喷气纺包芯纱的研制

赵立曼

(西安工程大学，陕西 西安 710048)

1 引言

喷气纺纱是利用高速旋转气流进行纺纱的工艺，是一种纺纱原理既不同于环锭纺也不同于转杯纺的新型纺纱方法。喷气包缠纺纱的成纱机理，所纺纱线强力低[1]。包芯纱是由两种或两种以上的纤维组合而成的一种新型纱线。是目前国内市场和欧美市场比较流行的产品，除了具有特殊的结构外，还有很多优点，它可以利用芯纱(化纤长丝)优良的物理性能、外包纤维的性能和表面特征，充分发挥两种纤维的特长并弥补它们的不足。

因此本文通过在喷气纺纱机上进行包芯纱的纺制，以相同外包纤维以及两种不同长丝纱芯为原料，纺制不同结构的包芯纱，研究纱线结构特点，并就喷气包芯纱的纺制过程进行分析。

2 喷气包芯纱成纱原理

短纤维同长丝在前钳口输出后，便进入第一喷嘴包缠成纱。受第一喷嘴(靠近前钳口)气流的作用，前钳口输出的须条分离出一部分自由端纤维。同时，其缠绕在主体纱条(包括芯丝及部分外包纤维)上，形成初步包缠。纱条进入开纤槽后，依靠与开纤槽的摩擦作用，使外包纤维相应变紧，当纱条经过第二喷嘴后，由于第二喷嘴产生的气流回转方向与第一喷嘴产生的气流回转方向相反，相反的气流作用使纱芯的捻度被解开，这时，外包纤维却因为包覆方向和纱芯的假捻方向相反而被加上新的捻度，形成最后包缠[2]。外包纤维包覆在长丝周围形成喷气纺长丝包芯纱。

2.1 参数设计与试验

2.1.1 参数的选择

本课题采用DHUP02型喷气纺小样机，由东华大学研制。该机器可纺支数为20～60英支；纺纱速度为120～200 m/min；后区牵伸倍数为2倍，中区为1～4倍，前区为25～50倍；喂入比为0.99；卷绕比为1.01。

另外通过查阅文献可知：生产喷气包芯纱的关键是产生足够多的包缠纤维[3]。因此为了提高包芯纱的包覆效果，在试纺中适当提高了两个喷嘴气压差值：第一喷嘴气压0.2 MPa，第二喷嘴气压0.55 MPa；并适当减小纺纱速度，为80 m/min；另外张力装置的张力为4.5 cN。

本课题所用外包短纤维为涤/棉(65/35)，干定量为17.93/5 m的涤棉混纺普梳熟条，采用喷气纺分别纺制21 s +77.8 dtex锦纶长丝包芯纱和21 s+77.8 dtex涤纶长丝包芯纱；并与相同粗细环锭纺包芯纱进行比较。

2.1.2 不同长丝包芯纱的实验

不同长丝包芯纱的实验结果见表1。

表1 不同长丝的喷气包芯纱质量对比

注：以上数据均为所测平均值。

2.1.3 结果分析

从表1可以看出: (1)涤纶包芯纱强力大于锦纶长丝强力；(2) 涤纶包芯纱毛羽较锦纶包芯纱多；(3)由于喷气纺包芯纱包缠牢度高，使得所纺喷气包芯纱的毛羽较环锭包芯纱少，而强力则变差。

2.1.4 包芯纱的结构分析

喷气包芯纱纺制过程中，芯纱处于气流漩涡的中心，逐渐被随气流旋转的外围短纤维层层包缠起来，从而避免了环锭纺包芯纱在加捻中由于内外层纤维受力存在差异而产生的纤维内外转移现象[3]。因此，喷气包芯纱相对环锭纺包芯纱具有较好的包覆效果。

喷气纺包芯纱具体特点如下：

(1)喷气纺包芯纱外包纤维在芯丝的周围分布得均匀、连续，成纱条干较好，包缠牢度较高。

(2)从包缠形态来看，喷气包芯纱整根纤维包缠占少数，多数是头端包缠。

(3)从包覆效果来看，喷气包芯纱的毛羽少，且具有方向性；包覆效果较好，纱线表面光滑。

2.2 纺制中注意事项

2.2.1 选取较小纺纱速度

在锦纶长丝包芯纱纺纱过程中，当选取120 m/min进行纺制时，纱线的包覆效果很差，外观类似长丝与短纤维交捻；而当纺纱速度降低至80 m/min时，纱线的包覆效果明显改善。这主要是由于当纺纱速度较大时，短纤维在喷嘴中停留时间较短，须条来不及加捻、解捻和包缠就已输出，从而使得包覆纤维减少，影响包芯纱的包覆效果。

2.2.2 选取合适气压配置

由喷气纺纱的成纱原理知，喷气纺纱机两个喷嘴气压大小的匹配是工艺设定的重要环节，它影响单纱强力。这是因为第一喷嘴的气压大小影响着纱线中包缠纤维的包缠状况，第一喷嘴气压增加，使得分离出的头端自由纤维数量增加，包缠效率提高。但是，第一喷嘴气压太高，导致短纤维过多聚集在纱线外层，使成纱强力骤然降低。第二喷嘴的压力是形成纱线最终结构的关键因素，它决定着包缠纤维对芯纱长丝的松紧程度和包缠状态，因而对纱线强力起着决定性作用，对纱线弹性、刚度及条干均匀度亦有不小影响。故在试纺中，针对气压配置作了以下调节: 第一喷嘴气压0.2 MPa，第二喷嘴气压0.55 MPa。

2.2.3 张力的选取

在纺制包芯纱时，包芯纱产生包覆条件之一是长丝所受张力必须大于外包纤维张力，这时外包纤维才会把芯丝包覆形成包芯纱。而今在对细纱机进行改造时，多采用芯丝通过导丝钩直接引入前罗拉钳口处，这样，在纺纱过程中芯丝所受张力较小，不稳定且无法调节，最终影响成纱质量。而本课题在试纺中，在长丝通过导丝钩喂入前罗拉之前，安装了水平式垫圈张力装置，将长丝引出方式改为沿筒子外圆的切线方向拉出，并使长丝经过张力器进入张力调节区，以有效地调整芯丝进入前罗拉钳口之前的张力。

但是在纺制过程中，合理的张力能够有效地调整芯丝，使其进入前罗拉钳。在试验中，当所选张力为9.8 cN时，芯纱会发生断裂，使试验无法进行，故张力不可过大，否则长丝进入前罗拉时易出现断裂现象。所以张力器张力大小应适中，才能保证成纱质量。

3 结论与展望

在喷气纺纱机上生产包芯纱时，首先要对喷气小样机进行合理的改造，增加长丝张力控制装置，合理选择喷嘴气压值以及纺纱速度；第一喷嘴气压0.2 MPa，第二喷嘴气压0.55 MPa，纺纱速度80 m/min，可获得良好包覆效果。同时由于喷气纺特殊的成纱机理，其包芯纱的包覆效果比普通环锭纺包芯纱包覆效果好，且毛羽少，纱线表面较光滑。

通过对包芯纱纺制过程的深入分析，进一步探讨喷气包芯纱的成纱机理，并对喷气纺包芯纱织物进行研究，开发出一些适合该纱线的织物，扩大其应用范围，充分发挥包芯纱的优势。

[1]刘国涛.新型纺纱[M].中国纺织出版社, 1999: 73-78.

[2]杨元.包芯纱包覆效果测试分析[J].纺织导报.2005(7)：53-56.

[3]邢明杰, 杨磊.喷气包芯纱的纺制及其包覆效果探析[J].棉纺织技术, 2005(9)：1-4.