短纤长丝复合纱结构及其性能

短纤/长丝复合纱结构及其性能

薛元1 杨瑞华2王善元2

（1. 嘉兴学院服装艺术设计学院，浙江嘉兴 314001； 2. 东华大学纺织学院，上海 201620）

摘要：本文重点研究了刚性长丝、柔性长丝、弹性长丝与短纤维须条在环锭纺纱机上纺制短纤/长丝复合纱的关键工艺技术，并对刚性长丝复合纱、柔性长丝复合纱、弹性长丝复合纱的典型拉伸曲线和弯曲性能等力学特征进行了研究分析。

关键词：短纤/长丝复合纱；环锭纺纱；纺纱工艺；拉伸；弯曲

1 短纤/长丝复合纱的分类、组合方式及其作用

由于化学纤维的大量应用，长丝/短纤复合纺纱技术得到了很大发展。长丝/短纤复合纺生产工序短，生产效率高。复合纱可以充分利用各组分的优势，能够满足不同织物对纱线的要求[1]。一方面天然纤维覆盖在纱线的外观可以提供舒适的手感和满意的外观，另一方面纱线中心成本相对较低的化学纤维可以承担强力和弹性等相关性能。目前长丝/短纤复合纱可以通过环锭纺、喷气纺、静电纺、空心锭纺、转杯纺等方法纺制，使用最广泛的是环锭纺[2-3]。

按长丝组份力学性能的特点，短纤/长丝复合纱可分为三类：①氨纶与短纤复合成纱的短纤/弹力长丝复合纱；

②涤纶长丝与短纤复合成纱的短纤/柔性长丝复合纱；③不锈钢长丝与短纤复合成纱的短纤/刚性长丝复合纱。而根据复合纱线的结构与成纱工艺，又可分为：①短纤/长丝并捻纱；②短纤/长丝交捻包缠纱：塞罗菲尔（Sirofil）纱；③长丝/短线混纤交捻纱；④短纤/长丝包芯纱；⑤短纤/长丝包绕纱。如表1、表2和图1所示。

表1 复合纱分类

长丝类型弹性长丝复合纱柔性长丝复合纱刚性长丝复合纱

短纤/长丝并捻纱短纤/氨纶长丝并捻纱短纤/涤纶长丝并捻纱短纤/不锈钢长丝并捻纱

短纤/长丝交捻包缠纱短纤包缠弹力长丝短纤/涤纶长丝交捻/

短纤/长丝混纤纱/ 短纤与涤纶长丝均匀混合/

短纤/长丝包芯纱短纤维包覆弹力长丝短纤维包覆涤纶长丝短纤维包覆钢丝

短纤/长丝包绕纱短纤维包绕弹力长丝涤纶长丝包绕无捻短纤须条短纤须条包绕钢丝

表2 复合纱结构

复合结构素材构成环锭纺纱新型纺纱

均一混合S/F 长丝开纤与短纤须条复合空变网络

群混合S/F 捻线或精纺交捻（Sirofil）包绕纺纱（Parafil）

皮芯结构S/F 环锭纺包芯纺纱摩擦纺、喷气纺

三层皮芯结构F/S/S，F/S/F 包芯纺纱+包绕纺纱摩擦纺、空心锭纺纱

（a）短纤/长丝并捻纱（b）短纤/长丝包芯纱（c）短纤/长丝混纤纱（d）包绕纱

图1 包缠与包绕复合纱线的结构

短纤/长丝复合纱能够表现出短纤纱和长丝所不能得到的外观风格和质感，是纺织产品开发的一条重要途径。具体组合方式如表3所示。

表3 长丝与短纤的不同组合方式

作者简介：薛元，

本文分别采用短纤/弹力长丝复合纱的典型纱线：棉/假捻纱包芯纱；短纤/柔性长丝复合纱的典型纱线：棉/涤纶包芯纱；短纤/刚性长丝复合纱的典型纱线：棉/钢丝包芯纱，作为研究对象来分别研究它们的拉伸和弯曲性能，以及不同的长丝对包芯纱这两方面性能的影响。

2. 测试

粗纱5.0g/10m，涤纶50D，钢丝50D，假捻纱100D。环锭细纱机的钢丝圈选用G013。设计产品为47 tex包芯纱。设计产品捻系数440（捻度616.4捻/m）。

所有实验均在温度20℃，相对湿度65%的标准大气条件下进行，

力学拉伸性能测试：仪器采用YG061强力仪，拉伸速度为250mm／min，隔距为500mm。测试精度为±lcN，预加张力为0.5cN／tex。

纱线弯曲刚度测试：仪器采用KES-FB，150根纱线平行等距整齐排列，要求张力均匀，试样两端用双面胶带和硬纸条固定，试样间距为1mm。

3．结果及讨论

3.1.短纤/长丝复合纱的力学拉伸性能

本文所选三种试样的包芯纱及其各组分拉伸图见图2、图3、图4。不同组分的长丝所纺成的包芯纱表现不同的拉伸性能，长丝的拉伸性能在一定程度上影响了包芯纱的拉伸性能，这在包芯纱的初始模量，断裂伸长，断裂强力等方面都有体现。

图2 涤纶包芯纱及各组分拉伸图

图3 钢丝包芯纱及各组分拉伸图

图4 假捻纱包芯纱及各组分拉伸图

3.2.短纤/长丝复合纱的弯曲性能

在KES风格仪上测的棉纱、棉/涤纶包芯纱、棉/假捻包芯纱、棉/钢丝包芯纱的弯曲刚度列于表4。

表4 纱线的弯曲刚度

从表4可以看出，加入长丝以后，短纤/弹力长丝复合纱的典型纱线：棉/假捻纱包芯纱的弯曲刚度有所减小，纱线变得更柔软；短纤/柔性长丝复合纱的典型纱线：棉/涤纶包芯纱的弯曲刚度有所提高；短纤/刚性长丝复合纱的典型纱线：棉/钢丝包芯纱的弯曲刚度大大提高，钢丝的加入提高了纱线的弯曲刚度。

4. 小结

包芯纱可以充分利用各组分的优势，能够满足不同织物对纱线的要求。本文从长丝分类上为包芯纱作了较为详尽的分类和定义。并做出了不同组分的长丝所纺成的包芯纱表现不同的拉伸性能，长丝的拉伸性能在一定程度

上影响了包芯纱的拉伸性能，并影响了包芯纱的弯曲性能的结论。

参考文献：

1. Pouresfandiari F, Fushimi S, Sakaguchi A, Saito H, Toriumi K, Nishimatsu T, Shimizu Y, Shirai H, Matsumoto Y & Gong H, Textile Res. J., 2002, 72(1):61.

2. Lin J H, Chang C W. Text Res J,2004, 74(6): 480.

3.. Sawhney A. P. S., Ruppenicker G. F., Kimmel L. B., Robert K. Q., Textile Res. J., 62(2),1992, p. 67-73.