几种合纤FDY长丝的加捻性能研究

宋开梅,眭建华

(苏州大学纺织与服装工程学院，江苏 苏州 215021)

加捻可提高合纤长丝强度、伸长、光泽和手感等[1-3]，目前对加捻的研究以加捻与长丝断裂强度、断裂伸长率之间的关系为主[4-6]。捻缩率主要用于产量计算，由于近年来超细旦长丝和异型截面长丝的开发逐渐成熟[7-10]，传统长丝捻缩率计算公式只涉及捻度与原料差别，未考虑到更多因素。本文选取线密度相同的6种不同类别、截面形状或截面纤维根数(F数)的合纤FDY长丝，设计不同的捻度，进行单丝加捻、股线加捻，并作热定型处理，以研究丝线捻缩率与截面形状、F数、类别的相关性、以及热定型工艺。

1 试验

1.1 试验材料

选用合纤长丝的规格如表1所示，其中1#～5#由盛虹集团有限公司提供，6#由常熟市翔鹰特纤有限公司提供。

表1 试验用合纤长丝规格

1.2 试验内容与方法

1.2.1 捻缩率

(1)参照标准GB/T 14345-2003《合成纤维长丝捻度试验方法》，在Y331A 纱线捻度测试仪(常州第二纺织机械厂制)上，对长丝加指定的捻度。预加张力(0.050±0.005)cN/dtex，试验长度L=250 mm，试验次数20，取平均值。

(2)单丝加捻：单丝加捻从100 T/m起(试验起始捻回25)，捻向Z捻，每级增加100 T/m(试验每次增加捻回25)，直至2 500 T/m，记录捻缩值△L(mm)，并折算成单丝捻缩率δ。

(3)股线复捻：取500、1 000、1 500、2 000 T/m单丝(初捻)，两根合股后加反向同等捻度(复捻)，记录复捻每增加100 T/m时的捻缩值△L′(mm)，并折算成股线复捻捻缩率δ′。记录△L′为0 mm时的捻回值，并折算成捻度。

1.2.2 热定型

(1)取指定捻度单丝、股线长250 mm，置于烘箱中定型，定型温度设置为90℃、100℃、110℃，定型时间设置为2、5、10 h，室温冷却24 h后，观察捻度稳定性，无退捻、回缩现象的判定为定型良好，有退捻、回缩现象的判定为定型较差。

(2)单丝指定捻度有500、1 000、1 500、2 000 T/m；股线指定捻度(初捻捻度/复捻捻度)500/400、800/600、1 000/800、1 500/1 200 T/m。

2 结果与讨论

2.1 单丝捻缩率

样品的单丝捻缩率试验结果如表2所示，捻度-捻缩率曲线如图1所示。

表2 单丝捻缩率δ试验结果 %

图1 单丝捻缩率对比

由表2、图1可知：

(1)1#～5#样品均能持续加捻至2 500 T/m，6#PAN样品在2 000 T/m时出现断裂现象，无法继续加捻。分析认为PAN纤维比PET、PTT纤维，断裂强度、断裂伸长率小，由于加捻产生扭力矩，随着捻度增大，扭力矩也增大，纤维轴向受到较大的拉伸，致使PAN纤维断裂。

(2)所有样品的捻度-捻缩曲线均呈抛物线形态，即随着捻度增大，捻缩率的增大由平缓到加剧。相比之下，1#PTT样品的捻度-捻缩率曲线最为平缓，6#样品的捻度-捻缩率曲线最为陡急，2#～5#PET样品曲线介于当中。这说明长丝捻缩与纤维类别有关。

(3)PET样品中，相同线密度及F数规格的2#、3#样品的曲线基本一致，捻缩率值基本大于圆形截面的4#样品。截面为三角形和扁平形的长丝比圆形截面长丝更棱角分明，加捻时每根丝之间孔隙大，导致缩率大。

(4)对比均为扁平形截面的2#、5#样品，丝线截面纤维F数分别为72根和36根，5#样品在各捻度值下的捻缩率基本都大于2#样品。这可能是由于F数越高，单根纤维在扭力矩作用下更易被拉伸伸长，随着捻度增加，长丝线的捻缩率低于F数小的丝线。

2.2 股线捻缩率

股线复捻过程中的捻缩率试验结果如表3所示，复捻捻度-捻缩率曲线如图2所示。

表3 股线捻缩率δ′试验结果 %

(续表3)

由图2可知：

(a)单丝捻度500 T/m

(3)股线捻缩率为0时，单丝退绕使得股线的光泽、蓬松度提高，此时稳定性最佳。单丝捻度为500、1 000、1 500、2 000 T/m的双股线捻缩率δ′为0时的捻度平均值分别为348、707、1 132、1 588 T/m，占其单丝捻度的百分比为：69.6%、70.7%、75.5%、79.4%，呈现依次递增的趋势，且圆形截面长丝的百分比大。总体看来股线捻度为其单丝捻度的70%时，捻缩率为0，股线综合性能最佳。

2.3 热定型

加捻丝线热定型试验结果如下：

(1)1#样品为PTT纤维，其中500 T/m单丝的热定型结果均为良好；1 000 T/m单丝在110℃下才能良好定型；1 000 T/m以上单丝不能良好定型；所有股线热定型效果均为良好。

(2)2#～5#为PET纤维，500～1 500 T/m的单丝在所有热定型试验下的结果均为良好；2 000 T/m单丝在90℃、2 h以上，或者在90℃以上，定型良好；所有股线热定型效果均为良好。

(3)6#样品为PAN纤维长丝的单丝、股线热定型效果均为良好。

3 结论

(1)线密度相同时，长丝捻缩率与纤维类别、截面形状、F数相关。在其他条件相同时，圆形截面长丝捻缩率小；F数增加时，捻缩率小。不同类别长丝捻缩率排名为：PTT>PET>PAN。

(2)股线的捻缩率与其单丝捻缩率、长丝截面形状相关；随着捻度增加，股线缩率为0时的捻度与其单丝捻度比值相应增加，总体在70%左右。

(3)股线的热定型效果较单丝好。PAN长丝与PET长丝的热定型效果较PTT长丝好，PTT长丝单丝热定型效果较差。