影響ATY品質(zhì)的部分影響因素

1、影響ATY品質(zhì)的部分影響因素ATY空氣變形紗ATY（Air-Texturned Yarn）空氣變形紗是由美國杜邦公司發(fā)明的一種紗線加工技術(shù)，其目的是使化纖長絲經(jīng)過加工而獲得棉、麻等短纖維紗線的特點。影響ATY品質(zhì)的部分影響因素:ATY紗根據(jù)其毛圈的長短分為長毛、中毛及短毛產(chǎn)品，可作為不同需要的大圓機(jī)、經(jīng)緯編（針織）、緯紗和經(jīng)紗的原料。目前ATY常出現(xiàn)紗線上毛圈大小差異較大、毛圈分散不均勻等問題。ATY紗毛圈的長短主要靠調(diào)節(jié)超喂羅拉（皮紗超喂羅拉和芯紗超喂羅拉）的輸出速度來控制，而毛圈的均勻性影響因素較為復(fù)雜。通常，皮紗喂入速度芯紗喂入速度，稱為超喂，超喂越大，則ATY的毛圈越長。ATY的毛圈均

2、勻性對于其后道織造、染色和后整理都具有較大的影響。毛圈均勻性差，則染色時毛圈密集的部分顏色較深，因而產(chǎn)品中會出現(xiàn)明顯的色差及不勻的色條、色斑等。目前ATY加工中容易出現(xiàn)紗線上毛圈大小不勻，分布不勻等情況，從而導(dǎo)致織造時出現(xiàn)紗線打結(jié)，斷經(jīng)等現(xiàn)象。造成ATY毛圈不勻的原因主要是由于是紗線受到的張力、空氣射流的作用及紗線原料蓬松性等所引起。本次實習(xí)報告根據(jù)現(xiàn)有的資料對以上幾點進(jìn)行不同程度的探討，闡述本人在實習(xí)過程中的一些觀點及想法，但部分內(nèi)容仍須待實驗與計算考證。下面來淺談一下以上兩種情況產(chǎn)生的原因及分析：一、影響ATY毛圈不勻的主要因素可能為以下幾點：(1) 原料的影響。原料紗線的強(qiáng)伸性不同，空氣

3、變形加工的效果也不同，原絲的模量越大，彎曲剛度較高，則變形能力越差，成圈的效果也差異較大；作為皮紗的ATY原料紗中的油劑含量較高時，會導(dǎo)致單絲的抱合力較大，因而在空氣射流的噴吹作用下單絲的分散較差，導(dǎo)致紗線的蓬松性較差，從而成圈與在芯紗上的纏結(jié)效果較差；紗線的給濕效果好，單絲的模量降低，柔韌性較好，益于變形。此外，異性截面的絲較圓形截面的絲變形要好，中空截面的絲較實心的絲變形能力好。(2) 空氣射流作用的影響。目前ATY的空氣噴吹壓力一般為610kg/cm2，即0.61Mpa，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗固定氣壓為0.80.9Mpa?？諝馍淞鲗ζば炯喌淖饔梅绞健⒎较蚣白饔昧Φ拇笮【鶗绊懨Φ某尚图袄p繞，氣壓

4、越高，毛圈的數(shù)量越多，但紗線的強(qiáng)度會受損，且毛圈的長度可能較短，過高的氣壓也許還會影響皮紗的纏繞效果；氣壓較低時，毛圈的成型、數(shù)量及纏繞效果則較差。具體的空氣作用方式需要根據(jù)流體力學(xué)對整個受力系統(tǒng)，即空氣噴射角度、噴射力大小、空氣加工陶瓷和噴嘴的結(jié)構(gòu)、尺寸，以及皮芯紗的喂入方式（角度，受力情況）進(jìn)行具體分析。(3) 噴嘴結(jié)構(gòu)的影響。目前空氣變形紗的加工噴嘴基本分為2大類，一類是美國杜邦公司的加工中粗短絲的縮擴(kuò)型Taslan噴嘴，另一類是瑞士赫伯萊茵（Heberlein）公司的加工中細(xì)短絲的漸擴(kuò)型赫馬（Hema）噴嘴，后者最終成為商業(yè)中較為成功的一類噴嘴，據(jù)文獻(xiàn)記載，噴嘴的主流管長度、噴孔的角度

5、、主噴管的發(fā)散角和主噴管的錐度均對紗線變形有較大影響。因此，不同噴嘴的結(jié)構(gòu)、尺寸會使空氣射流對紗線的作用方式產(chǎn)生差異，從而影響ATY毛圈的成型及均勻性。(4) 各種部件對皮芯紗受力的影響。ATY加工過程中，由DR、FR4、FR3、WR的速度差異引起的張力主要影響成品紗的卷繞成型等；在皮芯紗進(jìn)入噴嘴過程中，各種部件對紗線受力的方向、大小的影響會導(dǎo)致紗線在噴嘴中受到的張力發(fā)生微細(xì)變化，使皮芯紗的受力的方向、大小產(chǎn)生變化，從而影響紗線在噴嘴內(nèi)受空氣作用時的變形方式，從而影響毛圈的成型等。二、 影響ATY毛圈長度及均勻性因素的探討：1.紗線的受力情況紗線在喂入噴嘴的過程前后受到的多方面力作用，包括芯紗

6、穿過導(dǎo)絲鉤（陶瓷），給水槽中水的阻力等，同時各部件的相對位置（角度、高度）影響紗線的受力方向。1.1芯紗導(dǎo)絲鉤的高度、導(dǎo)絲鉤和給水陶瓷的距離。如圖1.1，芯紗所經(jīng)過的導(dǎo)絲鉤雖然表面光滑，紗線受到的摩擦力小，甚至基本沒有，但導(dǎo)絲鉤的角度和高度不同，會使紗線的受力方向發(fā)生變化，從而影響芯紗的浸水效果，并影響紗線輸出時的角度和方向。當(dāng)導(dǎo)絲鉤與給水陶瓷平行且高度相等時，紗線沿直線軌跡輸入，因此給水效果較好且輸入時可以保持原有運(yùn)行方向，故而部件對紗線的受力影響較小。 圖1.1 芯紗給濕的示意圖1.2給水陶瓷的高度和給水量各錠位的過水陶瓷的高度差異，會引起給水裝置的給水量差異，從而引起紗線風(fēng)格的差異，在染

7、色中易出現(xiàn)色差，因此，各錠位給水裝置的出水口高度應(yīng)保持在同一水平線。根據(jù)文獻(xiàn)記載，芯紗的給水量不同，紗線受到的變形張力也不同。給水過大，則噴嘴內(nèi)水霧較多，使絲條變形不暢，且絲條在噴嘴入口處會發(fā)生抖動，易引起斷頭等；給水過低，則紗線的變形效果較差，毛圈的密度小且不勻。紗線的給濕效果好，彎曲模量會較低，變形能力好，因此，對皮紗進(jìn)行給濕可以提高紗線的成圈效果。目前，我廠在ATY加工中每錠所用的給水量為4.8L/h左右，過水量較大，造成噴嘴尾部的水霧較多，從而在一定程度上影響紗線的加工，而給水量一般控制在0.8L/h1.8L/h，可以獲得較好的加工效果，故而可以根據(jù)經(jīng)驗對其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，以確定較合適的

8、給水量。1.3噴嘴與陶瓷擋球的距離及入紗角度空氣加工陶瓷的高度、皮芯紗的入紗角度會影響紗線在空氣作用下的變形過程。皮芯紗入紗時保持平行的狀態(tài)，可以減小部件對紗線張力的大小、方向的影響，從而盡量使紗線在噴嘴內(nèi)達(dá)到理想的變形效果。經(jīng)過變形的紗線，從噴嘴射出的時候，會受到擋球的阻擋，噴射氣流會形成弓形激波，增大氣體壓力從而對運(yùn)行的紗線起到阻尼減速的作用，使紗線在垂直偏轉(zhuǎn)時迅速膨化，同時也使噴嘴出口處的絮流度加強(qiáng)，從而使單絲發(fā)生錯位和交纏，產(chǎn)生大量絲圈，加強(qiáng)了變形的效果和穩(wěn)定性。因此，陶瓷擋球的距離對絲圈的成型也有較大影響。當(dāng)擋球距離小于4mm時，絲圈不穩(wěn)定，且易發(fā)生不勻的現(xiàn)象；當(dāng)擋球距離大于6mm時

9、，氣流不穩(wěn)定，絲條的網(wǎng)絡(luò)不良（絲圈大小差異大？）。圖1.2 擋球距離2. 紗線原料的差異及加工時蓬松性的影響紗線原料的差異較為復(fù)雜，和紡絲工藝、原料廠家、原料類型等多方面因素有關(guān)，本次報告暫不對其進(jìn)行詳細(xì)探討。但對于固定的紗線原料，加工時紗線的蓬松程度對毛圈的變形等有較大影響。目前市場上展頌ATY毛圈蓬松且大小、分散均勻，皮紗多以單絲狀纏結(jié)與芯紗上，品質(zhì)較好。ATY的芯紗需經(jīng)過給濕處理，目的在于增大芯紗表面的摩擦力，增強(qiáng)皮紗變形包覆的效果。據(jù)文獻(xiàn)記載，粘膠紗線的皮芯紗全部給濕時，ATY絲圈的尺寸與均勻性均優(yōu)于只給濕芯紗或皮紗的ATY，滌綸紗線在進(jìn)行單給濕和雙給濕之后沒有明顯差別45。滌綸的公定

10、回潮率為0.4%，而粘膠的公定回潮率為14%，由此可知，吸濕性較好的紗線具有優(yōu)異的毛圈變形效果。主要是由于吸濕后，雖然紗線（或單絲）的摩擦力增大，但紗線中單絲的抱合力減小，且紗線中單絲的模量降低，變形能力提高，從而使得紗線在空氣噴吹作用下可以得到更為蓬松的效果。錦綸的回潮率為4%6%，是吸濕性較為優(yōu)異的化纖，故而紗線在給濕后也應(yīng)具有較好的蓬松性，單絲更為分散。 芯紗皮紗 圖1.3 蓬松程度差的皮紗纏結(jié)效果 圖1.4 蓬松程度好的皮紗纏結(jié)效果如圖1.3，在一定的空氣噴吹作用下，抱合力好的皮紗中的單絲不易分散，故而在變形時可能出現(xiàn)多股絲同時纏繞在芯紗上，形成長毛圈，由于單位時間內(nèi)的皮紗輸送量是固定

11、的，因此，后面部分的紗線可能會形成小毛圈，甚至喂入的長度不夠不能形成毛圈。而在合適的給濕程度下，皮紗的分散效果可能較好，空氣射流對單絲的作用更為隨機(jī)，因而單絲的變形效果較好，形成如圖1.4中具有均勻毛圈效果的ATY。3.噴嘴結(jié)構(gòu)的影響 噴嘴的結(jié)構(gòu)及尺寸直接影響到入射氣流在其中的運(yùn)行方式，從而影響紗線的變形成圈方式。圖1.5為空氣加工噴嘴的示意簡圖，在噴嘴的管壁上有均勻分布的三個傾斜（45°）的噴孔，空氣由此進(jìn)入噴嘴內(nèi)部，三股空氣射流射向噴嘴中心，對紗線進(jìn)行噴吹作用。紗線發(fā)生變形的區(qū)域為ab段，而bc段紗線沒有受到空氣的噴吹作用。可以知道，經(jīng)過bc段的紗線是連續(xù)、均勻的， b點受到的空

12、氣噴射作用也是連續(xù)、均勻的， ab段紗線受到的空氣作用是間隔的、隨機(jī)的，且直接受到空氣壓力的大小、空氣入射角度（噴孔的傾斜度）和噴嘴直徑大小的影響。圖1.5 空氣加工噴嘴的示意簡圖4.空氣作用的方式的影響ATY主要是通過空氣的噴射作用對紗線進(jìn)行加工而形成具有短纖特點的紗線，因此，空氣射流的作用方式，包括空氣壓力的大小、氣流的入射角度及氣流對紗線的作用力大小和方向等均對ATY毛圈的變形大小、分散均勻性有較大影響。 a b c圖1.7 紗線是由多根單絲組成，在空氣噴吹的作用下會變得蓬松而分散成疏松的單絲或絲束，而每根單絲的表面和截面形狀均有略微的差異，因此，原本射向噴嘴中心（理論上紗線經(jīng)過噴嘴的中心，如圖1.7 a）的射流在方向上發(fā)生偏移（如圖1.7 b），在噴嘴內(nèi)形成往復(fù)的振蕩氣流，從而對絲束產(chǎn)生較為隨機(jī)的噴射作用。絲束在噴嘴內(nèi)受到不同方向、大小的空氣射流作用，從而發(fā)生變形彎曲并纏繞于疏松速度較快的芯紗上。