幾種合纖FDY長絲的加捻性能研究

宋開梅,眭建華

(蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215021)

加捻可提高合纖長絲強度、伸長、光澤和手感等[1-3]，目前對加捻的研究以加捻與長絲斷裂強度、斷裂伸長率之間的關(guān)系為主[4-6]。捻縮率主要用于產(chǎn)量計算，由于近年來超細(xì)旦長絲和異型截面長絲的開發(fā)逐漸成熟[7-10]，傳統(tǒng)長絲捻縮率計算公式只涉及捻度與原料差別，未考慮到更多因素。本文選取線密度相同的6種不同類別、截面形狀或截面纖維根數(shù)(F數(shù))的合纖FDY長絲，設(shè)計不同的捻度，進(jìn)行單絲加捻、股線加捻，并作熱定型處理，以研究絲線捻縮率與截面形狀、F數(shù)、類別的相關(guān)性、以及熱定型工藝。

1 試驗

1.1 試驗材料

選用合纖長絲的規(guī)格如表1所示，其中1#～5#由盛虹集團(tuán)有限公司提供，6#由常熟市翔鷹特纖有限公司提供。

表1 試驗用合纖長絲規(guī)格

1.2 試驗內(nèi)容與方法

1.2.1 捻縮率

(1)參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14345-2003《合成纖維長絲捻度試驗方法》，在Y331A 紗線捻度測試儀(常州第二紡織機械廠制)上，對長絲加指定的捻度。預(yù)加張力(0.050±0.005)cN/dtex，試驗長度L=250 mm，試驗次數(shù)20，取平均值。

(2)單絲加捻：單絲加捻從100 T/m起(試驗起始捻回25)，捻向Z捻，每級增加100 T/m(試驗每次增加捻回25)，直至2 500 T/m，記錄捻縮值△L(mm)，并折算成單絲捻縮率δ。

(3)股線復(fù)捻：取500、1 000、1 500、2 000 T/m單絲(初捻)，兩根合股后加反向同等捻度(復(fù)捻)，記錄復(fù)捻每增加100 T/m時的捻縮值△L′(mm)，并折算成股線復(fù)捻捻縮率δ′。記錄△L′為0 mm時的捻回值，并折算成捻度。

1.2.2 熱定型

(1)取指定捻度單絲、股線長250 mm，置于烘箱中定型，定型溫度設(shè)置為90℃、100℃、110℃，定型時間設(shè)置為2、5、10 h，室溫冷卻24 h后，觀察捻度穩(wěn)定性，無退捻、回縮現(xiàn)象的判定為定型良好，有退捻、回縮現(xiàn)象的判定為定型較差。

(2)單絲指定捻度有500、1 000、1 500、2 000 T/m；股線指定捻度(初捻捻度/復(fù)捻捻度)500/400、800/600、1 000/800、1 500/1 200 T/m。

2 結(jié)果與討論

2.1 單絲捻縮率

樣品的單絲捻縮率試驗結(jié)果如表2所示，捻度-捻縮率曲線如圖1所示。

表2 單絲捻縮率δ試驗結(jié)果 %

圖1 單絲捻縮率對比

由表2、圖1可知：

(1)1#～5#樣品均能持續(xù)加捻至2 500 T/m，6#PAN樣品在2 000 T/m時出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，無法繼續(xù)加捻。分析認(rèn)為PAN纖維比PET、PTT纖維，斷裂強度、斷裂伸長率小，由于加捻產(chǎn)生扭力矩，隨著捻度增大，扭力矩也增大，纖維軸向受到較大的拉伸，致使PAN纖維斷裂。

(2)所有樣品的捻度-捻縮曲線均呈拋物線形態(tài)，即隨著捻度增大，捻縮率的增大由平緩到加劇。相比之下，1#PTT樣品的捻度-捻縮率曲線最為平緩，6#樣品的捻度-捻縮率曲線最為陡急，2#～5#PET樣品曲線介于當(dāng)中。這說明長絲捻縮與纖維類別有關(guān)。

(3)PET樣品中，相同線密度及F數(shù)規(guī)格的2#、3#樣品的曲線基本一致，捻縮率值基本大于圓形截面的4#樣品。截面為三角形和扁平形的長絲比圓形截面長絲更棱角分明，加捻時每根絲之間孔隙大，導(dǎo)致縮率大。

(4)對比均為扁平形截面的2#、5#樣品，絲線截面纖維F數(shù)分別為72根和36根，5#樣品在各捻度值下的捻縮率基本都大于2#樣品。這可能是由于F數(shù)越高，單根纖維在扭力矩作用下更易被拉伸伸長，隨著捻度增加，長絲線的捻縮率低于F數(shù)小的絲線。

2.2 股線捻縮率

股線復(fù)捻過程中的捻縮率試驗結(jié)果如表3所示，復(fù)捻捻度-捻縮率曲線如圖2所示。

表3 股線捻縮率δ′試驗結(jié)果 %

(續(xù)表3)

由圖2可知：

(a)單絲捻度500 T/m

(3)股線捻縮率為0時，單絲退繞使得股線的光澤、蓬松度提高，此時穩(wěn)定性最佳。單絲捻度為500、1 000、1 500、2 000 T/m的雙股線捻縮率δ′為0時的捻度平均值分別為348、707、1 132、1 588 T/m，占其單絲捻度的百分比為：69.6%、70.7%、75.5%、79.4%，呈現(xiàn)依次遞增的趨勢，且圓形截面長絲的百分比大?？傮w看來股線捻度為其單絲捻度的70%時，捻縮率為0，股線綜合性能最佳。

2.3 熱定型

加捻絲線熱定型試驗結(jié)果如下：

(1)1#樣品為PTT纖維，其中500 T/m單絲的熱定型結(jié)果均為良好；1 000 T/m單絲在110℃下才能良好定型；1 000 T/m以上單絲不能良好定型；所有股線熱定型效果均為良好。

(2)2#～5#為PET纖維，500～1 500 T/m的單絲在所有熱定型試驗下的結(jié)果均為良好；2 000 T/m單絲在90℃、2 h以上，或者在90℃以上，定型良好；所有股線熱定型效果均為良好。

(3)6#樣品為PAN纖維長絲的單絲、股線熱定型效果均為良好。

3 結(jié)論

(1)線密度相同時，長絲捻縮率與纖維類別、截面形狀、F數(shù)相關(guān)。在其他條件相同時，圓形截面長絲捻縮率小；F數(shù)增加時，捻縮率小。不同類別長絲捻縮率排名為：PTT>PET>PAN。

(2)股線的捻縮率與其單絲捻縮率、長絲截面形狀相關(guān)；隨著捻度增加，股線縮率為0時的捻度與其單絲捻度比值相應(yīng)增加，總體在70%左右。

(3)股線的熱定型效果較單絲好。PAN長絲與PET長絲的熱定型效果較PTT長絲好，PTT長絲單絲熱定型效果較差。