短纖維的物理特性

 

不同的短纖維紡紗工藝技術對紡紗線物理性質(zhì)及外觀影響不同，甚至影響終產(chǎn)品的特性也不相同。

 

(1)不同紡紗方法對紡紗線結(jié)構(gòu)，短纖維紗的結(jié)構(gòu)和長絲不同，首先是紗的外部及內(nèi)部纖維的排列，外部結(jié)構(gòu)包含紗的外觀及表面構(gòu)造。如：纖維在紗表面的排列；紗的毛羽；紗的磨擦系數(shù)；紗的特性；紗的耐磨及表面其它特性。

 

(2)紡紗線內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要是纖維在紗體的整個橫截面及紗的縱向排列，纖維定向性、伸率、

位移及捻度內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含：紗的強度；纖維混合程度；抗彎曲強度；可壓縮性；回彈性(有紐結(jié)傾向)。

以上對結(jié)構(gòu)含意的解釋不肯定完整，但卻提供了紡紗線特性的復雜性。

 

紡紗工藝

 

為了獲得紡紗工藝對紡紗線結(jié)構(gòu)影響的概念應用3dtex、38 mm粘纖短纖維，在5種不同紡線工藝系統(tǒng)中進行試紡。

 

(1)傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗工藝；(2)緊密紡環(huán)錠紡紗工藝；(3)雙噴咀(MTS)假念包纏紡紗工藝；(4)渦流紡(MVS)紡紗；(5)轉(zhuǎn)杯紡紗。

 

(1)如上述提到的紡紗線外部結(jié)構(gòu)可以掃描式電子顯微鏡攝影儀上看出。應用微電子攝影照片：包含轉(zhuǎn)杯紡、噴氣紡，渦流紡、一般環(huán)錠紡及緊密環(huán)錠紡五種，從照片中可看到五種工藝生產(chǎn)的紡紗線外部纖維定向性，其中緊密環(huán)錠紗的外部結(jié)構(gòu)中更多纖維形成紡紗線，幾乎全部纖維形成在紗體中，改進了短纖維紗，紗的捻度結(jié)構(gòu)看到很清楚，而且纖維的一端沿紗的長度拈入紗體中，緊密環(huán)錠紗的定向性好。

 

(2)傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗，捻度相同條件下傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗表面紊亂，大量纖維尾端沒有捻入紗體中，單個纖維伸在紗體外，可能是由于鋼領/鋼絲圈或?qū)Ъ喥髟斐伞?/span>

 

(3)渦流紡紗，近似于環(huán)錠紡紗，纖維在紗體中排列很好，紡紗速度350/分時，

包纏纖維呈細旋狀。捻度基本上和環(huán)錠紗相同，紗的實際捻度和計算捻度基本相同。包纏纖維和無捻紗芯纖維之比，占的百分比很高，幾乎全部復蓋了紗芯纖維，因此，渦流紗的外觀基本和環(huán)錠紗相似，外部包纏纖維和無捻紗芯一起形成真捻。

(4)雙噴咀假捻紗，雙噴咀假捻紗，和渦流紗其實質(zhì)是不同的，雙噴咀噴氣紗的包纏纖維僅占全部纖維的6%-8%約有90%的纖維是伸展無捻的，可以清楚看到包纏纖維對紗芯的包纏緊度比渦流紗大。

(5)轉(zhuǎn)杯紡紗，不管轉(zhuǎn)杯紗是否屬于真捻范疇，但轉(zhuǎn)杯紗上纖維排列紊亂，紗中部纖維顯示Z向及S向沒有清楚的螺旋狀，纖維是伸直的。可清楚的看到被包纏的紗無纏結(jié)狀，這是轉(zhuǎn)杯紗的優(yōu)點，是轉(zhuǎn)杯紗特性的基礎。

 

毛羽

 

紡紗形成的飛花及毛羽是個非常麻煩的問題，毛羽在下游工序整理時有許多負面作用，面料品手感及終產(chǎn)品性質(zhì)受毛羽影響，應用zweigle毛羽測試議將1mm-2 mm的毛羽分級并分出3 mm以上的有害毛羽。如果環(huán)錠細紗毛羽為100%，則緊密環(huán)錠紗、渦流紗及轉(zhuǎn)杯紗1 mm-2mm毛羽比環(huán)錠紗毛羽減少，雙噴咀假捻包纏紗，包纏情況較差，毛羽較多，應用SO—Called檢測儀可測出紡紗線在后工序整理時由于摩擦而形成的飛花，摩擦力應用橡膠圈進行測量。緊密紗要比非傳統(tǒng)紗抗摩擦性能好。轉(zhuǎn)杯紗伸出的毛羽較少，特別粘膠纖維更為明顯，紗上的纖維不會斷裂，但許多毛羽被包纏纖維纏在紗體上，所以轉(zhuǎn)杯紗毛羽較少。

 

紗的體積

 

紡紗線體積是反映紡紗線覆蓋能力的重要指標，緊密紡環(huán)錠紗和一般環(huán)錠紗在同樣捻度時，后者終產(chǎn)品復蓋能力較低。緊密紡環(huán)錠紗在保持同等強力條件下可適當減少捻度以增加紡紗線體積，可獲得相當于一般環(huán)錠紗的復蓋能力，捻度可減少5%～10%。鄧肯道夫(Denkenolorf)紡紗線結(jié)構(gòu)試驗儀提供了紡紗線長度為0.3mm的實測紡紗線體積。紡紗線體積的檢測包含同樣紡紗線支數(shù)雙噴咀MJS噴氣紗，由于噴氣紗是包纏紗、假捻，因此同樣紗線支數(shù)比環(huán)錠紗體積大，用微電子掃描攝影技術攝制的圖形表明，少量包纏纖維在紗芯上，而且長度很短使紡紗線許多部分纖維基本上是無捻的。

 

經(jīng)紗的耐磨擦及應力負荷是應用So-Called模似指標，可同時試驗所需要的15根紗。理想的緊密環(huán)錠紗的纖維排列顯示出比一般環(huán)錠紗優(yōu)異。非傳統(tǒng)紡紗技術都有不足之處，這種新型紡紗在做經(jīng)紗時必須經(jīng)過處理，在噴氣紡技術中，相對于真捻紗，紡紗線上的纖維很少，有伸直纏繞的情況，因此，紡紗線機械物理性能不一，特別在卷繞時(絡筒)更明顯，還是非傳統(tǒng)紡紗和環(huán)錠紗的區(qū)別。

 

紡紗線內(nèi)部結(jié)構(gòu)

 

紡紗線內(nèi)部纖維的形成和紡紗線外部結(jié)構(gòu)相關，紡紗線內(nèi)部紗芯的排列，纖維沿紡紗線長度方向延伸可以經(jīng)過電子掃描攝影在牽伸過程中獲得，從紡紗線橫截面中看到纖維高度平行，并影響紡紗線強力，紡紗線強力特點和試驗時夾持長度相關。

 

減少細節(jié)及強力弱環(huán)的可能性：正常的紡紗線強力是在夾持長度為520 mm強力機上試驗的，也有100 mm及18mm的夾持長度。夾持長度減少、紡紗線斷裂強力增加，這是由于夾持長度短，強力弱環(huán)及細節(jié)出現(xiàn)概率減少，斷裂長度減少，斷裂機會少。如果纖維分布定向好，試驗夾持長度減少，紡紗線斷裂強度顯著增加，環(huán)錠紗及緊密環(huán)錠紗更為明顯。轉(zhuǎn)杯紗斷裂強力較低，即使斷裂長度低于纖維長度，由于纖維形成彎鉤，即使斷裂長度短，轉(zhuǎn)杯紗斷裂強度也不會提高?？傊徏喚€纖維被夾持數(shù)量越多，纖維縱向定向性好，紡紗線斷裂強度增加。從電子攝影掃描圖中看出轉(zhuǎn)杯紗屬纏繞結(jié)構(gòu)，即使夾持長度低于5mm，會使100%的纖維被夾持及纖維斷裂，夾持長度在0 mm，纖維斷裂長度低于纖維長度，紗芯纖維定向性差造成斷裂強度低。

 

噴氣紗強力介于環(huán)錠紗，緊密紗及轉(zhuǎn)杯紗之間，主要是噴氣紗，紗芯比轉(zhuǎn)杯紗平行，包纏纖維比較少，強力比轉(zhuǎn)杯紗少高。

 

紗的形成影響紡紗線變形的特征

 

如紗抗彎曲強力就是紡紗線形成過程中影響的特性，但紡紗線抗彎曲強力的檢測很困難。目前已開發(fā)了一種新的檢測紡紗線抗彎曲強力的方法。試驗表明，如果緊密紗抗彎強度為100%，則轉(zhuǎn)杯紡及渦流紡為200%，雙噴咀噴氣紗為300%，這些數(shù)值關系可從一些非傳統(tǒng)紡紗，在機織物及針織物物上和環(huán)錠紗作比較，非傳統(tǒng)紡紗的織物手感比一般環(huán)錠紗產(chǎn)品粗硬，一般環(huán)錠紗和緊密紗之間的抗彎強度亦小有區(qū)別。

 

其它產(chǎn)生一個問題，當紡紗線變形時在經(jīng)緯紗橫截面上紡紗線受壓后變偏平變形的情況。紡紗線粗節(jié)的檢測表明當紡紗線壓縮力增加時，粗節(jié)減少。

 

轉(zhuǎn)杯紡紗線結(jié)構(gòu)造成纖維分布狀況，在纖維包纏處，手感較硬，比沒有包纏處的紗變形力小。轉(zhuǎn)杯紗生產(chǎn)的針織物物及機織物往往使外觀比環(huán)錠紗不均勻、粗硬。

 

為了進行比較，將紡紗線粗節(jié)在1OOcN壓力條件下檢測，表明紡紗線具有佳捻度結(jié)構(gòu)，同等變形的MTS雙噴咀噴氣紗中約有95%平行無捻的纖維，更簡單產(chǎn)生變形，根據(jù)這個試驗，轉(zhuǎn)杯紗手感比較硬，在織機或針織物布外觀上可以通過紗的緊密情況檢測紡紗線變形情況。

 

紡紗線的回彈性

 

紡紗線的回彈對布料整理是非常重要的，例如針織物布產(chǎn)生歪斜變形?；貜椥杂蓹z測紡紗線紐結(jié)力測得，緊密環(huán)錠紗、一般環(huán)錠紗等真捻紗和非傳統(tǒng)紗之間的回彈力不同，轉(zhuǎn)杯紗正捻或反捻的紗其紐結(jié)均較低。

 

噴氣紡紗回彈力較低，主要因為平行無捻纖維比例較高，真捻紗比非傳統(tǒng)紗的回彈力大，因此在進一步整理成針織物布時織物歪斜情況少。

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