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无捻棉纱机织物性能分析研究[复制链接]

发表于:2016/08/23 14:25:49
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        无捻纱技术最早出现在20世纪60年代初,其制造方法主要有粘合法、柔性缠绕法和合股解捻法等。目前,日本多采用柔性缠绕法技术纺制无捻纱,所制得的纱线为皮芯结构,内层(即芯层)为棉纤维,外层纱线(即皮层)为水溶性维纶纤维(PVA)。外层纱线为有捻结构且包缠在棉纤维的外部。使用柔性缠绕法需要引进新的纺纱设备,而且此方法通常使用水溶性维纶长丝来包缠棉纤维,其生产成本较高。粘合法同样无法在传统纺纱设备上实现,而且还需要干燥设备。可见,若生产者采用以上方法制造无捻纱,必然要引进新的机器设备,这将给工厂带来一定的经济负担,并增加产品成本。这里要解决的问题就是在改造后的传统纺纱与织造系统上,织造无捻机织物。

        目前,在国内外市场上无捻产品种类较为单一,多为毛巾类产品,无捻纱毛巾织物手感丰厚柔和、蓬松、吸水性强,染色后色泽鲜艳,深受消费者的欢迎。然而市场上至今没有出现成熟的无捻棉织物产品。

 

1织物的拉伸断裂机理

        通常有两种原因使得织物在受力拉伸时发生破坏,一种是因为纱线中纤维的断裂;另一种是由于纤维之间产生滑移使得织物被破坏。很显然,前一种断裂的强力大小取决于纤维的断裂强力和纤维在织物中的倾角;后一种断裂的强力大小则取决于纤维间的作用力。而织物中纤维间的作用力也由两个因素决定,一个是给纱线所加的捻度,加捻后纤维抱合在一起,使纱线可承受一定的强力;另一个是纱线在织物中曲屈而产生交织阻力。无捻织物中的纱线没有捻度(或捻度很小)其单纱的断裂强力几乎为0,无捻织物之所以能够承受一定的强力主要靠无捻纱在织物中曲屈而产生交织阻力,以及纤维本身的断裂强力。

        经试验和查找有关的资料表明,本课题所研制的无捻织物的断裂强力主要由交织阻力提供,因此,要想提高无捻织物的交织阻力,就必须提高织物交织点的数量,同时提高纤维与纤维之间的摩擦力。

 

2无捻纱生产工艺流程

        2.1经纱工艺流程

        ①棉型维纶→开清→梳棉(2道)→并条(2并)→粗纱→细纱→络筒

        ②棉纤维→开清→梳棉→并条→粗纱→细纱→络筒

        ①+②→合股

        2.2无捻织物生产工艺流程

        ①经纱→(棉+PVA纤维)→络筒→整经→穿经

        ②纬纱(棉+PVA纤维)

        ①+②→织造→退维→染色→无捻织物→染色→无捻织物

 

3纱线外观及性能

        3.1未退维纱线的外观和强力

        未退维之前的纱线较粗(在此称为坯纱),其外观如图1所示,较白的纱线为水溶性短纤维纶(PVA)、较暗的为纯棉纱。

        水溶性维纶的初始模量大于棉纤维,因此其刚度较大,由图可以看出,棉纱线的屈曲比维纶纱线要大。两纱线合股后其股线(40tex)的细度约为纯棉单纱的2倍,但是强力远比纯棉单纱(退去水溶性维纶纱后为20tex有捻时)大(见表1)。

        

        表1 有捻棉单纱与坯纱强力对比 单位:cN

        从表1可以看出,坯纱的断裂强力比纯棉单纱高168.6%,因此不必担心坯纱在后续工艺中的强力问题,它完全能够满足后续织造工序的要求。

        3.2无捻纱外观

        无捻纱由于没有捻度,纱线中不存在因加捻而产生的向心压力,它与单位长度内相同克重的有捻纱线相比,其体积要大许多,外观比较蓬松,如图2所示。图片上部是40tex的股线,下部的纱线为该股线退维后的纯棉无捻纱(20tex)。可以看出无捻纱非常蓬松,而且体积也比40tex的股线大。

 

4无捻织物与有捻织物性能差异

        4.1无捻织物与有捻织物外观上的差异

        

        图3有捻纱织物的外观无捻纱织物的外观有捻织物与无捻织物的外观存在着一定的差异,由图3和图4可以很清楚地看到无捻纱织物反射的光线相当柔和,无捻纱织物中的纤维在织物中平行排列,入射到织物上的光线发生了较弱的漫反射,因此感觉其光线相当柔和。

        4.2覆盖系数的差异

        普通有捻纱线在织物中为椭圆形或近似为圆形,而无捻纱在织物中呈扁平状,因此无捻织物与相同参数下的有捻织物相比具有覆盖系数大的特点,并且孔隙率较小。无捻织物的透气量要小于相同条件下的有捻织物,有利于织物的保暖,非常适于做绒布类产品。

        4.3柔软性的差异

        本课题所制作的无捻织物与同等参数条件下的有捻织物相比,具有手感柔软的特性。由于织物中没有捻度(或捻度很小),纱线的刚性减小,使无捻织物手感十分柔软,适合做童装、贴身用品及休闲装。

        4.4干燥速度差异

        无捻织物与有捻织物相比干燥速度更快,无捻织物中纱线没有捻度,纱线的结构松散、水滴不易被束缚,本课题研制的无捻织物具有吸湿性强、干燥速度快等特点。

        4.5耐磨性差异

        由于无捻织物的覆盖系数比相同条件下的有捻织物大,无捻织物的弯曲耐磨性能(flexabrasion)比有捻织物好。有资料显示,其经向弯曲耐磨性能比有捻织物高约9.8%;纬向弯曲耐磨性能比有捻织物高约4.3%。

        4.6悬垂性差异

        无捻织物中的纱线没有捻度,无捻纱的刚性要比有捻纱的刚性小,纱线的结构松弛、蓬松,因此无捻织物的悬垂性比相同条件下的有捻织物要好。

 

5结论

        (1)使用传统棉纺环锭纺纱系统,经简单改进就可纺制无捻纱,不需要纺纱厂添加新的设备,利于推广。

        (2)无捻纱织物与其他普通机织物的最大区别就是织物中的纱线没有捻度,使得织物具有较大的覆盖系数、良好的反光性能、干燥速度快,以及手感柔软等优良的特性。

        (3)使用国产水溶性维纶短纤纱、比采用维纶长丝生产无捻纱更为经济。

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