长丝短纤纱并捻复合工艺对纱线力学性能的影响

研究探讨

长丝短纤纱并捻复合工艺对纱线力学性能的影响

施楣梧 张 腾 张建春 周璐瑛

（ 中国人民解放军总后军需装备研究所，

北京服装学院）

摘要： 为了研究涤纶长丝与涤棉短纤纱并捻复合纱线的力学性能。分析了并捻张力、并捻捻度和复捻

捻向对复合纱线强伸性能和外观的影响情况。结果表明，不同的并捻张力配置对复合纱线强力和外观影响较大；复合纱线存在临界捻度；采用同向加捻和适当捻度，复合纱线外观和力学性能良好。

关键词： 涤纶长丝；涤棉混纺纱；并捻；复合纱线；张力；捻度；捻向；强度

中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） 纱线结构是决定织物性能的基础。近年来国内外新型面料大量使用由多种长丝复合的多组分长丝，而长丝与短纤维复合的纱线中，主要有包芯复合纱、包缠复合纱、 复合纱及 复合线等，通常需要专用加工设备，成本较高。中国人民解放军总后军需装备研究所在新一代军服研制中，提出了长丝和短纤纱并捻复合的纱线结构概念，并已应用于部分装备品。长丝和短纤纱并捻复合的方法可沿用常规并捻设备，加工费用低，所得纱线易同时发挥长丝与短纤纱的优点，并可控制短纤维在纱线表面的覆盖率。但因长丝和短纤纱在强伸特性和加捻后的伸长特性上有较大差异，如果在并捻加工中按常规配置复捻捻向，若张力搭配和捻度配置不当，极易造成复合纱线结构不合理和不均匀，使纱线的力学性能下降，织物外观出现反光不匀现象，呈水波纹状瑕疵。

我们以涤纶长丝和涤棉短纤纱并捻复合纱线为研究对象，探讨并捻时的张力搭配及并捻捻度对纱线力学性能的影响，优选出了较为理想的复合工艺，并提出了合股捻向与短纤纱捻向相同的加捻方式，取得了良好的力学性能和外观效果。

试验材料、设备与仪器

试验材料

并捻复合纱采用的涤长丝和涤棉纱见表 。

作者简介：施楣梧，男， 年生，高级工程师，北京， 收稿日期：

表 并捻复合纱两个组分的品种和规格试验材料

细度

强度 · 断裂伸长率 捻度 捻·（ ）

涤纶低弹网络丝 短纤纱

（ 捻）

设备与仪器

日本产石川并捻机，锭速 ；日本产

村田倍捻机，锭速 ； 型电子强力仪， 型传感器，气动夹头；强力试验的试样吸湿平衡条件为 ， ， ；子样数 ；夹头距离 ；拉伸速度 ；预加张力 ； 型 显微镜； 视频采集卡。 并捻张力搭配

原为 捻向的涤棉纱反向加捻的前期会导致捻伸，而无捻涤长丝加捻后则产生捻缩。故 向并捻时的张力搭配应加大涤棉纱的张力，减小涤长丝的张力，试验中并捻张力的范围涤棉纱取 ，涤长丝取 。 向并捻时的张力搭配为涤长丝 、涤棉纱 。

结果与分析

并捻张力搭配对复合纱线强伸特性的影响 无捻长丝和 捻短纤纱在按 向并捻时的张力搭配情况及对应的复合纱线的强伸特性见表 ，各种条件下的子样数均为 。合股加捻捻度为 捻 。由表 可知，随着涤长丝并捻张力的增大，成纱断裂强度基本呈先增大后减小的趋势。这是由于两

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组分中涤棉纱的断裂伸长率较涤长丝小，若并捻时增大涤长丝的张力，则会使两组分的长度差增大，在一定程度上可以弥补两者断裂伸长间的差异，使两者断裂的同步性趋于一致，相应造成复合纱线断裂强度的增大。可以预料当两组分同时断裂时，成纱断裂强度将达到最大值。当涤棉纱并捻张力为时成纱断裂强度均高于其他张力搭配。但是在考虑纱线强度的同时，还要顾及纱线外观的均匀性。此时纱线上大量出现“松紧股”和“小辫子”现象，是不可取的。试验证明，当涤棉纱并捻张力为，涤长丝张力为时，成纱断裂强度已经能够满足实际需要，而此时纱线外观也比较均匀。

表不同张力搭配下复合纱线强伸特性指标

编号长丝张力涤棉纱张力线密度强度

·

强度!"断裂伸长率断裂伸长率

!"

!"!#并捻捻度对复合纱线强伸性能的影响涤长丝并捻张力，涤棉纱并捻张力

，向并捻复合纱线的捻度与成纱强伸性能指标见表。由表可知，随着纱线捻度的增大，复合纱线断裂强度呈先增大后减小的变化趋势。这与常规并捻纱线捻度对强度的影响关系是一致的。也就是说由长丝与短纤维纱组成的并捻复合纱线也有一个临界捻度，可以通过选取适当的捻度来获得较高的成纱强度。

表复合捻度对成纱强伸性能的影响

复合捻度捻·线密度实测捻度

捻·（）

强度

·

强度!"断裂伸长率断裂伸长率!"

!"$#不同复捻捻向复合纱线的外观比较

不论是向并捻还是向并捻，均采用涤长丝，涤棉纱的张力搭配。将向并捻纱与向并捻纱置于型显微镜下，通过视频采集卡将图像信号传送到计算机中，再通过图像处理软件得到两者的外观，如图、图所示。

由图、图可以看出，向并捻纱的两个组分分层现象非常明显，其中涤棉纱呈螺旋线状包覆于复合纱线的外层；涤长丝呈直线状位于复合纱线的中心。此类包覆结构极易造成布面的水波纹状广泛性疵点。而同捻纱的长丝、短纤纱复合结构均匀，且毛羽较少。造成这种现象的原因是当并捻捻向与单纱捻向相同时，对两个组分来说都处于加捻过程之中，两组分均产生捻缩且捻缩的大小相差不大，故最终形成近似于单纱的均匀外观；而当并捻捻向与单纱捻向相反时，对短纤纱而言是退捻过程，将产生捻伸，绝对长度增加，单纱变得蓬松，毛羽增多；对长丝而言是加捻过程，将产生捻缩，绝对长度减小。故复合纱线的两个组分间的长度差越来越大，最终造成短纤纱以长

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丝纱为轴卷绕成螺旋线的外观。

图 向并捻纱外观

图 向并捻纱外观

不同复捻捻向复合纱线的强度比较

在涤长丝张力 ，涤棉纱张力 下，分别施加与单纱同向（ ）和反向（ ）的复捻捻度，得到的纱线强伸特性见图 。

图 同捻纱和反捻纱的强伸特性曲线

图 中各点均为 个子样检测结果的平均值，可以看出，同向加捻和反向加捻时复合纱线的拉伸断裂曲线形状有变，但差异不大。同向加捻

的复合纱线有较低的模量、较高的断裂伸长率、稍高的断裂强度。

由复合纱线的外观和力学性能对比分析可知，在适当的复捻捻度下，采用同向加捻方法进行长丝和短纤纱并捻复合纱线的生产是合理的，并且不会影响织物的物理性能和手感。基于上述研

究，中国人民解放军总后军需装备研究所已经将某一品种的军警制服所用长丝短纤纱复合纱线采用了同向加捻结构，其成品取得了良好的外观和使用性能。

结论

（ ）调节并捻过程中两组分的张力搭配，在一定程度上可缓解两组分的结构和性能差异造成的复合纱线力学性能和外观上存在的问题。 （ ）捻度对由长丝和短纤纱组成的并捻复合纱线强度的影响与常规并捻纱线相似，也存在一个临界捻度。

（ ）涤长丝和涤棉纱并捻复合纱线按常规进行反向加捻后，极易出现涤棉纱以螺旋线状包裹于伸直的涤长丝外的现象，并导致织物表面反光不匀，出现水波纹状疵点；而采用非常规的同向加捻方式和适当的捻度，成纱外观和力学性能将优于反向加捻。参考文献：

［ ］ 张腾 异种纤维并捻复合纱线及织物的结构和性

能研究〔 〕：［硕士学位论文］ 北京服装学院，

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