（紡織材料與紡織品設(shè)計(jì)專業(yè)論文）sirofil紡力學(xué)系統(tǒng)及系統(tǒng)補(bǔ)償對(duì)成紗性能的影響.pdf

東華大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要 摘要 、f 、s i r o f i l 紡紗技術(shù)是在毛紡產(chǎn)品的高支輕薄化流行趨勢(shì)的背景下產(chǎn) 生的，在普通環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上稍加改造即可實(shí)現(xiàn)。它突破了高支輕薄面 料開發(fā)中所必然遇到的原料和可加工性兩大障礙，是開發(fā)輕薄毛織品 的優(yōu)良方法之一。 s i r o f i l 紗表面光潔，可免上漿織造。但在織造過程中，由于機(jī)件 及相鄰紗線的摩擦，紗線容易起毛起球，短纖維與長(zhǎng)絲易分離，即 s i r o f i l 紗“剝毛”現(xiàn)象，直接影響織機(jī)的機(jī)臺(tái)效率。y 本論文以毛及毛滌短纖維紗與滌長(zhǎng)絲的復(fù)合紗為主要研究對(duì)象， 以改善s i r o f i l 紗線的“剝毛”性能為目的，就長(zhǎng)絲預(yù)加張力、紡紗張 力、復(fù)合三角區(qū)平衡力矩對(duì)s i r o f i l 成紗結(jié)構(gòu)、性能的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分 析和理論研究，并研制出s i r o f i l 紡紗系統(tǒng)補(bǔ)償裝置，以解決長(zhǎng)絲短纖 維s i r o f i l 紗易分離的“剝毛”問題。 由于s i r o f i l 紗由力學(xué)性質(zhì)完全不同的短纖維須條和長(zhǎng)絲組成，其 成紗機(jī)理有其特殊性。本文分析了不同介質(zhì)的長(zhǎng)絲、短纖維紗在成紗 三角區(qū)內(nèi)的抖動(dòng)與平衡現(xiàn)象，以及匯聚點(diǎn)上、下部紗線的捻度傳遞和 分布，結(jié)果表明s i r o f i l 紗中單股紗和長(zhǎng)絲及匯聚點(diǎn)以上單紗和長(zhǎng)絲上 均存在與成紗同向的捻度，且成紗中單股紗和長(zhǎng)絲上捻度差別不大， 而匯聚點(diǎn)以上單紗捻度要大于長(zhǎng)絲捻度。 須條與長(zhǎng)絲在前羅拉處的間距是影響s i r o f i l 紗線結(jié)構(gòu)性能的重要 因素，本文系統(tǒng)、全面地分析了s i r o f i l 紗須條與長(zhǎng)絲間距的影響效果， 得出s i r o f i l 紡最佳成紗間距。 ， 一、j 基于實(shí)驗(yàn)分析，得出s i r o f i l 紗存在單紗包纏機(jī)制，即沿s i r o f i l 紗 、 長(zhǎng)度方向存在非連續(xù)的單紗包覆長(zhǎng)絲的現(xiàn)象，亦即在紗線長(zhǎng)度方向存 在復(fù)合不勻和局部包芯，使紗線在后道織造時(shí)，外表的短纖維與紗芯 的長(zhǎng)絲易分離，產(chǎn)生“剝毛”現(xiàn)象。 為了評(píng)價(jià)s i r o f i l 紗的抗“剝毛”性能，本文研制了復(fù)合紗抗“剝 東華大學(xué)碩士學(xué)位論文 毛”測(cè)試儀，該裝置的優(yōu)點(diǎn)是能在同一儀器上實(shí)現(xiàn)紗、綜及筘三種復(fù) 合紗線摩擦磨料的轉(zhuǎn)換，以充分考慮織造過程中可能出現(xiàn)的紗線磨損 情況，為研究s i r o f i l 紗的“剝毛”性能提供了有效的測(cè)試手段。 論文還著重探討了長(zhǎng)絲預(yù)加張力、紡紗張力、復(fù)合三角區(qū)平衡力 矩對(duì)s i r o f i l 成紗性能的影響。通過理論分析，得到s i r o f i l 紡最佳長(zhǎng)絲 預(yù)加張力，分析了長(zhǎng)絲預(yù)加張力對(duì)s i r o f i l 紗強(qiáng)伸性能、毛羽及抗“剝 毛”性能的影響；紡紗張力對(duì)s i r o f i l 紗強(qiáng)伸性能、毛羽及均勻度的影 響；復(fù)合三角區(qū)平衡力矩的改變與成紗性能的關(guān)系； 在上述研究基礎(chǔ)上，研制了s i r o f i l 紗系統(tǒng)補(bǔ)償裝置，并深入分析 了系統(tǒng)補(bǔ)償裝置的作用機(jī)理，探討了系 紗毛羽性能及抗“剝毛”性能的改善。 裝置的應(yīng)用及對(duì)s i r o f i l 關(guān)鍵詞：s i r 。f i l 紗；系統(tǒng)補(bǔ)償裝置：撒! 成紗性能 百剝毛礦 償 補(bǔ) 統(tǒng)7 東華大學(xué)碩士學(xué)位論文 a b s t r a c t e f f e c t so fm e c h a n i c a l s y s t e m a n d s y s t e m a t i cc o m p e n s a t i o n o nt h e p r o p e r t i e s o fs i r o f i ly a r n a b s t r a c t s i r o f l lt e c h n o l o g yi sg e n e r a t e du n d e rt h eb a c k g r o u n do fl i g h tw o r s t e dt r e n do f w o o l e nf a b r i c ，i tc a nb er e a l i z e db y s l i g h ta l t e r a t i o no n c o n v e n t i o n a ls p i n n i n gm a c h i n e f o rl i g h tw o r s t e df a b r i c s ，s i r o f i lt e c h n o l o g yi so n eo ft h ee x c e l l e n tw a y st ob r e a k t h r o u g h t h eo b s t a c l e sc a u s e db vb o t hr a wm a t e r i a l sa n dt h e i rw o r k a b i l i t y s i r o f i iy a mc a l lb eu s e do nl o o mw i t h o u ts i z i n gf o ri t sg l a b r o u ss u r f a c e b u t d u r i n gw e a v i n gp r o c e s s ，t h ey a m i se a s yt of l u f fa n dp i l l ，c a u s i n gt h es e p a r a t i o no f s t a p l ef i b e ra n df i l a m e n tf o rt h ea b r a s i o nb ym a c h i n eo rt h ea d j o i n i n gy a r n s t h a t s c a l l e dt h ep h e n o m e n o no f “w o o ls t r i p p i n g ”，a n di td i r e c t l yi n f l u e n c e st h ee f f i c i e n c yo f t h e1 0 0 m t h eo b i e c to ft h i sp a p e ri st h ec o m p o s i t ey a m so fw o o lo rw o o l p e ts t a p l ef i b e r a n dp e t f i l a m e n t ，a i m i n gt oi m p r o v et h e “w o o ls 訂i p p i n g ”p r o p e r t yo fs i r o f l ly a m e x p e r i m e n t a la n a l y s i sa n dt h e o r e t i cr e s e a r c h e s w e r ec a r r i e do u to nt h ee f f e c t so f f l l a m e n t p r e t e n s i o n ，s p i n n i n g t e n s i o na n dt h ee q u i l i b r i u mm o m e n to fc o m p o u n d t r i a n g l ez o n eo nt h es t r u c t u r e sa n dp r o p e r t i e so fs i r o f i ly a m u n d e rt h i sb a s i s ，t h e s y s t e m a t i cc o m p e n s a t o r ye q u i p m e n tw a sd e v e l o p e dt o s o l v et h e “w o o ls t r i p p i n g ” p r o b l e mo f f i l a m e n ta n ds t a p l ef i b e ro fs i r o f i ly a m t h es p i n n i n gm e c h a n i s mo fs i r o f i ly a mi s p a r t i c u l a rf o r i tc o n s i s t so ft w o c o m p o n e n t sw i t ht o t a l l y d i f i e r e n tm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s t h ep a o e ra n a l y z e dt h e d i t h e r i n g a n d e q u i l i b r i u mp h e n o m e n o ni nc o m p o u n dt r i a n g l e z o n eo fd i f f c r e n t f i l a m e n ta n ds t a p l ef i b e ry a ma n dt w i s tt r a n s f e ra n dd i s t r i b u t i o no v e ra n db e l o wt h e c o m p o s i t ep o i n t t h er e s u l t ss h o w e d t h a tt h et w oc o m p o n e n t si i ls i r o f i ly a m t h es t a p l e f i b e ry a ma n df i l a m e n to v e rt h ec o m p o s i t ep o i n t h a dt h es a m et w i s td i r e c t i o nw i 也 s i r o f i ly a m t h er e s u l t sa l s os h o w e dt h a tt h e r ew a sl i t t l et w i s td i f i e r e n c eb e t w e e nt h e t w oc o m p o n e n t si ns i r o f i ly a m ，h o w e v e r , t h et w i s to nt h es t a p l ef i b e ry a r no v e rt h e c o m p o s i t ep o i n tw a sg r e a t e rt h a n t h a to f t h ef l l a m e n t t h es p a c eo f s t a p l ey a m a n df i l a m e n tu n d e rt h ef r o n tr o l l e ri sv e r yi m p o r t a n tt o t h es t r u c t u r e sa n d p r o p e r t i e so f s i r o f i ly a m n l e p a d e ra n a l y z e dt h ei n f l u e n f i a li m p a c t o ft h es p a c eo fs t a p l ey a ma n df i l a m e n ts y s t e m a t i c a l l ya n dc o m p r e h e n s i v e l y , a n dt h e b e s ts p a c eo fs i r o f i ls p i n n i n gw a so b t a i n e d o nt h eb a s i so fe x p e r i m e n t a la n a l y s i s ，i tc a nb ed e d u c e dt h a tt h ew r a p p i n g m e c h a n i s mo fs i n g l ey a mo c c u r si ns i r o f i ly a m ，t h e r ea r ed i s c o n t i n u o u sp h e n o m e n a o f s i n g l ey a m sw r a p p i n gf i l a m e n ta l o n gs i r o f i ly a ml e n g t hd i r e c t i o n n a ti st os a y , u n e v e nc o m p o s i t i o nt a k e sp l a c ea l o n gs i r o f i ly a ml e n g t hd i r e c t i o n ，a n dt h i sb r i n g s a b o u tt h el o c a lc o r e s p u na n ds e p a r a t i o no fs t a p l ef i b e ra n df i l a m e n td u r i n gt h el a t e r w e a v i n gp r o c e s s ，c a u s i n gt h ep h e n o m e n o n o f w o o ls t r i p p i n g ” 東華大學(xué)碩士學(xué)位論文a b s t r a c t f o rt h ea p p r a i s e m e n to f w o o ls t r i p p i n g ”r e s i s t a n c eo fs i r o f i ly a m ，t h i sp a p e r d e v e l o p e dt h et e s t i n ga p p a r a t u so f w o o ls t r i p p i n g ”r e s i s t a n c eo fc o m p o s i t ey a r n s t h e a d v a n t a g eo f t h i sa p p a r a t u si st h a ti tc a nc h a n g et h r e ed i f f e r e n ta b r a s i o nm a t e r i a l s o f y a m ，h e d d l ea n dr e e do n t h es a l n ea p p a r a t u s ，i no r d e rt oc o m p r e h e n s i v e l yt a k et h e p r a c t i c a la b r a s i o nc o n d i t i o n o f t h ey a m d u r i n gw e a v i n gp r o c e s s i n t oa c c o u n t s ，a n dt h i s p r o v i d e sa n e f f e c t i v et e s t i n gm e a s u r et os t u d yt h e “w o o ls t r i p p i n g ”p r o p e r t yo fs i r o f i l y a m t h i sp a p e ra l s op u te m p h a s i so nt h ee f f e c t so ff i l a m e n tp r e - t e n s i o n ，s p i n n i n g t e n s i o na n dt h ee q u i l i b r i u mm o m e n to fc o m p o u n dt r i a n g l ez o n eo nt h ep r o p e r t i e so f s i r o f i ly a m t h r o u g ht h e o r e t i c a la n a l y s i s ，t h eb e s tf i l a m e n tp r e t e n s i o nw a s o b t a i n e d ， a n a l y z i n gt h ee f f e c to ff i l a m e n tp r e - t e n s i o no nt h et e n s i l ea n de l o n g a t i o n ，h a i ra n d “w o o ls t r i p p i n g ”r e s i s t a n c eo fs i r o f i ly a m t h ee f f e c to fs p i n n i n gt e n s i o no nt e n s i l e a n de l o n g a t i o n ，h a i ra n de v e n n e s s ，a n dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ec h a n g eo ft h e e q u i l i b r i u mm o m e n t o f c o m p o u n dt r i a n g l ez o n ea n dt h ep r o p e r t yo f s i r o f i ly a mw e r e a l s os t u d i e d b a s e do nt h ea b o v e r e s e a r c h e s ，t h ep a p e rd e e p l ya n a l y z e dt h e f u n c t i o n a l m e c h a n i s mo ft h e s y s t e m a t i cc o m p e n s a t o r ye q u i p m e n ta n dt h ei m p r o v e m e n t o f p r o p e r t i e so f h a i r a n d “w o o l s t r i p p i n g ”o f s i r o f i ly a r nf o rt h eu s eo f t h e e q u i p m e n t q i a nj u n ( t e x t i l e m a t e r i a la n d d e s i g n ) d i r e c t e db yy u j i a n y o n g k e y w o r d s ：s i r o f i ly a r n ；t h es y s t e m a t i cc o m p e n s a t i o n e q u i p m e n t ；c o m p o s i t ep o i n t ； y a mp r o p e r t i e s ；w o o ls t r i p p i n g 東華大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 第一章緒論 1 1 概述 1 1 1 毛紡產(chǎn)品的高支輕薄化趨勢(shì) 近來，紡織服裝面料的主要發(fā)展趨勢(shì)一般有：原料多元化：產(chǎn)品 輕薄化；花色潮流化；服用功能化。對(duì)毛紡產(chǎn)品來說，高支輕薄化已 成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。但是，高支輕薄型產(chǎn)品的發(fā)展必然遇到原料和 可加工性兩大障礙。因此，如何解決這兩個(gè)問題已成為當(dāng)今國(guó)際上毛 紡科技研究開發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)，其中紗線結(jié)構(gòu)、組份的變化是一 個(gè)重要的研究方向。 1 1 2s ir o f ；i 紡紗方法的選擇 目前，實(shí)現(xiàn)毛紡面料輕薄化的具體方法有： 1 羊毛纖維與其它短纖維混紡：主要為化纖( 2 - 3 d ，相當(dāng)于8 0 支以上細(xì)支羊毛) 、羊絨( 直徑1 6 u r n 以下) 、兔毛( 直徑13 u m 左右) 以及其它天然纖維( 如絹絲、棉、麻等) 與羊毛混紡。采用混紡技術(shù) 可以降低用毛細(xì)度，并可使產(chǎn)品風(fēng)格多樣化。但由于纖維性能的差異， 羊毛與其它纖維混紡尚須進(jìn)一步攻關(guān)以解決梳理、紡紗、染色及后整 理方面的問題，且細(xì)支化程度亦不高。 2 水溶性維綸纖維與羊毛纖維伴紡：水溶性維綸纖維與羊毛纖維 伴紡，在洗呢時(shí)將水溶性維綸溶解，經(jīng)過后整理可以使毛紗變細(xì)，且 由于纖維間空隙增加，織物手感柔軟、蓬松性好。此法的缺點(diǎn)在于水 溶性成分溶解后，織物的風(fēng)格很難把握，布面效果欠佳，且去維不夠 徹底，原料成本高。 3 單經(jīng)單緯織造：與環(huán)錠股紗相比，在保證紗線截面根數(shù)的條件 下，可大大降低對(duì)羊毛細(xì)度的要求。如8 0 5 2 股紗需要8 0 支以上的超 細(xì)羊毛，而4 08 1 單紗采用2 2 u m ( 6 4 支) 羊毛，前者價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后 者。若采用單紗織造，單紗需經(jīng)上漿以滿足織造的要求，難點(diǎn)在于毛 紗的斷裂伸長(zhǎng)大，需采用專用漿料和上漿方式。 東華大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 4 采用復(fù)合紡紗技術(shù)：主要為空心錠子包纏復(fù)合線、p l y f i l 、s i r o f i l 等。p l y f i l 與s i r o f i l 兩種復(fù)合紡紗方法均為利用化纖長(zhǎng)絲與羊毛復(fù)合 加捻，包纏成紗，對(duì)羊毛細(xì)度要求與紡單紗接近，且可免上漿織造， 但p l y f i l 紡較s i r o f i l 紡工藝路線長(zhǎng)，而空心錠子復(fù)合需專用設(shè)備，投 資過大。以上幾種復(fù)合紗的特點(diǎn)、產(chǎn)品風(fēng)格及存在的問題如表1 1 所 示： 表1 1幾種復(fù)合紗的特性 l 、縮紗方法 空心錠包纏紗 s i r o f i l p l y f i | i 特點(diǎn) 空心錠紡紗機(jī)上長(zhǎng)長(zhǎng)絲與短纖維紗直短纖紗經(jīng)細(xì)紗 工藝特點(diǎn) 絲包纏短纖維芯紗接在細(xì)紗機(jī)上成紗 后與長(zhǎng)絲并捻 織物輕、薄，但手織物輕、薄，但 產(chǎn)品風(fēng)格織物輕、薄、柔 感較硬 手感較硬 雙組分易分離，耐 “扭辮紗”現(xiàn)象 存在的問題易于扭辮 磨性能差，織機(jī)效 嚴(yán)重 率低 由表1 1 可知，s i r o f i l 紡紗工藝路線最短，產(chǎn)品風(fēng)格獨(dú)特，且可 在普通環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上略加改造即可，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 國(guó)內(nèi)外近來興起的s i r o f i l 紡紗技術(shù)即是在這一背景下產(chǎn)生的，它 突破了高支輕薄面料開發(fā)中所必然遇到的原料和可加工性兩大障礙， 是開發(fā)輕薄毛織品的優(yōu)良方法之一。 1 1 3 s ir o f ii 紡紗方法的特點(diǎn) s i r o f i l 是在s i r o s p u n 基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新型紡紗技術(shù)。s i r o f i l 紗 中由于含有長(zhǎng)絲和短纖兩種組分，因此又稱為雙組分紡紗，在環(huán)錠細(xì) 紗機(jī)上經(jīng)過改裝后即可進(jìn)行加工。在s i r o f i l 紡紗過程中，全毛或含毛 混紡粗紗通過正常牽伸，而長(zhǎng)絲則通過導(dǎo)絲裝置從前羅拉直接喂入， 并使粗紗與長(zhǎng)絲間保持一定的間距，然后兩種組分在前羅拉輸出鉗口 下游直接并合加捻，一步成紗。如圖1 1 所示。 1 s i r o f i l 紗的紗線結(jié)構(gòu)、性能均不同于傳統(tǒng)的環(huán)錠紗。s i r o f i l 紗的縱向呈螺旋形單線外觀：同環(huán)錠紗截面呈扁平狀不同的是，s i r o f i l 紗里圓形截面，長(zhǎng)絲一般位于紗線的一側(cè)。s i r o f i l 紗由于長(zhǎng)絲的引入， 東華大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 圖1 1s i r o f i l 紡紗技術(shù)示意圖 使其在強(qiáng)伸性、條干。毛羽、紗疵等性能指標(biāo)上均優(yōu)于同支數(shù)單紗， ， 除了毛羽稍差外，其它指標(biāo)可以和同支數(shù)股線相媲美。 2 s i r o f i l 紗織物的抗剪切剛度小，因此服裝面料的成型性良好1 1 。 s i r o f i l 紗織物由于長(zhǎng)絲的增強(qiáng)及支撐作用，其織物在耐用性、尺寸穩(wěn) 定性、保形性、耐洗滌性方面均好于全毛織物。s i r o f i l 紗織物手感滑 爽、豐滿度低，透氣性好，在開發(fā)夏、秋季面料上前景廣闊。 3 s i r o f i l 技術(shù)降低了成本，產(chǎn)品具有很高的性價(jià)比。這主要體現(xiàn) 在： a 對(duì)原料的要求降低，節(jié)約了成本。由于長(zhǎng)絲成為紗線后道加工 過程中主要受力的主要承擔(dān)者，因此對(duì)短纖維的細(xì)度要求降低，減少 了原料成本。 b 工藝的縮短降低了成本。s i r o f i l 技術(shù)在細(xì)紗機(jī)上一步成紗，可 省去并、捻工序，節(jié)省了加工成本。 具體成本分析( 以生產(chǎn)8 4 3 2 為例) 如表1 2 及1 3 所示。 從1 2 和1 3 可以看出，復(fù)合紗精紡毛織物較傳統(tǒng)全毛織物毛條原 料每公斤節(jié)約7 7 元，而工藝成本則每米節(jié)約0 5 2 元。 因此，由于采用了新的紡紗技術(shù)，s i r o f i l 紗產(chǎn)品成本可大幅度降 東華大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 表1 2s i r o f i l 紡降低原料成本分析 單位復(fù)合紗精紡毛織物傳統(tǒng)全毛織物 紗線支數(shù) n mf 8 43 28 4 5 2 所需羊毛品質(zhì)支數(shù)公支 6 0 1 6 4 89 0 s 用毛量公斤米 o 1 9 60 2 2 8 毛條價(jià)格元忪斤 6 31 4 0 表1 3s i r o f i l 紡降低工藝成本分析 單位復(fù)合紗精紡毛織物傳統(tǒng)全毛織物 l紗線支數(shù) n mf 8 4 5 1 28 4 。2 f并捻加工成本元米 0 5 2 低，且由于產(chǎn)品輕薄化，又使之成為一種高附加值產(chǎn)品。此外，s i r o f i l 紗毛織物與全毛織物相比，風(fēng)格獨(dú)特，服用性能好。長(zhǎng)絲的引入，降 低了織物中羊毛的比例，更使s i r o f i l 產(chǎn)品具有無可比擬的價(jià)格優(yōu)勢(shì)， 其銷售利潤(rùn)率預(yù)計(jì)可達(dá)2 5 p a 上 2 1 ，市場(chǎng)前景非常廣闊。 11 4s ir o f ii 紡紗方法存在的問題 s i r o f i l 復(fù)合紗作為織物的經(jīng)紗，成紗中的相互間的結(jié)合力不夠穩(wěn) 定，在織造過程中形成“剝毛( 即長(zhǎng)絲與毛纖維分離) ”，嚴(yán)重影響織 機(jī)生產(chǎn)效率和布面質(zhì)量。 s i r o f i l 技術(shù)由于其紗線抗“剝毛”性能差，當(dāng)前在國(guó)內(nèi)還很難全 面推廣。這是由于s i r o f i l 紗在織造過程中，由于機(jī)件及相鄰紗線的摩 擦，“剝毛”現(xiàn)象非常嚴(yán)重，紗線容易起毛起球，使得織機(jī)開口處上、 下層經(jīng)紗相互粘連，導(dǎo)致開口不清，織機(jī)無法完成引緯動(dòng)作，直接影 響織機(jī)的機(jī)臺(tái)效率。 因此，若能解決紗線織造過程中的“剝毛”問題，提高織機(jī)效率， 企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益將更加顯著，產(chǎn)品將更有競(jìng)爭(zhēng)力。通過本文實(shí)驗(yàn)研究 表明，“剝毛”與成紗結(jié)構(gòu)、紡紗工藝參數(shù)關(guān)系密切，其中，長(zhǎng)絲喂入 時(shí)的預(yù)加張力、紡紗張力及復(fù)合三角區(qū)平衡力矩更是影響“剝毛”問 題的關(guān)鍵。 本課題正是在上述背景下展開的，它作為國(guó)家經(jīng)貿(mào)委技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng) 目差別化原料及低比例產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)及上海市高等學(xué)?？茖W(xué)技 4 東華大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 術(shù)發(fā)展基金項(xiàng)目基于系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)拈L(zhǎng)絲短纖維復(fù)合紡紗方法的重要 內(nèi)容，將注重理論聯(lián)系實(shí)際，直接面向企業(yè)，為企業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，以解 決s i r o f i l 紗的“剝毛”問題。 12 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 自1 9 7 6 年澳大利亞c s i r o 發(fā)明s i r o s p u n 技術(shù)以來，國(guó)內(nèi)外對(duì) s i r o s p u n 的紡紗工藝、成紗機(jī)理、“v ”形區(qū)的捻度分布、成紗結(jié)構(gòu)及 織物性能做了大量的研究，但對(duì)s i r o f i l 技術(shù)的研究卻很少引【4 1 ，一般 認(rèn)為，s i r o f i l 紗與s i r o s p u n 紗成紗機(jī)理相似。 對(duì)于s i r o s p u n 紗，p l a t e 和m m a q n u e l 5 】 6 1 7 】【8 】【9 1 最早對(duì) s i r o s p u n 紗的捻度分布、毛羽圈結(jié)、成紗結(jié)構(gòu)性能及影響因素作了一 系列的研究，并和股線作比較，指出成紗中單紗上的捻度是降低毛羽 的主要因素，但粗紗之間在“v ”形區(qū)對(duì)毛羽的捕捉和圈結(jié)也有利于成 紗毛羽的降低。 1 2 1紗線成紗工藝的研究 對(duì)于s i r o 系列紗，國(guó)內(nèi)外研究者普遍認(rèn)為間距的大小是影響成紗 結(jié)構(gòu)性能的首要因素。幾乎所有的文獻(xiàn)都認(rèn)為，存在一個(gè)最佳間距使 成紗性能最優(yōu)。但對(duì)最佳間距的大小卻有不同的觀點(diǎn)。p l a t e 8 】認(rèn)為 是1 4 m m ，s a l h o t r a 1o 】認(rèn)為是4 m m ，文獻(xiàn)1 1 1 1 1 2 1 1 3 兒14 】認(rèn)為是9 m m ，而文 獻(xiàn)【”1 則認(rèn)為是1 0 r a m 或1 2 r a m ，差異較多，這主要是因?yàn)榧徏営玫脑?料、試樣加工系統(tǒng)有差異造成的。粗紗原料性質(zhì)的不同，特別是短纖 維原料的長(zhǎng)度不同，最佳間距也不同，該觀點(diǎn)已得到i s h t i a q u e 1 6 】等人 的證實(shí)。文獻(xiàn) 1 7 1 實(shí)驗(yàn)研究了粗紗間距、捻度及錠速對(duì)紗線毛羽的影響， 指出除在低捻度及高錠速情況下，增加間距都會(huì)減少成紗毛羽。s u n 等1 8 1 對(duì)棉型s i r o s p u n 紗的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了探討，認(rèn)為棉型s i r o s p u n 紗的結(jié)構(gòu)及性能與成紗線密度有關(guān)，成紗越細(xì)，均勻度越差，但紗線 耐磨性增強(qiáng)。 東華大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 1 2 2 紗線結(jié)構(gòu)形態(tài)的研究 文獻(xiàn)【19 1 分析了s i r o s p u n 紗的橫截面形態(tài)結(jié)構(gòu)，認(rèn)為纖維在紗線橫 截面上呈非均勻分布狀態(tài)，紗線具有中空性，而距紗線中心軸1 3 半 徑處，纖維聚集密度最大，并指出s i r o s p u n 紗表面纖維較環(huán)錠紗松散。 但作者僅分析了粗紗間距對(duì)成紗結(jié)構(gòu)形態(tài)的影響，而沒有分析紡紗張 力的影響。事實(shí)上，間距的大小決定著成紗“v ”形區(qū)的大小，本質(zhì)上 仍為“v ”區(qū)內(nèi)紡紗張力的大小。 1 2 3 紗線捻度傳遞及分布的研究 對(duì)于s i r o s p u n 須條單紗段上的捻度及捻度傳遞問題，不同文獻(xiàn)亦 有不同觀點(diǎn)。p l a t e 5 】及文獻(xiàn)【2 0 】【2 1 1 認(rèn)為成形點(diǎn)以上部分單紗具有一定 的捻度，但成形點(diǎn)相當(dāng)于假捻器，成紗內(nèi)單股紗段上并沒有捻度。文 獻(xiàn) 2 2 2 3 】卻認(rèn)為須條單紗與單股紗上都有捻度，而且捻向與成紗捻向相 同，并推導(dǎo)了單股紗捻度與成紗捻度的數(shù)學(xué)關(guān)系式。文獻(xiàn)【2 4 】研究了滌 粘復(fù)合紗的結(jié)構(gòu)，認(rèn)為單股紗上存在真捻，并且其捻向、捻回?cái)?shù)與復(fù) 合紗相同。對(duì)于s i r o f i l 紗的成紗加捻原理只有文獻(xiàn)【4 】從力學(xué)中的扭矩 角度分析了s i r o f i l 紗中短纖紗與長(zhǎng)絲的捻度分布。 1 2 4s ir o 系列紗抗“剝毛”性能的相關(guān)研究 針對(duì)s i r o s p u n 紗的耐磨性問題，s u b r a m a n i a n 2 5 】【2 6 1 撰文分析了 s i r o s p u n 紗的表面摩擦性能及紗線受壓時(shí)的橫截面形態(tài)變化特征，并 研究摩擦系數(shù)與粗紗間距、捻系數(shù)之間的關(guān)系。b r o o k s 等 2 7 1 采用潤(rùn)滑 油增加s i r o s p u n 紗內(nèi)纖維之間的粘性力，且降低了紗線與機(jī)件間的摩 擦，以提高紗線耐磨性。侯祖齡【2 8 1 提出采用冷上漿、增加紗線捻系數(shù)、 減小經(jīng)紗密度等辦法解決s i r o f i l 紗“剝毛”問題。 對(duì)于長(zhǎng)絲與短纖維的包芯紗，美國(guó)專利4 9 2 2 3 0 1 、4 9 6 1 0 0 6 、4 9 7 3 3 6 9 介紹了一種三粗紗紡紗裝置，通過附加裝置由兩側(cè)的粗紗須條對(duì)中間 長(zhǎng)絲進(jìn)行包覆，生產(chǎn)包芯紗，以提高紗線抗“剝毛”性能。s a w h n e y 2 9 】【3 0 提出了一種雙粗紗與長(zhǎng)絲包芯復(fù)合紡紗裝置，它通過捻度控制導(dǎo)桿減 東華大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 少加捻三角區(qū)的捻度，增加紡紗三角區(qū)的張力大小，在前羅拉下游處 用一溝槽協(xié)助包芯復(fù)合成紗，由此提高短纖維對(duì)芯絲的包覆度，并加 強(qiáng)了長(zhǎng)絲與短纖維間的抱合力，提高紗線抗“剝毛”能力。由于雙粗 紗包覆長(zhǎng)絲外觀顯示天然纖維的風(fēng)格，s a w h n e y 3 1 j 已利用紗線這一特 性開發(fā)出阻燃及強(qiáng)耐磨特種織物。l o u i s 3 2 1 等提及從粗紗包覆芯紗的思 想，以生產(chǎn)包芯紗。s a w h n e y ”】于1 9 9 5 年撰文提出氣流紡與摩擦紡相 結(jié)合的平行紡紗，認(rèn)為生產(chǎn)的包芯紗能達(dá)到1 0 0 的包覆效果。文獻(xiàn) 3 4 提出先將長(zhǎng)絲分束，再與短纖維紗復(fù)合，增加纖維間摩擦，以提高紗 線耐磨性，但沒有從紡紗的根本上解決“剝毛”問題。 對(duì)于紗線抗“剝毛”測(cè)試的評(píng)價(jià)，s a w h n e y 29 】提出了主、客觀評(píng) 價(jià)方法，即人工撕剝法的主觀評(píng)價(jià)方法和紗線、織物“摩擦”實(shí)驗(yàn)后， 再對(duì)紗、織物圖像分析包覆系數(shù)的客觀評(píng)價(jià)方法。但沒有文獻(xiàn)提及復(fù) 合紗專用的抗“剝毛”性能測(cè)試儀器。 1 2 5 對(duì)現(xiàn)有研究成果的評(píng)價(jià) 國(guó)內(nèi)外對(duì)s i r o s p u n 的成紗機(jī)理、捻度結(jié)構(gòu)等研究較多，但對(duì)s i r o f i l 紗的報(bào)道卻很少【”。s i r o f i l 紗由于組分的不同，粗紗與長(zhǎng)絲的剛度與 細(xì)度不同，必然導(dǎo)致其捻度分布及傳遞的差異，因此有必要對(duì)s i r o f i l 紗的成紗機(jī)理作進(jìn)一步的深入研究。 對(duì)于“剝毛”現(xiàn)象的研究，前人多注重從織造工藝及后加工處理 上延緩紗線“剝毛”問題，而沒有分析紗線的“剝毛”機(jī)理及影響因 素。s a w h n e y 3 0 1 提出從雙粗紗包覆長(zhǎng)絲來生產(chǎn)包芯紗，但并不能完全 解決“剝毛”問題，粗紗與長(zhǎng)絲的定位很難控制，且要想完全包覆長(zhǎng) 絲，對(duì)長(zhǎng)絲的細(xì)度和粗紗的比例還有一定的要求。侯祖齡【2 8 1 提出的采 用新型漿料冷上漿處理方法，仍沒有從根本上解決“剝毛”問題，而 且也使s i r o f i l 紗失去免上漿織造的優(yōu)勢(shì)。 對(duì)“剝毛”測(cè)試的評(píng)價(jià)，s a w h n e y 2 9 】的客觀評(píng)價(jià)方法優(yōu)點(diǎn)是評(píng)價(jià) 結(jié)果反映了“剝毛”對(duì)織物外觀的影響，缺點(diǎn)是并不能完全反映s i r o f i l 紗的“剝毛”性能及“剝毛”的本質(zhì)機(jī)理。 東華大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 p l a t e t ”1 介紹了一種測(cè)試紗線耐磨性能的裝置，但不能很好地模 擬紗線在織造過程中的實(shí)際磨損狀態(tài)。 長(zhǎng)絲預(yù)加張力、紡紗張力及復(fù)合三角區(qū)平衡力矩是影響s i r o f i l 紗 成紗結(jié)構(gòu)和性能的重要因素，然而國(guó)內(nèi)外卻很少有針對(duì)性的報(bào)道。 1 3 本課題的研究?jī)?nèi)容、難點(diǎn)和意義 13 1本課題的研究?jī)?nèi)容 本課題將首先探討s i r o f i l 紗的成紗機(jī)理，并研究成紗工藝( 主要 是間距) 對(duì)s i r o f i l 成紗結(jié)構(gòu)、性能的影響；在此基礎(chǔ)上討論長(zhǎng)絲預(yù)加 張力、紡紗張力及復(fù)合三角區(qū)平衡力矩對(duì)s i r o f i l 成紗結(jié)構(gòu)及性能的影 響；分析s i r o f i l 紗的“剝毛”機(jī)理，討論系統(tǒng)補(bǔ)償裝置的作用機(jī)理及 其對(duì)s i r o f i l 紗抗“剝毛”性能的改善；研制復(fù)合紗抗“剝毛”測(cè)試裝 置。具體內(nèi)容如下： 第一章緒論部分 分析實(shí)現(xiàn)毛紡產(chǎn)品高支輕薄化的幾種方法以及s i r o f i l 技術(shù)的選擇 的必然性，指出了s i r o f i l 產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)及目前存在的主要問題，并對(duì) s i r o f i l 技術(shù)的研究歷史做了回顧，提出了本論文的研究?jī)?nèi)容和意義。 ，) 一、一一一 i 第二章s i r o f i l 紡成紗機(jī)理及“v ”形區(qū)紗線的捻度結(jié)構(gòu)分析 分析了s i r o f i l 紗的成紗機(jī)理及s i r o f i l 復(fù)合紗中短纖維紗組分表面 纖維圈結(jié)的機(jī)理，指出匯聚點(diǎn)的上下、左右移動(dòng)是捻度向上傳遞的根 本原因。 通過理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明s i r o f i l 紡紗過程中“v ”形區(qū)匯聚 點(diǎn)以上單紗和長(zhǎng)絲上均存在與成紗同向的捻度，并比較單紗和長(zhǎng)絲上 捻度大小，說明了單紗和長(zhǎng)絲上捻度大小不同是由于材料組分模量差 異造成的；從材料力學(xué)角度分析“v ”形區(qū)中單紗、長(zhǎng)絲以及成紗中單 股紗和長(zhǎng)絲上的捻度大小。 第三章須條與長(zhǎng)絲間距對(duì)s i r o f i l 成紗結(jié)構(gòu)性能的影響 就成紗工藝對(duì)s i r o f i l 成紗結(jié)構(gòu)、性能的影響，著重研究了須條與 長(zhǎng)絲間距大小對(duì)s i r o f i l 成紗結(jié)構(gòu)、強(qiáng)伸性能、毛羽及條干的影響。保 8 東華大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 持其它工藝參數(shù)相同，在間距分別為4 、8 、1 2 、1 6 m m 條件下，試紡l s i r o f i l 紗，觀察紗線的縱、橫向結(jié)構(gòu)，測(cè)試成紗性能，并作比較分析，i 得出s i r o f i l 最佳成紗間距。 第四章復(fù)合紗抗“剝毛”測(cè)試裝置及s i r o f i l 紗“剝毛”機(jī)理 為了研究s i r o f i l 紗的抗“剝毛”性能，本文還研制了復(fù)合紗抗“剝 毛”測(cè)試儀，該裝置的優(yōu)點(diǎn)是能在同一儀器上實(shí)現(xiàn)紗、綜及筘三種復(fù) 合紗線摩擦磨料的轉(zhuǎn)換，充分考慮到織造過程中可能出現(xiàn)的紗線磨損 情況。為研究s i r o f i l 紗的抗“剝毛”性能提供了有效的測(cè)試手段。另 外，還分析了影響該裝置測(cè)試準(zhǔn)確性的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行 了表征。 首次系統(tǒng)分析了s i r o f i l 紗的“剝毛”機(jī)理，分析了單粗紗和雙粗 紗的“剝毛”過程，通過s i r o s p u n 紗及s i r o f i l 紗的捻度對(duì)比實(shí)驗(yàn)，說 明了s i r o f i l 紗所特有的單紗包纏現(xiàn)象，并從介質(zhì)模量差異導(dǎo)致s i r o f i l 紗包纏復(fù)合不勻角度闡述了s i r o f i l 紗的“剝毛”機(jī)理。 第五章s i r o f i l 紡力學(xué)系統(tǒng)與成紗結(jié)構(gòu)性能及抗“剝毛”性能關(guān)系研究 s i r o f i l 紡力學(xué)系統(tǒng)是指長(zhǎng)絲喂入前羅拉時(shí)的預(yù)加張力、紡紗張力及 復(fù)合三角區(qū)平衡力矩。本章詳細(xì)分析了長(zhǎng)絲預(yù)加張力對(duì)s i r o f i l 紗強(qiáng)伸 性能、毛羽數(shù)目的影響；紡紗張力對(duì)s i r o f i l 紗強(qiáng)伸性能、毛羽及條干 的影響：通過改變粗紗和長(zhǎng)絲原料改變復(fù)合三角區(qū)平衡力矩，討論復(fù) 合三角區(qū)平衡力矩對(duì)s i r o f i l 紗縱向形態(tài)結(jié)構(gòu)及抗“剝毛”性能的影響； 本部分還分析了s i r o f i l 紡力學(xué)系統(tǒng)對(duì)紗線抗“剝毛”性能的影響，并 使用統(tǒng)計(jì)軟件s p s s 及t 檢驗(yàn)方法判別結(jié)果的顯著性。 第六章系統(tǒng)補(bǔ)償裝置對(duì)s i r o f i l 成紗結(jié)構(gòu)性能的影響 本部分著重分析了系統(tǒng)補(bǔ)償裝置的作用機(jī)理，探討了系統(tǒng)補(bǔ)償裝 置的引入降低了s i r o f i l 成紗毛羽數(shù)目以及對(duì)紗線抗“剝毛”性能的改 進(jìn)；對(duì)蒸紗后紗線的抗“剝毛”性能作對(duì)比分析，說明系統(tǒng)補(bǔ)償裝置 的引入在蒸紗后同樣可以改善紗線的抗“剝毛”性能：通過常州三毛 的中試效果可進(jìn)一步說明系統(tǒng)補(bǔ)償裝置提高了紗線的抗“剝毛”性能。 第七章結(jié)語與展望 東華大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 對(duì)本論文所研究的結(jié)論做一歸納和總結(jié)，并對(duì)今后的研究工作提 出展望。 1 3 2 a b c d 本課題的研究難點(diǎn) s i r o f i l 紗成紗機(jī)理及捻度傳遞與分布分析 s i r o f i l 紗“剝毛”現(xiàn)象的機(jī)理分析 s i r o f i l 紗抗“剝毛”性能測(cè)試的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及表征方法 力學(xué)系統(tǒng)的補(bǔ)償及其機(jī)理分析 1 3 3 本課題的研究意義 本論文是國(guó)家經(jīng)貿(mào)委2 0 0 0 年技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目差別化原料及低比例 產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)及上海市高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)發(fā)展基金項(xiàng)目基于系 統(tǒng)補(bǔ)償?shù)拈L(zhǎng)絲短纖維復(fù)合紡紗方法的重要內(nèi)容，就長(zhǎng)絲預(yù)加張力、 紡紗張力及復(fù)合三角區(qū)平衡力矩組成的力學(xué)系統(tǒng)對(duì)s i r o f i l 成紗結(jié)構(gòu)性 能的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的理論研究與實(shí)驗(yàn)分析，特別對(duì)s i r o f i l 紗的“剝 毛”性能進(jìn)行了機(jī)理分析，并研制出系統(tǒng)補(bǔ)償裝置以解決紗線的結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定性問題，研制出復(fù)合紗抗“剝毛”測(cè)試儀測(cè)試s i r o f i l 紗的抗“剝 毛”性能。這些對(duì)人們進(jìn)一步深入掌握s i r o f i l 紗的結(jié)構(gòu)和性能、提高 織機(jī)機(jī)臺(tái)效率、開發(fā)出理想的s i r o f i l 紗輕薄面料具有重要的理論意義 和現(xiàn)實(shí)意義。 本文的研究?jī)?nèi)容賽絡(luò)菲爾紡紗模量補(bǔ)償裝置以及復(fù)合紗抗 l 剝毛測(cè)試儀已申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專利：由本文研究?jī)?nèi)容所承擔(dān)的科研 項(xiàng)目基于系統(tǒng)補(bǔ)償裝置的長(zhǎng)絲短纖維紗復(fù)合紡紗方法已于2 0 0 0 年 1 0 月3 0 日通過了上海市教委鑒定，專家組一致認(rèn)為達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水v 平。 1 0 東華大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章s i r o f i l 紡成紗機(jī)理及“v ”形區(qū)紗線捻度結(jié)構(gòu)分析 第二章s i r o f i l 紡成紗機(jī)理及“v ”形區(qū)紗線捻度結(jié)構(gòu)分析 有關(guān)s i r o f i l 復(fù)合紗的成紗機(jī)理，很少有文獻(xiàn)報(bào)道，但對(duì)s i r o s p u n 紗 線的成紗機(jī)理及產(chǎn)品性能有較多文獻(xiàn)報(bào)道。由于s i r o f i l 是從s i r o s p u n 演 變而來，一般認(rèn)為s i r o f i l 成紗機(jī)理與s i r o s p u n 相似。但由于短纖維和長(zhǎng) 絲兩組分力學(xué)性質(zhì)不同，s i r o f i l 紗的成紗機(jī)理與s i r o s p u n 亦有不同之處。 在s i r o f i l 紡紗過程中，由于短纖維須條和長(zhǎng)絲兩組分之間存在間 距，因此在捻度自下向上傳遞過程中，在前羅拉下游必然形成一“y ” 形交匯區(qū)，匯聚點(diǎn)的上方分別為短纖維須條單紗和長(zhǎng)絲，下方則是s i r o f i l 成紗，我們稱此交匯區(qū)為“v ”形區(qū)。 捻度是影響s i r o f i l 紗線結(jié)構(gòu)、性能的重要因素。適當(dāng)增加s i r o f i l 成 紗中單股紗捻度，將有助于纖維之間的抱合，提高紗線的抗“剝毛”性 能。國(guó)內(nèi)外研究的多是s i r o s p u n 紗的捻度【20 1 ，認(rèn)為其兩根須條單紗中的托c 她壢 捻度為假捻，即使有少量的捻度也是由于加捻過程中捻度傳遞的不穩(wěn)定7 6 f 、 n 造成的。、由于s i r o f i l 的成紗過程與s i r o s p u n 相似，因此，有關(guān)s i r o s p 的捻度研究也適用于s i r o f i l 紗。但s i r o f i l 紗由于長(zhǎng)絲的引入，其捻度 構(gòu)有自己的特殊性。 本章將討論s i r o f i l 紗的成紗機(jī)理，并就s i r o f i l 紡“v ”形區(qū)的捻度 。 葉) o 咕d 傳遞及紗線捻度分布結(jié)構(gòu)作詳細(xì)分析。 為了表述方便，我們規(guī)定匯聚點(diǎn)上方的短纖維須條稱為單紗，下方 的s i r o