噴氣紡紗和渦流紡紗的產(chǎn)品特點(diǎn)及其發(fā)展

噴氣紡紗和渦流紡紗的產(chǎn)品特點(diǎn)及其發(fā)展于修業(yè)（中國紡織大學(xué)）摘要：噴氣紡炒和渦流紡紗是七十年代發(fā)展起來的新薪型紡紗。兩種紡紗的成紗機(jī)理和紗的結(jié)構(gòu)與其它紡紗不同，其產(chǎn)品有獨(dú)到之處，別具風(fēng)格。本文著重介紹兩種紡紗的產(chǎn)品特點(diǎn)，并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)初步分析，提出兩種紡紗今后發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：渦流；渦流紡紗；噴氣紡紗；紡紗新方法；產(chǎn)品特性；技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析1引言噴氣紡和渦流紡的原理起源謳早，但作為新型紡紗方法還是七十年代以后分別由日本村田公司（Murata）和波蘭羅茲公司（Lods）研制成功的。日本村田公司1980年推出MJS-801噴氣紡紗機(jī)，以后分別在歷屆國際紡織機(jī)械展覽會上展出。波蘭羅茲公司1975年在米蘭國際紡織機(jī)械展覽會上展出過PF一1型渦流紡紗機(jī)。這兩種新型紡紗有它們的共同點(diǎn)：即都是利用氣流旋轉(zhuǎn)形成渦流場對紗條進(jìn)行加捻。加捻機(jī)構(gòu)都很簡單，投有高速回轉(zhuǎn)機(jī)件，適應(yīng)高速生產(chǎn)，紡紗速度一般在l50～200米／分，但它們又有截然不相同的成紗機(jī)理；噴氣紡屬于非自由端紡紗，紗的結(jié)構(gòu)是假捻一退捻一包纏紗，而渦流紡則是自由端紡紗。由于兩種紡紗適紡的范圍和產(chǎn)品有局限性，對它的成紗結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)人們的認(rèn)識還不充分，使之研制和發(fā)展受到了不同程度的影響。但從紡紗原理和紗的結(jié)構(gòu)來看都有獨(dú)到之處，它們的產(chǎn)生和進(jìn)一步發(fā)展．對紡織工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響將會起著不能忽視的作用．2紗的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其產(chǎn)品噴氣紡紗是把羅拉牽伸輸出的須條，經(jīng)兩個(gè)氣流旋轉(zhuǎn)方向相反的雙噴嘴所形成的渦流場推動紗條回轉(zhuǎn)，對紗條進(jìn)行加捻成紗[1-3]。第二噴嘴的氣壓和旋轉(zhuǎn)能量大于第一噴嘴，第一噴嘴產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)氣流只能使第二噴嘴對紗條施加的捻度解捻，使這段紗條呈弱捻狀態(tài)，同時(shí)使前羅拉輸出須條的邊纖維形成半自由狀態(tài)的開端纖維，然后再以反向包覆在紗的表面。當(dāng)紗條通過第二噴嘴后，由于假捻而反方向迅速退捻，在退捻力矩作用下，外表包覆的開端纖維更緊密地包纏在紗芯上，成為紗芯纖維基本平行，表面有捻的包纏噴氣紗，如圖1所示[4、5]。圖1噴氣紗的形成噴氣紡最適合紡滌棉混紡紗，紡紗號數(shù)（tex）可在29～9tex（20～60Nc英支），紗的強(qiáng)力為同等環(huán)錠紗的90～95％；條干均勻、強(qiáng)力不勻低、紗疵、長毛羽少[6、7]。但纖維一端纏在紗芯上，頭端留在紗的表面，呈0.5毫米以下短羽毛較多；適宜制機(jī)織和針織物，織物手感硬、挺、膨松、豐滿、厚實(shí)、透氣性好、耐磨、染色性能好。目前國內(nèi)噴氣紡的大宗產(chǎn)品如表1所示。表l噴氣紡紗的產(chǎn)品組物種類所用紗支及品種產(chǎn)品及其特點(diǎn)機(jī)織類T／C65／35，14.6，13texT／C50／50，16.2TexT／C65／35，18.2TexT／C65／35，13.9Tex仿麻織物，外觀豐滿、手感硬爽床單，布面勻整、手感厚實(shí)、挺括、吸濕性好，略有粗糙感與長絲空織仿毛花昵，色澤鮮艷、毛型感強(qiáng)42／2×21／2線平布，可作外衣，經(jīng)防水處理成風(fēng)雨水衣類針織類T／C65／35，16.2TexT／C60／40，17.1Tex汗衫，毛巾編織網(wǎng)眼衫其他T／C60／40TexT／CT／C中長T／C65／35，9Tex包芯噴氣紗爛花仿毛織物磨絨織物仿毛織物股線，強(qiáng)力高、挺括、萬米無接頭注：T／C65／35代表滌（T）與棉（C）混紡，比例為65％與35％。噴氣紗做色織緯磨絨織物類產(chǎn)品．就會揚(yáng)長避短，發(fā)揮了噴氣紗的膨松短毛羽多、纖維一端纏在紗芯上的特點(diǎn)；比同類環(huán)錠紗織物顯得絨平整、堅(jiān)牢、厚實(shí)、外觀紋路立體感強(qiáng)、耐磨、染色性能好等優(yōu)點(diǎn)。渦流紡紗則是采用刺輥分梳成單纖維，再輸送進(jìn)渦流管內(nèi)，在渦流場的作用下形成回轉(zhuǎn)的自由端紗尾環(huán)，繞渦流管中心回轉(zhuǎn)而加捻成紗[8]。如圖2所示。圖2渦流紡紗器這種紡紗方法，實(shí)驗(yàn)證明，它對纖維的整齊度和纖維表面性狀要求較高，最適宜于紡制腈綸纖維。由于離心力的作用，使渦流管內(nèi)的紗尾從引紗孔開始形成傘狀錐形回轉(zhuǎn)體。如圖3所示。機(jī)織類腈綸1.5旦×3毫米32.3Tex腈綸1.5旦×3毫米83.3Tex絨窗簾布雙面絨童毯腈綸3旦×65毫米6旦×65毫米50/50182.2Tex提花腈綸毛毯腈綸3旦×65毫米50%腈綸6旦×65毫米40%18.2Tex滌綸5旦×65毫米10%滌腈混紡毛毯腈綸3旦×65毫米65%滌綸2.5旦×65毫米35%83.3，41.5Tex法蘭絨和格子中花呢針織類腈綸1.5旦×38毫米83.3Tex腈綸1.5旦×35毫米36.4Tex腈綸3旦×65毫米53，97.2Tex起絨厚運(yùn)動衫起絨薄運(yùn)動衫腈綸起毛圍巾腈綸3旦×65毫米90%三角異型滌綸9旦×65毫米10%92.5Tex滌腈閃光素色拉毛加長圍巾其他腈綸包芯紗簾子線，輸送帶，帳篷，人造革里表6成紗質(zhì)量對比支別Tex（N）T/C65/35，14.6（40）T100%9.7（60）T/C65/35，13（45）T/C65/35，27.8（21）紗別實(shí)際號數(shù)（Tex）重量不勻（%）縷紗強(qiáng)力（N）縷強(qiáng)不勻（%）品質(zhì)指標(biāo)單紗強(qiáng)力（CN）單強(qiáng)CV（%）伸長（%）伸長CV（%）MJS14.90.633853.826402336.359.06.95RS14.71.3644194710.29.09MJS9.740.753264.61342020311.758.99.86RS9.712.043804.59399023311.3510.06.72MJS13.011.202675RS12.871.472975MJS20.901.432815RS20.951.733145烏氏條干CV（%）細(xì)節(jié)（個(gè)/1000米）粗節(jié)（個(gè)/1000米）棉結(jié)（個(gè)/1000米）16.3417515058817.7216340657317.55336959419.1236036860717.5117.816.7118.41對比分析表明：噴氣紗強(qiáng)力約低于環(huán)錠l0％；重不勻率、強(qiáng)不勻率、條干、結(jié)雜都優(yōu)于環(huán)錠紗，也優(yōu)于氣流紗，烏氏試驗(yàn)的棉結(jié)有時(shí)珞高于環(huán)錠，噴氣紡產(chǎn)量是環(huán)錠紡的7.35~8.53倍；占地面積比環(huán)鏈減少25％左右，比氣流紡減少15％左右；用人工約減少60％；設(shè)備投資比國產(chǎn)環(huán)錠紡設(shè)備高近2倍．與環(huán)錠紡引進(jìn)設(shè)備的投資相近；用電比國產(chǎn)環(huán)錠高40~50％，與引進(jìn)設(shè)備相當(dāng)，低于氣流紡；機(jī)物料消耗費(fèi)比環(huán)錠低30％；綜合成本因國內(nèi)電價(jià)高、工資低而高出環(huán)錠6~7％。表7噴氣紡技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析一各項(xiàng)目指標(biāo)機(jī)型產(chǎn)量（kg/千錠時(shí)）占地面積（米2/時(shí)噸紗）勞動定額（人／萬錠）設(shè)備投資（％）單位產(chǎn)量的設(shè)備投資（萬元／時(shí)噸紗）單位產(chǎn)量耗電（度／噸紗）機(jī)物料消耗費(fèi)（元／萬錠）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)國產(chǎn)環(huán)錠37.912.4810179.025576.8358.8100772.321502.929.61進(jìn)口環(huán)錠112.36262~4012092.55噴氣紡MJS-801278.46106.47768321306.6156.06404.32151.642118.626.80氣流紡SQ1HS-5T66.5991.429047.48107.49251.891265.882953.212387.41表8噴氣紡技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析二各項(xiàng)目指標(biāo)機(jī)型產(chǎn)量（kg/千錠時(shí)）占地面積（米2/時(shí)噸紗）勞動定額（人／萬錠）設(shè)備投資（％）單位產(chǎn)量的設(shè)備投資（萬元／時(shí)噸紗）單位產(chǎn)量耗電（度／噸紗）機(jī)物料消耗費(fèi)（元／萬錠）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)國產(chǎn)環(huán)錠100100100100100100100100100進(jìn)口環(huán)錠31.32262~401139.23噴氣紡MJS-80173585375.4883.343.49404.3278.59140.9770.76氣流紡SQ1HS-5T175.7241.288.8829.95251.89163.91382.38158.85渦流紡在世界范圍內(nèi)紗錠不多，難作系統(tǒng)的分析，波蘭早期曾對渦流紡、氣流紡、環(huán)錠紡三者作過對比分析，見表9所示。國內(nèi)對國產(chǎn)渦流紡紗機(jī)與環(huán)錠細(xì)紗機(jī)也做過比較，見表10、表l1所示從初步分析看出，渦流紡產(chǎn)量是環(huán)錠紡的8倍，單位面積產(chǎn)量是環(huán)錠的2.4倍；耗電略高于環(huán)錠，低于氣流紡；投資費(fèi)用也低于環(huán)錠和氣流紡。表9渦流紡技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析項(xiàng)目環(huán)錠氣流紡渦流紡PJ-310型細(xì)紗機(jī)BD-200M型與環(huán)錠百分比（%）PF-1型與環(huán)錠百分比（%）紗支Tex（公支）年產(chǎn)量（噸）錠數(shù)生產(chǎn)面積（米2）直接生產(chǎn)工人（人/班）總功率（千瓦）1公斤紗加工用費(fèi)（茲羅提/公斤）直接生產(chǎn)工人的勞動生產(chǎn)率（公斤/工時(shí)）投資費(fèi)用（1噸紗/千羅茲提）千瓦耗電的紗產(chǎn)量25（40）2560163204552439414.709.3834.400.42525（40）256048002824266614.1115.3830.100.605626070871648814225（40）256019202664237613.2917.3921.90.5255853807018564124表10渦流紡技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析各機(jī)型錠（臺）數(shù)指標(biāo)項(xiàng)目渦流紡環(huán)錠紡84錠84錠84錠84錠400錠紡紗號數(shù)（Tex）千錠時(shí)實(shí)際產(chǎn)量（kg）紡紗速度（米/分）效率（%）98.41813.31409998.419001549998.4110081739998.4111201909998.41124.824.986機(jī)臺數(shù)開清棉（列）梳棉機(jī)（臺）頭道并條（臺）二道并條（臺）粗紗機(jī)（臺）細(xì)紗機(jī)（臺）渦流紡紗機(jī)（臺）絡(luò)筒機(jī)100錠（臺）1306363130665.43130664.83130664.8313066414占地面積合計(jì)（米2）擋車人數(shù)（人/班）功率（千瓦/臺）48521214852126441192544119258624817表l1渦流紡紗技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析機(jī)型渦流紡環(huán)錠紡渦流紡與環(huán)錠紡之比紡紗速度（米／分）14015417219025140154172190產(chǎn)量單錠（克/時(shí)）單位面積（公斤/米2）8180.859000.9310081.0511201.151250.486.61.87282.28.82.4單位耗電（度/公斤）0.30.310.270.250.251.21.241.10.984前景展望根據(jù)國內(nèi)外噴氣紡生產(chǎn)實(shí)踐，證明該機(jī)技術(shù)先進(jìn)，滌棉混紡中細(xì)支紗的產(chǎn)品有一定特色，特別在磨絨織物更有優(yōu)越性，可以代替部分環(huán)錠紡的產(chǎn)品。由于噴氣紡在紡純棉紗時(shí)的強(qiáng)力較低，使之應(yīng)用范圍和發(fā)展受到一定限制。1988年日本村田公司對MJS-881改進(jìn)了牽伸裝置和噴嘴結(jié)構(gòu)，推出了MJS-802、MJS-881新型的噴氣紡紗機(jī)，可紡滌棉，也可紡純棉中細(xì)支紗和雙紗合股及花式線。該機(jī)紡紗質(zhì)量如表12所示。表12MJS-802，MJS-881紡純棉紗的質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目MJS-802MJS-881支別Tex（Ne）單紗強(qiáng)力（CN）單強(qiáng)不勻CV%強(qiáng)度（CN/Tex）伸長（%）伸長不勻（%）19.6（2972）175.47.48.86.629.914.7（3961）123.58.28.25.5110.617/2（34/2）200（雙股末加捻）7.75.819.4/2（30/2）250.7（雙股末加捻）7.65.9烏氏條干CV%細(xì)節(jié)（個(gè)/1000米）粗節(jié)（個(gè)/1000米）棉節(jié)（個(gè)/1000米）9.514113710.8626306411.411317毛羽2mm（個(gè)/1000米）4mm（個(gè)/1000米）357252這種新機(jī)型雖然紡紗質(zhì)量（單強(qiáng)）還不高，但它的出現(xiàn)使噴氣紡紗技術(shù)的發(fā)展前景極為可觀；如果能在牽伸裝置和噴嘴設(shè)計(jì)進(jìn)一步研究，使紡紗質(zhì)量進(jìn)一步提高，并使應(yīng)用范圍更廣泛，在其他類纖維紡紗（毛、麻）領(lǐng)域中也能應(yīng)用，將對整個(gè)紡紗工藝技術(shù)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)起著巨大的影響。而渦流紡，目前存在著對纖維的整齊度、纖維表面性狀要求較高，紡紗支數(shù)偏低，強(qiáng)力電不高、條干較羞，適紡產(chǎn)品范圍狹窄等問題，有待進(jìn)一步研究但是。它能生存至今的原因是：可以紡腈綸紗做起絨織物優(yōu)于各種紡紗的起絨織物。從紡紗原理看也是有生命力的。一旦技術(shù)關(guān)鍵得到突破，就嘗有所前進(jìn)參考文獻(xiàn)：[1]中原悌二村田ヴェシトスヒナヴ—‘MJS’纖維機(jī)械學(xué)會志，1982；35（9）：414～416[2]加藤久明MJS系の多樣化．纖維機(jī)械學(xué)會志．1985；38（2）：95～102[3]KellerAH，TheNewAirjetOEspinningsystemfromJapan．IntText．Bull，1981；（4）：407～408[4]TeijiNakabara．ThcNewAirjetOEspinningsystemfromJapan．IntTextBul1