聚丙烯空气变形纱的性能研究

变形工艺聚丙烯空气变形纱的性能研究M.Y. Gudiyawar,P.D. Anade DKTE纺织与工程学院(印度)变形机中喂入原丝来了解实际加摘要:通过对空气变形纱生产过程中的喷嘴超喂率、稳定化加热器温度及稳定欠喂工条件下纱线的行为变化以确定率的优化,以生产膨松性更高、丝圈稳定性更好的聚丙烯(P)空气变形纱。保证纱线在机器上顺利通过的工为优化上述工艺参数,P复丝在不同的喷嘴超喂率、稳定化加热器溫度及稳艺参数的范围。定欠喂率下进行喷气变形处理,并就PP空气变形纱的丝圈频率、外形膨松度、基于变形过程中纱线的行为,丝圈稳定性及变形纱拉伸性能进行测试。结果显示:喷嘴超喂率和稳定化加发现以下工艺参数范围非常适合:热器温度越高,生产出的PP空气变形纱外形膨松度越髙、丝圈稳定性越好喷嘴超喂率12%~25%,稳定化加考虑到PP空气变形纱的强度和伸长率,还对稳定化加热器的温度进行了优化。稳定欠喂率不会影响到P空气变形纱的外形膨松性和丝圈稳定性。热器温度60~135℃,稳定欠喂率-3.0%~-6.0%。每个参数在关键词:聚丙烯空气变形纱,喷嘴超喂率,稳定化加热器温度,稳定欠喂率,纱线性能各自范围内选取5个不同的数值空气变形是将合成纤维长丝PET/黏胶(CV)混纺空气变形纱(表1),.用5水平3因子试验研加工成变形纱的一种方法。本质性能的影响。究主要影响因子,并结合正交试验上它是一个机械加工过程,通过将此外还有大量关于工艺参数将试验组数降至25组。束长丝以一定的超喂率喂入湍对变形纱性能的影响,以及材料和PP空气变形纱试样在 Himson流气流中,从而使单丝相互分离,工艺变量对PA及PET变形纱性Hr00空气变形机上生产,其中并在纵向形成随机相间的弧圈部能的影响的报道。如今,P纤维喷嘴类型为 Hemajet311,速度分和直线部分。已有下列内容的在工业和服装领域的重要性与日300m/min,供气压力90N/cm2相关研究与报道:喂入原料特性俱增但对其变形工艺的报道却极长丝进入喷嘴前采用 Hemawet润(如长丝细度、截面形状模量和丝少。因此,本文对空气变形过程的湿头进行预湿,压力20Ncm2,下膨松性的影响;工艺变量(如超喂的P空气变形,以生产优质水消耗量1Lh。因此,按照5水束间摩擦力等)变化对空气变形纱工艺参数进行了优化平3因子试验共生产出25种变形率、空气压力和加热器温度等)对1试验准备纱试样。聚酯(PET)空气变形纱膨松性的2测试影响空气变形参数和水的应用对1.1原料外形膨松度的影响;运用加热器对选用全拉伸6.1te/24f的21变形纱结构聚丙烯(PP)聚酰胺(PA)混纺空PP长丝作为喂入原丝。使用Carl- eiss Projectina显微气变形纱进行稳定化热处理,研究1.2变形纱试表1PP空气变形纱生产工艺参数稳定化热处理对PP/PA混纺空气样制备变形纱性能的影晌;研究PP混纺正式制空气变形纱的性能,探讨各长丝组备PP空气变喷嘴超喂率/%稳定化加热器温度/℃60分的拉伸性能的相容性对混纺纱形纱试样之物理性能的影响;研究工艺参数对前,先在空气稳定欠喂率/%-5.0-6.0中国煤化工CNMHG国际纺织导报2014年第3期变孢工艺镜将变形纱放大5倍,以测定丝圈样取20个数值,以评估丝圈不稳高的温度会导致PP长丝软化及模频率、丝圈高度和纱芯直径。沿定性。量降低。相较于PET和PA纤维,PP空气变形纱长度方向每隔2m2.4拉伸性能PP纤维的熔点和软化点较低。而截取1cm的纱段放在载玻片上PP空气变形纱的拉伸性能按软化的长丝则更容易弯曲,模量越利用投影测量纱芯直径;然后盖上照 ASTM D2256—-1995a标准方法低则弯曲刚度越低。模量在空气盖玻片,压平纱线,利用投影获取在 Instron测试仪上进行测定。其变形过程中起着重要作用,因为丝丝圈频率和丝圈高度。每个试样中,测量长度500mm,夹具速度圈形成及缠结的先决条件是长丝的丝圈频率、丝圈高度和纱芯直径300mm/mino每个卷装取15个试的弯曲和相互缠绕,而这又取决于各读取50个数据,取其平均值。样测试,得到平均拉伸性能数值。长丝的抗弯刚度,即长丝的模量。2.2外形膨松度另外,稳定欠喂率对PP空气变形PP空气变形纱的外形膨松度3测试结果与讨论纱的丝圈频率没有显著影响。采用改进的 DuPont法进行测定。工艺参数对PP空气变形纱纱将原丝和PP空气变形纱在225cN3.1表面丝圈性能芯直径的影响如图2所示,研究发的恒定张力下以300m/min的速啧嘴超喂率、稳定化加热器温现啧嘴超喂率、稳定化加热器温度度喂入SSM卷绕机,加工成等长度和稳定欠喂率对丝圈频率的影和稳定欠喂率对P空气变形纱的的卷装。利用公式(1)计算PP空响如图1所示。从图中可以看出,纱芯直径无显著影响。气变形纱的外形膨松度PP空气变形纱的丝圈频率随喷嘴3.2外形膨松度H松,《0%0超眼率的增加而增加且超喂率不喷嘴超喂率、稳定化加热器温变卷的密度同,丝圈频率也明显不同。这一现度和稳定欠喂率对PP空气变形纱丝圈不稳定性象是由较高喷嘴超喂率下喂入喷纱芯直径的影响如图3所示。可PP空气变形纱的丝圈不稳定階中的原丝过长所致。因为喷嘴见,PP空气变形纱的外形膨松度性采用 DuPont公司的重量悬挂法超喂率越高,进入喷嘴中的长丝越随啧嘴超喂率的增加不断增大,且进行测定。对P空气变形纱施加长,则单位长度内形成的丝圈数就不同喷嘴超喂率下生产的P空气0.0088cN/dex的基本负荷,并在越多。此外,PP空气变形纱的丝变形纱的外形膨松度差异显著。距离夹板500mm处做一标记,然圈频率还随稳定化加热器温度的PP空气变形纱表面的丝圈频率与后施加29 cN/dtex的附加负荷,升高而增加,且不同稳定化加热器纱线外形膨松度有关,变形纱表面并保持308,测量负荷下PP空气湿度生产的P空气变形纱的丝圈丝圈越多则外形膨松度越高。图1变形纱永久伸长量。每个卷装试频率也有显著差异。这是因为较已表明,喷嘴超喂率增加,P空气0.4100.36←景画0.3740.3620.3508250.381215182125608010012013560-5.0-53.530121518212560801001013560-504.5-35-30喷嘴超喂率/%稳定化加器温度℃稳定欠喂率/%喷嘴超喂率/%稳定化加热器温度℃稳定欠喂率图1工艺参数对丝圈频率的影响TH中国煤化工影响CNMHG10国际纺织导报2014年第3期变形工艺变形纱的丝圈频率增加,变形纱外3.3丝團不稳定性拉直,丝圈稳定性下降。此外,稳形越膨松。此外,PP空气变形纱如图4所示,丝圈不稳定性随定化加热器温度和稳定欠喂率对的外形膨松度还随稳定化加热器喷嘴超喂率的增加而增大,且不同P空气变形纱的丝圈不稳定性没温度的升高而增加,且不同温度下喷嘴超喂率下P空气变形纱的丝有显著影响。生产的P空气变形纱外形膨松度圈不稳定性也存在显著差异。丝3.4拉伸性能存在明显差异(图3)。原因在于:圈不稳定性大则意味着丝圈稳定工艺参数时PP空气变形纱的较高的稳定化加热器温度降低了性差。强度和断裂伸长率的影响如图5PP长丝的模量,改进了PP长丝的图4中丝圈的不稳定性趋势和图6所示。喷嘴超喂率对PP空弯曲度,使丝圈频率增加,PP空气还表明当喷嘴超喂率达到18%气变形纱的强度没有显著影响,但变形纱外形膨松度提高。之前,丝圈不稳定性基本不变,这趋势表明强度随喷嘴超喂率的增另外,稳定欠喂率对P空气可能与此过程中仅有少量的丝圈加而有所下降。这可能是由于PP变形纱的外形膨松度没有显著影形成有关;而当喷嘴超喂率大于空气变形纱纱芯处的长丝发生了响。这可能与对丝圈频率影响不18%时,PP空气变形纱的丝圈不高度缠结。缠结的长丝限制了PP显著有关。稳定性大幅增加,原因是较高的喷空气变形纱的伸展从而较小的断因此,通过维持较高的喷嘴超階超喂率使PP空气变形纱表面生裂负荷就能导致P空气变形纱提喂率及较高的稳定化加热器温度,成了大量的丝圈其中包含有更多前被拉断可获得外形膨松度较高的P空气松散的丝圈。只要对变形纱施PP空气变形纱的断裂伸长率变形纱。加一定负荷这些松散的丝圈就被随喷嘴超喂率的增加而增大,且喷翁3312151821256080100120135-60-5045-35-301215182125608010012013560-5.0-45-35-30喷嘴超喂率/%稳定化加熱器温度/℃稳定欠喂率/%喷嘴超喂率/%稳定化加热器温度稳定欠喂率/%图3工艺参数对纱线外形膨松度的影响图5工艺参数对纱线强度的影响1.2量22201215182125608010013013560-45-35-30121518212560801012013560-5045-35-30喷嘴超喂率/%稳定七加器温度℃稳定欠喂率/%喷嘴超喂率⌒稳定化加热器温度稳定欠喂率图4工艺参数对丝圈不稳定性的影响图6YH中国煤化工的影响CNMHG国际纺织导报2014年第3期I 1变形工2嘴超喂率对PP空气变形纱的断裂此外,PP空气变形纱的强度气变形纱的丝圈稳定性保持不变伸长率影响显著。PP空气变形纱和断裂伸长率随稳定欠喂率的减当喷嘴超喂率超过18%后,PP空的断裂伸长率随喷嘴超喂率增加小ⅷ而降低,且稳定欠喂率对P空气变形纱的丝圈稳定性大幅下降,的首要原因是表面丝圈频率的增气变形纱强度有显著影响,但对断这与较高的喷嘴超喂率使得P空加(图1);其次是由于PP空气变裂伸长率影响不显著。PP空气变气变形纱表层形成了更多丝圈有形纱表面形成了更多松散的丝圈,形纱的强度和断裂伸长率下降可关。然而,稳定化加热器温度和稳这点可从图4中丝圈不稳定性数能是由表层丝圈频率增加和纱芯定欠喂率对PP空气变形纱的丝圈值明显升高中看出。对P空气变紧密所致(图1和图2)。纱芯紧稳定性没有显著影响形纱施加一定负荷,则更多松散的密的PP空气变形纱其长丝的缠结PP空气变形纱的断裂伸长率丝圈被拉直,纱线伸展。度更高,加上表层丝圈频率越多,随喷嘴超喂率的增加而增加,且喷图5和图6还显示:PP空气就会限制PP空气变形纱的伸展嘴超喂率对P空气变形纱的断裂变形纱的强度和断裂伸长率随稳性,使PP空气变形纱在拉伸初期伸长率有显著影响。强度和断裂定化加热器温度的升高而降低,且就发生断裂。伸长率随稳定化加热器温度的升不同稳定化加热器温度下PP空气高而降低,不同温度下生产的PP变形纱的强伸性也显著不同。这4结论空气变形纱在强度和断裂伸长率现象是由PP纤维不良的热性能方面也存在显著差异。此外,PP所致。温度上升至80℃前,PP空PP空气变形纱的外形膨松度空气变形纱的强度和断裂伸长率气变形纱的强度和断裂伸长率变随喷嘴超喂率和稳定化加热器温随稳定欠喂率的减小而降低,且稳化不大;当温度超过80℃后,强度度的增加不断增大。喷嘴超喂率、定欠喂率对P空气变形纱的强度和断裂伸长率开始大幅下降。这稳定化加热器湿度显著影响PP空有显著影响,但对断裂伸长率影响说明PP纤维在超过80℃后开始气变形纱的外形膨松度,而稳定欠不大。快速降解,PP空气变形纱的强度喂率对其影响不大。及断裂伸长率因此大大降低。喷睹超喂率达18%前,PP空赵华蕾译王依民校Characteristics of air-jet textured polypropylenefilament yarnsMahesh Y. Gudiyawar, Pooja D. AnadeD.K.T.E'S Textile engineering Institute, Ichalkaranji/ IndiaAbstract: Overfeed to jet, stabilizing heater temperature and stabilizing underfeed of air-jet texturing process were optimizedfor the production of PP air-textured yarns with higher bulk and good loops stability. In order to optimizethese process parameters, PP multifilament yarns were air-textured at different overfeed to jet, stabilizingheater temperature and stabilizing underfeed. The air-jet textured yarns were tested for loop frequencyphysical bulk, loop stability and tensile properties. The results revealed that higher overfeed to jet and higherstabilizing heater temperatures can produce PP with higher bulk and good loop stability. Stabilizing heatertemperatures must also be optimized considering strength and elongation of air-textured yarns. Stabilizingunderfeed does not affect bulk and loops stability of PP textured yarnsKeywords: PP air-jet textured yarn, overfeed to jet, stabilizing heaterYH相国际纺织导报2014年第3期