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噴氣紡紗技術的發展

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噴氣紡紗技術的發展

發布時間: 2006/10/3 文章出處: 　

噴氣紡紗技術經過近20年的研究和開發，已逐步形成獨特的包纏紡紗體系，具有紡紗速度高,紡紗質量好,自動化水平高及工藝流程短等優點。噴氣紡紗機最適于加工生產等長纖維的化纖紗及化纖與棉等天然纖維混紡紗，尤其在加工生產差別化纖維化纖紗具有獨特的優勢，如生產細旦纖維紗等。但不太適應加工生產長度整齊度差的天然纖維。原料適應性不如環錠紗及轉杯紗。本文對噴氣紡紗技術的有關問題進行了討論。
1、綜述：美國杜邦公司于1936年研制出噴嘴包纏紡紗機，由于某些原因，未能進行工業化生產，四十年后，日本村田公司在杜邦公司單噴嘴包纏紡技術的基礎上研制噴氣紡紗，至1980年試制成功，1981年首先在美國西點公司批量生產了40臺，經過近10年的發展和不斷改進，形成了MJS系列的雙噴嘴噴氣紡紗機：MJS801、MJS802及MFS802H噴氣紡紗機，MJS802H型紡紗速度高達300米/分，MJS802型紡紗速度為200米/分，條干水平明顯優于環錠紡紗，可與轉杯紡紗相媲美。目前全世界已有3000臺噴氣紡紗機在運行，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，大都是MJS801。21世紀初，我國引進了為數不少的MJS802噴氣紡紗機。

噴氣紡紗機MJS802H及MJS802要比MJS801先進的多，機上設有電子清紗器,自動捻接器,自動清潔器,紗疵分析,斷頭顯示報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；另一方面紡紗機本身具備了自動絡紗機的一些功能，因此生產的筒子紗可直接供應針織或噴氣織機的緯紗或進入織前準備，大大縮短了生產工藝流程，既節省了占地面積(比環錠紡紡節省30%)，又節約了用工(比環錠紡節省50%)。
此外，村田公司還研制了MTS881噴氣紡紗捻線聯合機，集紡紗,并筒及捻線為一體，形成多功能的雙紗捻線聯合噴氣紡紗機。1995年村田公司還在國際紡織機械展覽會上展出了RJS羅拉式噴氣紡紗機生產的噴氣紗的毛羽長度只有0.5毫米，紗線光潔無疵，曾經被譽為展覽會之星，但由于球形羅拉部份的一些問題，還要進一步解決，因此到目前為止，只有MJS802系列的雙噴嘴噴氣紡紗機形成商品化。目前世界上運行的噴氣紡紗機大都是雙噴嘴MJS802系列的。MJS噴氣紡紗機最適于加工生產等長度的化學纖維，最高紡紗支數可達80英支，最低紡紗支數可以紡10英支左右。
2、噴氣紡紗的紗線結構特征與紡紗質量：噴氣紡紗的工藝過程是喂入的棉條經過羅拉牽伸后(四羅拉或五羅拉牽伸)，從前羅拉輸出的須條達到設計的細度，然后使須條經過第一，第二噴嘴進行加捻。噴嘴中的氣流以大約30萬轉／分的速度進行回轉，須條首先經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。如此連續進行，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，兩個噴嘴的回轉氣流方向相反，使得成紗的包纏纖維數達到30%左右，包纏纖維數量越多，未被包纏的纖維數量越少，紡出紗的強力越大。實踐證明，噴氣紡加工粗支紗的強力明顯低，而生產細支紗時，包纏纖維占的比例要比生產粗支紗時多得多，因此成紗強力高。紡紗速度越高，包纏纖維占的比例越高，成紗強力越高。細旦纖維的噴氣紗的紡紗中形成的包纏纖維數量多，因此成紗強力也越高。
噴氣紗由于是包纏紗，因此具有獨特的特征，如伸長小，縮卒低，膨松性好、條干均勻，紗疵少，單強比環錠紗低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%
對于單紗強力問題，國外進行了反復研究，并在無梭織機上進行對比實驗．認為盡管噴氣紗單紗強力比環錠紗低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，因此在織造時的斷頭卻比環錠紗低．所以美國目前大約有90%的噴氣紗用于噴氣織機的經紗或緯紗．
日本村田公司最初生產的MJS801，其適紡原料范圍小，多為滌棉混紡紗，對棉纖維適應性差：MJs802及MJS8021t噴氣紡紗機增加了棉型噴嘴，試圖專門用于加工純棉紗，擴大對整齊度差的棉纖維純紡紗的適應性，使紡紗強力有較明顯的提高．但實際上很少應用．因此用噴氣紡紗機生產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格，而且限制了噴氣紗的應用范圍，目前，國外在應用噴氣紡紗枚術加工細旦纖維方面開創了新的途徑，發現噴氣紡加工的細且纖維紗及其織物手感有明顯的改進。因為生產相同紗支的細旦纖維紗．不僅增加了紗線橫截面內的纖維根數，增大了纏結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過對噴氣紡紗技術的大量研究，認為用噴氣紡紗機加上的細旦纖維紗及織物具有以下的優勢：
3.1手感柔軟：用噴氣紡生產的細旦纖維及織物手感柔軟，纖維越細，手感越柔軟，國外許多廠家應用細旦噴氣紗生產名牌衫襯布料。
3．2紡紗速度高：用噴氣紡生產細旦纖維紗的紡紗速度可相應提高．如普梳滌棉(65/35)紗，纖維細度為0.8旦時，紡紗速度可達300萬轉份以上；相同支數紗若纖維細度為1.5旦，紡紗速度僅在250萬轉/分左右．用環錠紡加工細旦纖維時車速則要相應降低，以減少毛羽及棉結，轉杯紡目前尚不適應加工細旦纖維．
3．3強不勻低、奈干好用噴氣紡生產細旦纖維紗時，纖維越細，強不勻越低，條干越好，強力增加。
3．4毛羽少采用噴氣紡紗，纖維越細，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，紗線的毛羽、強力及均勻度等重要指標明顯得到改進，紡紗質量越好。細旦纖維可生產出于感柔軟、平滑的紗線及織物．
3．5織物起球少：在一般情況下，纖維越細則織成的織物越易起球．但織物起球現象很大程度上與紡紗手段有關，實踐證明：加工細旦纖維，其環錠紡、噴氣紡與轉杯紡紗的三種織物相比較以轉杯紗起球較嚴重，而噴氣，紡紗的織物起球現象最少．這是因為細旦纖堆采用噴氣紡紗時毛羽很少.
3，6，細旦纖維紡紗的棉結問題：在美國，生產滌棉混紡產品，滌綸纖維的細度一般多為0.1~1．0旦，但纖維長度應相應減少。如采用細度[9旦*長度]．25英寸(32毫米)，可顯著減少棉結：細旦纖維在梳棉機上加工時，如果長度和細度的關系不恰當，纖維較細而長度較長容易產生棉結。這是梳棉機加工細旦纖維時最敏感的問題．因此，在梳棉機上加上細旦纖維時，要適當的縮短纖維的長度。以減少棉結的增加．同時，要比采用1.2旦*1．5英寸纖維的紡紗強力要高。
歸納起來，用噴氣紡紗機生產細旦滌綸的滌棉屁紡紗，有如下優點：紡紗速度可增加10~20%；提高了成紗強力；改進了紗線的均勻度；織物手感柔軟，起球少。由于噴氣，紡紗技術的不斷改進、產品質量不斷提高、適紡范圍不斷擴大以及加工細旦纖維的優勢，在市場對高密細薄織物的需求日益增加的形勢下，噴氣紡紗越發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 與環錠紡不同，噴氣紡紗具有雙重結構，它由紗芯及包纏纖維組成，包纏紗的結構使紗具有獨特的性質，從而使織布技術獲得新的發展潛力，例如：這種包纏技術可用來產生一種沿紗的長度方向表面收縮的效果．這種紗織入布中，會產生出一種優美的縐紋作用，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構及特性影響不大，而包纏作用使得一些平行的纖維束纏結在一起．高收縮的現象及其包纏作用，使織成的布面呈現縐紋效應。
4．2 噴氣紗在無梭機織領域里占有獨特的地位，當噴氣織機使用噴氣紗作經紗時，具有明顯的優勢，由于它的開口高度十分小，假如經紗上的紗疵或毛羽很多時，織機的效率會很低，而噴氣紗的毛羽和紗疵比環錠紗要少得多，因此開口時紗線很少相互糾纏在一起．實踐證明，當應用噴氣紗作經紗時，經紗張力可減少10％，且織造時斷頭減少．使織機的效率顯著提高。
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，傳統的阻燃，防熱織物要經過化學處理，其織物重量要增加15~20％，而應用噴氣紗，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，外層燃燒后形成的網絡將炭化部分夾持住．這些網絡可以封閉氧氣及其它氣體的進入，從面起到防火阻燃作用。
4．4 將精細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，而且由于精細陶瓷粉末發射一種遠紅外線波，對人體還有保健醫療作用。
5、噴氣紡紗體系的投資及經濟效益
5．1經濟效益比較：美國在噴氣紡紗的經濟效益方面進行了研究，對噴氣紡紗機與環錠紡紗，細紗一一絡紗聯合生產線以及轉杯紡紗機進行了大量的數字對比，當環杯紡紗機以25000轉/分的高速度運轉，細絡聯的速度分別為17000轉/分和25 000轉/分，噴氣紡與轉杯紡的紡紗成本相近，但比環杯紡、細絡紡的紡紗成本要低的多．轉杯紡紗機的線速度最高為

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