DTY纱，假捻机理及应用

介绍

加捻是纺丝的重要技术手段。 通过加捻，纱线变形，纤维在内部和外部被传递和压缩，从而形成加捻。 加捻在断纱强度，弹性，毛羽，拉伸率和光泽度方面也起着重要作用。 这种加捻方法是从古老的加捻，手动纺纱，牵伸和加捻分离到原来的手工加捻，再发展到加捻和络筒纺纱机。 环锭纺是纺纱技术的一场革命，具有里程碑意义。 在这个过程中，棉纺翼锭子和亚麻纺丝帽锭子也有了进步和发展。 现代发展起来的自由端转杯纺是对古老的绞绳技术的延伸和创新，它对纺丝产量的大幅提高做出了跨越式的贡献，并开发了摩擦纺，静电纺，喷气旋转和涡旋旋转。 和其他新的自由端加捻纺纱方法。

 

错误的扭曲是扭曲的另一种形式。 可以通过假捻来优化纺纱工艺，从而形成新的纺纱方法，例如自捻，变形，弹性纺纱和低扭矩纺纱。

 

1假捻的机理

 

如图1所示，AC是纱线的一部分，中间的R是假捻线（或假捻线），其速度为n。 箭头和分别指示纱线的运动和旋转方向。 假设纱线的移动速度为V，纱线1的端部被固定，并且纱线2至纱线5可以移动，L1代表纱线AB的长度，L2代表纱线BC的长度。 在以上参数的不同条件下，将有5种不同的假捻状态。

 

图1旋转假捻的五个状态

 

两端固定的假捻

 

当R沿顺时针方向旋转时，AB部分为Z扭曲，而BC部分为S扭曲。 当R停止旋转时，交流部分的扭曲消失，但是由于纱线是塑料的，因此错误的扭曲会使纱线变形，致密和收缩，纱线中的纤维会在一定程度上转移。 纱线1如图1所示。

 

纱线运动时的假捻分布

 

设t为纱线AC部分的通过时间，n为假捻器的旋转速度，V为根据假捻理论计算出的纱线行进速度。

AB款扭：

 

BC节扭曲：

可以看出，当t很小时，棉条BC中存在一定的捻度TB，称为残余捻度。 当t趋于∞时，TA = n / v，TB-> 0，并且t与TB之间的关系曲线如图2所示。因此，在长期连续运行下，它可以理解为TB = 0。

图2假捻时的残留捻

 

假捻状态，纱线输出端被热熔或粘合

如图3中的纱条1所示，在假捻器的输出端增加了加热装置或粘接装置，以立即固定输出纱线的捻度，从而可以维持假捻的存在，并且可以制造变形纱或粘合纱。

假捻器不断改变方向并连续停止

如图4中的纱条1所示，根据1.2的概念，输出条子时会出现两个不同的加捻方向和中间的非加捻周期。 这是自捻纱的机理。

 

喷气纺包纱的形成

喷气纺纱通过喷气喷嘴使股线以大约2500 r / min的速度旋转并发生涡旋扭曲，从而使暴露的自由纤维末端在纱线表面包裹纱线本体，从而形成纱线。包裹的纱，如图1所示。5所示。 可以推断出喷气纺纱也是假捻产生的，但是其缠绕的包裹纤维仅约5％。

 

2假捻器的常见形式和功能

 

一转一转的简单假捻器

 

假捻机通常是指一种装置，它不会在控制纱的两端都转弯，但会在中间加捻。 最简单的假捻器如图3所示。转子假捻器如图3所示。复丝缠绕在转子十字销3上，转子皮带随复丝旋转以产生捻度。 这种假捻器会造成双倍的扭曲。丝绸的输出端和输入端的张力变化太大，现在很少使用。 经常使用钩形和穿孔的简单假捻线。

图3用于复丝的简单假捻器的示意图

1个进纸辊; 2转子假捻器； 3个水平销; 4输出辊。

 

摩擦式假捻机

 

摩擦型假捻器利用张力使纱线旋转通过摩擦接触表面以形成假捻，例如粗纱，用于生产假捻变形纱的各种类型的假捻器和转子纺制的假捻器。 。 其特征在于，摩擦构件的一圈旋转可产生多次扭曲，并且假扭曲效率高。

 

图4是用于变形纱的三轴摩擦盘假捻器。 它由3个旋转摩擦盘驱动，以旋转纱线并增加假捻。 使用时，夹角的分力会促进纱线的输出。 摩擦盘由诸如金刚石，陶瓷或聚氨酯的材料制成。

图4变形丝三轴摩擦盘假捻器示意图

 

围裙式假捻机

围裙式假捻器如图5所示，它由两组以一定角度交叉的胶圈组成。 由于围裙对纱线的摩擦系数大，接触面宽，加捻效率高，但结构较为复杂。

图5围裙式假捻器示意图

 

假捻

环形加捻假捻器如图6所示。假捻器通过外部压力控制加捻扭矩和纱线张力。 可以调节围裙速度和纱线速度，以保持纱线捻度稳定。

图6环捻假捻器示意图

 

假捻器的形式和专利仍然很多，有很多选择。

 

3假捻器的应用实例

 

粗梳粗纱粗纺系统

 

在早期的羊毛纺纱系统中，在罗拉梳理机后面的条子成型机上，道夫针表面的羊毛网被分成多束并带有皮带细丝，然后由两组上下的胶圈组成，不仅可以水平旋转，而且可以向前移动。 输出机制是对小条进行假捻，将其捻成粗纱，然后将其纺成细纱。 滚筒梳理系统如图7所示。

图7滚筒梳理系统示意图

1缸2道夫三刀3-切割机制； 4擦机制。

 

超级牵伸条卷绕机上熟条的假捻

 

众所周知，环锭纺超级牵伸的喂入方法是超级牵伸成功的关键之一。 在1970年代，我国独立开发了A563四辊超牵伸细纱机。 最终拉伸使用四根棉条往复运动并卷绕成水平条。 机器在卷绕时采用扁平横截面的导杆，通过往复的周期性运动将棉条形成假捻，从而使压缩的棉条辊具有交替的Z和S捻，而中间无捻。 棉条体积大，运输方便。 可以通过细纱机的单层四排纱架喂入，理想地解决了超级牵伸的喂入问题。 尽管超大型起草在中试中没有成功，但是对进料问题的探索具有一定的参考意义。

 

自捻纺

在1980年代，自捻纺丝流行了一段时间。 自捻纺丝主要适用于中长化学纤维的纯纺或与羊毛，麻，纺丝等纤维混纺的纺丝。由于其输出速度是普通环锭纺纱速度的10至15倍，简单，劳动生产率高，成本低。 ，但仅适用于粗纺特殊纱线的股线。 由于不可能消除纱线的未捻弱环，因此只能生产中低档纺织品。

最简单的自动加捻纺纱机如图8所示。牵伸纱条或化纤纱条后，由牵伸装置将其输出，并通过一对旋转和移动的罗拉添加假捻，以实现自动纺纱。两端捻度不同，中间无捻的加捻纱。 早期的扭转机构由复杂的行星齿轮系组成。 目前，可以设计两个伺服电机来简化驱动器的实现。

图8最简单的自动加捻纺纱机的示意图

为了减少自捻纱的未捻部分的影响，可以将两种具有不同相差的自捻纱进行捻合，如图9所示。但是，纺纱中的未捻部分很小，这对产品的强度，均匀性和最终破损极为不利。 目前，自加捻纱很少使用。

图9两种具有不同相位差的自捻纱加捻和合股

 

粗纱传单假捻

 

在1950年代初期，粗纱机传单没有假捻器，粗纱机传单的尖端容易“加捻”，这使得条子（通常称为纺纱段）从前罗拉到仅传单的顶部它是梭芯上捻度的40％至60％。 该部分的纱线强度很弱，最容易断头和意外牵伸。 当翼片旋转时，翼片套筒中的纱线长度会发生变化，从而导致纱线摇晃并且弱环伸展。 根据相关文献，这部分纱线在18毫米以上的意外伸长率高达50％。 另外，前后粗纱的“加捻”是不同的，这很容易引起前后排中粗纱密度的变化并增加重量不均。

上海的寿一民先生首先提出，传单顶部的凹槽会在纺纱部分增加假捻，从而解决了上述问题。 它在上海的一些工厂得到推广，并取得了一定的成果。 然而，沟槽的深度难以通过手动操作来控制，并且铸锭之间的错误扭曲变化很大。 在此期间，国内外对主轴端假捻器的研究与开发报道。 陆续开发了方孔型，导叶型，金属，聚氯乙烯等不同材质的假捻器，最终形成了目前通用的金属条纹传单假捻器。

传单式假捻器实际上是典型的摩擦式假捻器。 纺丝部的假捻TC（捻/ 10cm）可以通过下式算出。

 

式中：D是活页加捻器的内径，即接触纱的直径（mm）； d是纱线的直径（mm）； n是飞行器速度（r / min）； V是纱线的运行速度（10厘米/分钟）； k是假捻系数，它由纱线的纤维特性，与假捻器接触的压力和摩擦状态决定，因为假捻器会驱动纱线旋转并打滑，通常k> 1。

 

该公式表明：由于D / d≥1，因此TC捻度比纱线捻度T（T = n / v）大几倍。 要增加TC，可以增加D或增加k的值。 前者受到假捻器规格的限制，唯一的方法是增加纱线和假捻器之间的摩擦或压力。 压力由纺丝张力决定。 因此，增加假捻器的摩擦的唯一方法是增加凹槽条的数量和条的深度。

 

纺纱区的假捻尽可能少。 过度扭曲会在横截面上引起纤维收缩和纤维转移，从而导致毛羽增加和混合不均匀。 根据纤维加捻和转移的定律，加捻将使粗纤维，硬纤维，初始模量小的纤维，卷曲大的纤维，短长度的纤维和异形纤维趋于外层。 利用其分布规律，可以充分发挥各种纤维的特性以满足产品要求，但是纤维的分层也会导致纤维混合不均匀，特别是对于彩色纺丝等产品。 简而言之，应根据产品质量要求使用假捻器。

 

假捻在转杯纺中的应用

 

与粗纱传单类似，原始的转杯纺没有假捻器。 后来发现，当纱条围绕防捻盘旋转时，绕纱自身轴线的旋转将形成假捻，并且捻合方向与真实捻合一致。 转盘的摩擦系数越大，假捻效果越大。 错误的扭曲可以传递到图10所示的剥离点A，从而减少断头的发生。 止转盘的直径越大，包角越大，假捻越多。 假捻有益于增加旋转的纱线的动态强度，但是不利于纱线的强度。 太多的扭曲将导致更多的骑乘纤维束参与纱线，形成缠结的纤维，降低强度并增加毛羽。 因此，有必要根据产品的特性选择不同材料和形状的假捻线。

图10转杯假捻器

 

 

假捻变形纱

 

化学纤维长丝通常平行排列且不具有内聚力，因此它们容易折断和钩挂，从而造成编织困难，容易产生不均匀的张力并增加断裂。 因此，通常需要将长丝制成假捻变形纱，空气变形纱，网状变形纱等。假捻变形纱是最常用和最好的一种。 假捻变形纱（纱线）具有良好的弹性，高伸长率，良好的膨松性，高强度和高覆盖率的特性。 假捻变形机是假捻应用最成功的例子。 它的生产速度可以达到1000 m / min或更高，效率高，运行成本低。 国内外已广泛生产的聚酯变形丝和尼龙弹性变形丝被用于袜子，外套，无缝服装，功能性运动服和花式纱线产品。 假捻变形纱的关键技术是选择一种高速，稳定，操作方便的假捻器。

 

低扭矩旋转

 

我国香港理工大学的第一个低扭矩纺纱就是在纺纱技术中应用假捻的一个例子，这具有划时代的意义。 想法是在环锭细纱机的导钩上安装类似于假捻变形纱的高速假捻器，就像粗纱传单假捻器一样，以增加纺纱部分的捻度，从而减少环锭细纱的捻度。 开发柔软，低捻，低收缩的高端短纤纱和扭矩的高端纺织品的潜在价值在于，它可以减少断头率，提高车速，降低能耗，提高强度并降低织物纬纱偏斜。 特别适用于针织品，超细纱，空心纱，包芯纱，牛仔布，未加捻的毛巾等。

 

 

包缠纱和花式纱假捻的应用

Suessen的平行纺丝是典型的包缠纱。

 

假捻装置如图11所示。在纱线进入空心锭子之后，将空心锭子旋转四分之一圈后将其引入空心锭子孔中，并且在锭子旋转一次后将假捻施加到锭子端。 。 假捻可以防止在缠绕长丝之前纺锤的这一部分松动，从而提高强度并减少毛羽。 平行纺包缠纱具有良好的覆盖率和收缩率小，适用于中粗特种纱和地毯织物，成本较高。

图11 Suessen缠绕纺纱工艺中的假捻装置（Parafill）

 

与上述原理相似，空心锭式花式捻线机配备了一个简单的假捻器，在捻线器下方带有捻钩，如图12所示。

 

当锭子旋转时，在B点上的上下纱线会产生错误的捻； 成品纱的捻度没有变化，但是可以固定去除芯纱上的假捻后的装饰纱的花式形状，并可以保持环锭纺的花式捻度。机器也柔软蓬松。 在图11中，A是芯纱，而A'是装饰纱。

图12钩形假捻器

 

粘合纺纱中假捻的利用

 

保税纺纱的历史悠久，例如荷兰的Twilo工艺，瑞士的Reiterpavena工艺和加拿大的Bobtex工艺。 粘合纺纱使用粘合剂，粘合纤维或聚合物将纤维粘合在一起以提高纤维强度。 所生产的织物手感硬，柔软性差，覆盖率高和洗涤性能差。 但是，如果不进行纺丝加工，则产量高达500m / min〜600m / min，但是为了提高柔软度，经常需要进行软化处理，成本也不低。

 

图13显示了荷兰Twilo的纺纱过程。 煮熟的条子1由5％至11％的水溶性维尼纶（PVA）与棉条混合而成； 前者可溶于水并在约70℃时与混合纤维混合。 煮熟的棉条首先通过第一牵伸区并被牵伸5至10次，然后通过第一假捻装置2穿过润湿区以喷水并假捻股线。 最终，在未扭曲状态下，在第二牵伸区之后，牵伸约为40倍。 牵伸机构与第二个假捻装置3连接以加热并粘合纱线，然后在4℃的干燥辊140设定形状，固定捻度，加强强度，最后将其卷绕成圆锥形。 纱线的横截面是平坦的，因此具有良好的覆盖率。 该产品适用于制造浴巾，衬布，涂层布等。

图13 Twilo旋转原理

1煮熟的条; 2先假捻装置； 3秒假捻装置； 4个干燥辊。

结论

 

加捻或错误加捻会在纺纱过程中改变股线或纱线横截面的形状和纤维排列，增加纱线强度，减少纺纱的意外伸长，增强纱线的弹性，降低纱线的弹性。毛羽和改善表面性能。 降低后处理的扭矩和捻度，提高织物质量，例如传单的错误捻度，空心锭的错误捻度，转子纺纱的错误捻度等。通过不断地改变假捻器的方向，停止和打开，来捻合纱线，粗梳粗纱，超草案条等。 假捻器的输出端可以通过添加加热熔融装置或粘合剂而从假捻变形纱和粘合纱中纺出。 低扭矩纺纱是利用假捻的一项重大突破。 技术成熟，投资少，投资回收期短，操作方便，维护简单，具有最大的发展潜力。