全面解读纺纱方法对纱线性质的影响

短纤维的物理特性

 

不同的短纤维纺纱工艺技术对纺纱线物理性质及外观影响不同，甚至影响终产品的特性也不相同。

 

(1)不同纺纱方法对纺纱线结构，短纤维纱的结构和长丝不同，首先是纱的外部及内部纤维的排列，外部结构包含纱的外观及表面构造。如：纤维在纱表面的排列；纱的毛羽；纱的磨擦系数；纱的特性；纱的耐磨及表面其它特性。

 

(2)纺纱线内部结构主要是纤维在纱体的整个横截面及纱的纵向排列，纤维定向性、伸率、

位移及捻度内部结构包含：纱的强度；纤维混合程度；抗弯曲强度；可压缩性；回弹性(有纽结倾向)。

以上对结构含意的解释不肯定完整，但却提供了纺纱线特性的复杂性。

 

纺纱工艺

 

为了获得纺纱工艺对纺纱线结构影响的概念应用3dtex、38 mm粘纤短纤维，在5种不同纺线工艺系统中进行试纺。

 

(1)传统环锭纺纱工艺；(2)紧密纺环锭纺纱工艺；(3)双喷咀(MTS)假念包缠纺纱工艺；(4)涡流纺(MVS)纺纱；(5)转杯纺纱。

 

(1)如上述提到的纺纱线外部结构可以扫描式电子显微镜摄影仪上看出。应用微电子摄影照片：包含转杯纺、喷气纺，涡流纺、一般环锭纺及紧密环锭纺五种，从照片中可看到五种工艺生产的纺纱线外部纤维定向性，其中紧密环锭纱的外部结构中更多纤维形成纺纱线，几乎全部纤维形成在纱体中，改进了短纤维纱，纱的捻度结构看到很清楚，而且纤维的一端沿纱的长度拈入纱体中，紧密环锭纱的定向性好。

 

(2)传统环锭纺纱，捻度相同条件下传统环锭纺纱表面紊乱，大量纤维尾端没有捻入纱体中，单个纤维伸在纱体外，可能是由于钢领/钢丝圈或导纱器造成。

 

(3)涡流纺纱，近似于环锭纺纱，纤维在纱体中排列很好，纺纱速度350/分时，

包缠纤维呈细旋状。捻度基本上和环锭纱相同，纱的实际捻度和计算捻度基本相同。包缠纤维和无捻纱芯纤维之比，占的百分比很高，几乎全部复盖了纱芯纤维，因此，涡流纱的外观基本和环锭纱相似，外部包缠纤维和无捻纱芯一起形成真捻。

(4)双喷咀假捻纱，双喷咀假捻纱，和涡流纱其实质是不同的，双喷咀喷气纱的包缠纤维仅占全部纤维的6%-8%约有90%的纤维是伸展无捻的，可以清楚看到包缠纤维对纱芯的包缠紧度比涡流纱大。

(5)转杯纺纱，不管转杯纱是否属于真捻范畴，但转杯纱上纤维排列紊乱，纱中部纤维显示Z向及S向没有清楚的螺旋状，纤维是伸直的。可清楚的看到被包缠的纱无缠结状，这是转杯纱的优点，是转杯纱特性的基础。

 

毛羽

 

纺纱形成的飞花及毛羽是个非常麻烦的问题，毛羽在下游工序整理时有许多负面作用，面料品手感及终产品性质受毛羽影响，应用zweigle毛羽测试议将1mm-2 mm的毛羽分级并分出3 mm以上的有害毛羽。如果环锭细纱毛羽为100%，则紧密环锭纱、涡流纱及转杯纱1 mm-2mm毛羽比环锭纱毛羽减少，双喷咀假捻包缠纱，包缠情况较差，毛羽较多，应用SO—Called检测仪可测出纺纱线在后工序整理时由于摩擦而形成的飞花，摩擦力应用橡胶圈进行测量。紧密纱要比非传统纱抗摩擦性能好。转杯纱伸出的毛羽较少，特别粘胶纤维更为明显，纱上的纤维不会断裂，但许多毛羽被包缠纤维缠在纱体上，所以转杯纱毛羽较少。

 

纱的体积

 

纺纱线体积是反映纺纱线覆盖能力的重要指标，紧密纺环锭纱和一般环锭纱在同样捻度时，后者终产品复盖能力较低。紧密纺环锭纱在保持同等强力条件下可适当减少捻度以增加纺纱线体积，可获得相当于一般环锭纱的复盖能力，捻度可减少5%～10%。邓肯道夫(Denkenolorf)纺纱线结构试验仪提供了纺纱线长度为0.3mm的实测纺纱线体积。纺纱线体积的检测包含同样纺纱线支数双喷咀MJS喷气纱，由于喷气纱是包缠纱、假捻，因此同样纱线支数比环锭纱体积大，用微电子扫描摄影技术摄制的图形表明，少量包缠纤维在纱芯上，而且长度很短使纺纱线许多部分纤维基本上是无捻的。

 

经纱的耐磨擦及应力负荷是应用So-Called模似指标，可同时试验所需要的15根纱。理想的紧密环锭纱的纤维排列显示出比一般环锭纱优异。非传统纺纱技术都有不足之处，这种新型纺纱在做经纱时必须经过处理，在喷气纺技术中，相对于真捻纱，纺纱线上的纤维很少，有伸直缠绕的情况，因此，纺纱线机械物理性能不一，特别在卷绕时(络筒)更明显，还是非传统纺纱和环锭纱的区别。

 

纺纱线内部结构

 

纺纱线内部纤维的形成和纺纱线外部结构相关，纺纱线内部纱芯的排列，纤维沿纺纱线长度方向延伸可以经过电子扫描摄影在牵伸过程中获得，从纺纱线横截面中看到纤维高度平行，并影响纺纱线强力，纺纱线强力特点和试验时夹持长度相关。

 

减少细节及强力弱环的可能性：正常的纺纱线强力是在夹持长度为520 mm强力机上试验的，也有100 mm及18mm的夹持长度。夹持长度减少、纺纱线断裂强力增加，这是由于夹持长度短，强力弱环及细节出现概率减少，断裂长度减少，断裂机会少。如果纤维分布定向好，试验夹持长度减少，纺纱线断裂强度显著增加，环锭纱及紧密环锭纱更为明显。转杯纱断裂强力较低，即使断裂长度低于纤维长度，由于纤维形成弯钩，即使断裂长度短，转杯纱断裂强度也不会提高。总之纺纱线纤维被夹持数量越多，纤维纵向定向性好，纺纱线断裂强度增加。从电子摄影扫描图中看出转杯纱属缠绕结构，即使夹持长度低于5mm，会使100%的纤维被夹持及纤维断裂，夹持长度在0 mm，纤维断裂长度低于纤维长度，纱芯纤维定向性差造成断裂强度低。

 

喷气纱强力介于环锭纱，紧密纱及转杯纱之间，主要是喷气纱，纱芯比转杯纱平行，包缠纤维比较少，强力比转杯纱少高。

 

纱的形成影响纺纱线变形的特征

 

如纱抗弯曲强力就是纺纱线形成过程中影响的特性，但纺纱线抗弯曲强力的检测很困难。目前已开发了一种新的检测纺纱线抗弯曲强力的方法。试验表明，如果紧密纱抗弯强度为100%，则转杯纺及涡流纺为200%，双喷咀喷气纱为300%，这些数值关系可从一些非传统纺纱，在机织物及针织物物上和环锭纱作比较，非传统纺纱的织物手感比一般环锭纱产品粗硬，一般环锭纱和紧密纱之间的抗弯强度亦小有区别。

 

其它产生一个问题，当纺纱线变形时在经纬纱横截面上纺纱线受压后变偏平变形的情况。纺纱线粗节的检测表明当纺纱线压缩力增加时，粗节减少。

 

转杯纺纱线结构造成纤维分布状况，在纤维包缠处，手感较硬，比没有包缠处的纱变形力小。转杯纱生产的针织物物及机织物往往使外观比环锭纱不均匀、粗硬。

 

为了进行比较，将纺纱线粗节在1OOcN压力条件下检测，表明纺纱线具有佳捻度结构，同等变形的MTS双喷咀喷气纱中约有95%平行无捻的纤维，更简单产生变形，根据这个试验，转杯纱手感比较硬，在织机或针织物布外观上可以通过纱的紧密情况检测纺纱线变形情况。

 

纺纱线的回弹性

 

纺纱线的回弹对布料整理是非常重要的，例如针织物布产生歪斜变形。回弹性由检测纺纱线纽结力测得，紧密环锭纱、一般环锭纱等真捻纱和非传统纱之间的回弹力不同，转杯纱正捻或反捻的纱其纽结均较低。

 

喷气纺纱回弹力较低，主要因为平行无捻纤维比例较高，真捻纱比非传统纱的回弹力大，因此在进一步整理成针织物布时织物歪斜情况少。

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