芳砜纶纤维缆型纺纱方法 【技术领域】
本发明属于纺纱技术，具体地说是一种芳砜纶纤维缆型纺纱方法。
背景技术
芳砜纶(Polysulfonamide，PSA)纤维即聚对苯二甲酰-3，3’，4，4’-二氨基二苯砜共聚纤维，又称聚芳砜酰胺纤维，商品名为特安纶(TANLON)，分子结构为酰胺基(一CONH一)、砜基(一SO：一)、苯环键接而成，分子结构式为：
大分子链结构中既有对位又有间位结构，分子骨架结构稳定规整，纤维具有较高的结晶度和取向度。X射线小角衍射试验表明其具有较好的取向度和14％～18％的结晶度。芳砜纶纤维分子的特点使它具有优异的化学稳定性、热稳定性以及较高的模量和较低的电导率。同时纤维分子结构中酰胺基等极性基团的存在提高了纤维的吸湿性，表现为纤维的回潮率较高，标准状态下的回潮率达到6.2％。芳砜纶纤维较高的体积比电阻和初始模量、较低的摩擦因数和卷曲稳定性对纤维的纺纱、织造、染色等加工不利。使用传统纺纱技术在纺纱过程中表现为纤维间的抱合力较小、成纱困难、成纱强力较低，成纱毛羽问题尤为突出，长毛羽多，从而影响成纱质量。因此发明一种新的芳砜纶纤维纺纱方法，对于保证纤维的顺利成纱、减少成纱的毛羽量、提高芳砜纶纱线的强力、生产质量好的芳砜纶服装是十分必要的。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种能够保证纤维顺利成纱、减少成纱毛羽量、提高芳砜纶纱线强力的芳砜纶纤维缆型纺纱方法。
本发明的目的是这样实现的：
芳砜纶纤维缆型纺纱方法，步骤如下：
(1)须条在出细纱机前钳口时，分割辊将其分割成二股以上的纤维束；
(2)分割后的纤维束在纺纱张力的作用下进入分割槽；
(3)分割槽内的纤维束在纺纱加捻力的作用下，围绕自身的捻心回转；
(4)带有一定捻度的纤维束随着纱线的卷绕向下移动，各纤维束汇交在一点并围绕整根纱线的捻心作回转运动，形成缆型纺纱线。
本发明的要点是：采用缆型纺纱的方法和设备纺芳砜纶纤维缆型纱。缆型纺纱技术纺出来的纱有着和传统单纱不同的纱线结构。这种特殊的纱线结构保证了纱线的本身具有较少的毛羽，较好的耐摩擦性能，籍此可以提高纱线的织造效率，提高织物的抗起球能力。由于这种纱线有着类似电缆线那样的结构，故把这种新型的纺纱技术称之为缆型纺。
缆型纺装置由分割辊、弹簧夹、连接器等零部件组成。在纺纱工程的细纱工序中，一般都是一根粗纱经牵伸成为一股细纱。缆型纺和传统纺纱不同，当经牵伸后的须条在出细纱机前钳口时，有一个分割辊将其分割成二股以上的纤维束，那些纤维束在纺纱张力的作用下进入分割辊的分割槽；槽内的纤维束在纺纱加捻力的作用下，围绕自身的捻心回转，从而具有一定的捻度；同时这些带有一定捻度的纤维束又随着纱线的卷绕运动向下移动，各纤维束汇交在一点并围绕整根纱线的捻心作回转运动，最后形成一种具有特殊的不同于传统纱线结构的缆型纺纱线。由于在缆型纺纱中先有每个纤维束的实捻，后有全部纤维束的实、卷混合捻，内外层的纤维转移机会少于传统单纱，就形成缆型纺纱的纤维头端外露的机会大大少于传统单纱，也就是说纱线的毛羽将大大减少。
缆型纺装置地核心部件是分割辊，分割辊上有许多把经牵伸的粗纱须条分割成纤维束的沟槽，所以分割辊又称为沟槽罗拉。另外分割辊上一般设计了2～4条平滑无槽的过渡段(见图2)，当须条遇到分割槽时被分割成纤维束后进入分割槽，遇到过渡段时须条就重新并合在一起。须条不是始终处于被分的状态，而是有一个重新汇聚时段，这样就减少了纤维被强行拉断的机会。过渡段的另一个作用是重新分束，纤维须条在处于过渡段时，纤维汇聚在一起，此时整个纤维须条将随着皮棍的转动产生水平方向的游移，原来在某个分割槽位置的纤维随着游移可能会进入另外一根槽的位置，当分割槽再度将须条纤维分割成纤维束时，会出现一根纤维的头端在这根槽内，而纤维的尾端在另一根槽内的情况。这样增加了纤维的转移，使纤维和纤维之间有着更比传统单纱更为复杂的结构，纤维间抱合更为紧密，从而提高了纱线的耐摩擦性能。
本发明的优点是；
1、芳砜纶缆型纺单纱毛羽数量少，单纱强力高。
2、芳砜纶缆型纺单纱断裂伸长率较小。
【附图说明】
图1为芳砜纶纤维在传统细纱机上缆型纺纱示意图；
图2为芳砜纶纤维缆型纺纱原理图。
【具体实施方式】
下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明。
为了比较芳砜纶缆型纺纱与传统纺纱这二种不同的纺纱方法在生产的单纱物理性能方面的差异，我们设计了以下几个实施例：用同一批粗纱纺制相同粗细度的纱线，采用相同的纺纱工艺参数，使它们纺出的单纱在断裂强力、断裂伸长率、条干均匀度和毛羽方面的差异具有可比性。纺纱工艺条件为：芳砜纶单丝粗细2旦，芳砜纶纤维平均长度81.5mm，粗纱条重0.80克/米，粗纱重量不匀率2.03％，细纱机型FB505。纺纱的工艺参数为：牵伸倍数26.8，细纱支数19.8英制，捻度有500捻/米与450捻/米二种，捻向为Z，钢丝圈型号22号，锭速5800转/分。
实施例1：
单纱强力测试与分析：
在FB505细纱机上纺制芳砜纶单纱，10个锭子采用不加缆型纺装置的传统纺纱；10个锭子加上缆型纺装置，先纺制19.8英制、捻度为500捻/米的细纱，在纺制了几络纱后，再调节细纱机的纺纱捻度；其他工艺参数不变，纺制19.8英制、捻度为450捻/米的细纱，在纺纱结束后，从纺制的细纱中随机抽取各种细纱10管纱共40个测试单纱强力和断裂伸长率等指标，每个纱管测试5次，测试隔距250mm，拉伸速度：300米/分，测试的单纱强力和断裂伸长率结果由表1和表2所示。
表1缆型纺与传统纺的纱线强力比较
表2缆型纺与传统纺的纱线伸长率比较
本实施例证明，无论500捻/米还是450捻/米的芳砜纶单纱，与传统纺纱相比，缆型纺单纱的断裂强力提高，缆型纺单纱的断裂伸长率低于传统纺。从500捻/米的芳砜纶单纱的断裂强力和断裂伸长率的CV值来看，缆型纺单纱的强力和断裂伸长率离散程度明显比传统纺单纱要小，说明缆型纺单纱的质量比传统纺稳定。但从450捻/米的单纱断裂强力和断裂伸长率CV值来看，缆型纺单纱的强力和断裂伸长率离散程度明显比传统纺单纱有所增加，出现了反常现象，为查明出现这种反常现场的原因，需要分析缆型纺450捻/米单纱测试的具体数据，表3列出了测试的10个纱管中的其中三个纱管的测试数据。
表3缆型纺450捻/米单纱测试的某三个纱管的数据
从表3的数据分析可以看到，第二个纱管的单纱断裂强力和断裂伸长率数据出现了反常，最大强力达到794.50cN，最小强力只有286.00cN，前者强力几乎是后者的3倍，再进一步检查细纱机上纺第二纱管的各个纺纱部件的机械状态，发现该部分纺纱机件中的缆型纺装置已受损坏：分割辊上的沟槽已有部分磨损，连接器部分的保护块磨损更为严重。受损坏的缆型纺装置在纺纱过程中不但没有起到原来的缆型纺纱的作用，反而扰乱了细纱机前罗拉输出的须条，使纱线条干产生新的不匀，纱线的强力也就不稳定，强力离散程度加大。本实施例说明缆型纺在分束加捻时纤维卷曲明显减少，加上纤维之间缠绕细致、紧密，其断裂伸长率相对较小。
实施例2：
缆型纺与传统纺的纱线毛羽比较：
衡量芳砜纶纱线性能主要指标之一是织造性能。如果纱线毛羽较多，织造时纱线稍经摩擦毛羽便明显增多而发生纱线之间的粘连，并逐渐恶化成球，使纱线相互缠结，不能顺利通过筘齿或综丝眼而发生断头，另外还会发生开口不清，吊经、跳花等织疵，严重影响成品质量。另一方面，毛羽的减少，会使纤维充分地捻合在纱线中承担纱线张力，有利于芳砜纶纱线强力的提高。因此，采用合适的纺纱方法减少毛羽是芳砜纶纤维纺纱过程中必须要考虑的问题，那么缆型纺纱能否减少毛羽呢？用长岭(集团)有限公司生产的YG172A纱线毛羽测试仪对纺制的20英支芳砜纶单纱进行毛羽测试，观察缆型纺纱的毛羽的情况，测试的片段长度10米，测试速度30米/分，实验次数为1管10次，测得各种毛羽长度的平均数见表5。
由表4可见，缆型纺纱5mm以下的长毛羽数明显少于传统纺纱线，而5mm以上的长毛羽总量多于传统纺纱线。缆型纺纱的加工方法使纱线的短毛羽减少量较大，长毛羽不但没有减少，甚至增加。而且毛羽长度与毛羽数呈指数规律变化，无论是500捻/米的芳砜纶单纱还是450捻/米的芳砜纶单纱都呈现了这样的规律。
纱线毛羽产生原因主要有原料性能、工艺参数、设备状况和温湿度等。在细纱工序，除锭速影响之外，加捻三角区的宽度、长度和捻度是产生纱线毛羽的主要影响因素。缆型纺纱加捻三角区的宽度和长度较小，形成毛羽的数量也就少了；捻度越大，纤维在纱线中的螺旋距就短，产生毛羽的机会就少，因此缆型纺的500捻/米单纱比450捻/米单纱的毛羽少。当然，芳砜纶纤维在纺纱过程中产生很大的静电，对毛羽的减少相当不利，这也是缆型纺长毛羽数量大的原因之一。
表4单纱毛羽数测试结果
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。