高強(qiáng)低伸長滌綸長絲包芯復(fù)合紗的紡制及其結(jié)構(gòu)與性能

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告紡織工程高強(qiáng)低伸長滌綸長絲包芯復(fù)合紗的紡制及其結(jié)構(gòu)與性能一、選題的背景、意義當(dāng)今，人們對紡織品的要求向?qū)嵱没?、功能化?舒適化、智能化、 個(gè)性化、多彩型、時(shí)尚化、環(huán)保型方向發(fā)展。紡織品的功能性和舒適性相結(jié)合是紡織品發(fā)展的必然趨勢。天然纖維織物雖然 穿著舒適、手感柔和、親和力強(qiáng)，但制成的服裝易皺易縮，穿著料理困難，不符合快節(jié)奏生活的要求。織物的形狀保持性和記憶功能，尤其是高支面料的生產(chǎn)一直是困擾其發(fā)展的問題。為解決 這一問題， 人們的注意力由后整理工藝逐漸轉(zhuǎn)向構(gòu)成織物的紗線上來。而通過改變紗線的結(jié)構(gòu)和 組分的構(gòu)成是一個(gè)重要研究方向。80年代初，包芯紗紡紗技術(shù)作為一種復(fù)合紡紗方法得

2、到充分 的發(fā)展，這種紗線一般是以化纖長絲為芯絲，天然纖維為包覆纖維紡制?？梢酝ㄟ^在傳統(tǒng)的環(huán)錠 細(xì) 紗機(jī)上添加導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)和張力控制裝置進(jìn)行紡紗網(wǎng)。包芯復(fù)合紗利用一般環(huán)錠細(xì)紗機(jī)，另外加裝長絲退繞裝置、張力控制裝置， 將長絲由前羅拉 后方喂入短纖須條的中心位置，然后加捻成紗。粗紗按常規(guī)的方式喂入、牽伸。包芯紗的芯組分和外包組分不同， 一般外包短纖維，紗芯為長絲或短纖紗。 本次研究采用高強(qiáng)低伸長滌綸長絲與 棉的包芯復(fù)合紗為研究對象。另外，利用摩擦紡 或噴氣紡也可以紡制包芯紗。紗線的性能不僅取決于組成纖維的性能，還取決于成紗工藝與紗線的結(jié)構(gòu)。長絲短纖復(fù)合紗(Composite YarnConsisted

3、ofFilaments and Staple Fibers)同時(shí)具有長絲和短纖的優(yōu)點(diǎn)。具有較強(qiáng)的強(qiáng)伸性，強(qiáng)力不勻??；具有天然短纖的外觀，條干不勻小，耐磨性能好。另外，可以利用復(fù)合紡紗方法紡制高支紗，生產(chǎn)高檔服飾面料。其具有的優(yōu)良性能受到普遍關(guān)注。但是，復(fù)合紗由于其紡紗方法的不同，決定了其紗線結(jié)構(gòu)存在很大差異。 這種結(jié)構(gòu)的差異勢必影響其構(gòu)成 的紗線和織物的性能。 例如，織物的強(qiáng)伸性主要取決 于紗線的拉伸性能，而影響紗線拉伸性能的主要因素為紗線的結(jié)構(gòu)和纖維原料的特性。用芯鞘型長絲/短纖復(fù)合紗為原料，將短纖和長絲織 物的風(fēng)格優(yōu)點(diǎn)揉為一體，提高了織物的強(qiáng)伸度和模量、懸垂性、保形抗皺性，紗線本身 具有的

4、特 性使得面料和服裝具有永久的尺寸穩(wěn)定性、免燙、洗可穿性能；由棉短纖作皮層的復(fù)合紗使得織 物具有短纖織物的外觀，織物染色容易，面料和服裝具有天然短纖織物的手感、蓬松性、吸濕透濕性及親合力。二、相關(guān)研究的最新成果及動態(tài)利用一般環(huán)錠細(xì)紗機(jī)2,另外加裝長絲退繞裝置、張力控制裝置，將長絲由前羅拉后方喂入短纖須條的中心分不同，一般外包短纖維，紗芯位置，然后加捻成紗，粗紗按常規(guī)的方式喂入、牽伸。包芯紗的芯組分和外包組為長絲或短纖紗。 另外，利用摩擦紡或噴氣紡也可以紡制包芯紗。包芯紗分為硬式包芯紗和軟式包芯紗兩種。前者芯紗為一般的長絲， 后者為彈性長絲。 紡制 包芯紗時(shí)，雖然將長絲對準(zhǔn)短纖須條的中心位置，但

5、是受到牽伸機(jī)構(gòu)、纖維轉(zhuǎn)移的影響，成紗時(shí)長絲的位置仍然可能有變化。如果芯組分偏移過多，會影響紗線的染色性能和強(qiáng)伸性等。傳統(tǒng)環(huán)錠紗線結(jié)構(gòu)： 傳統(tǒng)的環(huán)錠紗中纖維基本上呈螺旋狀排列， 由于存在加捻三角區(qū)， 纖維 不能全部被捻 到紗體中去，很多邊緣纖維一端在紗體內(nèi)， 另一端伸到紗條外形成毛羽。 所以雖然 環(huán)錠紗的結(jié)構(gòu)緊密，但是表面 無序，光潔度差。在環(huán)錠紡紗機(jī)上. 經(jīng)牽伸后，由于加捻力矩的作用， 由前羅拉輸出的須條產(chǎn)生了細(xì)頸化現(xiàn)象。 在“加捻細(xì) 頸區(qū)”內(nèi)，單根纖維的運(yùn)動是由須條的移動、加捻效應(yīng)的轉(zhuǎn)動和須條內(nèi)部的纖維流動 三者構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動。在該區(qū) 域內(nèi)纖維集合體具有較復(fù)雜的轉(zhuǎn)移規(guī)律和不同的配列、取向趨勢

6、。建立三維模型進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，可知：由于加捻力矩的作用，“加捻細(xì)頸區(qū)”內(nèi)須條截面由扁平形轉(zhuǎn)變?yōu)閳A形； 在形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的細(xì)紗前，不同位置的纖維的排列取向趨勢不同，即位于須條 邊緣的外層纖維相互靠近。位于須條中央?yún)^(qū)域的外層纖維會相互分離。表層的纖維和須條內(nèi)層 的中心纖維的排列取向趨勢不同。不同位置的纖維各自按一定的軌跡轉(zhuǎn)移。位于加捻中心的纖維 束沿加捻中心取向， 位于須條外部層的纖維則會沿著加捻螺旋線方向取向。 加捻細(xì)頸區(qū)內(nèi)不同 區(qū)域的纖維的徑向轉(zhuǎn)移速度不同。相對于中央?yún)^(qū)纖維， 位于須條邊緣區(qū)域的纖維具有較大的運(yùn)動速度.在進(jìn)入細(xì)紗穩(wěn)定結(jié)構(gòu)前徑向移動的距離要更大，導(dǎo)致邊緣纖維受到更大的張力。從而產(chǎn)生

7、 彈性伸長或纖維間的滑移. 位于中央?yún)^(qū)域的內(nèi)層纖維則會因此而產(chǎn)塵捻縮的趨勢。在加捻細(xì)頸 區(qū)，捻效應(yīng)對位于須條邊緣區(qū)域的纖維束具有牽伸作用，并造成位于邊緣區(qū)域的纖維之間產(chǎn)生滑 移。捻系數(shù)越大、須條寬度越大，對須條邊緣纖維的牽伸作用越明顯。在細(xì)頸區(qū)內(nèi)，外層纖維和內(nèi)層纖維的內(nèi)外轉(zhuǎn)移現(xiàn)象是由兩種機(jī)制引起的，一個(gè)是不同位置纖維的徑向移動速度和轉(zhuǎn)移取 向趨勢不同：另一個(gè)原因是由于加捻過程中不同位詈纖維所 受的作用力的不同導(dǎo)致了軌跡的不 同。上述分析只考慮了加捻細(xì)頸區(qū)內(nèi)纖維受加捻力矩影響的配列、取向趨勢與轉(zhuǎn)移規(guī)律。實(shí)際上 加捻細(xì)頸區(qū)內(nèi)不同纖維所受張力差異、纖維的長短差異、粗細(xì)的差異、初始模量的差異、表面摩擦

8、系數(shù)的差異等因素，也會影響其配列、取向趨勢與轉(zhuǎn)移規(guī)律明結(jié)構(gòu)特征總結(jié)為:.在芯鞘型包芯復(fù)合紗中，短纖完全按照傳統(tǒng)的環(huán)錠紡規(guī)律內(nèi)外轉(zhuǎn)移，紗線復(fù)合紗毛羽少，條干均勻，達(dá)到優(yōu)等水平。.實(shí)現(xiàn)了皮層對芯組分的完全包覆。復(fù)合紗的外觀和純短纖紗的外觀、手感相同。.用該方法有很大的適紡范圍。對于低支紗，能實(shí)現(xiàn)完全包覆。但是在紡高支紗時(shí)，由于短纖組分的比例含量比較小，易出現(xiàn)漏絲現(xiàn)象。.對包芯復(fù)合紗的包覆率的測定主要有主觀測定和客觀測定兩種方法?？陀^測定方法主要包括紗線截面圖像分析處理法和織物外觀處理法。織物外觀處理法中， 一種是通過對織物的電子掃描，間接得出紗線的包覆率。另外一種是利用組分的染色區(qū)別觀察評定紗線的

9、包覆情況。它直接影響后加工強(qiáng)伸性性能： 紗線的強(qiáng)力和伸長性能是衡量紗線性能和質(zhì)量的重要指標(biāo)，的工藝設(shè)置和生產(chǎn)效率，同時(shí)也影響了最終產(chǎn)品的風(fēng)格、性能。強(qiáng)力可以反映織物的耐久性，伸對于用來生產(chǎn)高檔面料的高支紗，強(qiáng)伸長大小又可以影響織物抗外力交形的能力以及彎曲性能。性就更重要。 因此，強(qiáng)伸性是復(fù)合紗研究的基本力學(xué)性能之一。長絲和短纖維在結(jié)構(gòu)和性能上的 差異，使得復(fù)合紗與傳統(tǒng)的紗線存在很大差異。在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上制備芯鞘型包芯復(fù)合紗可以兼?zhèn)?長絲和短纖的優(yōu)點(diǎn)，利用長絲的高強(qiáng)和高模量來改善紗線的力學(xué)性能。(1)在長絲預(yù)加張力較低時(shí)，紗線表現(xiàn)出兩種斷裂方式。 長絲的含量較低時(shí)， 紗線急劇斷裂。隨著長絲含量的增

10、加，紗線可以一直伸長直到長絲漲緊并且達(dá)到長絲斷裂點(diǎn)。(2)當(dāng)長絲的預(yù)加張力稍高時(shí)，在長絲的含量較低的情況下，包芯紗的斷裂是劇烈的。隨著 (3)對于一定的預(yù)加張力下，在長絲的含量增加到X%寸，紗線的強(qiáng)力增加是明顯的，并且長絲含量繼續(xù)增加后，紗線的強(qiáng)力增加地更明顯。(4)在長絲的預(yù)加張力很小時(shí)，在長絲含量沒有達(dá)到X%T,紗線的伸長沒有明顯變化。對于較大的長絲預(yù)加張力的紗線，隨著長絲含量的增加，伸長先減小后急劇增大， 直到長絲含量達(dá)到x %,然后隨著長絲含量的增加，紗線的伸長明顯增大。(5)在長絲的含量較低的情況下，芯鞘型長絲短纖復(fù)合紗的強(qiáng)伸特性主要取決于短纖的強(qiáng)伸長絲的含量增加，有可能會出現(xiàn)二次斷

11、裂。性。相同斷裂強(qiáng)力逐漸降低， 斷裂伸長率逐漸增大。蝕舜劃口張力的大小， 即長絲在復(fù)臺紗中的伸直狀態(tài)以及長絲的含量決定拉伸時(shí)長絲的強(qiáng)力貢獻(xiàn)程度。三、課題的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法、技術(shù)路線及研究難點(diǎn)，預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)本次課題研究， 通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比， 對該區(qū)內(nèi)纖維的流動取向和排列規(guī)律進(jìn)行詳盡分析，進(jìn)而揭示“加捻細(xì)頸區(qū)”內(nèi)存在的特定纖維流動取向、轉(zhuǎn)移和排列規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，通過控制不同組分纖維的轉(zhuǎn)移，保證在復(fù)合加捻時(shí)長絲始終處于加捻三角區(qū)的中心，工藝改動少， 結(jié)構(gòu)簡 單，適紡性好。 短纖須條是以單纖維的形式包覆在長絲表面因此，短纖維與長絲的包纏牢度好在包芯復(fù)合紗中，短纖完全按照傳統(tǒng)的環(huán)錠紡規(guī)

12、律內(nèi)外轉(zhuǎn)移，紗線復(fù)合紗毛羽少，條干均勻，達(dá)到優(yōu)等水平。復(fù)合紗的外觀和純短纖紗的外觀、手感相同。用該方法有很大的適紡范圍。對于低 支紗，能實(shí)現(xiàn)完全包覆。但是在紡高支紗時(shí)，由于短纖組分的比例含量比較小，易出現(xiàn)露絲現(xiàn)象。同時(shí)對包芯復(fù)臺紗的包覆率的測定提出了紗線截面圖像分析處理法和織物外觀處理法兩種客觀測定方法。在長絲短纖包芯復(fù)合紗中，長絲預(yù)加張力和含量是同時(shí)影響復(fù)合紗的強(qiáng)伸性的，預(yù)加 張力決定了長絲在紗線中的伸直狀態(tài)，長絲含量決定了長絲承擔(dān)拉伸負(fù)荷的程度。在保證包覆的 前提下（長絲含量較低），包芯復(fù)合紗的拉伸性能主要由短纖決定。高強(qiáng)低伸長滌綸長絲包芯復(fù)合紗兼容了高強(qiáng)低伸長滌綸長絲的基本性能，具有較高

13、的強(qiáng)度和較低的伸長率的優(yōu)點(diǎn)，和短纖維的天然纖維織物的穿著舒適、手感柔和、親和力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。在紡織和服裝應(yīng)用領(lǐng)域用途廣泛。然而對于高強(qiáng)低伸長滌綸長絲包芯復(fù)合紗德結(jié)構(gòu)性能與成紗工藝、紗線結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能的關(guān)系研究，國內(nèi)外沒有形成比較系統(tǒng)的研究成果。基于這個(gè)現(xiàn)象，將通過多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)通過對高強(qiáng)低伸長滌綸長絲包芯復(fù)合紗進(jìn)行深入系統(tǒng)地研究， 通過實(shí)驗(yàn)對高強(qiáng)低 伸長滌綸長絲包芯復(fù)合紗的性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系進(jìn)行研究探討，為高強(qiáng)低伸長滌綸長絲包芯復(fù)合紗 在紡織服裝行業(yè)上的廣泛應(yīng)用提供有價(jià)值的參考。四、論文詳細(xì)工作進(jìn)度和安排1教師下達(dá)論文選題 2010.10.24-2010.11.52畢業(yè)論文選題（確定選題），學(xué)生完成選題

14、 2010.11.6-2010.11.223老師正式下達(dá)畢業(yè)論文任務(wù)書、學(xué)生進(jìn)行參考文獻(xiàn)的查閱、完成外文翻譯、文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告 2010.11.23-2011.1.104學(xué)生完成畢業(yè)論文的準(zhǔn)備、初稿撰寫2011.2.1-2011.3.295畢業(yè)論文中期檢查 2011.3.306 學(xué)生畢業(yè)實(shí)習(xí) 2011.3.12-2011.5.27畢業(yè)論文修改和定稿上交 2011.5.4-2011.5.128 畢業(yè)論文評閱 2011.5.13-2011.5.229畢業(yè)論文答辯及成績評定 2011.5.23-2011.6.310 二次畢業(yè)論文答辯 2011.6.5-2011.6.1011校級畢業(yè)論文答辯 201

15、1.6.7-2011.6.12五、主要參考文獻(xiàn)1蘇玉恒明明霞凈組份復(fù)合紗定量設(shè)計(jì)J現(xiàn)代紡織技術(shù)，2007（1）2薛元.易洪雷.陳偉雄？曹艷淘纖/長絲芯鞘型復(fù)合紗成紗機(jī)制與工藝J紡織學(xué)報(bào)，2006(10)3孫明寶循鞘型長絲P短纖復(fù)合紡紗工藝技術(shù)理論及產(chǎn)品研究D.青島：青島大學(xué)，2004.4任秀紅，王新厚蕾杯復(fù)合紡紗方法J.紡織導(dǎo)報(bào)，2005,(03)張海霞？長喜昌？王善元素杯紡復(fù)合紗的結(jié)構(gòu)與拉伸特征J紡織學(xué)報(bào)，2009(1)(6)陳小莉汗偉東夜合紡紗的演變及新方法J武漢科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2006(2)7陳運(yùn)能，王善元？K絲/短纖維復(fù)合紗捻度測試方法的探討J.東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2003 , (06)8陳惠君 搞強(qiáng)低伸滌綸長絲及產(chǎn)品研究J.產(chǎn)業(yè)用紡織品,1992,(02)9薛元.湯成坦渤志勇？工業(yè)用滌綸長絲的結(jié)本與性能J.紡織學(xué)報(bào)，2009(11)10周 威碉 濤.高模低縮滌綸工業(yè)絲的生產(chǎn)工藝控制J現(xiàn)代紡織技術(shù)，2007(2)11 王書敏？B綸長絲生產(chǎn)中噴絲板的選用J合成纖維工業(yè)，2003(3)崔再治 沖家祥 磋曉江 解綸工業(yè)絲的生產(chǎn)O聚酯工業(yè)，2002,15(3)13熊光淮譯，朱浩校.包芯紡一一種新型紗的紡制過程J.國外紡織技術(shù).1981(1).Pourahmad, A, Johari, M. S. Production of Core Spu n Yarn wi