噴氣紡紗和渦流紡紗的產(chǎn)品特點(diǎn)及其發(fā)展

1、噴氣紡紗和渦流紡紗的產(chǎn)品特點(diǎn)及其發(fā)展于修業(yè)（中國紡織大學(xué)）1 引言噴氣紡和渦流紡的原理起源謳早，但作為新型紡紗方法還是七十年代以后分別由日本村田公司（Murata）和波蘭羅茲公司（Lods）研制成功的。日本村田公司1980年推出MJS-801噴氣紡紗機(jī)，以后分別在歷屆國際紡織機(jī)械展覽會上展出。波蘭羅茲公司1975年在米蘭國際紡織機(jī)械展覽會上展出過PF一1型渦流紡紗機(jī)。這兩種新型紡紗有它們的共同點(diǎn)：即都是利用氣流旋轉(zhuǎn)形成渦流場對紗條進(jìn)行加捻。加捻機(jī)構(gòu)都很簡單，投有高速回轉(zhuǎn)機(jī)件，適應(yīng)高速生產(chǎn)，紡紗速度一般在l50200米分，但它們又有截然不相同的成紗機(jī)理；噴氣紡屬于非自由端紡紗，紗的結(jié)構(gòu)是假捻一退

2、捻一包纏紗，而渦流紡則是自由端紡紗。由于兩種紡紗適紡的范圍和產(chǎn)品有局限性，對它的成紗結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)人們的認(rèn)識還不充分，使之研制和發(fā)展受到了不同程度的影響。但從紡紗原理和紗的結(jié)構(gòu)來看都有獨(dú)到之處，它們的產(chǎn)生和進(jìn)一步發(fā)展對紡織工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響將會起著不能忽視的作用2 紗的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其產(chǎn)品噴氣紡紗是把羅拉牽伸輸出的須條，經(jīng)兩個氣流旋轉(zhuǎn)方向相反的雙噴嘴所形成的渦流場推動紗條回轉(zhuǎn)，對紗條進(jìn)行加捻成紗。第二噴嘴的氣壓和旋轉(zhuǎn)能量大于第一噴嘴，第一噴嘴產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)氣流只能使第二噴嘴對紗條施加的捻度解捻，使這段紗條呈弱捻狀態(tài)，同時使前羅拉輸出須條的邊纖維形成半自由狀態(tài)的開端纖維，然后再以反向包覆在紗的表面。當(dāng)

3、紗條通過第二噴嘴后，由于假捻而反方向迅速退捻，在退捻力矩作用下，外表包覆的開端纖維更緊密地包纏在紗芯上，成為紗芯纖維基本平行，表面有捻的包纏噴氣紗，如圖1所示。圖1 噴氣紗的形成噴氣紡最適合紡滌棉混紡紗，紡紗號數(shù)（tex）可在299tex（2060Nc英支），紗的強(qiáng)力為同等環(huán)錠紗的9095；條干均勻、強(qiáng)力不勻低、紗疵、長毛羽少6、7。但纖維一端纏在紗芯上，頭端留在紗的表面，呈0.5毫米以下短羽毛較多；適宜制機(jī)織和針織物，織物手感硬、挺、膨松、豐滿、厚實(shí)、透氣性好、耐磨、染色性能好。目前國內(nèi)噴氣紡的大宗產(chǎn)品如表1所示。表l 噴氣紡紗的產(chǎn)品組物種類所用紗支及品種產(chǎn)品及其特點(diǎn)機(jī)織類T/C 65/35

4、，14.6，13texT/C 50/50，16.2texT/C 65/35，18.2texT/C 65/35，13.9tex 仿麻織物，外觀豐滿、手感硬爽床單，布面勻整、手感厚實(shí)、挺括、吸濕性好，略有粗糙感與長絲空織仿毛花昵，色澤鮮艷、毛型感強(qiáng)42/2×21/2線平布，可作外衣，經(jīng)防水處理成風(fēng)雨水衣類針織類T/C 65/35，16.2texT/C 60/40，17.1tex汗衫，毛巾編織網(wǎng)眼衫其 他T/C 60/4 0texT/CT/C 中長T/C 65/35，9tex包芯噴氣紗 爛花仿毛織物磨絨織物仿毛織物股線，強(qiáng)力高、挺括、萬米無接頭注：T/C 65/35代表滌（T）與棉（C）混

5、紡，比例為65與35。噴氣紗做色織緯磨絨織物類產(chǎn)品就會揚(yáng)長避短，發(fā)揮了噴氣紗的膨松 短毛羽多、纖維一端纏在紗芯上的特點(diǎn)； 比同類環(huán)錠紗織物顯得絨平整、堅(jiān)牢、厚實(shí)、外觀紋路立體感強(qiáng)、耐磨、染色性能好等優(yōu)點(diǎn)。渦流紡紗則是采用刺輥分梳成單纖維，再輸送進(jìn)渦流管內(nèi)，在渦流場的作用下形成回轉(zhuǎn)的自由端紗尾環(huán)，繞渦流管中心回轉(zhuǎn)而加捻成紗8。如圖2所示。圖2 渦流紡紗器這種紡紗方法，實(shí)驗(yàn)證明，它對纖維的整齊度和纖維表面性狀要求較高，最適宜于紡制腈綸纖維。由于離心力的作用，使渦流管內(nèi)的紗尾從引紗孔開始形成傘狀錐形回轉(zhuǎn)體。如圖3所示。圖3 錐形紗尾環(huán)傘狀錐形紗尾環(huán)，在渦流場內(nèi)受氣流推動，產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)速度為：y=C式中

6、：y-紗條回轉(zhuǎn)角速度；-渦流回轉(zhuǎn)角速度；dy -紗條直徑；r-紗條偏離渦流管中心距離；C-常數(shù)(與阻力系數(shù)、紗條剛度有關(guān))。從式中可以看出，紗條回轉(zhuǎn)速度y，即是紗條所獲得的捻度，是隨紗條偏離渦流管中心距離r和紗條直徑dy（號數(shù)）的變化而改變。這一性質(zhì)使渦流紗的捻度可隨紡紗號數(shù)的不同而自行調(diào)節(jié)，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種加捻的特點(diǎn)是捻度與強(qiáng)力的關(guān)系不象環(huán)錠和氣流紗那樣，曲線斜率小。如圖4所示，捻度在較大范圍變化對紗的強(qiáng)力影響不大。圖4 捻度與強(qiáng)力的關(guān)系從圖2可以看出，喂入渦流管內(nèi)的單纖維從喂入口進(jìn)入，碰到紡紗頭而彎曲，再沿紡紗頭下滑與紗尾環(huán)接觸而被抓取，隨機(jī)地添加在紗尾環(huán)上，由于纖維的轉(zhuǎn)移、伸直、凝聚和加

7、捻成紗全部利用氣流的吸力和旋轉(zhuǎn)來完成的，所以紗內(nèi)的纖維平行度和定向性較差，打圈纖維多，表面層纖維則是包卷狀態(tài)，成閉環(huán)形毛羽，纖維在紗中的分布狀態(tài)如表2所示。表2 纖維在渦流紗內(nèi)的形態(tài)纖維形態(tài)百分比環(huán)鏈紗渦流紗呈圓柱和圓錐螺旋線7713前彎和打圈1028后彎和打圈2I2打 圈828其他（中彎、多根扭結(jié)）3l9由于上述紗的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，渦流紗強(qiáng)力是同等環(huán)錠紗的6070,但渦流紗做起絨織物，其強(qiáng)力卻接近環(huán)錠紗起絨織物的強(qiáng)力，實(shí)驗(yàn)對比資料如表3表4所示。表3 紗的試驗(yàn)紡紗方式號數(shù)（英支）單紗強(qiáng)力（cN）斷裂伸長（）捻度（捻/10cm）縮水（）渦流紗83.3（7）75.317.533.92.92環(huán)錠紗83.

8、3（7）l33.023.62622渦流紗36.4（16）36415.336.83.08環(huán)錠紗36.4（16）58520.742.73.12表4 起絨坯布試驗(yàn)起絨用紗紗號組成/tex 幅寬/cm密度/根.(10cm)-1干重/CN.m-1 斷裂強(qiáng)度/N 厚度/mm耐磨牢度/r.min-1經(jīng)緯經(jīng)緯渦流紗26.52 棉經(jīng)83.3 腈緯112.5205.1194.1450522.33432.8542l環(huán)錠紗同上114194.5194.5431.7541.93I5.62.61416渦流紗88.82 棉經(jīng)36.4腈緯126190.2201.2240.7354.8165.6環(huán)錠紗同上l23 4194.520

9、0.8249387.1159.7試驗(yàn)表明，渦流紗織物起絨后的強(qiáng)力只降低5左右，環(huán)錠紗織物起絨后的強(qiáng)力降低了40之多。其原因是渦流紗中打圈纖維多，呈閉環(huán)形毛羽，纖維兩頭端均纏繞在紗芯上，起絨后，表面纖維破拉斷，不影響承擔(dān)強(qiáng)力的紗芯；而環(huán)錠紗織物起絨時，拉斷了紗纖維，紗的強(qiáng)力就會大幅度下降。又因?yàn)闇u流紗織物起絨后，被拉斷的纖維另一端緊緊鉤住紗芯，絨面沒有僵斑，絨毛平整細(xì)密，起絨厚度厚、耐磨、保暖、堅(jiān)牢、落毛率少，這是渦流紗獨(dú)特的性質(zhì)，是其他紡紗不能與之相比的極大優(yōu)點(diǎn)。目前用渦流紗紡制的產(chǎn)品如表5所示。3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比噴氣紡紗在國內(nèi)經(jīng)過較長時間的生產(chǎn)實(shí)踐，作了較系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，并與環(huán)錠和氣流紡進(jìn)

10、行了對比，見表6、表7表8所示。表5 渦流紗產(chǎn)品織物種類所用紗支及品種產(chǎn)品及其特點(diǎn)機(jī)織類腈綸1.5旦×3mm 32.3tex腈綸1.5旦×3mm 83.3tex絨窗簾布雙面絨童毯腈綸3旦×65mm6旦×65mm50/50 182.2tex提花腈綸毛毯腈綸3旦×65mm 50%腈綸6旦×65mm 40% 18.2tex滌綸5旦×65mm 10%滌腈混紡毛毯腈綸3旦×65mm 65%滌綸2.5旦×65mm 35%83.3，41.5tex法蘭絨和格子中花呢針織類腈綸1.5旦×38mm 83.3tex腈

11、綸1.5旦×35mm 36.4tex腈綸3旦×65mm 53，97.2tex起絨厚運(yùn)動衫起絨薄運(yùn)動衫腈綸起毛圍巾腈綸3旦×65mm 90%三角異型滌綸9旦×65mm 10%92.5tex滌腈閃光素色拉毛加長圍巾其他腈綸包芯紗簾子線，輸送帶，帳篷，人造革里表6 成紗質(zhì)量對比支別Tex（N）T/C 65/35，14.6（40）T100%9.7（60）T/C 65/35，13（45）T/C 65/35，27.8（21）紗 別實(shí)際號數(shù)/tex 重量不勻/% 縷紗強(qiáng)力/N 縷強(qiáng)不勻/% 品質(zhì)指標(biāo)單紗強(qiáng)力/cN 單強(qiáng)CV/% 伸長/% 伸長CV/% MJS14.90

12、.633853.826402336.359.06.95RS14.71.3644194710.29.09MJS9.740.753264.61342020311.758.99.86RS9.712.043804.59399023311.3510.06.72MJS13.011.202675RS12.871.472975MJS20.901.432815RS20.951.733145條干CV/% 千米細(xì)節(jié)/個 千米粗節(jié)/個 千米棉結(jié)/個 16.3417515058817.7216340657317.55336959419.1236036860717.5117.816.7118.4

13、1對比分析表明：噴氣紗強(qiáng)力約低于環(huán)錠l0；重不勻率、強(qiáng)不勻率、條干、結(jié)雜都優(yōu)于環(huán)錠紗，也優(yōu)于氣流紗，烏氏試驗(yàn)的棉結(jié)有時珞高于環(huán)錠，噴氣紡產(chǎn)量是環(huán)錠紡的7.358.53倍；占地面積比環(huán)鏈減少25左右，比氣流紡減少15左右；用人工約減少60；設(shè)備投資比國產(chǎn)環(huán)錠紡設(shè)備高近2倍與環(huán)錠紡引進(jìn)設(shè)備的投資相近；用電比國產(chǎn)環(huán)錠高4050，與引進(jìn)設(shè)備相當(dāng)，低于氣流紡；機(jī)物料消耗費(fèi)比環(huán)錠低30；綜合成本因國內(nèi)電價高、工資低而高出環(huán)錠67。表7 噴氣紡技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析一機(jī)型產(chǎn)量(kg/千錠時)）占地面積(米2/時噸紗)勞動定額(人/萬錠)設(shè)備投資/%單位產(chǎn)量的設(shè)備投資（萬元/時噸）單位產(chǎn)量耗電（度/噸）機(jī)物料消耗費(fèi)（元

14、/萬）Tex(Ne)27.8(21S)Tex(Ne)13(45S)Tex(Ne)27.8(21S)Tex(Ne)13(45S)Tex(Ne)29 (20S)Tex(Ne)27.8(21S)Tex(Ne)27.8(21S)國產(chǎn)環(huán)錠37.912.4810179.025576.8358.8100772.321502.929.61進(jìn)口環(huán)錠112.362624012092.55噴氣紡MJS-801278.46106.47768321306.6156.06404.32151.642118.626.80氣流紡SQ1HS-5T66.5991.429047.48107.49251.891265.882953.2

15、12387.41表8 噴氣紡技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析二機(jī)型產(chǎn)量(kg/千錠時)占地面積(米2/時噸紗)勞動定額(人/萬錠)設(shè)備投資/單位產(chǎn)量的設(shè)備投資(萬元/10噸紗)單位產(chǎn)量耗電(度/t)機(jī)物料消耗費(fèi)(元/萬錠)Tex(Ne)27.8(21)Tex(Ne)13(45S)Tex(Ne)27.8(21S)Tex(Ne)13(45S)Tex(Ne)29 (20S)Tex(Ne)27.8(21S)Tex(Ne)27.8(21S)國產(chǎn)環(huán)錠100100100100100100100100100進(jìn)口環(huán)錠31.32262401139.23噴氣紡MJS-80173585375.4883.343.49404.3278.59

16、140.9770.76氣流紡SQ1HS-5T175.7241.288.8829.95251.89163.91382.38158.85渦流紡在世界范圍內(nèi)紗錠不多，難作系統(tǒng)的分析，波蘭早期曾對渦流紡、氣流紡、環(huán)錠紡三者作過對比分析，見表9所示。國內(nèi)對國產(chǎn)渦流紡紗機(jī)與環(huán)錠細(xì)紗機(jī)也做過比較，見表10、表l1所示 從初步分析看出，渦流紡產(chǎn)量是環(huán)錠紡的8倍，單位面積產(chǎn)量是環(huán)錠的2.4倍；耗電略高于環(huán)錠，低于氣流紡；投資費(fèi)用也低于環(huán)錠和氣流紡。表9 渦流紡技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析項(xiàng) 目環(huán)錠細(xì)紗機(jī)氣流紡渦流紡PJ-310型BD-200M型與環(huán)錠百分比/% PF-1型與環(huán)錠百分比/%紗支Tex（公支）年產(chǎn)量/t錠數(shù)生產(chǎn)面積

17、/m2直接生產(chǎn)工人/人.班-1總功率/KW1公斤紗加工用費(fèi)/茲羅提 直接生產(chǎn)工人的勞動生產(chǎn)率（公斤/工時）投資費(fèi)用（1噸紗/千羅茲提）千瓦耗電的紗產(chǎn)量25（40）2560163204552439414.709.3834.400.42525（40）256048002824266614.1115.3830.100.605626070871648814225（40）256019202664237613.2917.3921.90.5255853807018564124表10 渦流紡技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析項(xiàng) 目渦流紡環(huán)錠紡84錠84錠84錠84錠400錠紡紗號數(shù)/tex 千錠時實(shí)際產(chǎn)量/kg 紡紗速度/m.min

18、-1效率/% 98.41813.31409998.419001549998.4110081739998.4111201909998.41124.824.986開清棉/列 梳棉機(jī)/臺 頭道并條/臺二道并條/臺粗紗機(jī)/臺細(xì)紗機(jī)/臺渦流紡紗機(jī)/臺絡(luò)筒機(jī)100錠（臺）1306363130665.43130664.83130664.8313066414占地面積合計(jì)/m2擋車人數(shù)/人.班-1功率/Kw.臺-148521214852126441192544119258624817表l1 渦流紡紗技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析機(jī) 型渦流紡環(huán)錠紡渦流紡與環(huán)錠紡之比紡紗速度/m.min-114015417219025140154172190產(chǎn)量單錠/g.h-1單位面積/Kg.(m2)-18180.859000.9310081.0511201.151250.486.61.87282.28.82.4單位耗電/度.Kg-10.30.310.270.250.251.21.241.10.984 前景展望根據(jù)國內(nèi)外噴氣紡生產(chǎn)實(shí)踐，證明該機(jī)技術(shù)先進(jìn)，滌棉混紡中細(xì)支紗的產(chǎn)品有一定特色，特別在磨絨織物更有優(yōu)越性，可以代替部分環(huán)錠紡的產(chǎn)品。由于噴氣紡在紡純棉紗時的強(qiáng)力較低，使之應(yīng)用范圍和發(fā)展受到一定限制。1988年日本村田公司對MJS-881改進(jìn)了牽伸裝置和噴