喷气纺纱和涡流纺纱的产品特点及其发展

1、喷气纺纱和涡流纺纱的产品特点及其发展于修业（中国纺织大学）1 引言喷气纺和涡流纺的原理起源讴早，但作为新型纺纱方法还是七十年代以后分别由日本村田公司（Murata）和波兰罗兹公司（Lods）研制成功的。日本村田公司1980年推出MJS-801喷气纺纱机，以后分别在历届国际纺织机械展览会上展出。波兰罗兹公司1975年在米兰国际纺织机械展览会上展出过PF一1型涡流纺纱机。这两种新型纺纱有它们的共同点：即都是利用气流旋转形成涡流场对纱条进行加捻。加捻机构都很简单，投有高速回转机件，适应高速生产，纺纱速度一般在l50200米分，但它们又有截然不相同的成纱机理；喷气纺属于非自由端纺纱，纱的结构是假捻一退

2、捻一包缠纱，而涡流纺则是自由端纺纱。由于两种纺纱适纺的范围和产品有局限性，对它的成纱结构及特点人们的认识还不充分，使之研制和发展受到了不同程度的影响。但从纺纱原理和纱的结构来看都有独到之处，它们的产生和进一步发展对纺织工业技术和产品结构的影响将会起着不能忽视的作用2 纱的结构特点及其产品喷气纺纱是把罗拉牵伸输出的须条，经两个气流旋转方向相反的双喷嘴所形成的涡流场推动纱条回转，对纱条进行加捻成纱。第二喷嘴的气压和旋转能量大于第一喷嘴，第一喷嘴产生的回转气流只能使第二喷嘴对纱条施加的捻度解捻，使这段纱条呈弱捻状态，同时使前罗拉输出须条的边纤维形成半自由状态的开端纤维，然后再以反向包覆在纱的表面。当

3、纱条通过第二喷嘴后，由于假捻而反方向迅速退捻，在退捻力矩作用下，外表包覆的开端纤维更紧密地包缠在纱芯上，成为纱芯纤维基本平行，表面有捻的包缠喷气纱，如图1所示。图1 喷气纱的形成喷气纺最适合纺涤棉混纺纱，纺纱号数（tex）可在299tex（2060Nc英支），纱的强力为同等环锭纱的9095；条干均匀、强力不匀低、纱疵、长毛羽少6、7。但纤维一端缠在纱芯上，头端留在纱的表面，呈0.5毫米以下短羽毛较多；适宜制机织和针织物，织物手感硬、挺、膨松、丰满、厚实、透气性好、耐磨、染色性能好。目前国内喷气纺的大宗产品如表1所示。表l 喷气纺纱的产品组物种类所用纱支及品种产品及其特点机织类T/C 65/35

4、，14.6，13texT/C 50/50，16.2texT/C 65/35，18.2texT/C 65/35，13.9tex 仿麻织物，外观丰满、手感硬爽床单，布面匀整、手感厚实、挺括、吸湿性好，略有粗糙感与长丝空织仿毛花昵，色泽鲜艳、毛型感强42/2×21/2线平布，可作外衣，经防水处理成风雨水衣类针织类T/C 65/35，16.2texT/C 60/40，17.1tex汗衫，毛巾编织网眼衫其 他T/C 60/4 0texT/CT/C 中长T/C 65/35，9tex包芯喷气纱 烂花仿毛织物磨绒织物仿毛织物股线，强力高、挺括、万米无接头注：T/C 65/35代表涤（T）与棉（C）混

5、纺，比例为65与35。喷气纱做色织纬磨绒织物类产品就会扬长避短，发挥了喷气纱的膨松 短毛羽多、纤维一端缠在纱芯上的特点； 比同类环锭纱织物显得绒平整、坚牢、厚实、外观纹路立体感强、耐磨、染色性能好等优点。涡流纺纱则是采用刺辊分梳成单纤维，再输送进涡流管内，在涡流场的作用下形成回转的自由端纱尾环，绕涡流管中心回转而加捻成纱8。如图2所示。图2 涡流纺纱器这种纺纱方法，实验证明，它对纤维的整齐度和纤维表面性状要求较高，最适宜于纺制腈纶纤维。由于离心力的作用，使涡流管内的纱尾从引纱孔开始形成伞状锥形回转体。如图3所示。图3 锥形纱尾环伞状锥形纱尾环，在涡流场内受气流推动，产生的回转速度为：y=C式中

6、：y-纱条回转角速度；-涡流回转角速度；dy -纱条直径；r-纱条偏离涡流管中心距离；C-常数(与阻力系数、纱条刚度有关)。从式中可以看出，纱条回转速度y，即是纱条所获得的捻度，是随纱条偏离涡流管中心距离r和纱条直径dy（号数）的变化而改变。这一性质使涡流纱的捻度可随纺纱号数的不同而自行调节，通过实验发现这种加捻的特点是捻度与强力的关系不象环锭和气流纱那样，曲线斜率小。如图4所示，捻度在较大范围变化对纱的强力影响不大。图4 捻度与强力的关系从图2可以看出，喂入涡流管内的单纤维从喂入口进入，碰到纺纱头而弯曲，再沿纺纱头下滑与纱尾环接触而被抓取，随机地添加在纱尾环上，由于纤维的转移、伸直、凝聚和加

7、捻成纱全部利用气流的吸力和旋转来完成的，所以纱内的纤维平行度和定向性较差，打圈纤维多，表面层纤维则是包卷状态，成闭环形毛羽，纤维在纱中的分布状态如表2所示。表2 纤维在涡流纱内的形态纤维形态百分比环链纱涡流纱呈圆柱和圆锥螺旋线7713前弯和打圈1028后弯和打圈2I2打 圈828其他（中弯、多根扭结）3l9由于上述纱的结构状态，涡流纱强力是同等环锭纱的6070,但涡流纱做起绒织物，其强力却接近环锭纱起绒织物的强力，实验对比资料如表3表4所示。表3 纱的试验纺纱方式号数（英支）单纱强力（cN）断裂伸长（）捻度（捻/10cm）缩水（）涡流纱83.3（7）75.317.533.92.92环锭纱83.

8、3（7）l33.023.62622涡流纱36.4（16）36415.336.83.08环锭纱36.4（16）58520.742.73.12表4 起绒坯布试验起绒用纱纱号组成/tex 幅宽/cm密度/根.(10cm)-1干重/CN.m-1 断裂强度/N 厚度/mm耐磨牢度/r.min-1经纬经纬涡流纱26.52 棉经83.3 腈纬112.5205.1194.1450522.33432.8542l环锭纱同上114194.5194.5431.7541.93I5.62.61416涡流纱88.82 棉经36.4腈纬126190.2201.2240.7354.8165.6环锭纱同上l23 4194.520

9、0.8249387.1159.7试验表明，涡流纱织物起绒后的强力只降低5左右，环锭纱织物起绒后的强力降低了40之多。其原因是涡流纱中打圈纤维多，呈闭环形毛羽，纤维两头端均缠绕在纱芯上，起绒后，表面纤维破拉断，不影响承担强力的纱芯；而环锭纱织物起绒时，拉断了纱纤维，纱的强力就会大幅度下降。又因为涡流纱织物起绒后，被拉断的纤维另一端紧紧钩住纱芯，绒面没有僵斑，绒毛平整细密，起绒厚度厚、耐磨、保暖、坚牢、落毛率少，这是涡流纱独特的性质，是其他纺纱不能与之相比的极大优点。目前用涡流纱纺制的产品如表5所示。3 技术经济对比喷气纺纱在国内经过较长时间的生产实践，作了较系统的技术经济分析，并与环锭和气流纺进

10、行了对比，见表6、表7表8所示。表5 涡流纱产品织物种类所用纱支及品种产品及其特点机织类腈纶1.5旦×3mm 32.3tex腈纶1.5旦×3mm 83.3tex绒窗帘布双面绒童毯腈纶3旦×65mm6旦×65mm50/50 182.2tex提花腈纶毛毯腈纶3旦×65mm 50%腈纶6旦×65mm 40% 18.2tex涤纶5旦×65mm 10%涤腈混纺毛毯腈纶3旦×65mm 65%涤纶2.5旦×65mm 35%83.3，41.5tex法兰绒和格子中花呢针织类腈纶1.5旦×38mm 83.3tex腈

11、纶1.5旦×35mm 36.4tex腈纶3旦×65mm 53，97.2tex起绒厚运动衫起绒薄运动衫腈纶起毛围巾腈纶3旦×65mm 90%三角异型涤纶9旦×65mm 10%92.5tex涤腈闪光素色拉毛加长围巾其他腈纶包芯纱帘子线，输送带，帐篷，人造革里表6 成纱质量对比支别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）纱 别实际号数/tex 重量不匀/% 缕纱强力/N 缕强不匀/% 品质指标单纱强力/cN 单强CV/% 伸长/% 伸长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条干CV/% 千米细节/个 千米粗节/个 千米棉结/个 16.3417515058817.7216340657317.55336959419.1236036860717.5117.816.7118.4

13、1对比分析表明：喷气纱强力约低于环锭l0；重不匀率、强不匀率、条干、结杂都优于环锭纱，也优于气流纱，乌氏试验的棉结有时珞高于环锭，喷气纺产量是环锭纺的7.358.53倍；占地面积比环链减少25左右，比气流纺减少15左右；用人工约减少60；设备投资比国产环锭纺设备高近2倍与环锭纺引进设备的投资相近；用电比国产环锭高4050，与引进设备相当，低于气流纺；机物料消耗费比环锭低30；综合成本因国内电价高、工资低而高出环锭67。表7 喷气纺技术经济分析一机型产量(kg/千锭时)）占地面积(米2/时吨纱)劳动定额(人/万锭)设备投资/%单位产量的设备投资（万元/时吨）单位产量耗电（度/吨）机物料消耗费（元

14、/万）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)国产环锭37.912.4810179.025576.8358.8100772.321502.929.61进口环锭112.362624012092.55喷气纺MJS-801278.46106.47768321306.6156.06404.32151.642118.626.80气流纺SQ1HS-5T66.5991.429047.48107.49251.891265.882953.2

15、12387.41表8 喷气纺技术经济分析二机型产量(kg/千锭时)占地面积(米2/时吨纱)劳动定额(人/万锭)设备投资/单位产量的设备投资(万元/10吨纱)单位产量耗电(度/t)机物料消耗费(元/万锭)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)国产环锭100100100100100100100100100进口环锭31.32262401139.23喷气纺MJS-80173585375.4883.343.49404.3278.59

16、140.9770.76气流纺SQ1HS-5T175.7241.288.8829.95251.89163.91382.38158.85涡流纺在世界范围内纱锭不多，难作系统的分析，波兰早期曾对涡流纺、气流纺、环锭纺三者作过对比分析，见表9所示。国内对国产涡流纺纱机与环锭细纱机也做过比较，见表10、表l1所示 从初步分析看出，涡流纺产量是环锭纺的8倍，单位面积产量是环锭的2.4倍；耗电略高于环锭，低于气流纺；投资费用也低于环锭和气流纺。表9 涡流纺技术经济分析项 目环锭细纱机气流纺涡流纺PJ-310型BD-200M型与环锭百分比/% PF-1型与环锭百分比/%纱支Tex（公支）年产量/t锭数生产面积

17、/m2直接生产工人/人.班-1总功率/KW1公斤纱加工用费/兹罗提 直接生产工人的劳动生产率（公斤/工时）投资费用（1吨纱/千罗兹提）千瓦耗电的纱产量25（40）2560163204552439414.709.3834.400.42525（40）256048002824266614.1115.3830.100.605626070871648814225（40）256019202664237613.2917.3921.90.5255853807018564124表10 涡流纺技术经济分析项 目涡流纺环锭纺84锭84锭84锭84锭400锭纺纱号数/tex 千锭时实际产量/kg 纺纱速度/m.min

18、-1效率/% 98.41813.31409998.419001549998.4110081739998.4111201909998.41124.824.986开清棉/列 梳棉机/台 头道并条/台二道并条/台粗纱机/台细纱机/台涡流纺纱机/台络筒机100锭（台）1306363130665.43130664.83130664.8313066414占地面积合计/m2挡车人数/人.班-1功率/Kw.台-148521214852126441192544119258624817表l1 涡流纺纱技术经济分析机 型涡流纺环锭纺涡流纺与环锭纺之比纺纱速度/m.min-114015417219025140154172190产量单锭/g.h-1单位面积/Kg.(m2)-18180.859000.9310081.0511201.151250.486.61.87282.28.82.4单位耗电/度.Kg-10.30.310.270.250.251.21.241.10.984 前景展望根据国内外喷气纺生产实践，证明该机技术先进，涤棉混纺中细支纱的产品有一定特色，特别在磨绒织物更有优越性，可以代替部分环锭纺的产品。由于喷气纺在纺纯棉纱时的强力较低，使之应用范围和发展受到一定限制。1988年日本村田公司对MJS-881改进了牵伸装置和喷