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一步法弹力绉丝是长丝变形纱的一种,在变形加工过程中,将倍捻-热定型-假捻在弹力绉丝设备上一步完成,可得到一步法弹力绉丝,此时真捻、假捻在一根长丝纱上复合。
以往将一步法弹力绉丝机命名为“一步法倍捻机”,一步法弹力绉丝命名为“假捻变形纱”、“一步法涤纶弹力绉丝”、“绉效应变形长丝纱”等。我国在20世纪90年代初开始引进一步法假捻变形设备,经过多年的研究,对一步法假捻变形工艺和纱线形成原理已有较深的认识,但一直停留在单一组分热塑性材料的开发和生产中,以仿真丝为主,品种单一。己不适应二十一世纪长丝变形纱向差别化、复合化、功能化发展的趋势。
本论文选用聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)长丝和阳离子改性涤纶(CDP)低弹丝二种长丝,经混纤后在一步法弹力绉丝设备上开发二元弹力绉丝。重点研究了弹力绉丝的加工工艺参数优化、绉丝的外观形态结构与拉伸性能,同时对绉丝工艺参数与织物风格的关系进行了较为全面的分析研究。通过上述分析研究,使弹力绉丝不仅适用于仿真丝,且适用于仿毛等功能,提高品种适应性,且为二元甚至多元弹力绉丝的开发提供数据及方法的参考,使弹力绉丝这一有着广阔市场前景的新型变形纱向多元化、功能化更好更快的发展。
PTT/CDP二元弹力绉丝的主要特点为弹性和膨松性,由于膨松性的测试较复杂,因此在优化纱线工艺时主要以弹性为主,测试了纱线的紧缩弹性伸长率、紧缩弹性回复率以及沸水收缩率。在大量试验的基础上,设计了单因子实验和正交实验,优化PTT/CDP二元弹力绉丝的工艺,得到了相应的最佳工艺条件。为其它二元甚至多元弹力绉丝的开发提供方法和数据参考。
对纱线拉伸性能的测试,主要测试了拉伸断裂强力、断裂比强度、断裂伸长、断裂伸长率、初始模量、塑性变形、塑性变形率、弹性回复率、应力松弛率等。通过不同原料纱线拉伸性能比较、同原料不同加工方法纱线拉伸性能比较以及PTT/CDP二元弹力绉丝加工前后拉伸性能比较,分析得到PTT/CDP二元弹力绉丝拥有较好的弹性伸长性能和较强的抗变形能力。
由于PTT/CDP二元弹力绉丝呈现三维立体卷曲,因此它具有特殊的外观形态结构。其膨松性不仅体现在纤维间,而且纱线自身的卷曲形态使纱线在空间上构成膨松性,这些都可能会影响织物的膨松性能。本论文将PTT/CDP二元弹力绉丝由于纤维间的空隙而形成的膨松性定义为纱线膨松性,将纱线卷曲形态导致的纱线空间上的膨松性定义为外观卷曲膨松性。利用万能显微镜、扫描电镜、扫描仪以及PHOTOSHOP软件等进行分析。本文就PTT/CDP二元弹力绉丝工艺优化时设计的单因子实验中,改变真捻因子和改变下超喂因子两种情况,分别比较分析了纱线两项膨松性能与纱线工艺的关系。更全面的反应二元弹力绉丝的外观性能特征。
探讨二元弹力绉丝织物的风格特征,如表面厚度、松弛表面厚度、弯曲刚度、成型性、剪切刚度、松弛收缩率、湿膨胀率等。运用配对样本t检验,得出二元弹力绉丝织物与普通涤纶织物的风格性能差异,并具体分析得出其厚实,有弹性,成型性好的风格特征。另外PTT/CDP二元弹力绉丝工艺优化时,设计的单因子实验和正交实验的纱线大样品被用作纬纱,以同一个经轴,在同一台喷气织机上,使用相同的工艺织成同一批布,经染色、整理后,测试其织物FAST风格性能,探讨了纱线加工工艺对织物风格的影响。此外初步探讨了纱线膨松性与织物厚度关系。通过织物风格的分析,验证了二元弹力绉丝的特性,并指导二元弹力绉丝的开发与性能特点的应用。为开发具有多元性、功能性弹力绉丝提供理论和实际指导。
本论文中使用的假捻转子直径为Φ1.5,较适合生产200D以下的仿真丝类和仿毛类弹力绉丝。直径为Φ2.5的假捻转子,可用以开发细度较大的仿毛类多元弹力绉丝,品种适应性更强。