有关竹原纤维 的性能测试已有不少报道 ,邢声远[2报道 了竹原纤维的细度 、强力 、断裂伸长率等指标 。万玉芹口对竹原纤维的吸湿性能进行 了研究 ,认 为竹原纤维具有较大的 回潮率 ,纤维 吸,放湿速度快 ,穿着凉爽舒适 。唐人成 [4分析了了竹原纤维的结构和热性 能 ,得 出竹原纤维是截面为扁平状 ,中间有孔洞 ,纵 向存在沟槽 ,表面有横节 。ShenQing[5】等人对竹原纤维和棉纤维的表面性能作 了比较 ,得出竹原 纤维具有和水的表面类似的力学参数 。孙 中伟[6测试 了竹原纤维的密度 ,得 出纤维密度较苎麻 、棉纤维等要小 。有关 竹原纤维 的表面摩擦性能至今未见报道 ,本文通过测量竹原纤维与金属辊 、橡胶辊 、纤维辊的摩擦 系数 ,来研究其表面摩擦性能 ,以期为竹原纤维纺纱提供一定 的理论依据和实验数据 。
纤维摩 擦性 能及测量原理
1纤维的摩擦性能
纤维 的摩擦性质是 指纤维 与纤维或纤维与其它物质表 面接触并发生相对运动时的行为 J。摩擦系数是纺织纤维表面特有 的一个重要参数 ,在成纱过程 中,纤 维是靠其相互间的摩擦作用结合在一起并保持一定 的力学性能。纤维 的摩擦性能不 仅直接影响梳理 、牵伸 、卷绕等工艺 ,并影响纱布性 质 ,影 响成品 的手感 风格 ,对针织工艺过程 的影响尤为突出。摩擦系数过大 ,织造过程 中单纱毛羽增多 、飞花增大 、织针易打针使 用寿命变短 ,从 而影 响织造效果 ;摩擦 系数过小 ,易在织 造过程 中出现漏针 、掉套等现象 ,从而影响针织布面的质量 。因此有必要对纤维进行摩擦 系数测定 。
2纤维摩擦 系数 的测量原理
纤维摩擦性 质可用摩擦阻力和摩 擦系数表示 。使相互接触的物体 (纤维 )开始滑动所需要 的力 ,称为静摩擦力 ;维持物体 滑动所需要 的力 ,称为动摩擦力 。摩擦力和正压力之商称为摩擦系数 ,分静摩擦 系数和动摩擦系数 。
测试纤维摩擦性质常用的是绞 盘法 ,其机构与原理如 图 1所示 。根据 Amontons定律得线性表达式 F= Ⅳ可得 出摩擦系数关 系式 :
实验
(a)绞盘法机构 (b)绞盘法原理
图 1绞盘法的机构和原理
2.1实验材料和仪器
材料 :竹原纤维 ,苎麻纤维 ,棉纤维 ;实验器材 :Y151型纤维摩擦系数测定仪 ,镊子 ,黑绒板 等用具 。
实验条件
采用丙酮对所有纤维试 样抽提 24h,按 GB6529- 1986的规定 ,在 105℃下烘 干 1.5h后放人标准大气条件 ,温度为 20~1℃、湿度为 65±2%条件下平衡 24h,再在恒温 、恒湿条件下进行测试。 ‘
实验方法
测量方法:Y151型纤维摩擦系数测定仪测量方法采用绞盘法,将纤维以一定角度 0包围在绞盘上,纤维的一 端张力为 T ,另一端 的张力为 T。,拉伸纤维时 ,纤维与绞盘表面上 的摩擦系数可通过下式得到 :
实验结果与分析
绞盘为金属辊时的摩擦系数
在纺纱过程 中,很多工序 中纤 维与金属都有 接触 ,如开清棉 、梳棉等工序 ,开清棉工序从开松效果的要求看 ,希望摩擦系数小 ;但从成卷 、防黏 、加压、强力要求看却希望纤维 的摩擦系数大些 ,且静摩擦 系数要大于动摩擦系数 。梳棉工序 为使棉网不下垂 、不飘荡 ,不堵塞喇叭头 ,希望纤静摩擦 系数大些 ,研究纤维表面摩擦非常必要 。
表 1为竹原纤维和苎麻纤维同金属辊 的摩擦性能表 ,由表 1可 以看 出,竹原纤维 的动 、静摩擦系数均小于苎麻 ,说 明竹原纤维在 开清棉工序中的开松效果要 比苎麻好 ,而成卷 、防黏 、加压 、强力效果要稍差于苎麻。
绞盘为橡胶辊时的摩擦系数
纺纱胶辊胶圈是纺纱机械上的关键器材 ,纺织厂在应用 中胶辊一般要经过 7~8道工序 ,从胶辊握持力的角度分析 ,纤维的动摩擦 系数大 ,则胶辊的表面粗糙度应大 ,这样才能加强胶辊 的握持能力 ,增 强摩擦力界 ,有利于改善成纱条干。胶辊 的表面粗糙度应 根据纤维 的摩擦系数来决定 ,所 以研究纤维与橡胶辊 的摩擦性能非常必要 ,可 以为粗纱、细纱等工序设计工艺参数和选择合适 的胶辊胶圈提供参数 。
表 2为竹原纤维和苎麻纤维同橡胶辊 的摩擦性能表 ,由表中数据可 以看 出苎麻纤维 的静摩擦系数 比竹原纤维要大 ,但是它们与胶辊摩擦 的动摩擦 系数相差不大 。棉纤维的动摩擦 系数为 0.24~0.26,竹原纤维的动摩擦系数 比棉 的稍大 ,所 以纺纱时应该选择较棉纺系统粗糙度大的胶辊胶 圈 ,才能满足纺纱要求 。
绞盘为纤维辊时的摩擦系数纤维之间摩擦 系数是衡量纤维 抱合性能和可纺性能的重要指标 ,纤维抱合性能可用抱合力表示 。抱合力是指纤维法向压力 等于零时,纤维互相滑移 的切 向阻力 ,它是纤维间互相纠缠 、钩挂和黏 附的结果 。纤维摩擦 系数越大,抱合力越 大。一般抱合力小易开松 ,棉 网易下坠飘 网,但不易产生“三绕”。抱合力大 时成卷 、成形优 良,不易黏层 ,不蓬松 、不堵塞喇叭头,但 易产生“三绕”和“出硬头”,对成纱毛羽也不利 。纺纱要求纤维应有一定抱合力 。
表 3—5为竹原纤维,苎麻纤维,棉纤维之间的摩擦情况,由表 3—4可以看出苎麻纤维与苎麻纤维、苎麻纤维与竹 原纤维 、竹原纤维 与竹原纤维之 间的动摩擦 均为 0.28左右 ,静摩擦 系数大于动摩擦 系数 ,且竹原纤维与苎麻纤 维的其它机械性能指标相近 ,从表面摩擦系数角度考虑 ,竹原纤 维与苎麻纤维可以很好地利用麻纺系统进行混纺。
由表 5可 以看出 ,苎麻纤维与棉纤维辊之间的静、动摩擦系数为分别为 0.35、0.28左右 ,竹 原纤维与棉纤维辊之间的静 、动摩擦 系数分别为 0.30、0.25左右。所 以苎麻纤维与棉纤维之 间的大于竹原纤维与棉纤维间的抱合性能。综上所述 ,且棉纤维的机械性能指标与苎麻纤维 、竹原纤维有很 大差距 ,可以得 出三种纤 维的混纺效果优劣顺序为 :苎麻与竹原纤维>苎麻 与棉纤维>竹原纤维与棉纤维。
结论
(1)竹原纤维 与苎麻纤维表面摩擦系数相近 ,且均大于棉纤 维。
(2)苎麻纤 维与棉纤维之间的摩擦系数大于竹原纤维与棉纤 维之 间的摩擦系数 。
(3)三种纤维 的混纺效果优 劣顺序为 :苎麻 与竹原纤维>苎麻 与棉纤维>竹原纤维与棉纤 维。