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噴氣紡紗技術(shù)的發(fā)展

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噴氣紡紗技術(shù)的發(fā)展

發(fā)布時(shí)間: 2006/10/3 文章出處: 　

噴氣紡紗技術(shù)經(jīng)過近20年的研究和開發(fā)，已逐步形成獨(dú)特的包纏紡紗體系，具有紡紗速度高,紡紗質(zhì)量好,自動(dòng)化水平高及工藝流程短等優(yōu)點(diǎn)。噴氣紡紗機(jī)最適于加工生產(chǎn)等長纖維的化纖紗及化纖與棉等天然纖維混紡紗，尤其在加工生產(chǎn)差別化纖維化纖紗具有獨(dú)特的優(yōu)勢，如生產(chǎn)細(xì)旦纖維紗等。但不太適應(yīng)加工生產(chǎn)長度整齊度差的天然纖維。原料適應(yīng)性不如環(huán)錠紗及轉(zhuǎn)杯紗。本文對噴氣紡紗技術(shù)的有關(guān)問題進(jìn)行了討論。
1、綜述：美國杜邦公司于1936年研制出噴嘴包纏紡紗機(jī)，由于某些原因，未能進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，四十年后，日本村田公司在杜邦公司單噴嘴包纏紡技術(shù)的基礎(chǔ)上研制噴氣紡紗，至1980年試制成功，1981年首先在美國西點(diǎn)公司批量生產(chǎn)了40臺(tái)，經(jīng)過近10年的發(fā)展和不斷改進(jìn)，形成了MJS系列的雙噴嘴噴氣紡紗機(jī)：MJS801、MJS802及MFS802H噴氣紡紗機(jī)，MJS802H型紡紗速度高達(dá)300米/分，MJS802型紡紗速度為200米/分，條干水平明顯優(yōu)于環(huán)錠紡紗，可與轉(zhuǎn)杯紡紗相媲美。目前全世界已有3000臺(tái)噴氣紡紗機(jī)在運(yùn)行，美國約占70％左右，其它分布在東南亞、拉丁美洲及西歐諸國。我國八十年代初也有少量引進(jìn)，大都是MJS801。21世紀(jì)初，我國引進(jìn)了為數(shù)不少的MJS802噴氣紡紗機(jī)。

噴氣紡紗機(jī)MJS802H及MJS802要比MJS801先進(jìn)的多，機(jī)上設(shè)有電子清紗器,自動(dòng)捻接器,自動(dòng)清潔器,紗疵分析,斷頭顯示報(bào)警及單錠停止喂入等裝置。由于是由棉條喂入，取消了粗紗機(jī)；另一方面紡紗機(jī)本身具備了自動(dòng)絡(luò)紗機(jī)的一些功能，因此生產(chǎn)的筒子紗可直接供應(yīng)針織或噴氣織機(jī)的緯紗或進(jìn)入織前準(zhǔn)備，大大縮短了生產(chǎn)工藝流程，既節(jié)省了占地面積(比環(huán)錠紡紡節(jié)省30%)，又節(jié)約了用工(比環(huán)錠紡節(jié)省50%)。
此外，村田公司還研制了MTS881噴氣紡紗捻線聯(lián)合機(jī)，集紡紗,并筒及捻線為一體，形成多功能的雙紗捻線聯(lián)合噴氣紡紗機(jī)。1995年村田公司還在國際紡織機(jī)械展覽會(huì)上展出了RJS羅拉式噴氣紡紗機(jī)生產(chǎn)的噴氣紗的毛羽長度只有0.5毫米，紗線光潔無疵，曾經(jīng)被譽(yù)為展覽會(huì)之星，但由于球形羅拉部份的一些問題，還要進(jìn)一步解決，因此到目前為止，只有MJS802系列的雙噴嘴噴氣紡紗機(jī)形成商品化。目前世界上運(yùn)行的噴氣紡紗機(jī)大都是雙噴嘴MJS802系列的。MJS噴氣紡紗機(jī)最適于加工生產(chǎn)等長度的化學(xué)纖維，最高紡紗支數(shù)可達(dá)80英支，最低紡紗支數(shù)可以紡10英支左右。
2、噴氣紡紗的紗線結(jié)構(gòu)特征與紡紗質(zhì)量：噴氣紡紗的工藝過程是喂入的棉條經(jīng)過羅拉牽伸后(四羅拉或五羅拉牽伸)，從前羅拉輸出的須條達(dá)到設(shè)計(jì)的細(xì)度，然后使須條經(jīng)過第一，第二噴嘴進(jìn)行加捻。噴嘴中的氣流以大約30萬轉(zhuǎn)／分的速度進(jìn)行回轉(zhuǎn)，須條首先經(jīng)第一噴嘴的氣流作用完成凝聚與伸直，然后被第二噴嘴分離出一部分表層纖維，并以一定的捻角和壓力包纏在另一部分中芯纖維的外表。如此連續(xù)進(jìn)行，最后以250-300米/分的線速度卷繞成筒子。所形成的包纏捻度屬真捻。另外，第一噴嘴與第二噴嘴的旋轉(zhuǎn)氣流方向是相反的，其目的是為了在羅拉鉗口處造成一定的自由纖維量和纖維前端包纏的必要條件：前羅拉鉗口至第一噴嘴，須條捻向與氣圈回轉(zhuǎn)方向必須相反；第二噴嘴的氣流速度必須大于第一噴嘴的氣流速度，這些都是成紗的必要條件。噴氣紡紗加捻的原理屬于包纏紡紗的范疇，紗芯部分的纖維基本平行伸直，而外表則形成纖維對紗芯的包纏，兩個(gè)噴嘴的回轉(zhuǎn)氣流方向相反，使得成紗的包纏纖維數(shù)達(dá)到30%左右，包纏纖維數(shù)量越多，未被包纏的纖維數(shù)量越少，紡出紗的強(qiáng)力越大。實(shí)踐證明，噴氣紡加工粗支紗的強(qiáng)力明顯低，而生產(chǎn)細(xì)支紗時(shí)，包纏纖維占的比例要比生產(chǎn)粗支紗時(shí)多得多，因此成紗強(qiáng)力高。紡紗速度越高，包纏纖維占的比例越高，成紗強(qiáng)力越高。細(xì)旦纖維的噴氣紗的紡紗中形成的包纏纖維數(shù)量多，因此成紗強(qiáng)力也越高。
噴氣紗由于是包纏紗，因此具有獨(dú)特的特征，如伸長小，縮卒低，膨松性好、條干均勻，紗疵少，單強(qiáng)比環(huán)錠紗低15~20%，股線要低10~15%。3毫米以上軋羽很少，紗的表面光滑，單紗耐磨性差等。(見表1表2)

回絲：從2%減少到0.2%
對于單紗強(qiáng)力問題，國外進(jìn)行了反復(fù)研究，并在無梭織機(jī)上進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)．認(rèn)為盡管噴氣紗單紗強(qiáng)力比環(huán)錠紗低20%左右，然而在織造中由于噴氣紗的條子均勻度好、紗疵少，毛羽少，因此在織造時(shí)的斷頭卻比環(huán)錠紗低．所以美國目前大約有90%的噴氣紗用于噴氣織機(jī)的經(jīng)紗或緯紗．
日本村田公司最初生產(chǎn)的MJS801，其適紡原料范圍小，多為滌棉混紡紗，對棉纖維適應(yīng)性差：MJs802及MJS8021t噴氣紡紗機(jī)增加了棉型噴嘴，試圖專門用于加工純棉紗，擴(kuò)大對整齊度差的棉纖維純紡紗的適應(yīng)性，使紡紗強(qiáng)力有較明顯的提高．但實(shí)際上很少應(yīng)用．因此用噴氣紡紗機(jī)生產(chǎn)純棉紗存在較多困難．
3、噴氣紡紗織物的手感粗硬問題一直是噴氣紡的研究課題，它不僅影響成品的風(fēng)格，而且限制了噴氣紗的應(yīng)用范圍，目前，國外在應(yīng)用噴氣紡紗枚術(shù)加工細(xì)旦纖維方面開創(chuàng)了新的途徑，發(fā)現(xiàn)噴氣紡加工的細(xì)且纖維紗及其織物手感有明顯的改進(jìn)。因?yàn)樯a(chǎn)相同紗支的細(xì)旦纖維紗．不僅增加了紗線橫截面內(nèi)的纖維根數(shù)，增大了纏結(jié)纖維更具有柔軟可彎曲性，從而使噴氣紗及織物整理后的手感得到改善。此外，國外許多廠家還在紡織纖維添加柔軟劑，以減少纖維間的摩擦，使成品的手感得到改善．
美國與日本村田公司經(jīng)過對噴氣紡紗技術(shù)的大量研究，認(rèn)為用噴氣紡紗機(jī)加上的細(xì)旦纖維紗及織物具有以下的優(yōu)勢：
3.1手感柔軟：用噴氣紡生產(chǎn)的細(xì)旦纖維及織物手感柔軟，纖維越細(xì)，手感越柔軟，國外許多廠家應(yīng)用細(xì)旦噴氣紗生產(chǎn)名牌衫襯布料。
3．2紡紗速度高：用噴氣紡生產(chǎn)細(xì)旦纖維紗的紡紗速度可相應(yīng)提高．如普梳滌棉(65/35)紗，纖維細(xì)度為0.8旦時(shí)，紡紗速度可達(dá)300萬轉(zhuǎn)份以上；相同支數(shù)紗若纖維細(xì)度為1.5旦，紡紗速度僅在250萬轉(zhuǎn)/分左右．用環(huán)錠紡加工細(xì)旦纖維時(shí)車速則要相應(yīng)降低，以減少毛羽及棉結(jié)，轉(zhuǎn)杯紡目前尚不適應(yīng)加工細(xì)旦纖維．
3．3強(qiáng)不勻低、奈干好用噴氣紡生產(chǎn)細(xì)旦纖維紗時(shí)，纖維越細(xì)，強(qiáng)不勻越低，條干越好，強(qiáng)力增加。
3．4毛羽少采用噴氣紡紗，纖維越細(xì)，毛羽越少，特別是2毫米以上的毛羽明顯減少．
總之，噴氣紡紗的纖維越細(xì)，紗線的毛羽、強(qiáng)力及均勻度等重要指標(biāo)明顯得到改進(jìn)，紡紗質(zhì)量越好。細(xì)旦纖維可生產(chǎn)出于感柔軟、平滑的紗線及織物．
3．5織物起球少：在一般情況下，纖維越細(xì)則織成的織物越易起球．但織物起球現(xiàn)象很大程度上與紡紗手段有關(guān)，實(shí)踐證明：加工細(xì)旦纖維，其環(huán)錠紡、噴氣紡與轉(zhuǎn)杯紡紗的三種織物相比較以轉(zhuǎn)杯紗起球較嚴(yán)重，而噴氣，紡紗的織物起球現(xiàn)象最少．這是因?yàn)榧?xì)旦纖堆采用噴氣紡紗時(shí)毛羽很少.
3，6，細(xì)旦纖維紡紗的棉結(jié)問題：在美國，生產(chǎn)滌棉混紡產(chǎn)品，滌綸纖維的細(xì)度一般多為0.1~1．0旦，但纖維長度應(yīng)相應(yīng)減少。如采用細(xì)度[9旦*長度]．25英寸(32毫米)，可顯著減少棉結(jié)：細(xì)旦纖維在梳棉機(jī)上加工時(shí)，如果長度和細(xì)度的關(guān)系不恰當(dāng)，纖維較細(xì)而長度較長容易產(chǎn)生棉結(jié)。這是梳棉機(jī)加工細(xì)旦纖維時(shí)最敏感的問題．因此，在梳棉機(jī)上加上細(xì)旦纖維時(shí)，要適當(dāng)?shù)目s短纖維的長度。以減少棉結(jié)的增加．同時(shí)，要比采用1.2旦*1．5英寸纖維的紡紗強(qiáng)力要高。
歸納起來，用噴氣紡紗機(jī)生產(chǎn)細(xì)旦滌綸的滌棉屁紡紗，有如下優(yōu)點(diǎn)：紡紗速度可增加10~20%；提高了成紗強(qiáng)力；改進(jìn)了紗線的均勻度；織物手感柔軟，起球少。由于噴氣，紡紗技術(shù)的不斷改進(jìn)、產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高、適紡范圍不斷擴(kuò)大以及加工細(xì)旦纖維的優(yōu)勢，在市場對高密細(xì)薄織物的需求日益增加的形勢下，噴氣紡紗越發(fā)顯示出其重要地位及廣闊的友展前途。
4、噴氣紗的特殊用途：
4．1 與環(huán)錠紡不同，噴氣紡紗具有雙重結(jié)構(gòu)，它由紗芯及包纏纖維組成，包纏紗的結(jié)構(gòu)使紗具有獨(dú)特的性質(zhì)，從而使織布技術(shù)獲得新的發(fā)展?jié)摿Γ纾哼@種包纏技術(shù)可用來產(chǎn)生一種沿紗的長度方向表面收縮的效果．這種紗織入布中，會(huì)產(chǎn)生出一種優(yōu)美的縐紋作用，而不需使紗線具有高度的捻縮．這種表面收縮的效果，是由紗線里很小一部分的高收縮纖維所造成的，這種收縮變化對紗的結(jié)構(gòu)及特性影響不大，而包纏作用使得一些平行的纖維束纏結(jié)在一起．高收縮的現(xiàn)象及其包纏作用，使織成的布面呈現(xiàn)縐紋效應(yīng)。
4．2 噴氣紗在無梭機(jī)織領(lǐng)域里占有獨(dú)特的地位，當(dāng)噴氣織機(jī)使用噴氣紗作經(jīng)紗時(shí)，具有明顯的優(yōu)勢，由于它的開口高度十分小，假如經(jīng)紗上的紗疵或毛羽很多時(shí)，織機(jī)的效率會(huì)很低，而噴氣紗的毛羽和紗疵比環(huán)錠紗要少得多，因此開口時(shí)紗線很少相互糾纏在一起．實(shí)踐證明，當(dāng)應(yīng)用噴氣紗作經(jīng)紗時(shí)，經(jīng)紗張力可減少10％，且織造時(shí)斷頭減少．使織機(jī)的效率顯著提高。
4．3 近期，更多的噴氣紗用來織造穿著舒適的輕薄隔熱織物，傳統(tǒng)的阻燃，防熱織物要經(jīng)過化學(xué)處理，其織物重量要增加15~20％，而應(yīng)用噴氣紗，可采用具有抗高溫性能的纖維作為芯紗，外面包纏低阻溫性能的纖維，例如：棉、羊毛、晴綸／高強(qiáng)腈綸及混紡纖維．芯紗的纖維僅占全部纖維的20~25%。用這種噴氣紗織造的織物，可以阻燃，遇火時(shí)外層包纏的纖維熔化或燃燒，而紗芯部分卻保留基本完整狀態(tài)，外層燃燒后形成的網(wǎng)絡(luò)將炭化部分夾持住．這些網(wǎng)絡(luò)可以封閉氧氣及其它氣體的進(jìn)入，從面起到防火阻燃作用。
4．4 將精細(xì)陶磁粉末處理后的滌綸短纖維作為包纏纖維，包纏在棉纖維或其它普通化纖紗芯上，所形成的包芯紗具有對紫外線的屏蔽作用．用這種紗織成的織物及服裝不僅抗紫外線輻射，而且由于精細(xì)陶瓷粉末發(fā)射一種遠(yuǎn)紅外線波，對人體還有保健醫(yī)療作用。
5、噴氣紡紗體系的投資及經(jīng)濟(jì)效益
5．1經(jīng)濟(jì)效益比較：美國在噴氣紡紗的經(jīng)濟(jì)效益方面進(jìn)行了研究，對噴氣紡紗機(jī)與環(huán)錠紡紗，細(xì)紗一一絡(luò)紗聯(lián)合生產(chǎn)線以及轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)進(jìn)行了大量的數(shù)字對比，當(dāng)環(huán)杯紡紗機(jī)以25000轉(zhuǎn)/分的高速度運(yùn)轉(zhuǎn)，細(xì)絡(luò)聯(lián)的速度分別為17000轉(zhuǎn)/分和25 000轉(zhuǎn)/分，噴氣紡與轉(zhuǎn)杯紡的紡紗成本相近，但比環(huán)杯紡、細(xì)絡(luò)紡的紡紗成本要低的多．轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的線速度最高為

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