讨论自捻纱纺纱速度对自捻捻度的影响_织物印花_印花技术

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讨论自捻纱纺纱速度对自捻捻度的影响

集萃印花网 2011-07-12

【集萃网观察】自捻纺纱技术是一种新型纺纱技术。自 1962年由澳大利亚提出专利至1999年，累计售出 4 400台自捻纺纱机。1999年后，英国马卡特 (Macat)公司把自捻纺纱机整合为s300纺纱系统，融预牵伸、主牵伸、自捻、膨化、并纱、络筒于一体，主要适合加工腈纶膨体纤维纱线。2006年，马卡特公司把生产权转让给了中国天津宏大纺织机械有限公司。

　　自捻捻度是自捻纺纱机一个重要的成纱质量指标，是指自捻纱半周期长度内的捻数。而所谓的周期长度是指纤维条经过自捻罗拉后形成S捻区和 z捻区的周期性结构，S捻区和z捻区所组成的互相连续的区域的长度。自捻捻度是决定自捻纱机械特性的最主要因素。具有正常自捻捻度的自捻纱其强伸性能比较近似于环锭纱。所以选择合适的自捻纱自捻捻度是自捻纺纱生产中最基本的工艺设计之一，掌握自捻捻度的影响因素对13捻捻度的选择至关重要。

　　澳大利亚学者Henshaw D E 研究了自捻纱以及组成自捻纱的单根纱条上的捻度分布，经过大量实验证明，自捻捻度的分布不仅和纱线支数、纱线在自捻罗拉输入端和输出端的距离以及张力有关，还和自捻罗拉的加压力，纺纱速度，周期长度，自捻罗拉的往复动程等有关。英国学者Ellis B C和Walls G W 在研究中总结了自捻捻度等于一(1/)× 单纱条捻度，而单纱条捻度仅和纱线支数有关，故推出公式：半周期自捻捻度= k/，式中：K为常数; N为单纱条线密度。

　　我国姚瑞源、蒋金仙从各加捻区捻数分布的理论分析人手，分别导出了各区的捻数分布方程。引入了机器相位和纱相位的概念并推导出自捻捻度最大时的最佳纱相位。王先先、张知佑研究了如何降低自捻捻度的不匀率从而提高自捻纱的品质，证明了自捻纱的条干变化是造成自捻捻度不匀的主要因素之一。在自捻纱的半周期内，自捻纱条干的变化会直接影响自捻捻度分布形态。王先凭在其论文中对Henshaw和Ellis提出的自捻纱捻度公式提出质疑并推导了生产上实用的自捻捻度计算公式。纺纱试验也已证实，实际测试的自捻捻度只有 Henshaw和Ellis的公式计算出捻度的43%。自捻纺纱机发展到$300纺纱系统的过程中，英国制造商将多个影响自捻捻度的影响因素值进行了固定，比如周期长度定为210 mm，前罗拉钳口至自捻罗拉钳口距离固定为45 mm，自捻罗拉至汇合钩的距离固定为15 mm。目前可以变化的影响自捻纺纱机自捻捻度的因素有：纺纱线密度，纺纱速度，自捻罗拉加压力，2根单纱条的相位差。本文试验仅讨论纺纱速度对自捻捻度的影响。

　　1 实验

　　1.1 原料

　　高收缩腈纶条，3旦X 102 mm，条重l0 g/m。

　　1.2 主要试验设备

　　s300 自捻纺纱系统，主要工艺配置如表1所示

　　1.3 纱线性能实验

　　① 自捻纱纱线纵截面形态测试。

　　② 捻度测试。采用YG155型数字捻度计，对 ST纱测试半周期13捻捻度，每个品种取l0个试样，每个试样分别测S、Z捻各10次，求平均值。

　　③ 自捻纱无捻区长度和周期长度测定。无捻区长度，每个品种取10个试样，每个试样测l0次，求平均值。由一个s捻段和一个z捻段加2个无捻区段组成一个周期长度，每个品种取l0个试样，每个试样测l0次，求平均值。

　　④ 试验内容。选取2种纺纱线密度(5O， 73 tex)，5 种纺纱速度(50，100， 150， 200， 235 m/min)分别实验，测试半周期捻数，无捻区长度和周期长度随纺纱速度变化的情况。

　　2 结果与讨论

　　自捻纱纱线由一对自捻罗拉的往复运动和转动给纱线施加交替方向捻回并于汇合导纱钩处汇合自捻成纱，由于2根自捻须条从自捻罗拉输出后有 2个导纱钩形成一定的相位差，所以形成的纱线由 S捻段，z捻段和无捻段组成。如此形成的无捻段由于须条本身存在一定的捻回，从而使得自捻纱线的强力高于由2根捻度结构完全相同的须条汇合所产生的自捻纱的强力。图1为同相自捻纱，图2为相位差自捻纱。

　　进一步对相位差自捻纱的各个区段进行电镜分析，观察各个区段纱线形状，如图3～7所示(以 50 tex自捻纱线和环锭纱线为例进行比较)。从图3～7可以观察到，自捻纱各区段的纵截面形态，并且与同支数环锭单纱和股线的纵截面形态进行了对比。结果表明，自捻纱线的S捻段和Z捻段纱线纵截面和环锭股线极为相似，只是自捻纱纱线表面毛羽稍多。自捻纱纱线的无捻区段2根须条呈分离状态，此区域成为影响纱线性能最为显著的区域。中国印花网从图3～7还可以看出，无捻区段的自捻纱线纵向表面毛羽较多，此区段的长短及其纤维状态不仅影响自捻纱线的强力，而且其较多的毛羽会影响织造时的断头率，从而影响织造效率。

　　2.1 纺纱速度对自捻捻度的影响

　　图8为2种线密度自捻纱z捻和s捻自捻捻度随纺纱速度的变化情况。中国印花网由图8可知，z捻和s捻自捻捻度均随纺纱速度的增加而减少。随着自捻纺纱速度的提高，组成自捻纱纱线的2根纱条的自捻过程，即2根具有同向捻回纱条退捻力矩和合股力矩达到平衡的时问缩短，故使得自捻进行得愈来愈不充分，这是自捻纱线随自捻纺纱速度增加自捻捻度下降的根本原因。就捻度下降的幅度而言，50 tex 腈纶自捻纱z捻段自捻捻度从50 m/min的25.5下降至235 m/min的20.5，下降幅度为19.6%。自捻纱S捻段自捻捻度从50 m/min的25.7下降至 235 m/min的17.5，下降幅度为31.9%。73 tex腈纶自捻纱z捻段自捻捻度从50 m/min的20.6下降至235 m/min的13.5，下降幅度为34.5%。s捻段自捻捻度从50 m/min的19.3下降至235 m/min的 13.5，下降幅度为30%。从以上结果来看，A捻捻度随自捻纺纱速度的增加(50～235 m/min)下降幅度均达到20% ～30%。从平均自捻捻度来看， 50 tex腈纶自捻纱为22.4，73 tex腈纶自捻纱为15.8。结果表明，自捻捻度不仅和纺纱线密度有关，而且和纺纱速度密切相关。故公式：自捻捻度=k/有待进一步研究。

　　2.2 纺纱速度对无捻区长度的影响

　　自捻纱无捻区长度与纺纱速度、周期长度、A捻罗拉往复动程有关。在s300自捻纺纱系统上，周期长度和自捻罗拉往复动程都已固定。故从无捻区长度随纺纱速度的变化情况来看(见图9)，50 tex和 73 tex腈纶自捻纱线随纺纱速度的增加，无捻区长度增加。50 tex腈纶自捻纱的无捻区长度在5种纺纱速度下平均为35.4 mm，73 tex腈纶自捻纱的无捻区长度平均为39.4 mm。故在误差允许范围内，纺纱线密度越粗，无捻区长度越长。

　　2.3 纺纱速度对周期长度的影响

　　由于s300自捻纺纱系统周期长度已经固定，对周期长度的测定仅是对试验的补充和验证。图10 为2种线密度自捻纱在5种纺纱速度下周期长度的变化。中国印花网由图1O可以看出，5种纺纱速度下自捻纱的周期长度基本没有变化。

　　3 结论

　　① 自捻纱线由交替的z捻段和s捻段以及无捻区段3个区段组成。其z捻段和s捻段的纵截面特征和环锭股线近似，只是纱线表面毛羽较多。腈纶自捻纱的无捻区段由分离的2根须条组成，是影响纱线性能的关键区段。

　　② 自捻纱线的z捻段和s捻段的自捻捻度随纺纱速度增加而下降。随着纱线线密度的增加，自捻纱线z捻段和S捻段的自捻捻度降低。这表明自捻捻度不仅与纺纱速度有关，而且与纱线线密度密切相关。自捻捻度公式有待进一步研究。

　　③ 自捻纱线无捻区段长度随着纺纱速度的增加而增大，而且与纱线线密度有关。纱线线密度越高，无捻区长度越大。

　　来源：崔红，肖志永，郁崇文

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