喷气涡流纺纱工艺和喷嘴参数研究许瑾 戴泽桦 田茂 耿静 刁传云 郁崇文(东华大学纺织学院) 摘要：本文将涤棉、粘胶、竹浆三种原料采用喷气涡流纺纺制成纱，同时对喷气涡流纺工艺和喷嘴参数对成纱结构的影响进行研究，通过试验得出喷气涡流纺有关工艺与喷嘴的优化参数。 关键词：喷气涡流纺，喷嘴，成纱性能，涤棉纱，粘胶纱，竹浆纱l 引言 喷气涡流纺是在喷气纺的基础上发展起来的一种新型纺纱技术。喷气涡流纺采用高速涡流对纱条进行加捻并辅助罗拉牵伸以更好地控制纤维，使纤维伸直，平行度好，这有利于提高纱线强度。而且纱线毛羽少、耐磨性和抗起毛起球性好，具有良好的导湿性能。本文对喷气涡流纺进行了初步的研究分析不同喷嘴参数和工艺参数对不同原料的成纱性能的影响。2试验及结果 本实验分别研究了前罗拉钳口到喷嘴距离、喷嘴气压、导纱针到空心管的距离和空心管锥角四个因素对二种原料的喷气涡流纱的拉伸性能和成纱外观性能的影响。21试验原料的性能22试验方案及结果221前罗拉钳口到喷嘴的距离对三种原料成纱性能的影响 本组实验前罗拉钳口到喷嘴距离选取了13mm、14mm、15mm、16mm、17mm五个实验点。实验结果是测试20次求得的平均值，实验条件及参数如表2所示。 (1) 前罗拉到喷嘴入口的距离对三种原料拉伸性能的影响图中的前罗拉钳口到喷嘴入口的距离影响纺纱的顺利程度，趋势为越小越容易纺纱。由于纤维束在负压的吸引下进入喷嘴，越靠近喷嘴入口，负压的作用越强烈，若距离偏大，负压无法顺利将纤维束吸入喷嘴，造成喷口的拥塞。 由图1(a)可以看出：对涤棉纱，前罗拉钳口到喷嘴入口的距离为13mm到14mm时强度高，随距离变大，强度下降。对于强度不匀，15mm时不匀最小，原因是13mm时喷嘴离前罗拉的距离太小，易形成棉屑的堆积，形成疙瘩纱，使纱线强度不匀增大。14mm时的强度比13mm时下降f25，而强度不匀下降了123。综合考虑前罗拉到喷嘴的距离14mm时是最件试验点 由图1(b)可以看出：对粘胶纱，随着前罗拉到喷嘴入口的距离的增加纱线强度是先增加后减小，在14mm时强度达到最大值；由l(c)看出，对竹浆纱，随前罗拉到喷嘴入口距离的增加，纱线强度也是先增加后减小，在15mm时强度达到最大值。强度不匀在14mm时最低，但此时强度也比较低。综合考虑15 mm时为最佳实验点。 由于涤棉、粘胶和竹浆三种原料的主体长度分别为：37 mm、36mm40 mm，其最佳的前罗拉到喷嘴入口的距离分别为14mm、14 mm15 mm。由此看出，前罗拉钳口到喷嘴入口的距离与纤维的主体长度密切相关。一般，该距离稍小于纤维主体长度时对成纱有利，可使纤维紧密包缠而形成实捻结构的纱线。(2) 前罗拉到喷嘴入口的距离对三种原料外观质量的影响条干不匀随前罗拉到喷嘴距离的增大而增人。因为距离越人，负压对输出纤维的作用越小，纤维束难以集聚进入喷嘴。对于毛羽，涤棉纱随前罗拉到喷嘴距离的增大而增大，粘胶纱的这。变化则不明显，竹浆纱是先变人后变小。2.22气压对对三种原料成纱性能的影响 本组实验气压选取了04Mpa、045Mpa、O5Mpa、055Mpa、06Mpa五个实验点。实验结果是测试20次求得的平均他，实验条件及参数如表3所示。(1) 气压对三种原料拉伸性能的影响气压影响加捻效率和耗气量。气压增大，喷嘴内涡流旋转速度提高，带动加捻速度提高，捻度随着加捻速度的提高而增大。由于存在临界捻系数，当捻度加到一定值时纱线的强度达到最高，若继续提高气压增加捻度则纤维强力反而下降。实验数据显示纱线的强度的确存在波峰，符合理论依据。 分析图3发现：气压与纤维原料的刚度密切相关。 涤棉纱由于其纤维刚度较人，气压为05Mpa时强度最高，且强度不匀较低，综合考虑气压为05Mpa时是最佳试验点。 对于粘胶和竹浆原料，其刚度均较涤棉的小。因此，其加捻气压可比涤棉的低。由图看出：粘胶纱和竹浆纱均在气压为045Mpa时强力最高，强度不匀最低。(2) 气压对三种原料外观质量的影响 由图4看出，纱的条干不匀先随气压增大而增大，气压大于045Mpa后气压的增加对条干不匀的影响就较小了。因为随气压的增加，捻度加大，包覆更加紧密，同时也引起纤维加捻的杂乱，条干不匀的增加和粗细节的增多。毛羽随气压的增加先逐渐变少后再增多。2.2.3导引针到空心管的距离对纱性能的影响 本组文验导引针到空心管的距离选取了Omm、05mm、lmm、15mm、2mm五个实验点。实验结果足测试20次求得的平均值。 实验条件：实验条件及参数如表4所示。(1) 导引针到空心管的距离对三种原料拉仲性能的影响 导引针到空心的距离(即针距)体现导引针到空心管的配合，此间隙能通过离心力排除杂质，且能保证纱线顺利引入空心管内，保证自由纤维倒伏在空心管的锥面上，形成包覆纤维。导引针到空心管的距离小，则纱条受导引针摩擦作用大，且由于距离短，气流的作用时间短，加捻的程度低，强度较差。距离增大，则涡旋气流的作用范围变人，成纱时纱条进入空心管的距离增大，尾端纤维和随后纤维的包缠部分小，纱条的强力连续性差，在受到拉伸时，纤维滑移多，对纤维本身的强度利用较少，所以拉伸强度减小。 从图中看出，对于涤棉纱，单纱强度先增大后下降，在lmm时达到峰值。导引针到空心管的距离为15mm时强度不如lmm时的，但强度不匀较低。 对粘胶纱，当空心管距离(即针距)在lmm的时候纱强达到最大值，所以此点是最佳试验点。在空心管距离为15mm时强力也较好，超过15mm时，强力下降，强力不匀率也陡增，空心管距离为2mm一时强力较低，强力不匀率很大。(2) 导引针到空心管的距离对三种原料成纱外观质量的影响从图中看出，涤棉纱在针距15时，条干不匀和毛羽指数均较低。粘胶纱在针距lmm时条干不匀也较低。对于竹浆纱，当导纱针到空心管距离在05mm时条干不匀和毛羽指数均较低。但是在其他点上，条干不匀与针距在05mm处相差也不大。在针距为2mm时毛羽指数比其他点高，如果对毛羽要求不高时，也可以选择这一点，因为在这一点上纱线强力比较高。224空心管锥角对三种原料成纱性能的影响 本组实验空心管锥角选取了10、15、20、25四个实验点。实验结果是测试20次求得的平均值。实验条件及参数如表5所示 锥角的设计是为承载倒伏的自由端纤维，自由端纤维经涡流在锥面上搓捻包缠到纱芯上，加捻后的纱线经过空心管中心通道输出。从上图可看出，涤棉纱在锥角为15时强力最高，在其他点强力偏低，纤维较15时平行，包缠度小。且在15时强度不匀最低，故综合考虑锥角为15时是最佳试验点。粘胶纱的变化趋势与涤棉纱相似，15时强度最高强度不匀最低，为最佳实验点。竹浆纱任锥角为20时强力最高，在其他点强力偏低，纤维较20时平行，包缠度小。在20时强度不匀也比较低，断裂伸长也较长，故综合考虑锥角为20。时是最佳试验点。且竹浆纱的强度明显比其他两种原料纱线的强度低，因为竹浆纱纤维长而硬，故需要较大的锥角，使其自由端纤维倒伏效果好。（2）空心管锥角对三种原料纱外观性能的影响 涤棉纱和粘胶纱的条于不匀随锥角增大先上升后下降，在锥角15时，条干不匀最大，此时的长毛羽指数较低，为最佳实验点。当对条干不匀有特殊要求时，可考虑其它点。竹浆纱条干不匀随锥角增大而增大，当锥角在15时，竹浆纱的条干不匀和毛羽指数是最低的，若综合考虑外观质量和强度指标：当锥角20时，竹浆纱强力最高，而且毛羽指数也不是很大，所以锥角20是最佳点。3小结 喷气涡流纺纱中，前罗拉钳口到喷嘴入口的距离与所纺的纤维原料长度密切相关，纤维长度长，则该距离应大。 气压与所纺原料的刚度密切相关，刚度人的原料，达到较高强力所需的气压高；但气压过人对条干不利；适当的气压有利于减少毛羽。 导纱针到空心管的距离对于涤棉、粘胶、和竹浆的最佳实验点分别为：15mm、lmm、05mm。 空心管锥角对于涤棉、粘胶、竹浆的最佳实验点分别为：15、15、20。