趙立曼

(西安工程大學(xué)，陜西 西安 710048)

1 引言

噴氣紡紗是利用高速旋轉(zhuǎn)氣流進(jìn)行紡紗的工藝，是一種紡紗原理既不同于環(huán)錠紡也不同于轉(zhuǎn)杯紡的新型紡紗方法。噴氣包纏紡紗的成紗機(jī)理，所紡紗線強(qiáng)力低[1]。包芯紗是由兩種或兩種以上的纖維組合而成的一種新型紗線。是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和歐美市場(chǎng)比較流行的產(chǎn)品，除了具有特殊的結(jié)構(gòu)外，還有很多優(yōu)點(diǎn)，它可以利用芯紗(化纖長(zhǎng)絲)優(yōu)良的物理性能、外包纖維的性能和表面特征，充分發(fā)揮兩種纖維的特長(zhǎng)并彌補(bǔ)它們的不足。

因此本文通過(guò)在噴氣紡紗機(jī)上進(jìn)行包芯紗的紡制，以相同外包纖維以及兩種不同長(zhǎng)絲紗芯為原料，紡制不同結(jié)構(gòu)的包芯紗，研究紗線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并就噴氣包芯紗的紡制過(guò)程進(jìn)行分析。

2 噴氣包芯紗成紗原理

短纖維同長(zhǎng)絲在前鉗口輸出后，便進(jìn)入第一噴嘴包纏成紗。受第一噴嘴(靠近前鉗口)氣流的作用，前鉗口輸出的須條分離出一部分自由端纖維。同時(shí)，其纏繞在主體紗條(包括芯絲及部分外包纖維)上，形成初步包纏。紗條進(jìn)入開纖槽后，依靠與開纖槽的摩擦作用，使外包纖維相應(yīng)變緊，當(dāng)紗條經(jīng)過(guò)第二噴嘴后，由于第二噴嘴產(chǎn)生的氣流回轉(zhuǎn)方向與第一噴嘴產(chǎn)生的氣流回轉(zhuǎn)方向相反，相反的氣流作用使紗芯的捻度被解開，這時(shí)，外包纖維卻因?yàn)榘卜较蚝图喰镜募倌矸较蛳喾炊患由闲碌哪矶龋纬勺詈蟀p[2]。外包纖維包覆在長(zhǎng)絲周圍形成噴氣紡長(zhǎng)絲包芯紗。

2.1 參數(shù)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

2.1.1 參數(shù)的選擇

本課題采用DHUP02型噴氣紡小樣機(jī)，由東華大學(xué)研制。該機(jī)器可紡支數(shù)為20～60英支；紡紗速度為120～200 m/min；后區(qū)牽伸倍數(shù)為2倍，中區(qū)為1～4倍，前區(qū)為25～50倍；喂入比為0.99；卷繞比為1.01。

另外通過(guò)查閱文獻(xiàn)可知：生產(chǎn)噴氣包芯紗的關(guān)鍵是產(chǎn)生足夠多的包纏纖維[3]。因此為了提高包芯紗的包覆效果，在試紡中適當(dāng)提高了兩個(gè)噴嘴氣壓差值：第一噴嘴氣壓0.2 MPa，第二噴嘴氣壓0.55 MPa；并適當(dāng)減小紡紗速度，為80 m/min；另外張力裝置的張力為4.5 cN。

本課題所用外包短纖維為滌/棉(65/35)，干定量為17.93/5 m的滌棉混紡普梳熟條，采用噴氣紡分別紡制21 s +77.8 dtex錦綸長(zhǎng)絲包芯紗和21 s+77.8 dtex滌綸長(zhǎng)絲包芯紗；并與相同粗細(xì)環(huán)錠紡包芯紗進(jìn)行比較。

2.1.2 不同長(zhǎng)絲包芯紗的實(shí)驗(yàn)

不同長(zhǎng)絲包芯紗的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 不同長(zhǎng)絲的噴氣包芯紗質(zhì)量對(duì)比

注：以上數(shù)據(jù)均為所測(cè)平均值。

2.1.3 結(jié)果分析

從表1可以看出: (1)滌綸包芯紗強(qiáng)力大于錦綸長(zhǎng)絲強(qiáng)力；(2) 滌綸包芯紗毛羽較錦綸包芯紗多；(3)由于噴氣紡包芯紗包纏牢度高，使得所紡噴氣包芯紗的毛羽較環(huán)錠包芯紗少，而強(qiáng)力則變差。

2.1.4 包芯紗的結(jié)構(gòu)分析

噴氣包芯紗紡制過(guò)程中，芯紗處于氣流漩渦的中心，逐漸被隨氣流旋轉(zhuǎn)的外圍短纖維層層包纏起來(lái)，從而避免了環(huán)錠紡包芯紗在加捻中由于內(nèi)外層纖維受力存在差異而產(chǎn)生的纖維內(nèi)外轉(zhuǎn)移現(xiàn)象[3]。因此，噴氣包芯紗相對(duì)環(huán)錠紡包芯紗具有較好的包覆效果。

噴氣紡包芯紗具體特點(diǎn)如下：

(1)噴氣紡包芯紗外包纖維在芯絲的周圍分布得均勻、連續(xù)，成紗條干較好，包纏牢度較高。

(2)從包纏形態(tài)來(lái)看，噴氣包芯紗整根纖維包纏占少數(shù)，多數(shù)是頭端包纏。

(3)從包覆效果來(lái)看，噴氣包芯紗的毛羽少，且具有方向性；包覆效果較好，紗線表面光滑。

2.2 紡制中注意事項(xiàng)

2.2.1 選取較小紡紗速度

在錦綸長(zhǎng)絲包芯紗紡紗過(guò)程中，當(dāng)選取120 m/min進(jìn)行紡制時(shí)，紗線的包覆效果很差，外觀類似長(zhǎng)絲與短纖維交捻；而當(dāng)紡紗速度降低至80 m/min時(shí)，紗線的包覆效果明顯改善。這主要是由于當(dāng)紡紗速度較大時(shí)，短纖維在噴嘴中停留時(shí)間較短，須條來(lái)不及加捻、解捻和包纏就已輸出，從而使得包覆纖維減少，影響包芯紗的包覆效果。

2.2.2 選取合適氣壓配置

由噴氣紡紗的成紗原理知，噴氣紡紗機(jī)兩個(gè)噴嘴氣壓大小的匹配是工藝設(shè)定的重要環(huán)節(jié)，它影響單紗強(qiáng)力。這是因?yàn)榈谝粐娮斓臍鈮捍笮∮绊懼喚€中包纏纖維的包纏狀況，第一噴嘴氣壓增加，使得分離出的頭端自由纖維數(shù)量增加，包纏效率提高。但是，第一噴嘴氣壓太高，導(dǎo)致短纖維過(guò)多聚集在紗線外層，使成紗強(qiáng)力驟然降低。第二噴嘴的壓力是形成紗線最終結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素，它決定著包纏纖維對(duì)芯紗長(zhǎng)絲的松緊程度和包纏狀態(tài)，因而對(duì)紗線強(qiáng)力起著決定性作用，對(duì)紗線彈性、剛度及條干均勻度亦有不小影響。故在試紡中，針對(duì)氣壓配置作了以下調(diào)節(jié): 第一噴嘴氣壓0.2 MPa，第二噴嘴氣壓0.55 MPa。

2.2.3 張力的選取

在紡制包芯紗時(shí)，包芯紗產(chǎn)生包覆條件之一是長(zhǎng)絲所受張力必須大于外包纖維張力，這時(shí)外包纖維才會(huì)把芯絲包覆形成包芯紗。而今在對(duì)細(xì)紗機(jī)進(jìn)行改造時(shí)，多采用芯絲通過(guò)導(dǎo)絲鉤直接引入前羅拉鉗口處，這樣，在紡紗過(guò)程中芯絲所受張力較小，不穩(wěn)定且無(wú)法調(diào)節(jié)，最終影響成紗質(zhì)量。而本課題在試紡中，在長(zhǎng)絲通過(guò)導(dǎo)絲鉤喂入前羅拉之前，安裝了水平式墊圈張力裝置，將長(zhǎng)絲引出方式改為沿筒子外圓的切線方向拉出，并使長(zhǎng)絲經(jīng)過(guò)張力器進(jìn)入張力調(diào)節(jié)區(qū)，以有效地調(diào)整芯絲進(jìn)入前羅拉鉗口之前的張力。

但是在紡制過(guò)程中，合理的張力能夠有效地調(diào)整芯絲，使其進(jìn)入前羅拉鉗。在試驗(yàn)中，當(dāng)所選張力為9.8 cN時(shí)，芯紗會(huì)發(fā)生斷裂，使試驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行，故張力不可過(guò)大，否則長(zhǎng)絲進(jìn)入前羅拉時(shí)易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。所以張力器張力大小應(yīng)適中，才能保證成紗質(zhì)量。

3 結(jié)論與展望

在噴氣紡紗機(jī)上生產(chǎn)包芯紗時(shí)，首先要對(duì)噴氣小樣機(jī)進(jìn)行合理的改造，增加長(zhǎng)絲張力控制裝置，合理選擇噴嘴氣壓值以及紡紗速度；第一噴嘴氣壓0.2 MPa，第二噴嘴氣壓0.55 MPa，紡紗速度80 m/min，可獲得良好包覆效果。同時(shí)由于噴氣紡特殊的成紗機(jī)理，其包芯紗的包覆效果比普通環(huán)錠紡包芯紗包覆效果好，且毛羽少，紗線表面較光滑。

通過(guò)對(duì)包芯紗紡制過(guò)程的深入分析，進(jìn)一步探討噴氣包芯紗的成紗機(jī)理，并對(duì)噴氣紡包芯紗織物進(jìn)行研究，開發(fā)出一些適合該紗線的織物，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，充分發(fā)揮包芯紗的優(yōu)勢(shì)。

[1]劉國(guó)濤.新型紡紗[M].中國(guó)紡織出版社, 1999: 73-78.

[2]楊元.包芯紗包覆效果測(cè)試分析[J].紡織導(dǎo)報(bào).2005(7)：53-56.

[3]邢明杰, 楊磊.噴氣包芯紗的紡制及其包覆效果探析[J].棉紡織技術(shù), 2005(9)：1-4.