棉／高强聚乙烯长丝双包缠纱包缠捻度的工艺探讨

兰　里垒！　旦：蔓　堂：蔓！　塑　Ｖ０ｉ　３６　Ｎ０１０．２００８　ＳＨＡＮＧＨＡＩ　ＴＥＸＴＩＬＥ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ上海纺织科技ｌ　工艺研究　ｌ２５　

棉／高强聚乙烯长丝双包缠纱包缠捻度的工艺探讨　

叶汶祥　（武汉科技学院纺织与材料学院，湖北武汉４３００７３）　

摘要：文章基于棉／高强聚乙丝长丝双包缠纱的纺制实验，介绍了在花式捻线机上的成纱工艺过程，指出了注意事项；叙述　了芯丝张力、包缠张力的调节方法及其对纺制过程的影响；在实验基础上，分析了上锭回转频率、下锭回转频率、输出　罗拉回转频率对成纱包缠捻度及其均匀性的影响并得出最佳的工艺方案。实验表明：在其他条件不变时，随着上锭　回转频率的增大，上包纱的包缠捻度变大，而下包纱的包缠捻度略微增加；随着下锭回转频率的增大，下包纱的包缠　捻度增大，而上包纱的包缠捻度基本趋于不变；随着输出罗拉转速的增大，上、下包纱的包缠捻度均减小。　关键词：聚乙烯长丝；花式捻线机；包缠纱；张力；捻度；工艺　中图分类号：ＴＳ１０４．７９　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００ｔ－２０４４（２００８）１０－００２５—０４　

Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｃｏｔｔｏｎ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｔｅｎａｃｉｔｙ　ＰＥ￣ａｍｅｎｔ　ｗｒａｐｐｅｄ　ｙａｒｎ　

ＹＥ　Ｗｅｎ—ｘｉａｎｇ　（Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ　４３００７３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｐｉｎｎｉｎｇ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｏｆ　ｃｏｔｔｏｘＶｈｉｇｈ—ｔｅｎａｃｉｔｙ　ＰＥ　ｆｉｌａｍｅｎｔ　ｗｒａｐｐｅｄ　ｙａｍ，ｔｈｅ　ｙａｒｎ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｎ　ｆａｎｃｙ　ｔｗｉｓｔｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｓｏｍｅ　ｃａｕｔｉｏｎａｒｙ　ｉｔｅｍｓ　ｉｎ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ．Ｔｈｅ　ｅｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｅｎｓｉｏｎ　ａｄｊｕｓｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｎｅｒ　ｆｉｔａｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｗｒａｐｐｉｎｇ　ｔｅｎｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｐｉｎｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｗａｓ　ａｌｓｏ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｅｅｄ　ｃｈａｒｔｉｎｇ￣ｅｑｕｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｏｐ　ｈｏｌｌｏｗ　ｓｐｉｎｄｌｅ　ａｎｄ　ｂｏｔｔｏｍ　ｈｏｌｌｏｗ　ｓｐｉｎｄｌｅ，ａｎｄ　ｃｏｎｖｅｙｅｒ　ｒｏＵｅｒ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｗｒａｐｐｉｎｇ　ｔｗｉｓｔ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐｒｏ—　ｃｅｓｓｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ｏｐｔｉｎｉｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓａｎｌｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｗｒａｐｐｉｎｇ　ｔｗｉｓｔ　ｏｆ　ｔｏｐ　ｗｒａｐｐｉｎｇ　ｙａｒｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ａｎｄ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｏｔｔｏｍ　ｗｒａｐｐｉｎｇ　ｙａｍ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ａ　ｌｉｔｔｌｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｏｆ　ｔｏｐ　ｈｏｌｌｏｗ　ｓｐｉｎｄｌｅ　ｓｐｅｅｄ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｗｈｉｌｓｔ　ｔｈｅ　ｗｒａｐｐｉｎｇ　ｔｗｉｓｔ　ｏｆ　ｂｏｔｔｏｍ　ｗｒａｐｐｉｎｇ　ｙａｍ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ａｎｄ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｔｏｐ　ｗｒａｐｐｉｎｇ　ｔｗｉｓｔ　ｉｓ　ａｌｍｏｓｔ　ｔｈｅ　ｓ￣ｌｌｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｏｆ　ｂｏｔｔｏｍ　ｈｏｌｌｏｗ　ｓｐｉｎｄｌｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ａｎｄ　ｂｏｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｔｗｉｓｔｓ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｗｉｔ｝ｌ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｏｆ　ｃｏｎｖｅｙｅｒ　ｒｏｌｌｅｒ　ｓｐｅｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ　ｆｉｌａｍｅｎｔ；ｆａｎｃｙ　ｔｗｉｓｔｅｒ；ｆａｎｃｉａｔｅｄ　ｙａｒｎ；ｔｅｎｓｉｏｎ；ｔｗｉｓｔ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

双包缠纱（简称双包纱）在空心锭纺纱机上纺制，　

一般是以长丝或短纤维为纱芯，在芯丝外层包覆两层　

外包纱线，这两层外包纱按照螺旋形的方式对芯丝或　

芯纱进行反向包覆。其特点是外包纱每单位长度上对　

纱芯包覆圈数较多，织物较少露芯。双向包缠纱多用　

于要求高弹的针织物，部分用于机织物，粗细特纱均可　纺，适于织造紧身衣，如游泳服、滑雪服、女内衣等　ｊ。　

高强聚乙烯纤维目前已受到高度重视，它不仅是目前　

高性能纤维中比模量、比强度最高的纤维，并且具有耐　

磨性好、耐冲击性好、耐化学药品好、不吸水、生物相容　性好、电性能好和比重轻等优点　Ｊ。另外它具有很高的　

轴向比拉伸强度和刚度，优良的能量吸收性能和阻尼　

性，正好弥补了高性能无机纤维断裂应变小的弱点，但　

其不足之处是热性能、界面黏结性能、染色性能等不理　

想，表面光滑且蜡状感强。针对该纤维的缺点和不足，　

本文采用包缠纺技术，将两根１５　ｔｅｘ×２的纯棉股线作　

外包纱线，对纱芯高强聚乙烯长丝进行ｘ形包覆，纺制　

出的棉／高强聚乙烯长丝双包缠纱由于两种纤维互相　

收稿日期：２００８—０３—１２　作者简介：叶汶祥（１９６４－），男，副教授，主要研究方向为纺织新产品开　发。　取长补短，既保持了高强聚乙烯长丝高强、耐磨、耐冲　

击、耐腐蚀等优良的性能，又具有棉纤维柔软、吸湿、舒　

适、易染等优良服用性能，因而其综合性能大大提高，　

而且可降低生产成本。　

ｌ　实验　

１．１实验设备　

采用ＨＮ　４３—０２—１２型花式捻线机，用其配备的　

内转式针筒配以环锭退捻来生产圈圈纱、波纹纱、大肚　

纱、双包纱，圈圈、波纹、大肚、节子等组成的变化型混　

合纱，颜色／原料交替变化、形态变化的混合纱，带子　

纱、包芯带子纱、勾链纱、双包缠纱、割毛纱等。该机为　

苏州华飞纺织科技公司研制，配有ＨＦＤＫ３０２纺纱专用　

控制器，可方便、迅速地变频调节各机的牵伸、卷捻机　

件的速度。　

１．２实验原料　纱芯为高强聚乙烯长丝，细度３５　ｔｅｘ，强力参数：　

断裂伸长６９．３３　ｍｍ，断裂强力１０７．６０　Ｎ，断裂功　

３．７０１０　Ｊ，最大强度２２．８９　Ｎ／ｔｅｘ，初始模量１．７１　Ｎ／ｒａｍ，　

曲浮点的断裂功０．０１５７　Ｊ。　

选择两根１５　ｔｅｘ　ｘ　

２的纯棉股线作为上、下包纱原　ｌ上海纺织科技ＳＨＡＮＧＨＡＩ　ＴＥＸＴＩＬＥＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　２６ｆ　工艺研究　２００８年１Ｏ月－第３６卷・第１０期　

料。在ＨＮ４３—０２—１２型花式捻线机上将其分别制成　

密度适中、成形良好的上、下包纱筒子。　

１．３棉／高强聚乙烯长丝双包缠纱的工艺过程　

在ＨＮ　４３—０２—１２型花式捻线机上加工棉／高强　

聚乙烯双包缠纱工艺过程如下：上、下空心锭外面均套　

有用纯棉股线制成的上、下包纱筒子，分别作上、下包　

纱用。作芯丝用的高强聚乙烯长丝经张力片、导纱杆、　

导纱轮，从前钳口输出后和上包纱一起进入上空心锭　

锭腔，这样，上空心锭每转一转，上包纱对芯丝包缠一　

圈，完成了上包纱的包缠过程。之后，经过上包纱初步　

包缠的芯丝与下包纱一起穿过下空心锭锭腔，从下空心　

锭侧孔引出，同理，下空心锭每转一圈，下包纱对芯丝就　

进行反向包缠一圈，从而实现对芯丝的双向包缠。最后　

完成双向包缠的棉／高强聚乙烯长丝双包缠纱从输出罗　

拉输出，在卷绕滚筒带动下卷绕成花式线筒　ｊ。　

１．４制造包纱筒子时的操作及注意事项　

将选择好的包纱原料在ＨＮ　４３—０２—１２型花式　

捻线机上制作包纱筒子非常方便，具体操作方法是：在　

停机状态下，将专用的空包纱筒管套在下空心锭上，原　

包纱原料卷装直接搁置在地面上，找到纱头后，使包纱　

由下向上穿过张力盘、导纱钩中心，在空包纱筒管上按　包纱卷绕方向绕上几圈　Ｊ，这样就完成了制造包纱筒　

子时的生头工作。生头完毕，通过ＨＦＤＫ３０２纺纱专用　

控制器合理调节上、下空心锭的转速，最后击“启动”　

键，即可将原包纱原料倒成密度适中、成形良好的包纱　

筒子。　

制造包纱筒子应该注意下述几点。（１）应使钢领　

板下降至最低位置，这样包纱筒子开始从底部逐层卷　

绕包纱，卷绕层次清晰，成形良好，退绕时不纠缠。　

（２）调整好原包纱原料的退绕张力，主要通过改变两　

张力盘旁的弹簧压缩量来实现。退绕张力合适与否影　

响到包纱筒子成形的好坏、卷绕密度及制造包纱筒子　

过程中断头率的大小。一般情况下，下空心锭的转速　

越快，制造一满管包纱筒子耗时越少，生产效率越高，　

但断头越多。多次试纺发现：将纯棉股线制成包纱筒　

子时，上锭回转频率调至５Ｏ　Ｈｚ、下锭回转频率调至ｌ２　

Ｈｚ时，包纱筒子密度适中，成形良好，制造过程中断头　

少。（３）注意上、下包纱筒子不能混淆。因为包纱退　

绕方向与空心锭转向密切相关。当上空心锭转向是俯　

视逆时针时，上包纱筒子是顺时针方向退绕，所以插在　

上空心锭上的上包纱必须顺时针方向退绕；欲对芯丝　ｖｏ１．３６　Ｎｏ．１０。２ＯＯ８　

进行双向包缠，下空心锭必须与上空心锭转向相反，因　此套在下空心锭上的下包纱筒子应是逆时针方向退　

绕。若混淆了上、下包纱筒子，那么，上、下包纱在退绕　

过程中由于空气阻力的原因导致退绕气圈凸形异常、　

退绕的包纱易缠在空心锭上端且易断头。　

１．５　棉／高强聚乙烯双包缠纱的纺制　

１．５．１纱线张力调节　

在纺制过程中，应合理调节芯纱张力和包缠张力。　

芯纱张力主要与输出罗拉和前罗拉的线速比有关。线　

速比大，芯纱张力就大。另外，在输出罗拉和前罗拉的　

线速比一定时，芯纱张力还与输出罗拉上方的大压辊　

的搁置位置相关。若大压辊两端搁置在前插槽，位置　

偏前，芯纱张力就小；反之芯纱张力就大。由于芯丝强　

力极高，不会断头，芯丝张力小时张紧程度低，位置偏　

离双包缠纱中心，影响成纱质量，因此大压辊两端宜搁　

置在后插槽。　

纺制双包缠纱时，包缠张力要合适，这样外包纱线　

对芯丝的包缠具有一定的紧密度，同时包缠的螺距要　

均匀，这样纱线才会平滑，因此要求芯丝与外包纱线的　

张力处于平衡状态。影响包缠张力的主要因素有锭　

速、引纱速度、包纱退绕时的气圈张力等。锭速高则包　

纱退绕时受到的离心力大，包缠张力就大，纱线强力　

高。实验证明，包缠纱强力与伸长率随包缠张力变化　

的规律是：包缠张力增大，纱线强力增加，伸长率下降，　

包缠张力增加到一定程度后，强力不再增加，或增加很　

少，伸长率也趋于平稳　。　

１．５．２捻度调节　

纺制双包缠纱时，除了包纱的包缠张力外，还有一　

个重要的参数是成纱的包缠捻度。改变包缠捻度的方　

法有两种：一是输出罗拉速度即引纱速度不变，改变锭　

速；另一种是锭速不变，改变输出罗拉速度。一般情况　

下，在纱线包缠捻度相同的情况下，改变锭速比改变引　

纱速度得到的纱线强力高，这是由于锭速的改变直接　

影响引纱张力，提高锭速，引纱张力增大，包缠张力增　

加，芯纱纤维间摩擦力增大，纱线强力增加。　

对于ＨＮ　４３—０２—１２型花式捻线机，通过合理调