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0 引言
自1985年江蘇丹陽首次引進(jìn)噴氣紡紗機(jī)以來,到2002年止,我國已有160多臺日本Murata(村田)公司的噴氣紡紗機(jī)(MJS),型號有MJS 801、MJS 802、MJS 881、MJS 802 H、MJS 802 HR等。7 ~ 8臺噴氣紡紗機(jī)的生產(chǎn)能力相當(dāng)1萬紗錠的環(huán)錠紡紗機(jī)。
噴氣紡紗技術(shù)在中國經(jīng)過了一個馬鞍形的發(fā)展過程:上世紀(jì)90年代以前被看好,認(rèn)為是有前途的新型紡紗技術(shù),丹陽、重慶、西安等地引進(jìn)了近30臺;但是由于MJS生產(chǎn)的產(chǎn)品有一定局限性,90年代它在中國遭遇冷落,好與不好兩種觀點(diǎn)爭論激烈;90年代末和本世紀(jì)初,噴氣紡紗在中國似乎開始升溫。然而近期引進(jìn)MJS 802 HR噴氣紡紗機(jī)的廠家大多面臨著困惑,設(shè)備投資昂貴,但產(chǎn)品檔次及附加值未能提高,這是噴氣紡紗在中國面臨的一個現(xiàn)實(shí)問題。
由于噴氣紡紗為假捻退捻包纏紗,所以它只在紡滌/棉混紡和純化纖時,其產(chǎn)品才能走向競爭市場。在純棉紡紗時,成紗強(qiáng)力過于低、紡紗困難,其紗線達(dá)不到較好的實(shí)用價值。自20世紀(jì)70年代末80年代初噴氣紡紗(MJS)在市場銷售以來,在中國一度(較長時間)對其發(fā)展前景持懷疑態(tài)度。Murata公司也深知這一難以解決的問題,因此在1997年又推出了噴氣渦流紡紗(MVS),改變了原噴氣紡紗非自由端假捻退捻包纏的成紗原理,成為自由端渦流加捻。從紡紗原理來看,MVS被認(rèn)為是很有發(fā)展前景的又一種新型紡紗。
1 噴氣紡紗
1.1 噴氣紡紗工藝
棉條喂入 → 雙皮圈羅拉牽伸 → 雙噴嘴加捻器 → 筒紗。
1.2 成紗機(jī)理
兩種理論學(xué)說可全面闡述噴氣紡紗的成紗機(jī)理。
1.2.1 假捻 → 退捻 → 包纏成紗(圖1)

圖1 噴氣紡紗成紗機(jī)理一
1.2.1.1 成紗條件
1)前羅拉輸出的須條要有一定寬度,并形成頭端自由的“邊纖維”。
2)兩噴嘴氣流旋轉(zhuǎn)方向相反,且第二噴嘴氣流強(qiáng)度大于第一噴嘴。
1.2.1.2 紗線形成
1)第二噴嘴至前羅拉鉗口的整段紗條呈“S”捻,第一噴嘴至前羅拉鉗口段的紗條受第一噴嘴反向旋轉(zhuǎn)的氣流作用呈弱“S”捻。
2)第二噴嘴至前羅拉鉗口的整段紗條的紗芯為“S”捻,紗的表面附著“邊纖維”在第一噴嘴捻轉(zhuǎn)氣流作用下呈“Z”方向傾斜或形成“Z”捻。
1.2.1.3 成紗結(jié)果
1)當(dāng)紗條從第二噴嘴輸出時,紗芯的“S”捻解捻(往Z方向退捻);與此同時,紗表面附著的“邊纖維”隨紗芯“S”捻退解的同時而以“Z”捻方向緊密纏扎在紗芯須條上。
2)形成紗芯的纖維基本平行,并被表面“邊纖維”包纏、結(jié)扎成為噴氣包纏紗。
1.2.2 捻差 → 退捻 → 真捻成紗(圖2)

圖2 噴氣紡紗成紗機(jī)理二
1.2.2.1 成紗條件
1)前羅拉輸出的須條有一定寬度。頭端自由的“邊纖維”(L)在輸出一定長度以后頭端與紗芯小氣圈搭接(接觸點(diǎn)C)。
2)此邊纖維在搭接點(diǎn)C(即加捻點(diǎn))被捻入紗體上,被加捻的時間滯后了一個時差。此時邊纖維L另一端仍被羅拉鉗口夾持。
1.2.2.2 紗線形成
1)當(dāng)邊纖維L一端被加捻入紗體,另一端仍被羅拉握持,此時邊纖維加捻點(diǎn)C將向前羅拉鉗口回退移動:回退位移函數(shù)x=x(t),回退速度函數(shù)v = d x / d t。
2)加捻點(diǎn)C的回退往后移動,使邊纖維L獲得的捻回“Te”低于紗芯獲得的捻回“Tc”,形成與紗芯有一定的捻回差,捻回差T W為:

1.2.2.3 成紗結(jié)果
1)紗條從第二噴嘴輸出后,紗芯“S”捻解捻,邊纖維獲得的捻度也隨之解捻。當(dāng)邊纖維的捻度Te退捻完畢,紗芯的捻度Tc多,仍繼續(xù)退解,邊纖維就隨之反向(Z方向)加捻成“Z”捻。
2)形成紗芯纖維平行,紗體表面層有一定的“Z”方向真捻。
1.3 紗線結(jié)構(gòu)
綜合上述兩種理論,噴氣紗的結(jié)構(gòu)應(yīng)為:紗芯纖維無捻基本平行,紗體表面的纖維有少量或一定數(shù)量的“Z”向捻度,外表再有包纏纖維包扎成噴氣包纏紗。
1.4 噴氣紗及其織物質(zhì)量
1.4.1 單紗質(zhì)量對比
1)以國內(nèi)某廠生產(chǎn)的15 tex(40S)和13 tex(45S) T / JC(65 / 35)噴氣紗為例,與同廠相應(yīng)環(huán)錠紗的質(zhì)量對比如表1所示。
| 表1 噴氣紗與環(huán)錠紗質(zhì)量對比 |
| 項(xiàng)目 |
質(zhì)量指標(biāo)與環(huán)錠紗對比/% |
備注 |
單強(qiáng)
單強(qiáng)不勻
斷裂伸長
斷裂伸長不勻
條干CV
細(xì)節(jié)
粗節(jié)
棉結(jié)
紗疵 |
‐5.8 ~ - 13.2
‐3.8 ~‐30
‐7.3 ~ ‐7.8
0 ~ - 24.9
–5.2 ~ –1.3
+ 32.8 ~ + 121.8
- 47.4 ~ - 13.2
+ 51.4 ~ + 137.7
- 75.97 |
稍差
好
稍差
好
好
近期報導(dǎo)與環(huán)錠紗接近
好
近期報導(dǎo)比環(huán)錠紗低
好 |
| 毛羽/mm |
0.2
0.5
1.0
2.0
3.0
4.0
|
+ 40
- 26.7
- 70
- 78.9
- 79.7
- 90.4
|
|
紗的直徑
|
+ 4.1 |
|
2)近期國內(nèi)某廠用MJS 802 HR紡滌棉紗與相應(yīng)環(huán)錠筒紗對比,如表2所示。
| 表2 噴氣紗與環(huán)錠紗質(zhì)量對比 |
| 品種規(guī)格 |
重量CV/% |
條干CV/% |
細(xì)節(jié)
/(個·km -1 ) |
粗節(jié)
/(個·km -1 ) |
棉結(jié)
/(個·km -1 ) |
單強(qiáng)
/(cN·tex -1 ) |
單強(qiáng)CV/% |
2mm毛羽數(shù)
/根·(10m) -1 |
3mm毛羽數(shù)
/根·(10m) -1 |
| T/C18.5tex |
噴氣紗
環(huán)錠紗 |
1.1
1.8 |
13.8
14.8 |
14
15 |
56
180 |
125
180 |
16.0
22.0 |
7.5
8.5 |
45
260 |
10
45 |
| T/C14.5tex |
噴氣紗
環(huán)錠紗 |
1.2
1.9 |
15.4
16.4 |
60
50 |
120
280 |
200
300 |
15.2
21.0 |
9.0
10.5 |
50
320 |
12
60 |
以上對比結(jié)果可以看出噴氣紡紗適合紡滌/棉混紡紗,滌/棉噴氣紗有以下特點(diǎn):
1)噴氣紗強(qiáng)力比相應(yīng)環(huán)錠紗低(一般低10 %左右),但強(qiáng)力不勻率則大大優(yōu)于環(huán)錠紗。斷裂伸長也是如此。噴氣紡在紡純棉紗時,強(qiáng)力比環(huán)錠紗低很多。
2)噴氣紗條干不勻率比相應(yīng)環(huán)錠紗低,細(xì)節(jié)和棉結(jié)有時還不如環(huán)錠紗好,但粗節(jié)及紗疵優(yōu)于環(huán)錠紗。
3)噴氣紗的毛羽比環(huán)錠紗少很多,3 mm以上毛羽比環(huán)錠紗少80 % ~ 90 %。但值得注意的現(xiàn)象是0.2 mm左右毛羽(即短毛羽),噴氣紗特別多,近乎多40 %。
4)同等線密度,噴氣紗的實(shí)際直徑要比環(huán)錠紗粗約4 % ~ 5 %,說明噴氣紗較蓬松。
1.4.2 織物質(zhì)量對比
噴氣紗織物與環(huán)錠紗織物質(zhì)量對比如表3。
| 表3 噴氣紗織物與環(huán)錠紗織物質(zhì)量對比 |
| 項(xiàng)目 |
質(zhì)量指標(biāo)對比/ % |
備注 |
拉伸強(qiáng)度
撕裂強(qiáng)度
洗滌性
起毛起球
耐磨
縮水性
可染性
透氣性
防皺性
布面外觀均勻性
布面光澤 |
-10
-3 ~ -5
好
不易
+ 60
-40
好
好
0
好
差 |
差
差
好
好
好
好
上漿率-10 %,染料用量- 50 %
好
0
好
差 |
| 布面手感 |
光滑性
柔軟性
干爽性
膨松性
|
差
差
好
好 |
差
差
好
好
|
吸濕性
散汗性
|
好
好
|
好
好 |
1.5 原料及產(chǎn)品
1.5.1 適紡原料
1)一定長度,剛性不易過大,能起到足夠的包纏效果。
2)纖維表面有一定的摩擦性能,邊纖維包纏后紗的強(qiáng)力主要來源于纖維間的摩擦力和抱合力。
1.5.2 目前紡紗所用的原料
1)棉型化纖及51 mm以下的中長化纖(滌綸、腈綸、丙綸等)純紡。
2)T / C、T / R、T /A混紡等,與棉混紡的比例極限為T / C 40 / 60。
3)紡紗線密度:28 tex(32S)、13 tex(45S)、10 tex(60S)、7.5 tex(80S)(純滌綸),6 tex(100S)(中長化纖)。
1.5.3 優(yōu)勢產(chǎn)品
1)高支紗合股。由紗的結(jié)構(gòu)決定了股線質(zhì)量比環(huán)錠合股好;股線均勻,強(qiáng)力高。合股后的強(qiáng)力增值比環(huán)錠紗合股大。
2)包芯紗。由于是假捻 → 退捻 → 包纏成紗,在紡包芯紗時,包纏牢,不易剝離,質(zhì)量比環(huán)錠包芯紗好。
3)磨絨織物。由于噴氣紗的短毛羽多,經(jīng)磨絨不會損傷紗的基體,織物的強(qiáng)力損失少,絨面平整、堅(jiān)牢。
4)色織物。因紗的直徑粗,紗蓬松,上色效果好,染色鮮艷。
1.5.4 目前已開發(fā)的產(chǎn)品
1.5.4.1 國內(nèi)開發(fā)的產(chǎn)品(表4)
| 表4 國內(nèi)開發(fā)的噴氣紡產(chǎn)品 |
|
紗線 |
織物產(chǎn)品及特點(diǎn) |
| 混紡類 |
T/C(65/35)45 S
T/C(50/50)28 S (普梳)
T/C(65/35)32 S (普梳)
T/C(65/35)42 S
T/C(65/35)40 S
T/C(65/35)36 S
T/C(40/60)34 S
T/C(65/35)45 S
T/C(65/35)40 S
T/C(60/40)60 S
T/C(65/35)60 S
Coolmax/ST(89/11)30 S ,40 S
T/Coolmax(65/35)60 S
Coolmax/C(40/60)60 S
T/△T/R(50/18/32)16 S |
仿麻織物:豐滿挺括,手感硬爽
床單:布面均勻,厚實(shí)豐滿,吸濕性好,有點(diǎn)粗糙感
色織仿毛花呢、女裙:染色鮮艷,毛型感強(qiáng)
股線平紋布雨衣,外衣料
色織,格子、條子夏季衣料
運(yùn)動衣
針織紗
針織童裝
縐地麻織物
爛花麻織物:透氣、滑爽、懸垂
磨絨織物
針織用涼爽型紗
涼爽針織紗
涼爽針織紗
緞彩紗 機(jī)織布 |
| 中長類 |
T/R(65/35)20 S
T/A/R(45/35/25)28 S |
中長股線仿毛織物
中長三合一針織紗 |
| 包芯類 |
MR/NyModal包芯紗30 S
T/R/T中長包芯紗20 S
C/Ny包芯紗30 S |
針織紗(Modal包Nylon - 6長絲)
滌/粘包滌綸長絲
棉包Nylon - 6針織用紗 |
純紡類
|
Modal(1.0×38)30 S
PP(丙綸)32 S
Modal(1.2×38)16 S
T 100% 80 S |
機(jī)織用紗
針織用紗
針織用紗
高密織物 |
1.5.4.2 美國開發(fā)產(chǎn)品
美國市場中有7類產(chǎn)品多用噴氣紡生產(chǎn)(表5)。
| 表5 美國市場噴氣紡產(chǎn)品 |
| 紗線 |
織物產(chǎn)品 |
T/C(50/50、40/60)38S
T/C(50/50)35S
T 100 % 12S ~ 30S
T 100 % 30S
T/C(50/50)28S ~ 32S
T 100 % 20S
T/C(50/50、40/60)28S、30S、60S |
床上用品:床單、床罩、被套(噴緯、環(huán)經(jīng))
印花布、色織物
裝飾布:窗簾、臺布
針織面料:兒童裝
運(yùn)動服面料
醫(yī)用面料(一次性)
針織強(qiáng)力羅紋布 |
2 噴氣渦流紡紗
2.1 基本概況
1)型號:No.810 MVS,No.851 MVS,No.81 TMVS(twin)。
2)屬自由端噴氣渦流紡紗。
3)可紡10 tex(60 S)純棉紗、滌/棉及化纖混紡紗。
4)紡紗速度:400 m / min。
5)紗線毛羽減少3 / 4,3 mm以上近乎為0;抗起毛起球提高30 %; 吸濕、放濕性能好。
6)可紡包芯紗:彩色紗、花式紗。
7)No.81 TMVS:雙股。
8)人工減少250 %,能源節(jié)約30 %(與現(xiàn)代環(huán)錠紡相比)。
2.2 加捻原理
1)4個噴嘴(孔)與錐形圓錐管道圓相切,形成旋轉(zhuǎn)氣流(渦流),隨空心錠錐形頂端在錐形通道旋轉(zhuǎn)下滑,從排氣孔排出。
2)前羅拉纖維須條從吸口吸入,從輸送管道螺旋旋轉(zhuǎn)喂入,繞著引導(dǎo)棒,纖維頭端與紗尾搭接,尾端被旋轉(zhuǎn)渦流吹散,并旋轉(zhuǎn)加捻。
3)空心錠依靠切向氣流推動而轉(zhuǎn)動,回轉(zhuǎn)方向與渦流旋轉(zhuǎn)方向一致,協(xié)助對紗條加捻。
4) 紗線從空心錠引出,纖維從前羅拉不斷喂入,添加在紗線隨渦流旋轉(zhuǎn)端,連續(xù)加捻成紗。
2.3 成紗質(zhì)量
噴氣渦流紡的成紗結(jié)構(gòu)與環(huán)錠紡相似,但還存在有紗芯,約60 %的纖維在紗中呈螺旋排列。
從表 6中可以看出, 在紡純棉時噴氣渦流紡單紗強(qiáng)力和條干比相應(yīng)環(huán)錠紗稍差些,其它指標(biāo)都與環(huán)錠紡相當(dāng),毛羽比環(huán)錠紗大幅減少。因此,可以認(rèn)為用噴氣渦流紡紡純棉紗及其品與環(huán)錠紗是相當(dāng)?shù)摹?
| 表6 噴氣渦流紗與環(huán)錠紗的質(zhì)量對比 |
| 品種規(guī)格 |
重量CV/% |
條干CV/% |
細(xì)節(jié)/
(個·km -1 ) |
粗節(jié)/
(個·km -1 ) |
棉結(jié)/
(個·km -1 ) |
單強(qiáng)/
(cN·tex -1 ) |
單強(qiáng)CV/% |
平均毛羽/
根·(10mm) -1 |
3mm毛羽數(shù)/
根·(10mm) -1 |
MVS JC 32Ne
JC 32Ne |
12.45
11.77 |
3.8
0.2 |
15.8
13.5 |
32.1
31.5 |
15.3
16.6 |
7.5
7.8 |
5.7
5.2 |
4.48
5.5 |
9.5
187.9 |
3 結(jié)束語
噴氣紡紗是自動化、連續(xù)化、高速高產(chǎn)的紡紗途徑之一。針對我國國情,由于機(jī)器價格昂貴,只適合開發(fā)特色產(chǎn)品,以增加附加值來獲取較高利潤。
噴氣紡紗機(jī)不適合紡純棉產(chǎn)品,應(yīng)以噴氣渦流紡紗機(jī)開發(fā)純棉產(chǎn)品。(浙江輕紡職業(yè)技術(shù)學(xué)院 李桂華 陳葵陽 東華大學(xué) 于修業(yè))