圖。
圖紡紗中心偏移/mm 1紡紗中心偏移對(duì)成紗斷裂伸長(zhǎng)的影響7可知，當(dāng)長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距從20mm變化至1612和8mm時(shí)，成紗強(qiáng)力先減小、再減小、再增大，伸長(zhǎng)先增大、后減小、再增大，且長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距為20mn時(shí)紗線(xiàn)強(qiáng)力最大，間距為12mm時(shí)伸長(zhǎng)最小。
這是因?yàn)椋?dāng)長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距20mm時(shí)，捻回向三角區(qū)傳遞，毛粗紗須條上所得捻回增多，纖維內(nèi)、外層轉(zhuǎn)移充分，紗線(xiàn)受力時(shí)強(qiáng)力利用系數(shù)高，對(duì)強(qiáng)力貢獻(xiàn)大，相互間不容易滑動(dòng)。Y變小，紗體結(jié)構(gòu)緊密，但成紗螺旋角變大，故紗線(xiàn)的伸長(zhǎng)以紗線(xiàn)直徑變細(xì)、成紗螺旋角變大而導(dǎo)致的伸長(zhǎng)占主導(dǎo)地位，因此強(qiáng)力高，伸長(zhǎng)也較大。而間距減少到16mm時(shí)，三角區(qū)長(zhǎng)度變短，短纖維在低紡紗張力作用下沒(méi)有充分伸直，須條中伸直纖維的比例減少，對(duì)成紗伸長(zhǎng)有利，且紗線(xiàn)抱合不緊密時(shí)利于紗線(xiàn)伸長(zhǎng)，因此強(qiáng)力降低而伸長(zhǎng)增大。紗線(xiàn)的伸長(zhǎng)由纖維間的滑移、纖維本身的伸長(zhǎng)、紗線(xiàn)直徑變細(xì)而導(dǎo)致的伸長(zhǎng)3部分組成。在間距為12時(shí)，由于Y大，纖維間抱合較松，拉伸時(shí)纖維間滑移而導(dǎo)致的伸長(zhǎng)是紗線(xiàn)伸長(zhǎng)的主要部分。因此強(qiáng)力降低，斷裂伸長(zhǎng)率減少，在12mm時(shí)，伸長(zhǎng)最小。間距減小到8m的時(shí)候，由于粗紗紗條之間纖維有一定的相互轉(zhuǎn)移和抱合，導(dǎo)致強(qiáng)力有一定的上升，斷裂伸長(zhǎng)率亦相應(yīng)增加。
由、9可知，當(dāng)長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距為20mm粗紗與長(zhǎng)絲間距從2mm變?yōu)?mm時(shí)，成紗強(qiáng)力逐步減小>而伸長(zhǎng)也逐步減小，粗紗與長(zhǎng)絲間距為時(shí)，成00（Amicloumailectromc紗斷裂強(qiáng)力最大。粗紗與長(zhǎng)絲間距為2時(shí)，斷裂伸長(zhǎng)最大。這是因?yàn)榇旨喤c長(zhǎng)絲間距從2變化至8時(shí)，小三角區(qū)逐步變大，小三角區(qū)內(nèi)的長(zhǎng)絲與毛粗紗抱合逐步變松，拉伸時(shí)纖維間滑移是主要因素，因此強(qiáng)力和伸長(zhǎng)逐步降低。
11可知，Z念時(shí)，當(dāng)長(zhǎng)絲間距為20mm長(zhǎng)絲與粗紗間距為4條件下，紡紗中心從一4mm變化至4mm時(shí)，成紗強(qiáng)力呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)，先下降后上升，紡紗中心偏移為4時(shí)強(qiáng)力最大，伸長(zhǎng)也最大。紡紗中心點(diǎn)偏移為0mm時(shí)，由于是Z念，紡紗的扭矩由右至左，形成了加捻三角區(qū)X軸向的不平衡，從而形成了加捻三角區(qū)的不對(duì)稱(chēng)，紡紗中心點(diǎn)偏移由0至4時(shí)更加劇了這種不對(duì)稱(chēng)的程度，從而形成了以一邊紗條為中心的包圍效果，因此強(qiáng)力增大時(shí)，伸長(zhǎng)也較大。而且紡紗時(shí)加捻三角區(qū)的這種不對(duì)稱(chēng)導(dǎo)致了細(xì)紗鋼領(lǐng)板一次升降時(shí)加捻三角區(qū)的劇烈變化。紡紗中心點(diǎn)偏移由0至一4mm時(shí)，逐步修正了加捻三角區(qū)的不對(duì)稱(chēng)情況，因此強(qiáng)力下降。紡紗中心點(diǎn)偏移為一2mm時(shí)，加捻三角區(qū)比較對(duì)稱(chēng)，紗體結(jié)構(gòu)緊密，纖維滑移減少，因此伸長(zhǎng)較低。紡紗中心點(diǎn)繼續(xù)向左偏移增大時(shí)，紗體結(jié)構(gòu)緊密，強(qiáng)力增大，但是由于右邊紗條不對(duì)稱(chēng)增加，形成了類(lèi)似包纏結(jié)構(gòu)，因此伸長(zhǎng)有所下降。
33紗線(xiàn)毛羽分析長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距、長(zhǎng)絲與粗紗間距、紡紗中心不同偏移時(shí)嵌入式復(fù)合紡紗線(xiàn)毛羽指數(shù)比較見(jiàn)2~14由于短毛羽對(duì)紗線(xiàn)的織造性能影響不顯著，故只比較長(zhǎng)度3mm以上的毛羽。
紡紗中心偏移/mm 4紡紗中心偏移對(duì)成紗毛羽的影響由2可知，當(dāng)其他條件不變，長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距從20mm變化至1612和8mm時(shí)，毛羽逐漸加，最后適當(dāng)降低。間距20時(shí)毛羽最少，間距12mm時(shí)毛羽最多。
由3可知，當(dāng)其他條件不變，長(zhǎng)絲與粗紗間距從2mm變化至46和8mm時(shí)，毛羽先降低，再加，再降低。間距2時(shí)毛羽最少，間距6mm時(shí)最多。
由4可知，當(dāng)其他條件不變，紡紗中心偏移從―4mm變化至―2、、2和4mm時(shí)，毛羽呈現(xiàn)波浪狀。
偏移一2mm時(shí)毛羽最少，偏移4mm時(shí)毛羽最多。
長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距20mm時(shí)，加捻三角區(qū)長(zhǎng)，成紗段“V”形區(qū)的夾角Y小，長(zhǎng)絲捕捉短纖維毛羽的機(jī)會(huì)大，有利于減少毛羽；同時(shí)須條段得到的捻回大，成紗中單股紗獲得的捻度也大，可以降低毛羽。
長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距為8mm時(shí)，由于間距較小，纖維相互轉(zhuǎn)移導(dǎo)致毛羽比長(zhǎng)絲間距為12、16mm時(shí)小。當(dāng)長(zhǎng)絲與粗紗間距保持一定的距離時(shí)，也可以適當(dāng)大小三角區(qū)中長(zhǎng)絲與毛纖維的加捻三角區(qū)的夾角，同時(shí)避免兩根粗紗須條之間的相互影響，有利于減少毛羽。該間距為4時(shí)對(duì)成紗毛羽較好。在順時(shí)針加捻時(shí)，紡紗中心點(diǎn)適當(dāng)向左偏移時(shí)有利于須條扭矩在符由向的平衡、加捻三角區(qū)的穩(wěn)定和減少毛羽。同時(shí)由于兩個(gè)長(zhǎng)絲與粗紗的加捻須條進(jìn)行了再次加捻，能有效地降低紗線(xiàn)毛羽。因此，嵌入式復(fù)合紡紗紗線(xiàn)毛羽隨著長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距的大，長(zhǎng)絲與粗紗間距保持一定的距離，紗紡中心點(diǎn)向左適當(dāng)偏移一定距離時(shí)呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，向左偏移為2mm時(shí)效果較好。
34紗線(xiàn)條干均勻度分析~17為不同間距下的成紗條干均勻度比較圖。各種間距是影響成紗條干的重要因素，其影響均呈非單調(diào)性。
由5可知，當(dāng)長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距從20逐漸減少到8進(jìn)程中，成紗條干先高，然后逐步降低，且間距為8時(shí)紗線(xiàn)成紗條干最好。
當(dāng)長(zhǎng)絲間距為8mm時(shí)，由于間距很小，粗紗紗條之間纖維有一定的相互轉(zhuǎn)移和抱合，單股紗在長(zhǎng)絲上產(chǎn)生的滑移小，粗紗和長(zhǎng)絲復(fù)合時(shí)成紗緊密，因此條干好。當(dāng)間距從8加到16mm時(shí)，單股紗在長(zhǎng)絲上產(chǎn)生的滑移大，紗體結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定，條干逐步變差。而當(dāng)間距從16大到20時(shí)，條干又變好，原因可能是長(zhǎng)絲間距很大時(shí)，紗體結(jié)構(gòu)中大三角區(qū)的復(fù)合較穩(wěn)定，成紗緊密導(dǎo)致條干不勻變小。
由6可知，當(dāng)長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距為20mm粗紗與長(zhǎng)絲間距從2mm加至8mm時(shí)，成紗條干呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)，粗紗與長(zhǎng)絲間距為4時(shí)，成紗條干最好。
當(dāng)長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距為20mm粗紗與長(zhǎng)絲間距從2mm加至8mm時(shí)，既要適當(dāng)大小三角區(qū)中長(zhǎng)絲與毛纖維的加捻三角區(qū)的夾角，又要避免兩根粗紗須嵌入式復(fù)合紡紗專(zhuān)欄由7可知，當(dāng)長(zhǎng)絲間距為20mm長(zhǎng)絲與粗紗間距為4mm時(shí)，紡紗中心從一4加至4成紗條干呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)，紡紗中心偏移為4mm時(shí)成紗條干最好。
在Z捻時(shí)，當(dāng)長(zhǎng)絲間距為20mm且長(zhǎng)絲與粗紗間距為4mm時(shí)，紡紗中心從一4mm加至4mm成紗條干呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)。向右偏移較小時(shí)，由于兩個(gè)小三角區(qū)不一致，導(dǎo)致大三角區(qū)不穩(wěn)定，成紗條干變差；向左右偏移比較大時(shí)有點(diǎn)象包芯結(jié)構(gòu)，條干趨好。
4結(jié)語(yǔ)（1洛種間距變化引起“V”形區(qū)夾角和須條單紗段長(zhǎng)度的改變以及單股紗捻度的重新分布，是導(dǎo)致成紗結(jié)構(gòu)和性能改變的根本原因。
（2洛種間距大小的變化對(duì)紗線(xiàn)的縱橫結(jié)構(gòu)影響不大，但對(duì)紗線(xiàn)緊密度和直徑系數(shù)有影響。長(zhǎng)絲間距為2016mm時(shí)的紗線(xiàn)直徑系數(shù)要小于間距12、8時(shí)的紗線(xiàn)直徑系數(shù)，即后者紗線(xiàn)外觀(guān)相對(duì)于前者更顯蓬松，而前者紗線(xiàn)的光潔度好于后者。
（3>長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距、粗紗與長(zhǎng)絲間距、紗紡中心點(diǎn)偏移距離對(duì)成紗強(qiáng)伸性能、毛羽指數(shù)、條干均勻度的影響均呈非單調(diào)性。
綜合考慮成紗結(jié)構(gòu)和性能，在其他工藝參數(shù)相同時(shí)，最佳成紗間距為長(zhǎng)絲與長(zhǎng)絲間距12mm粗紗與長(zhǎng)絲間距4mm紡紗中心點(diǎn)偏移距離一2mm |