【集萃網(wǎng)觀察】自捻紡紗技術(shù)是 一種新型紡紗技術(shù)。自 1962年由澳大利亞提出專(zhuān)利至1999年，累計(jì)售出 4 400臺(tái)自捻紡紗機(jī)。1999年后，英國(guó)馬卡特 (Macat)公司把自捻紡紗機(jī)整合為s300紡紗系統(tǒng)，融預(yù)牽伸、主牽伸、自捻、膨化、并紗、絡(luò)筒于一體，主要適合加工腈綸膨體纖維紗線。2006年， 馬卡特公司把生產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓給了中國(guó)天津宏大紡織機(jī)械有限公司。
自捻捻度是自捻紡紗機(jī)一個(gè)重要的成紗質(zhì)量指標(biāo)，是指自捻紗半周期長(zhǎng)度內(nèi)的捻數(shù)。而所謂的周期長(zhǎng)度是指纖維條經(jīng)過(guò)自捻羅拉后形成S捻區(qū)和 z捻區(qū)的周期性結(jié)構(gòu)，S捻區(qū)和z捻區(qū)所組成的互相連續(xù)的區(qū)域的長(zhǎng)度。自捻捻度是決定自捻紗機(jī)械特性的最主要因素。具有正常自捻捻度的自捻紗其強(qiáng)伸性能比較 近似于環(huán)錠紗。所以選擇合適的自捻紗自捻捻度是自捻紡紗生產(chǎn)中最基本的工藝設(shè)計(jì)之一，掌握自捻捻度的影響因素對(duì)13捻捻度的選擇至關(guān)重要。
澳大利亞學(xué)者Henshaw D E 研究了自捻紗以及組成自捻紗的單根紗條上的捻度分布，經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證明，自捻捻度的分布不僅和紗線支數(shù)、紗線在自捻羅拉輸入端和輸出端的距離以及張力有 關(guān)，還和自捻羅拉的加壓力，紡紗速度，周期長(zhǎng)度，自捻羅拉的往復(fù)動(dòng)程等有關(guān)。英國(guó)學(xué)者Ellis B C和Walls G W 在研究中總結(jié)了自捻捻度等于一(1/
)× 單紗條捻度，而單紗條捻度僅和紗線支數(shù)有關(guān)，故推出公式：半周期自捻捻度= k/
，式中：K為常數(shù); N為單紗條線密度。
我國(guó)姚瑞源、蔣金仙從各加捻區(qū)捻數(shù)分布的理論分析人手，分別導(dǎo)出了各區(qū)的捻數(shù)分布方程。引入了機(jī)器相位和紗相位的概念并推導(dǎo)出自捻捻度最大時(shí)的最佳紗相 位。王先先、張知佑 研究了如何降低自捻捻度的不勻率從而提高自捻紗的品質(zhì)，證明了自捻紗的條干變化是造成自捻捻度不勻的主要因素之一。在自捻紗的半周期內(nèi)，自捻紗條干的變化 會(huì)直接影響自捻捻度分布形態(tài)。王先憑 在其論文中對(duì)Henshaw和Ellis提出的自捻紗捻度公式提出質(zhì)疑并推導(dǎo)了生產(chǎn)上實(shí)用的自捻捻度計(jì)算公式。紡紗試驗(yàn) 也已證實(shí)，實(shí)際測(cè)試的自捻捻度只有 Henshaw和Ellis的公式計(jì)算出捻度的43%。自捻紡紗機(jī)發(fā)展到$300紡紗系統(tǒng)的過(guò)程中，英國(guó)制造商將多個(gè)影響自捻捻度的影響因素值進(jìn)行了固 定，比如周期長(zhǎng)度定為210 mm，前羅拉鉗口至自捻羅拉鉗口距離固定為45 mm，自捻羅拉至匯合鉤的距離固定為15 mm。目前可以變化的影響自捻紡紗機(jī)自捻捻度的因素有：紡紗線密度，紡紗速度，自捻羅拉加壓力，2根單紗條的相位差。本文試驗(yàn)僅討論紡紗速度對(duì)自捻捻度的 影響。
1 實(shí)驗(yàn)
1.1 原料
高收縮腈綸條，3旦X 102 mm，條重l0 g/m。
1.2 主要試驗(yàn)設(shè)備
s300 自捻紡紗系統(tǒng)，主要工藝配置如表1所示
1.3 紗線性能實(shí)驗(yàn)
�、� 自捻紗紗線縱截面形態(tài)測(cè)試。
�、� 捻度測(cè)試。采用YG155型數(shù)字捻度計(jì)，對(duì) ST紗測(cè)試半周期13捻捻度，每個(gè)品種取l0個(gè)試樣，每個(gè)試樣分別測(cè)S、Z捻各10次，求平均值。
③ 自捻紗無(wú)捻區(qū)長(zhǎng)度和周期長(zhǎng)度測(cè)定。無(wú)捻區(qū)長(zhǎng)度，每個(gè)品種取10個(gè)試樣，每個(gè)試樣測(cè)l0次，求平均值。由一個(gè)s捻段和一個(gè)z捻段加2個(gè)無(wú)捻區(qū)段組成一個(gè)周期長(zhǎng)度，每個(gè)品種取l0個(gè)試樣，每個(gè)試樣測(cè)l0次，求平均值。
④ 試驗(yàn)內(nèi)容。選取2種紡紗線密度(5O， 73 tex)，5 種紡紗速度(50，100， 150， 200， 235 m/min)分別實(shí)驗(yàn)，測(cè)試半周期捻數(shù)，無(wú)捻區(qū)長(zhǎng)度和周期長(zhǎng)度隨紡紗速度變化的情況。
2 結(jié)果與討論
自捻紗紗線由一對(duì)自捻羅拉的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)給紗線施加交替方向捻回并于匯合導(dǎo)紗鉤處匯合自捻成紗，由于2根自捻須條從自捻羅拉輸出后有 2個(gè)導(dǎo)紗鉤形成一定的相位差，所以形成的紗線由 S捻段，z捻段和無(wú)捻段組成。如此形成的無(wú)捻段由于須條本身存在一定的捻回，從而使得自捻紗線的強(qiáng)力高于由2根捻度結(jié)構(gòu)完全相同的須條匯合所產(chǎn)生的自捻紗 的強(qiáng)力。圖1為同相自捻紗，圖2為相位差自捻紗。
進(jìn)一步對(duì)相位差自捻紗的各個(gè)區(qū)段進(jìn)行電鏡分析，觀察各個(gè)區(qū)段紗線形狀，如圖3～7所示(以 50 tex自捻紗線和環(huán)錠紗線為例進(jìn)行比較)。從圖3～7可以觀察到，自捻紗各區(qū)段的縱截面形態(tài)，并且與同支數(shù)環(huán)錠單紗和股線的縱截面形態(tài)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表 明，自捻紗線的S捻段和Z捻段紗線縱截面和環(huán)錠股線極為相似，只是自捻紗紗線表面毛羽稍多。自捻紗紗線的無(wú)捻區(qū)段2根須條呈分離狀態(tài)，此區(qū)域成為影響紗線 性能最為顯著的區(qū)域。中國(guó)印花網(wǎng)從圖3～7還可以看出，無(wú)捻區(qū)段的自捻紗線縱向表面毛羽較多，此區(qū)段的長(zhǎng)短及其纖維狀態(tài)不僅影響自捻紗線的強(qiáng)力，而且其較多的毛羽會(huì) 影響織造時(shí)的斷頭率，從而影響織造效率。
2.1 紡紗速度對(duì)自捻捻度的影響
圖8為2種線密度自捻紗z捻和s捻自捻捻度隨紡紗速度的變化情況。中國(guó)印花網(wǎng)由圖8可知，z捻和s捻自捻捻度均隨紡紗速度的增加而減少。隨著自捻紡紗速度的提高，組 成自捻紗紗線的2根紗條的自捻過(guò)程，即2根具有同向捻回紗條退捻力矩和合股力矩達(dá)到平衡的時(shí)問(wèn)縮短，故使得自捻進(jìn)行得愈來(lái)愈不充分，這是自捻紗線隨自捻紡 紗速度增加自捻捻度下降的根本原因。就捻度下降的幅度而言，50 tex 腈綸自捻紗z捻段自捻捻度從50 m/min的25.5下降至235 m/min的20.5，下降幅度為19.6%。自捻紗S捻段自捻捻度從50 m/min的25.7下降至 235 m/min的17.5，下降幅度為31.9%。73 tex腈綸自捻紗z捻段自捻捻度從50 m/min的20.6下降至235 m/min的13.5，下降幅度為34.5%。s捻段自捻捻度從50 m/min的19.3下降至235 m/min的 13.5，下降幅度為30%。從以上結(jié)果來(lái)看，A捻捻度隨自捻紡紗速度的增加(50～235 m/min)下降幅度均達(dá)到20% ～30%。從平均自捻捻度來(lái)看， 50 tex腈綸自捻紗為22.4，73 tex腈綸自捻紗為15.8。結(jié)果表明，自捻捻度不僅和紡紗線密度有關(guān)，而且和紡紗速度密切相關(guān)。故公式：自捻捻度=k/有待進(jìn)一步研究。
2.2 紡紗速度對(duì)無(wú)捻區(qū)長(zhǎng)度的影響
自捻紗無(wú)捻區(qū)長(zhǎng)度與紡紗速度、周期長(zhǎng)度、A捻羅拉往復(fù)動(dòng)程有關(guān)。在s300自捻紡紗系統(tǒng)上，周期長(zhǎng)度和自捻羅拉往復(fù)動(dòng)程都已固定。故從無(wú)捻區(qū)長(zhǎng)度隨紡紗速 度的變化情況來(lái)看(見(jiàn)圖9)，50 tex和 73 tex腈綸自捻紗線隨紡紗速度的增加，無(wú)捻區(qū)長(zhǎng)度增加。50 tex腈綸自捻紗的無(wú)捻區(qū)長(zhǎng)度在5種紡紗速度下平均為35.4 mm，73 tex腈綸自捻紗的無(wú)捻區(qū)長(zhǎng)度平均為39.4 mm。故在誤差允許范圍內(nèi)，紡紗線密度越粗，無(wú)捻區(qū)長(zhǎng)度越長(zhǎng)。
2.3 紡紗速度對(duì)周期長(zhǎng)度的影響
由于s300自捻紡紗系統(tǒng)周期長(zhǎng)度已經(jīng)固定，對(duì)周期長(zhǎng)度的測(cè)定僅是對(duì)試驗(yàn)的補(bǔ)充和驗(yàn)證。圖10 為2種線密度自捻紗在5種紡紗速度下周期長(zhǎng)度的變化。中國(guó)印花網(wǎng)由圖1O可以看出，5種紡紗速度下自捻紗的周期長(zhǎng)度基本沒(méi)有變化。
3 結(jié)論
�、� 自捻紗線由交替的z捻段和s捻段以及無(wú)捻區(qū)段3個(gè)區(qū)段組成。其z捻段和s捻段的縱截面特征和環(huán)錠股線近似，只是紗線表面毛羽較多。腈綸自捻紗的無(wú)捻區(qū)段由分離的2根須條組成，是影響紗線性能的關(guān)鍵區(qū)段。
�、� 自捻紗線的z捻段和s捻段的自捻捻度隨紡紗速度增加而下降。隨著紗線線密度的增加，自捻紗線z捻段和S捻段的自捻捻度降低。這表明自捻捻度不僅與紡紗速度有關(guān)，而且與紗線線密度密切相關(guān)。自捻捻度公式有待進(jìn)一步研究。
�、� 自捻紗線無(wú)捻區(qū)段長(zhǎng)度隨著紡紗速度的增加而增大，而且與紗線線密度有關(guān)。紗線線密度越高，無(wú)捻區(qū)長(zhǎng)度越大。
來(lái)源：崔 紅 ，肖志永 ，郁崇文
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