第2章 假捻变形加工1-2-201109

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由于在加捻定型后,各根单丝的形态已固定成螺 旋卷曲状,所以尽管复丝全数退捻而单丝的卷曲 变形仍保留在复丝中,从而改善了长丝的外观, 提高了丝束的膨松性和弹性,成为具有高伸缩性、 高膨松性的假捻变形纱,俗称高弹丝DTY。
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低弹丝FTY 低弹丝
高弹丝DTY由于其弹性伸长过大,残余扭矩大, 而且弹性伸长不够稳定,一般不宜作外衣织物。 因此在一次定型的基础上对高弹丝进行二次松式 定型(两级热箱)消除残余扭矩,稳定内部结构。 这就是改性假捻变形加工,国内文献称之为低弹 变形加工。
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变形丝的假捻过程
图(c):复丝以一定速度v连续前移,而中间的 握持点M以n转速连续不断地旋转。 则以握持点M为界,两侧得到捻向相反且数量相 等的捻数。
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影响假捻变形加工的主要工艺因素是 4T: :
加热温度:Temperature 捻度:Twister 时间:Time(速度Velocity) 张力:Tension(超喂率)
v
N = c⋅e
v − t l
sl + v
(2-6)
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当t=0,N=0,0=C+ s.l/v ,把C=-s.l/v代入(2-6 式)化简得:
sl (1 − e v
v − t l
N=
)
(2-7)
过渡期内(0→t时):A区捻度
N s n= = (1 − e l v
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注意: 注意:
在实际生产中有的丝束使用的加捻捻度可能比海 柏林公式计算的要多10%,解捻捻度比实际加捻 度值高50捻/米左右,由此可得到最佳膨松度和 强度的假捻变形丝。 《合纤熔体纺丝》P615页表8-15
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最佳捻度(捻/米)的确定举例
纱线旦救 Heherlein 公式计算
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加捻区 A得到的捻数:
dN = ( s − N v )dt l
变换成一阶线性微分方程标准形式求通解:
y ′ + p ( x) y = Q( x)
(2-1)
(用dt同除N)
dN N ⋅ V =s + dt l
(2-2)
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求解时先化为齐次方程
第二章 假捻变形加工 (False Twist Texturing Thermoplastic yarns) ) 本章重点: 本章重点: 1、了解假捻变形过程 、 2、分析假捻变形原理 、 3、掌握假捻变形的主要工艺 、
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第一节 传统的不连续变形加工
传统弹力丝的不连续变形加工是采用加捻丝在弹力丝机 (加弹机)上定型的方法, 高收缩变形纱(又称高弹丝或加工丝)生产工艺过程: 倒筒--加捻--热定型--倒筒--退捻--合股--卷绕 优点:对各工序的工艺参数控制容易,变形牢固。 缺点:非连续化生产工序多、速度低,生产率低、且丝 的染色不匀性大。
1、 2、 3、 4、
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假捻变形纱的动态的假捻模型
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假捻规律的分析
F:\变形纱与花式线讲义20060214\变形纱讲义\ 第二章 第一至三节 假捻变形加工20060307 改.doc
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为了便于分析,假设: 1、 变形丝移动速度和假捻器的转速不变,且无 捻滑产生; 2、 热箱的加热对捻度无影响; 3、 由于加捻产生的捻缩不计; 4、起始捻度为零。
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这个极限时间由马佐夫提出的简化公式计算: 这个极限时间由马佐夫提出的简化公式计算:
l ⋅n t′ = s − n.v
式中: n——A区捻度S/V v——丝速 s——假捻回转速,转/秒 l——A区长度
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(一)、过渡状态下的假捻规律 时间 )、过渡状态下的假捻规律(时间 过渡状态下的假捻规律 时刻) 从0到dt时刻 到 时刻
时间dt后,复丝的移动的长度(位移) dx=v dt ;而假捻 器的转数为:s·dt 。 加捻区A:在时间dt内获得的捻数等于假捻器的转数为 N=s·dt, 在时间dt内长丝通过A区失去的捻数 n· dx=n·v·dt =(N/l) ·v·dt; 所以加捻区A获得的捻回数为 dN= s·dt - n·v·dt =(s - N·v/l)dt; 解这个非齐次一阶线性微分方程:dN/dt + v/l ·N = s
K = 275000 /( D + 60) +800
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4.Press(柏莱土,普列斯)公式:
K=3840-12D (美国常用) 5.短纤纱维纱线最宜捻度:
K=17000/ D
几种公式计算的结果比较见《合成纤维熔体纺丝》P614页图8-40
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定型率(%)=(1-E1/E2)×100 式中: E1——热定型后的退捻数(E1<E2) E2——热定型前的退捻数 退捻数的测定:在加捻丝上悬挂0.1g/tex的负荷, 放置到转矩稳定为止,稳定后测出残留的捻数。
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2、热定型温度与加捻丝及其退捻丝的 、 强度关系: 强度关系:
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从上述推导出的公式可以看出
在过渡时间内: (1)A、B、C区的捻度n.r.q均和时间t呈指数关系, A区增大到一定值s/v,B、C区则是趋向退捻为零。 (2)A、B、C区的捻度与三区的长度(l.h.k)相关 丝条通过这三区的时间分别是:l/v, h/v, k/v (3-8 秒) (3)三区在很短的时间内捻度达到一定值。
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B区得捻度为:
(− t ) (− t ) s l l r=− {e −e h } v l−k v v
C区得捻度为:
s l q=− ⋅ {l ⋅ (h − k ) exp(−vt / l ) − h(1 − k ) exp(−vt / h) + k (l − h) exp(−vt / k )} v (l − h)(l − k )(h − k )
dN V + dt = 0 N l
ln N = − V t l
+C
(2-3)
(代入原方程2-2求通解)
N = ce
v − t l
⇒ N = c ( x )e
v t l
(2-4)
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根据通解公式:
N = ce − ∫ p ( x ) dx + e − ∫ p ( x ) dx ∫ Q ( x)e ∫ p ( x ) dx dx
四、假捻变形工艺过程
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影响假捻变形加工的主要工艺因素是 4T: :
加热温度:Temperature 捻度: Twister 时间: Time(速度Velocity) 张力: Tension(超喂率)
1、 2、 3、 4、
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Leabharlann Baidu
高弹丝DTY 高弹丝
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三、退捻
退捻与加捻方向相反Z、S,退捻数的确定主要 是考虑加捻时捻缩率的因素,并略大于加捻数 50个左右。 被退捻的丝由于捻缩和退捻转矩的作用,单丝上 形成卷曲状的反转圈,这就制成了伸缩性大而膨 松性好的加工丝。 退捻丝的卷曲模型:
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符号的含义: 符号的含义:
s——假捻器转速(r/s); v——复丝移动速度(m/s); l——加捻区A的长度(米); h——退捻区B的长度(米); k——卷绕区C的长度(米); n——在某时刻t, 加捻区A的捻度TPM; r——在某时刻t, 加捻区B的捻度TPM; q——在某时刻t, 加捻区C的捻度TPM。
P40图2-5 聚酯:100-130℃,强力增大,这是因为升温增加了分 子链段的结晶化和取向,130℃达到最大值,此后不降。 尼龙:曲线类似涤纶,一般在115℃时达到强力极大值。 退捻丝(在加热正常时)强度一般高于同温定型下的加 捻丝。见图
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3、加工丝的卷曲性能和热定型温度的 、 关系
见P40图2-7一般热定型温度越高,加工丝的卷曲性能 越好。用两个指标衡量: 1、卷曲性能用伸缩伸长率: K(%)=(b-a)/a x 100 2、紧缩弹性恢复率R(%)=(b-c)/(b-a) x 100 式中: a——0.002g/d轻负荷下长度 b——0.1g/d重负荷下长度 c——除去重负荷后,再测轻负荷(0.002g/d)下长度
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捻数的选择: 一、加捻--捻数的选择 加捻 捻数的选择
在假捻变形的加工中, 在假捻变形的加工中 , 捻度是加捻工艺中最重 要的参数; 要的参数; 捻数的选择依据:长丝的用途,纤度,卷曲性、 膨松性、伸缩性,强力保持率。 几种最适宜捻度的主要计算方法有: 几种最适宜捻度的主要计算方法有:
v − t l
)
(2-8)
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见(2-8)式:当t→∞时:
s n= v
(逐渐趋近于定值)
实际上速度v远大于A区长度l,所以若考虑时间做常数,丝条 通过加捻区的时间为:
l τA = v
可见在加捻时加捻区域的捻度瞬间达到一定常数。(S/V)
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3860
实际捻度 (s捻)
2940
退捻捻度 (Z捻)
3990
30
45
3420 2920 2630
3540 3120 2840
2580 3170 2880
70 90
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二、热定型
1、热定型温度与定型率的关系 P39页图2-4,可见 长丝在130度左右达到或接 近最大值,定型效果好。 定型率表示定型效果:
(2-5)
v p( x) = Q l 代入方程的解中得 Q( x) = s
(求常数)
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N = c⋅e
v − ∫ dt l
+ e − ∫ p ( x ) dx ∫ s ⋅ e
v ∫ dt l
dt
= c⋅e 化简后得:
v − t l
+e
v − t l
sl l t ⋅ ⋅e v
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1.Fourne(富尔勒·富尔涅):捻度K与纱旦数D的关系为:
K ≥ 28630 /(1 + 15 / D ) ⋅ D
2.Koechlin(柯克林,乔赫林)公式:(不适用高支数纱)
K = ∂⋅ N

为捻系数9.5,N为纱的支数。
3.Heberlein(海柏林,海伯兰因)公式:
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高弹丝和低弹丝性能比较(P44)表2-1
高弹丝DTY 低弹丝FDY
原料
锦纶长丝
涤纶长丝
卷曲形态
粗而稀
细而密
卷曲稳定性


卷曲伸长


沸水收缩率


残余扭矩


产品应用
内衣
外衣
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第二节 假捻变形加工及其加捻规律
一、假捻变形加工原理 真捻(实捻):见图(a) 假捻:见图(b)n+(-n)=0
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