王元峰, 馮艷飛, 夏治剛,2
(1. 武漢紡織大學 紡織科學與工程學院, 湖北 武漢 430200; 2. 武漢紡織大學 新材料及其先進加工技術國家重點實驗室培育基地, 湖北 武漢 430200)
復合紗體中長絲分布形態對紗線性能的影響
王元峰1, 馮艷飛1, 夏治剛1,2
(1. 武漢紡織大學 紡織科學與工程學院, 湖北 武漢 430200; 2. 武漢紡織大學 新材料及其先進加工技術國家重點實驗室培育基地, 湖北 武漢 430200)
為研究長絲復合紡紗過程中由長絲與短纖維須條復合產生的不同紗線內部結構對紗線性能的影響,設計并建立了6種長絲復合紡紗線結構模型,分析和預測了模型對應的成紗性能,并進行實驗驗證,對比分析了各復合紡紗形式所得紗線的毛羽、條干、強伸性能。結果表明:相比單獨的包芯結構和長絲單側包纏結構,長絲由兩側對須條進行包纏優化了紗線結構,表現出更佳的復合紗拉伸和成紗條干性能;同時擁有長絲雙側包纏和包芯結構的復合紗,表現出最優的成紗強力和條干;較大的長絲與須條隔距與張力更有利于長絲束縛和控制纖維外露,有效降低成紗毛羽。
長絲復合紡紗; 紗線結構模型; 紗線性能; 長絲分布; 雙包纏結構
長絲/短纖復合紡紗技術可使紗線同時擁有天然短纖的風格、手感、吸濕性能以及長絲自身強伸性所提供的挺括、保型性,這種優異的紗線品質和獨特的紗線結構使其在近年來得到了越來越多的關注,并快速發展成為滿足紡織品性能多樣性的重要方法。目前,可生產長絲復合紗的紡紗方法主要有環錠紡、噴氣紡、轉杯紡、空心錠紡等,其中最為成熟、應用最廣泛的是環錠復合紡紗技術[1],因此,關于其成紗方式及紗線性能的研究也層出不窮。包芯紗在加捻作用下通過外層短纖維包纏紗體中心長絲,以實現長絲與短纖維的復合,形成獨特的芯/鞘結構[2]。然而,由于長絲與短纖維間的抱合力不足,2種組分纖維間易發生滑移,導致部分長絲外露于紗體表面,這不但影響紗線外觀,最終還會導致成紗的抗彎、耐磨性等力學性能變差[3-4]。針對上述問題,已有大量研究通過不同的途徑改善包芯紗的成紗質量。Pourahmad等[5]設計并紡制出3組分復合包芯紗(TSMM),即同時喂入3根短纖維須條和對應的3根長絲作為芯絲,有效改善了纖維包覆率,且減少了短纖維滑移[6]。Gharahaghaji等[7]利用索羅紡(Solo Spun)原理,通過改造長絲喂入裝置,使用類似索羅紡的帶溝槽分束羅拉,開發出新型長絲集束紡(Cluster-Spun)。由于長絲在被喂入短纖須條前經過分束羅拉,呈多根單絲平行排列的扁平帶狀,更有利于長絲與短纖維在紡紗三角區的加捻抱合,加強了2種組分間的摩擦力,最終獲得一種全新結構的長絲分束紡紗線。類似地,Naeem等[8]使用一個微型帶溝槽的羅拉對長絲進行分束,以增強長絲對紗線中心短纖須條的包纏效果,最終達到增強紗線耐磨性能的目的。所有上述復合紡紗方法都有效增加了長絲短纖維間的摩擦力,更有利于2種組分間充分復合。此外,由于長絲的伴紡作用,紡紗過程中斷頭率降低,長絲的包纏作用實現了對須條外部短纖維的捕捉,提高了短纖維的利用率,最終提升成紗品質。
紗線性能取決于紗線結構,不同的復合紡紗方法產生不同的紗線結構,對此國內外學者也進行了基礎性研究。吳雄英等[9]對滌長絲與毛短纖維紡制的賽絡菲爾(Sirofil)雙組分復合紗、并捻復合線及與毛短纖維合股線的結構和基本力學性能進行了對比研究。Yang等[10]建立了高性能長絲包芯紗理論模型,并通過芳綸、玄武巖纖維長絲和棉短纖維的包芯復合紗紡制,得出高性能長絲包芯紗的拉伸性能主要取決于長絲與短纖維的幾何構象及紗線內部結構的結論。Pourahmad等[11]對比了由環錠紡、賽絡紡、索羅紡等不同紡紗方式制成的復合包芯紗性能,通過對紡紗工藝及紗線物理力學性能的研究分析,得出賽絡紡包芯紗性能最優的結論。 Kakvan等[12]研究了彈力絲喂入張力與喂入位置對毛/滌復合紗物理性能的影響,確定了最佳彈力絲喂入比。Liu等[13]進一步從理論上分析了賽絡菲爾紡中長絲與短纖維須條在前鉗口形成三角區的角度、長絲和粗紗的張力、扭矩等因素對成紗性能的影響,并通過調節粗紗與長絲間相對位置改變三角區形態的紡紗實踐,以及對紗線各項性能的測試分析,驗證了其理論分析的正確性。紗線的性能取決于紗線結構,在復合紡紗線中,短纖維與長絲間的排列分布及二者間的協同構象對成紗性能起決定性作用。上述研究都從理論和實際上對復合紗結構與性能進行了積極有意義的探索,但僅局限于單一復合紡紗方式所紡紗線性能的研究,對于復合紗結構與性能關系的系統研究不足。
本文旨在建立多種長絲在復合紗體中不同分布的紗線結構模型,分析和預測紗線結構模型對應的成紗性能,并通過實驗驗證和對比分析各復合紡成紗性能,比較和評價各種不同長絲分布形態引起的復合紗成紗性能的優劣。這些研究對于更深入了解環錠紡包芯包纏紗紡紗系統,掌握紗線結構和性能,完善環錠紡體系研究,從而更有效指導生產實踐,降低生產消耗和成本,增加產品附加值,都具有重要意義。
傳統的長絲/短纖維復合紡通常使用1根長絲與1根短纖維須條進行復合,即使改變長絲與短纖維須條的相對位置也只能獲得包芯和包纏2種不同的紗線結構,缺乏多樣性,不利于系統地研究復合紗內部結構對其成紗性能的影響,因此,本文實驗將使用3根長絲與1根短纖維須條進行復合,通過改變長絲喂入位置,使長絲與短纖維間有多種不同的協同構象,獲得不同紗體結構,從而可系統地研究長絲短纖維復合紗紗體內部結構對成紗性能的影響。
1.1實驗方法
要滿足紡制出多種紗線結構復合紗的要求,長絲的喂入位置必須可精確定位和調節,為此對環錠細紗小樣機進行了相應改造。圖1示出復合紗紡制示意圖[7],在傳統細紗機的基礎上添加了長絲喂入裝置,3根長絲依次通過張力器和可精確定位的導絲輪后,于前羅拉后部喂入,最終在前鉗口與短纖維須條加捻抱合,紡制成紗。

圖1 復合紗紡制示意圖Fig.1 Schematic of composite yarn production
在本文實驗采用的紡紗方式中,3根長絲分別退繞后,受導絲輪的控制,可精確定位到實驗所需位置,然后平行喂入前羅拉后方,與短纖維須條接觸并在紡紗三角區受到加捻作用與短纖維相互轉移,加捻抱合,成紗內部結構各異,具有2種組分間不同協同構象的復合紗。
1.2實驗方案

圖2 實驗設計的復合紗成紗三角區Fig.2 Simulated diagram of different composite yarns formation zone. (a) Plan A; (b) Plan B; (c) Plan C; (d) Plan D; (e) Plan E; (f) Plan F
在長絲/短纖維復合紡紗中,不同的長絲與短纖維須條相對位置會形成不同的紗線結構,在長絲喂入短纖維須條中心的情況下,加捻三角區中的短纖維發生內外轉移,但受到位于中心長絲的阻滯,逐漸向上轉移,將長絲包裹住,形成長絲位于紗體中心短纖維在外層的包芯紗;而當長絲喂入位置與短纖維須條保持一定距離時,在加捻三角區由于捻度的傳遞,長絲纏繞在短纖須條表面,將短纖維包纏在紗體中,形成賽絡菲爾紗。為系統全面地分析研究各種長絲短纖維復合紗紗體內部結構對成紗性能的影響,綜合考慮到包芯與包纏2種長絲短纖維復合方式,本文通過調節長絲喂入位置,改變紡紗三角區中長絲與短纖維須條的相對位置,使得紗線擁有不同長絲與短纖維協同構象,建立了6種不同包芯與包纏復合紗的理論模型,具體方案如表1所示。 采用方案A、B、C、D、E、F紡制的復合紗分別命名為復合紗A、B、C、D、E、F。

表1 復合紗的實驗方案設計Tab.1 Experiment design of composite yarns
圖2示出根據本文實驗設計的6種復合紗長絲及短纖須條相對喂入位置模擬出其在紡紗三角區受到加捻作用時的形態。可見:方案A的復合紗成紗三角區總體幾何形態為短纖維須條構成的傳統紡紗三角區形狀,長絲位于該三角區芯部;方案B的復合紗三角區總體形狀由短纖維的小三角區和兩側的長絲形成的大三角區所構成,左右兩側長絲對須條的包纏作用力均衡,因此,兩側由長絲構成的大三角區基本對稱;C,D復合紗三角區幾何形狀由短纖維的小三角區和兩側的長絲形成的大三角區所構成,由于兩側喂入長絲根數的差異,導致兩側長絲構成的大三角區不對稱,2根長絲一側的長絲與加捻匯合點形成的角度略大于單根長絲一側的此角度;E復合紗總體幾何形狀由短纖維的三角區和位于左側長絲的三角區所構成,長絲位于三角區左側,包纏在紗體的外側;F復合紗總體幾何形狀由短纖維的三角區和位于右側長絲所形成的三角區構成,長絲位于三角區右側,包纏在紗體的外側。
1.3紗線結構模型的對比性預測
根據上述復合紗長絲與短纖維須條在紡紗三角區的不同幾何分布以及纖維在成紗段內外轉移理論[14],可進一步推測出各種復合紗成紗穩定后長絲與短纖維在紗體中的幾何分布狀況,即紗線內部結構。長絲與短纖維在經過前鉗口后受到加捻作用,2種組分在圖2所示的三角區加捻抱合,達到初步復合,再經過一系列纖維與長絲的內外轉移,形成具有穩定包芯、包纏等復合結構的環錠紡復合紗。圖3示出根據方案A~F長絲與短纖維須條相對位置及其加捻后形態預測繪制出的復合紗結構模型。如圖所示,圓柱體代表復合紗的主體,圓柱體內和表面的線條代表3根長絲,以此表示短纖維與長絲間的協同構象。在方案A中,3根長絲由紗線中心喂入后經過加捻作用,長絲間相互抱合,與短纖維之間發生少量內外轉移,成紗穩定后呈相互抱合狀基本位于紗線中心位置,形成包芯紗的結構;方案B中1根長絲位于紗線中心,2根長絲分別均勻地包纏在紗體表面,充分結合了包芯與包纏2種復合方式;方案C中2根長絲先加捻抱合成類似股線結構,后包纏在紗體表面,另外1根長絲單獨包纏于紗體表面,短纖維須條在加捻三角區受長絲影響較小,可完成原本環錠紡紗線的纖維內外轉移,最終形成紗線層結構由于受包纏作用較緊密,內層短纖維類似環錠紗的長絲包纏復合紗;方案D與方案C類似,但2根長絲喂入的方向相反,在加捻三角區由短纖維須條構成的小三角區會發生與方案C方向相反的傾斜,導致成紗質量的差異;方案E中3根長絲先受到加捻作用,抱合后包纏于短纖維表面,由于長絲喂入位置距離短纖維須條較遠,長絲對短纖須條的包纏作用比上述方案更緊密,即長絲在紗體表面的螺旋結構更密集;方案F與方案E也僅存在喂入位置左右的區別,而由于二者間隔距增大,導致短纖維小三角區傾向更明顯,因此,紗線中短纖維與長絲的協同構象亦有區別于方案E。

圖3 不同方案紡制的復合紗結構模型Fig.3 Diagram of composite yarn structure spun by plan A (a), plan B (b), plan C (c), plan D (d), plan E (e), and plan F(f)
1.4復合紗線性能的對比性預測和分析
復合紗的內部結構決定了其紗線質量,因此,根據紗線內部結構模型可推測出其紗線性能。由短纖維紗拉伸斷裂機制可知,紗線的斷裂過程就是紗中纖維的斷裂和相互滑移的過程,當復合紗受拉伸至某個點時短纖維已全部滑移,紗中的長絲將繼續受拉伸直至長絲斷裂,而長絲斷裂過程占據了復合紗拉伸斷裂過程的一大部分,因此,長絲為長絲/短纖復合紗提供了主要的力學性能。通過對6種方案中長絲在紗體中分布狀況的研究分析可推測出對應紗線的力學性能。方案A和B中,紗體存在包芯結構,有穩定位于紗體中心的長絲,在紗線整體受到拉伸作用時,位于紗線中心的長絲不會因張力作用與短纖維相互擠壓發生位移,可一直穩定承受拉伸力,因此,方案A和B紗線的強伸性能應優于其他方案,而方案B中紗線有2根長絲均勻包纏在紗體表面,受到拉伸作用力時向內擠壓短纖維須條,使短纖維間摩擦力增大,可減少纖維間相互滑移,提高紗線強伸性能,因此,推測方案B的力學性能會比方案C和D更佳。方案C和D中,短纖維紗體由2根質量不同的長絲包纏,在拉伸過程中,長絲同樣對紗體中心的短纖維有擠壓作用,提高了短纖維須條的強伸性能,加上長絲自身優良的力學性能,可使得C和D方案中紗線擁有僅次于方案B的力學性能。最后2個方案中,由于長絲全部由須條的一側喂入,加捻成紗后長絲全部集中在表面的一點,即從紗線橫截面看,長絲位于短纖維構成的圓上的一個點,這使得紗線受到拉伸時長絲只從一個方向擠壓短纖維,對短纖紗的力學性能沒有提高,同時由于長絲呈螺旋狀纏繞在紗體表面,對復合紗整體的力學性能貢獻較差,因此,可推測方案E、F的復合紗力學性能為6種方案中最差的。
同樣地,根據捻度傳遞理論以及長絲對短纖維須條毛羽的捕捉作用,可預測出成紗毛羽情況。方案A中長絲全部位于紗體中心,不能改變紗線外層結構,因此,可推測方案A對成紗毛羽沒有改善作用。方案B、C、D中長絲從兩側對須條進行包纏,可有效地將須條外層露出的纖維束縛于紗體內,減少成紗毛羽,但由于長絲與須條隔距僅為1 mm,短纖維須條在匯聚點前獲得的捻度有限,纖維排列較松散,自身外露于紗體的毛羽多,因此,可推測這3種方案對毛羽減少的效果不及隔距較大的方案。方案E、F中,短纖維須條從前羅拉到匯聚點的距離較大,須條有足夠時間獲取適量的輕捻,須條內的單纖維不會因受到扭轉力的較大影響而橫出紗體形成毛羽,隨后經過匯聚點受到長絲較緊密的包纏作用,使得部分毛羽被長絲覆蓋,因此,可推測這2組方案的成紗毛羽最少。
根據已有實驗方案及紗線模型,在經過改造后的HFX-A4型環錠紡細紗機上進行紡制,并通過紗線性能測試,驗證對6種紗線模型成紗性能的預測。
2.1實驗材料
采用定量為5.20 g/10 m的棉粗紗作為外包短纖維須條,根據實驗設計中滌綸(2.44 tex/12 f)長絲的6種不同喂入位置進行環錠復合紗實驗,為使長絲喂入位置精確,達到實驗設計的要求,對原長絲喂入裝置進行改造,使用梳針間隔為1 mm的鋼梳對長絲進行精確定位,如圖4所示,通過改變長絲在梳齒上的位置來調整長絲喂入位置,完成不同方案的實驗,具體紡紗工藝為:細紗定量55.8 tex;牽伸倍數10.7;錠速8 000 r/min;前羅拉轉速14.3 m/min;捻系數380。

圖4 長絲喂入裝置Fig.4 Filament feeding device
2.2紗線測試
復合紗紡制完成后在標準恒溫恒濕實驗室(溫度為(20±2)℃,濕度為(65±2)%)放置48 h進行預調濕,隨后在此溫濕度條件下對紗線各項性能指標進行測試。
采用菲利浦飛納型桌面掃描電子顯微鏡對紗線表面拍照,以觀察紗線表層結構,放大倍數為125。
根據GB/T 3916—1997《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定》,使用YG068C全自動單紗強力儀測試成紗強伸性能。拉伸速度為500 mm /min,夾持距離為500 mm,每管紗測量20次,最后取平均值。
根據GB/T 3292.1—2008《紡織品 紗線條干不勻試驗方法 第1部分 電容法》,使用YG133B/M型條干均勻度儀測試成紗條干,測試速度為400 m/min,測試時間為1 min。
根據FZ/T 01086—2000《紡織品 紗線毛羽測定方法 投影計數法》,采用YG172A型紗線毛羽測試儀,測試片段長度為10 m,測試速度為30 m/min。每管紗測5次,取平均值。
3.1紗線表觀
紗線表面掃描電鏡照片如圖5所示。由于棉纖維呈帶狀且自帶轉曲,長絲表面光滑細度均勻,據此可從電鏡圖上區分2種組分,以確定長絲和短纖維在紗體表面的分布。由圖5可見,在復合紗A表面只存在棉短纖維,未發現長絲,可判斷長絲被短纖維包覆于其中,符合之前對方案A紗線結構的預測。在復合紗B表面可觀察到均勻包纏在短纖維須條表面的長絲束,相鄰長絲間距一定,可反映出從左右兩側相同隔距喂入的長絲依次包纏在短纖維紗體表面。復合紗A的表面可看到比復合紗B單絲數量更多的絲束,即為實驗方案中從單側喂入的2根長絲,包纏的效果好于前者,但長絲束在紗體表面排列的規律性差于復合紗B,復合紗D的紗線表觀效果與復合紗C類似,在此不再贅述。復合紗E表面只能觀察到1根較粗的絲束與短纖維須條相互抱合,短纖維數量少于前面幾種復合紗,這是由于長絲喂入隔距較大,部分短纖維未到達聚合點前被吸風口吸走,導致成紗后短纖維較少,同時3根長絲抱合后張力較大,此時再與短纖維加捻抱合,形成了長絲與短纖維須條相互抱合的紗線結構,使得紗線實際結構與預測略有不同。復合紗F也呈現同樣結構。

圖5 復合紗表觀形貌照片Fig.5 SEM images of composite yarns
3.2紗線強力
對6種復合紗的強伸性能測試后取平均值,結果如表2所示。其中強力最大的為復合紗B,即1根長絲作為芯絲,2根分別從2個方向對短纖維須條進行包纏,結果符合此前對紗線結構分析及其對力學性能的推斷,說明同時擁有包芯和包纏結構可為紗線提供優良的力學性能。復合紗C、D強力僅次于復合紗B,好于復合紗A,可證明長絲對短纖維的包纏作用增加了短纖維間的摩擦力,使紗體結構更緊密,進而增強了紗線的力學性能,說明在同樣條件下長絲與短纖維復合時,包纏結構可比包芯結構提供更好的強伸性能。復合紗E、F的強力比預期值差,為6種方案中最差的,主要原因在于須條與長絲間距的增大導致部分短纖維被吸走流失,同時長絲與短纖維須條呈相互抱合狀態,而不是此前預測的長絲包纏短纖維須條狀態,使得短纖維在成紗力學性能方面貢獻有限,主要由長絲提供強伸性,最終導致成紗力學性能較其他方案差。
3.3紗線條干
復合紗條干測試結果如表3所示,其中紗線外層有長絲從不同位置對須條進行全方位包纏的復合紗B、C、D條干CV值較小,這主要是因為短纖維須條外面包纏了更細、更均勻的長絲,改善了須條條干,復合紗B、C、D中長絲均勻包纏的B方案條干最佳,非均勻包纏的C、D次之。復合紗E、F由于短纖維須條在到達匯聚點前出現部分纖維流失,而纖維被吸離須條具有不可控性,因此,成紗后出現比其他方案較多的細節與棉結。同時短纖維須條與長絲呈抱合狀而非包纏狀,不利于短纖維間的相互轉移以形成穩定的紗體結構,導致短纖維須條不勻率增大,最終影響成紗條干。復合紗A表面沒有長絲包纏,因此,條干差于紗體表面有長絲包纏的方案。由于其紗線呈正常的包芯結構,外層短纖維間發生內外轉移,加捻抱合,因此,短纖維須條條干狀況正常,略優于方案E、F,條干不勻率為6種方案的中間水平。

表2 不同復合紗強伸性能指標Tab.2 Tensile properties of different composite yarns
3.4紗線毛羽
對6種復合紗的毛羽測試后取平均值,結果如表4所示。從表可見,復合紗A的總毛羽最多,1~2 mm的短毛羽數量也為6種復合紗之最,主要原因為紗體表面沒有外部包纏的長絲,對紗體表面的毛羽沒有束縛,使得短纖維在三角區內外轉移時露出紗表面,形成大量毛羽。復合紗B、C、D的毛羽總量接近,由于外部長絲的包纏,使得這3個方案的紗線毛羽都少于方案A,符合此前的預測,其中方案B的長毛羽明顯較其他方案多,是由于長絲均勻的包纏對短纖維須條有橫向擠壓作用力,使得在長絲包纏間隙的短纖維受力后被擠出紗體表面,形成較長的毛羽,導致方案B的大于或等于3 mm的毛羽數大于另外2個方案。復合紗E、F的毛羽明顯少于其他復合紗,符合之前對其毛羽情況的預測,但導致其毛羽少的主要原因是長絲與短纖維須條相互抱合,呈股線狀態,紗體表面裸露的長絲面積大于其他復合紗方案,而長絲表面光潔,同時短纖維須條與長絲匯聚時的加捻程度也大于其他組復合紗,須條自身毛羽較少,最終共同導致此方案的毛羽明顯少于其他方案。

表3 復合紗條干性能Tab.3 Evenness of different composite yarns

表4 復合紗毛羽指標Tab.4 Hairiness of composite yarns 根/10 m
紗線3 mm及以上的毛羽為有害毛羽,因此,一般情況下,以3 mm毛羽根數為紗線毛羽質量主要考量指標。從表4可看出,只有包芯結構的復合紗A的3 mm毛羽最多,紗體表面有長絲包纏的復合紗B、C、D的3 mm毛羽少于方案A,說明外部長絲包纏作用可以束縛紗線外層短纖維,減少紗線表面的有害毛羽。而復合紗E、F的3 mm毛羽最少,充分說明了長絲與須條間適當的隔距以及長絲合適的張力更有利于長絲對短纖維須條的控制,進一步減少了復合紗的有害毛羽。
1)當長絲與短纖維復合方式為長絲包纏短纖維須條時,由須條左右兩側同時喂入的長絲比單側喂入的包纏更能有效束縛短纖維成紗,減少纖維流失,使紗線結構更緊密。當長絲由單側喂入時,隨著長絲與須條隔距增大,以及長絲張力變大,2種組分間的結合方式會由長絲包纏短纖維向長絲與短纖維須條相互抱合轉變。
2)相比于包芯結構,長絲由兩側對須條進行包纏的紗線結構可為復合紗提供更好的拉伸性能,同時改善成紗條干,特別是包芯與兩側包纏相結合的復合紗,在力學性能與條干指標上表現最為突出。而長絲單側包纏以及張力過大則對成紗力學性能和條干有不利影響。
3)長絲與須條間適當的喂入隔距以及長絲合適的張力更有利于長絲對短纖維須條的控制,從而減少復合紗的有害毛羽。當長絲與須條喂入隔距過小時,長絲雖然從多角度全面包纏短纖維須條,但對紗線表面毛羽的控制依然不足,成紗后有害毛羽為前者1倍左右。
FZXB
[1] SAWHNEY A P S, RUPPENICKER G F, KIMMEL L B, et al. Comparison of filament-core spun yarns produced by new and conventional methods[J]. Textile Research Journal, 1992, 62(2): 67-73.
[2] 薛元,易洪雷,陳偉雄,等.短纖/長絲芯鞘型復合紗成紗機制與工藝[J].紡織學報,2006,27(10):92-95. XUE Yuan, YI Honglei, CHEN Weixiong, et al. Spinning principle and process technology of core-sheath filament/staple composite yarns[J]. Journal of Textile Research, 2006, 27(10):92-95.
[3] MIAO M, HOW Y L, HO S Y. Influence of spinning parameters on core yarn sheath slippage and other properties[J]. Textile Research Journal, 1996, 66(11): 676-684.
[4] ZHANG Tonghua, GUO Min, CHENG Lan, et al.Investigation on production, analytical models, and characteristics of monofilaments/staple fibers composite yarn[J].The Journal of the Textile Institute, 2016, 107(5):589-595.
[5] POURAHMAD A, JOHARI M. Production of core-spun yarn by the three-strand modified method[J]. The Journal of The Textile Institute, 2009, 100: 275-281.
[6] PRINS M W, LAMB P R, FINN N. Solospun: the Long staple weavable single yarn[C]//Proceedings of Textile Institute 81st World Conference. Melbourne:[s.n],2001.
[7] GHARAHAGHAJI A A, ZARGAR E N, GHANE M, el al. A cluster spun yarn: a new concept in composite yarn spinning[J]. Textile Research Journal, 2010, 80:19-24.
[8] NAEEM M A, YU W, ZHENG Y H, el al. Structure and spinning of composite yarn based on multifilament spreading method using modified ring frame: staple core filament wrapped composite yarn[J]. Textile Research Journal, 2014, 84:2074-2084.
[9] 吳雄英,王府梅,王善元.復合紗結構及其基本力學性能、表面性能的研究[J].紡織學報,1998,19(4):21-24. WU Xiongying, WANG Fumei, WANG Shanyuan. Study on the structures of composite yarns and its mechanical, surface properties[J]. Journal of Textile Research, 1998, 19(4):21-24.
[10] YANG H W, KIM H J, ZHU C Y, et al. Comparisons of core-sheath structuring effects on the tensile properties of high-tenacity ring core-spun yarns[J]. Textile Research Journal, 2009, 79:453-460.
[11] POURAHMAD A, JOHARI M S. Comparison of the properties of ring, solo, and siro core-spun yarns[J]. The Journal of The Textile Institute, 2011, 102: 540-547.
[12] KAKVAN A, NAJA SHAIKHZADEH, SAIDI R Ghazi, et al.Effects of draw ratio and elastic core yarn positioning on physical properties of elastic wool/polyester core-spun ring yarns[J].The Journal of The Textile Institute, 2007, 98(1): 57-63.
[13] LIU Wenyan, YU Yanping, HE Jihuan, et al. Effect of strand-spacing between roving and filament on Sirofil yarn properties[J]. Textile Research Journal, 2007, 77: 200-204.
[14] 于偉東,儲才元.紡織物理[M].2版.上海:東華大學出版社,2009:292-305. YU Weidong,CHU Caiyuan.Textile Physics[M]. 2nd ed. Shanghai: Donghua University Press, 2009:292-305.
Influenceoffilamentdistributionpatternonpropertiesofcompositeyarns
WANG Yuanfeng1, FENG Yanfei1, XIA Zhigang1,2
(1.CollegeofTextileScienceandEngineering,WuhanTextileUniversity,Wuhan,Hubei430200,China; 2.StateKeyLaboratoryBaseofNewMaterialsandAdvancedProcessingTechnology,WuhanTextileUniversity,Wuhan,Hubei430200,China)
To analyze the influence of inner structural changes on composite yarn properties during the varied filament composite spinning by changing the filaments and the roving positions, six different structures of composite yarn models were systematically designed and built to analyze and predict the properties of the corresponding yarns. Different structural composite yarns were produced experimentally to verify the composite yarn models. Different composite yarn properties including hairiness, evenness and tensile properties were compared and analyzed. The results show that the composite yarn with filaments wrapping from both sides of the strand has better evenness and higher tenacity than that of yarns with single core-filament spun structure. When the composite yarns has both bilateral wrapping and core-filament structures, an optimized yarn strength and evenness are owned.The increased filament tension and filament-strand spacing could effectively enhance the short fiber control and reduce composite yarn hairiness.
filament composite spinning; yarn structure model; yarn property; filament distribution; bothbilateral wrapping structure
TS 104.7
:A
10.13475/j.fzxb.20160805308
2016-08-24
:2017-03-30
國家自然科學基金青年科學基金項目(51403161);國家自然科學基金杰出青年基金項目(51325306)
王元峰(1991—),男,碩士生。主要研究方向為新型紡紗加工技術。夏治剛,通信作者,E-mail:zhigang_xia1983@hotmail.com。