喷气纺纱技术发展和应用

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1、喷气纺纱技术的发展和应用郁崇文(东华大学)1喷气纺纱技术的发展喷气纺纱最早是由杜邦(DuPont)公司在50年代末提出的缠绕纺纱发展而来的，它是利用空气涡流假捻原理的一种包缠纺纱方法，亦即喷气纺纱的雏形。以后，又陆续有德国的绪森(Suessen)、日本的东丽(Toray)、丰田(Toyota)、丰和(Howa)、村田(Murata)等公司研究发展了各种形式的喷气纺纱机械，并于80年代初在国际纺织机械展览会上正式展出了样机。喷气纺纱机的发展，先后经历了单喷嘴、双喷嘴、三罗拉牵伸、四罗拉牵伸、五罗拉牵伸等各种形式。我国自80年代初期起，也先后有东华大学、天津纺织研究所、天津纺院、上海新型纺纱技术

2、中心、上海第六、第十二棉纺厂等单位开始了对喷气纺纱的研究，分别在旧细纱机上改造或设计生产了简易的喷气纺纱样机，对有关的工艺参数如喷嘴、牵伸以及纺纱质量、产品等作了较多的探索。由于其假捻包缠成纱的机理，造成加工产品时对原料的局限性，因此，90年代东华大学也曾提出过将其包缠假捻的非自由端成纱机理改变成自由端加真捻的成纱机理【1]，以适合长度较短的纤维(如纯棉)纱的自由端喷气纺纱加工方法。目前，日本村田公司是世界上唯一大规模商业化生产喷气纺纱机的制造商，其设备主要是双喷嘴、四罗拉牵伸形式，其最新的MVS喷气纺纱机也是通过喷嘴结构的改变，使原先的非自由端成纱机理改变成自由端成纱机理，适合于纯棉纱的加

3、工，并配以五罗拉牵伸，适应大牵伸的需要。5图1杜邦公司的包缠纺图2东丽公司的单喷嘴喷气纺图3丰田公司的喷气纺图4村田公司的MJS喷气纺图5东华大学自由端喷气纺纱装置图6村田公司MVS喷嘴结构喷气纺纱自问世以来，以其高速(输出速度为环锭纺的lO～20倍，转杯纺的2～3倍)、高支(常规产品为32·～60·纱)和高效(自动接头、清纱、并纱、大卷装)而颇受关注(尤其是发达国家如美国等)。目前，世‘59界上喷气纺纱的规模大约在22万头左右，其中．美国约占70％．亚洲占22％。中国自85年江苏丹阳棉纺织厂首次引进村田喷气纺纱机以来，陆续有陕西西安、天津、重庆、湖北蒲圻、嘉鱼、河南焦作、江苏通裕、上海、广

4、东肇庆等地分别引进了各种型号的喷气纺纱机，尤其是近期的发展比较迅速。目前全国大约有1．2～1．5万头(约占世界总量的7，％)，并且，已有不少厂家将引进喷气纺纱机作为下一步技术改造的内容。2喷气纺的成纱结构与特点2．1成纱结构由于喷气纺纱是假捻包缠的成纱机理．其成纱结构由芯纤维和包缠纤维两部分组成．如图所示：图7喷气纺的成纱结构研究表明[2]，一般，喷气纱中，包缠部分的纤维比例占20～25％，芯纱部分的纤维占so-7s％，不规则纤维占lo．-一z5％。其中，喷嘴气压以及主牵伸倍数对纤维的包缠程度有较大的影响。喷气纱中的包缠程度(包括包缠纤维比例、包缠角度等)，以及纤维长度分布对成纱质量，尤其是

5、成纱强力有很大的影响。图8包缠程度对喷气纱强力的影响包缠纤维与成纱强力利用系数的理论关系式如下[3]：9--1-A×cOSa'o×A×畿一再兀蕊(1-+丽-e1)(而l--A)z式中：A——包缠纤维占总纤维数量的比例5％——外包纤维的螺旋包缠角；6——纱线断裂伸长率；e，——纤维断裂伸长率；，曲晴叮酷咕¨∞啦"oCr——纱线断裂时的径向应变，砟一一F。；卢——纤维的摩擦系数；y——纤维的长径比。对于某一特定的纤维，影响成纱强力的主要因素是包缠纤维的数量A和包缠角口。，从理论上来看‘“，当包缠纤维比例增加到15％，包缠角增加到25。时，成纱强力有望达到较大值，再进一步增加A和a。时，成纱强力的

6、增加很有限。此外，纤维的长径比Y大，表面摩擦系数卢大时，对成纱强力的提高有利。因此，由于包缠成纱的机理所限，喷气纺纱难以加工出成纱强力高的纯棉纱。这也是目前开发喷气自由端纺纱的根本目的之一。此外，相关试验也表明[5]，芯纤维和包缠纤维的长度分布，其实对成纱强力有较大的影响，芯纤维的长度和强力对成纱强力的影响远大于包缠纤维的长度和强力对成纱强力的影响。C⋯⋯一芯纤维41mmfdl(c)(d)图9纤维长度对喷气纱强力的影响还有试验表明‘6。，在喷气纺纱中，涤／棉混纺纱中涤纶纤维向内转移的程度要大于环锭纺纱中的程度，因此，喷气纺纱加工涤／棉混纺纱是有一定优势的，尤其是在加工细旦涤纶与棉的混纺纱时。

7、表1喷气纺与环锭纺的45Nm涤65／棉35混纺纱中，涤纶纤维的转移指数喷气纱环锭纱涤纶纤维细度1．33dtex一12．08％一7．82涤纶纤维细度0．56dlex一31．24～13．622．2成纱特点：6l鬟增退隧墨，联麟—隧瞄喷气纱与环锭、转杯纱的性能对比如下表所示：表2喷气纱与其它纱的性能对比内在质量表面性能外观质量表面摩强度强不匀伸长刚度手感耐磨性蓬松度粗细节均匀性毛羽擦系数环锭纱高大小软低差紧多劣多喷