第3章--空气变形纱

2020/6/10纺织学院1第三章空气变形纱Air-jetTexturingYarns2020/6/10纺织学院2第一节ATY的用途和生产工艺过程一、用途：空气变形纱的应用领域十分广泛．机织、针织产品为多。服装面料装饰用布工业用布地毯、缝纫线、箱包行业等。2020/6/10纺织学院3国外变形纱的应用比例为：装饰用布(家用和汽车用)54％；工业用纱线(最终使用)13％；地毯14％，衣料17％；床单、壁毯、挂织物2％。2020/6/10纺织学院4二、空气变形工艺介绍空气变形加工工艺流程如图:2020/6/10纺织学院52020/6/10纺织学院6采用空气变形工艺加工的ATY，不仅克服了低弹丝织物易变形、易起球等缺点，而且多方面提高了各种织物的服用性能和应用范围。空气变形加工耗能较大，只有加工低弹丝应用范围以外纤度的成纱时，才能显示出其优越性。2020/6/10纺织学院7三.变形机理在空气变形加工过程中，长丝在喷嘴的气流中交缠起圈，生成具有膨松性的各种类型的空气变形纱。核心部件：喷嘴影响：1、丝的圈结效果2、耗气量3、最大加工速度探讨喷气变形机理是十分重要的。2020/6/10纺织学院8ATY丝圈生成过程分三个步骤一、原丝进入喷嘴中被气流喷开，获得实现交缠的可能性；二、被吹开的各根单丝必须相对位移并发生横向弯曲，这时丝的长度缩短；三、把已生成的丝圈固定下来，所采取的方法是尽量强化缠结及交络。2020/6/10纺织学院9空变丝分类根据喂入丝束的多少和超喂率的大小分为平行型空变纱或皮芯型空变纱。平行型空变纱：当所有喂入原丝的超喂率相同（15-20%），空变纱表面的丝圈丝孤少而密。皮芯型空变纱：若喂入的不同丝束超喂率不同，则超喂率小的形成芯层，超喂率大的形成空变纱的皮层，丝圈丝孤大而稀，又称仿毛型变形纱。2020/6/10纺织学院10过水：长丝在未进入变形喷嘴这前，应先通过过水嘴，良好的润湿和良好的稳定性。给水量：影响加工过程和成品纱的外观、质量。另外，在变形生产中，对空气湿度也应引起重视。2020/6/10纺织学院11第二节空气变形喷嘴及成纱机理分析一、喷嘴简介空气变形纱的加工的核心装置是喷嘴（结构、类型、材质、加工精度）。根据结构喷嘴可归纳为两大类:1、缩放喷管型喷嘴：美国DuPond公司的TaslanX为代表2、HemaT“Hemajet”型喷嘴：瑞士Herberlein公司的，它的特点是含有一个圆柱形T系列喷嘴芯（垂直于轴向的进气孔）。2020/6/10纺织学院12喷嘴的选型：根据喂入原丝和变形纱的纤度而定，必须参照各种喷嘴的技术性能的适用范围来优选。TaslanXV型喷嘴主要规格变化：1.缩放管喉管直径dL，mm;2.导丝针孔直径dN，mm;3.单侧供气孔直径dA，mm;4.挡球的直径dB，mm;[变形纱P179图3-14]2020/6/10纺织学院13TaslanXV型喷嘴参数2020/6/10纺织学院14喷嘴的技术性能参数加工纤度(D)供气压力(kg/cm2)加工速度(m/min)超喂率(%)耗气量(m3/h)供气压力一定时，通过调节环形气隙的宽度s或是气隙隔距x（缩放管与导丝针之间的轴向距离）来改变气流参数2020/6/10纺织学院15二、变形纱成纱机理分析（一）喷嘴气流流动规律分析空气动力学原理：Taslan缩放管型的喷嘴与拉伐尔管相似，只多了导丝针与挡体两个气流干扰部分，见图。采用简化的一元恒定等熵流来分析，有四个主要参数：气流流速、压力、密度、温度（恒定）。气流连续性原理：单位时间内通过喷嘴流道任何一个截面的流体质量都是相等的。2020/6/10纺织学院16「音速」即声音在介质中传播之速度。音波可以在固体、液体或是气体介质中传播，介质密度愈大，则音速愈快。在空气中，音速又会依空气之状态（如湿度、温度、密度）不同而有不同数值。如摄氏零度之海平面音速约为1193km/hr；一万公尺高空之音速约为1062km/hr。2020/6/10纺织学院17「马赫数（MachNumber）」以奥地利物理学家马赫（1836-1916）为名，定义为物体速度与音速之比值，即音速之倍数。其中又有细分多种马赫数，如飞行器在空中飞行使用的飞行马赫数、气流速度之气流马赫数、复杂流场中某点流速之局部马赫数等等。2020/6/10纺织学院18第三节空气变形工艺参数一、喂入原丝的种类和规格对空变纱的结构与性能的影响1.单丝纤度2.单丝截面形状3.原丝种类2020/6/10纺织学院19二、超喂率对空变纱的结构与性能的影响1.超喂率对空变纱的结构的影响，2.超喂率对空变纱的结构稳定性的影响，3.超喂率对空变纱的淘汰性能的影响，4.超喂率对空变纱的强伸性能的影响，5.超喂率对空变纱摩擦性能的影响2020/6/10纺织学院20三、给水对空变纱变形效果的影响1．给水对喷嘴内流场的影响2．给水对空气变形过程中摩擦的影响四、喷嘴的选择与调节对空气变形效果的影响五、挡体距离对空气变形效果的影响六、供气压力对空气变形效果的影响七、热定型对空气变形效果的影响2020/6/10纺织学院21第四节ATY的结构、性能ATY的形态结构包括：1、纱的表层弧圈部分2、纱芯部分2020/6/10纺织学院22弧拱圈交圈高宽比：0.50.51:0.8数量比：45%30%25%一、ATY表面结构2020/6/10纺织学院232020/6/10纺织学院24二、空变纱的四种芯纱形态：1、复丝基本呈平行伸直状态；2、复丝之间的交络呈“辫子”形结构；束丝的穿插转移；3、复丝类似“网状”结构；4、包缠纱型的“捆扎”结构。2020/6/10纺织学院252020/6/10纺织学院262020/6/10纺织学院27三、空变纱单丝转移及结构模型空变纱的形态结构P271。其特点是1、ATY纱的表面存在有大量的各种形式的丝弧与丝圈；2、纱芯部分主要为伸直平行和相互交缠的辫子形结构。L1段表示纱芯交缠部分；L2表示纱芯平行伸直部分。2020/6/10纺织学院28L1L2L1纱芯的结构图2020/6/10纺织学院29ATY单丝转移2020/6/10纺织学院30原丝150D/72F,FDYATY150D/72FRSY150D,2D,51mm0204060伸长mm负荷N604020四、ATY的拉伸性能2020/6/10纺织学院31四、ATY的拉伸性能2020/6/10纺织学院32四、ATY的拉伸性能同材料、同细度、不同结构的纯涤纶纱线的强伸曲线。空变纱与原丝和环锭纱的拉伸曲线相比，由于气流和超喂的作用，单丝呈屈曲状态，造成拉伸时各单丝受力不均匀和不同的伸长情况，因此它的初始模量、强力和断裂伸长较低。2020/6/10纺织学院33就ATY的拉伸曲线而言，整个曲线基本呈直线，没有屈服点出现，但曲线上不断有微小波动频繁出现，这反映了空气变形纱的结构特征，表明纱中的长丝因存在有丝弧丝圈及其相互交缠，拉伸时部分弧圈伸直解脱，又有单丝之间的交缠固结产生互锁作用，提高了相互之间的摩擦阻力。所以在拉伸时，丝弧的伸展、弧圈的减少和单丝的伸长都有发生，使得空变纱强伸曲线不平整光滑，而是不断出现小幅度的波动。空变纱的强伸性能也反映了它在较小外力作用下成纱结构的稳定性。2020/6/10纺织学院34五、空气变形纱的性能测试企业用的主要指标有:空气变形纱的线密度强伸性能丝圈的稳定性能丝圈的高度与密度及沸水收缩率等。具体测试方法和检测仪器参考《变形纱》P273-274。2020/6/10纺织学院35第三章空气变形纱作业1．谈谈空气变形纱的主要结构特征2．图示空变纱的变形加工工艺过程,及喷嘴的种类与结构特点3．说明平行型与皮芯型空变纱加工特点与区别4．分析加工空变纱的喷嘴气流的流动规律5．影响空变纱质量和加工的主要工艺因素有哪些6．分析空变纱拉伸曲线的特点7．说明空变纱的主要技术性能指标