21世纪初世界棉纺织：不同的纺纱方法对纱质的影响

前言：新型纺纱有转杯纺纱机、立达J20喷气纺纱机及日本涡流纺纱机等，其中转杯纺纱机的技术发展的最为成熟完善，转杯纱的产量很大几乎在市场上与环锭纱的容量持平，条干好、纱疵少，是新型纺纱系统中发展最早最快最多的体系。立达J20喷气纺纱机是立达公司在2011年在巴塞罗纳ITMA展出的最新式的喷气式纺纱机受到展会的高度评价，日本在展会上展出的MVS871涡流纺纱机是在VORTEX861基础上改进的，有不少优点。

关键词  气流纺纱  喷气纺纱 涡流纺纱 条干 纱疵  纺纱支数  产量  质量  制成率

Keywords rotor spinning  Air jet spinning  yarn unevenness yarn defects spinning count  rate of production  quality is made

第五单元、不同的纺纱方法对纱线性质的影响

短纤维不同的纺纱方法，不仅使纱的外观结构有影响有区别，而且使纱的内部结构也不相同，包括纤维在纱表面的排列；纱线毛羽及疵点；纱的蓬松程度、耐磨程度以及纱线的强度、纤维在纱的内部混合均匀程度及抗弯曲的强度等都不相同。  目前，短纤维的纺纱方法包括有普通环锭纺纱、紧密环锭纺纱、喷气纺纱、涡流纺纱以及转杯纺纱等。现对不同的纺纱方法对纱线内外部的影响进行对比讨论，以利于应用不同的纱线生产各种不同特点的织物，开发更多的织物品种，适应市场的需求。

一、不同的短纤维纺纱工艺技术对纱线物理性质及外观影响不同，甚至影响最终产品的特性也不相同。

1 、不同纺纱方法对纱线结构，短纤维纱的结构与长丝不同，首先是纱的外部及内部纤维的排列，外部结构包括纱的外观及表面构造。如：纤维在纱表面的排列；纱的毛羽；纱的磨擦系数；纱的特性；纱的耐磨及表面其它特性。

2、纱线内部结构主要是纤维在纱体的整个横截面及纱的纵向排列，纤维定向性、伸率、 位移及捻度内部结构包括：纱的强度；纤维混合程度；抗弯曲强度；可压缩性；回弹性(有纽结倾向)。

以上对结构含意的介释不一定完整，但却提供了纱线特性的复杂性。

二、纺纱工艺：

1、 为了获得纺纱工艺对纱线结构影响的概念应用3dtex38毫米粘纤短纤维，在5种不同纺线工艺系统中进行试纺。

①  传统环锭纺纱工艺；②、紧密纺环锭纺纱工艺；③、双喷咀(MTS)假拈包缠纺纱工艺；④、涡流纺(MVS)纺纱；⑤、转杯纺纱。⑹、J20喷气纺纱

⑴、如上述提到的纱线外部结构可以扫描式电子显微镜摄影仪上看出。应用微电子摄影照片：包括转杯纺、喷气纺，涡流纺、普通环锭纺及紧密环锭纺五种，从照片中可看到五种工艺生产的纱线外部纤维定向性，其中紧密环锭纱的外部结构中更多纤维形成纱线，几乎所有纤维形成在纱体中，改进了短纤维纱，纱的捻度结构看到很清楚，而且纤维的一端沿纱的长度拈入纱体中，紧密环锭纱的定向性最好。

2、传统环锭纺纱；捻度相同条件下传统环锭纺纱表面紊乱，大量纤维尾端没有捻入纱体中，单个纤维伸在纱体外，可能是由于钢领／钢丝圈或导纱器造成。

3、涡流纺纱：近似于环锭纺纱，纤维在纱体中排列很好，纺纱速度350／分时，  包缠纤维呈细旋状。捻度基本上与环锭纱相同，纱的实际捻度与计算捻度基本相同。包缠纤维与无捻纱芯纤维之比，占的百分比很高，几乎全部复盖了纱芯纤维，因此，涡流纱的外观基本与环锭纱相似，外部包缠纤维与无捻纱芯一起形成真捻。

4、双喷咀假捻纱：双喷咀假捻纱，与涡流纱其实质是不同的，双喷咀喷气纱的包缠纤维仅占全部纤维的6-8％约有90％的纤维是伸展无捻的，可以清楚看到包缠纤维对纱芯的包缠紧度比涡流纱大。

5、转杯纺纱：不管转杯纱是否属于真捻范畴，但转杯纱上纤维排列紊乱，纱中部纤维显示Z向及S向没有清楚的螺旋状，纤维是伸直的。可清楚的看到被包缠的纱无缠结状，这是转杯纱的优点，是转杯纱特性的基础。

6、毛羽：

纺纱形成的飞花及毛羽是个十分麻烦的问题，毛羽在下游工序加工时的许多负面作用，纺织品手感及最终产品性质受毛羽影响，应用zweigle毛羽测试议将1-2毫米的毛羽分级并分出3毫米以上的有害毛羽。假如环锭细纱毛羽为100％，则紧密环锭纱、涡流纱及转杯纱1—2毫米毛羽比环锭纱毛羽减少，双喷咀假捻包缠纱，包缠情况较差，毛羽较多，应用SO—Called检测仪可测出纱线在后工序加工时由于摩擦而形成的飞花，摩擦力应用橡胶圈进行测量。紧密纱要比非传统纱抗摩擦性能好。转杯纱伸出的毛羽较少，尤其粘胶纤维更为明显，纱上的纤维不会断裂，许多毛羽被包缠纤维缠在纱体上，所以粘胶纤维转杯纱毛羽较少。

7、纱的体积：

纱线体积是反映纱线复盖能力的重要指标，紧密纺环锭纱与普通环锭纱在同样捻度时，后者最终产品复盖能力较低。紧密纺环锭纱在保持同等强力条件下可适当减少捻度以增加纱线体积，可获得相当于普通环锭纱的复盖能力，捻度可减少5-10％。邓肯道夫(Denkenolorf)纱线结构试验仪提供了纱线长度为0.3毫米的实测纱线体积。纱线体积的检测包括同样纱线支数双喷咀MJS喷气纱，由于喷气纱是包缠纱、假捻，因此同样纱支比环锭纱体积大，用微电子扫描摄影技术摄制的图形表明，少量包缠纤维在纱芯上，而且长度很短使纱线许多部分纤维基本上是无捻的。

8、经纱的耐磨擦及应力负荷是应用So-Called模拟指标，可同时试验所需要的15根纱。

理想的紧密环锭纱的纤维排列显示出比普通环锭纱优异。非传统纺纱技术都有不足之处，这种新型纺纱在做经纱时必须经过处理，在喷气纺技术中，相对于真捻纱，纱线上的纤维很少，有伸直缠绕的情况，因此，纱线机械物理性能不一，尤其在卷绕时(络筒)更明显，这是新型纺纱与环锭纱的区别。

9、纱线内部结构：

纱线内部纤维的形成与纱线外部结构相关，纱线内部纱芯的排列，纤维沿纱线长度方向延伸可以经过电子扫描摄影在牵伸过程中获得，从纱线横截面中看到纤维高度平行，并影响纱线强力，纱线强力特点与试验时夹持长度相关。

减少细节及强力弱环的可能性：

正常的纱线强力是在夹持长度为520毫米强力机上试验的，也有100毫米及18毫米的夹持长度。夹持长度减少、纱线断裂强力增加，这是由于夹持长度短，强力弱环及细节出现概率减少，断裂长度减少，断裂机会少。假如纤维分布定向好，试验夹持长度减少，纱线断裂强度显著增加，环锭纱及紧密环锭纱更为明显。转杯纱断裂强力较低，即使断裂长度低于纤维长度，由于纤维形成弯钩，即使断裂长度短，转杯纱断裂强度也不会提高。总之纱线纤维被夹持数量越多，纤维纵向定向性好，纱线断裂强度增加．从电子摄影扫描图中看出转杯纱属缠绕结构，即使夹持长度低于5毫米，会使100％的纤维被夹持及纤维断裂，纤维断裂长度低于纤维长度，纱芯纤维定向性差造成断裂强度低。

喷气纱强力介于环锭纱，紧密纱及转杯纱之间，主要是喷气纱，纱芯比转杯纱平行，包缠纤维比较少，强力比转杯纱少高。

10，纱的形成影响纱线变形的特征，如纱抗弯曲强力就是纱线形成过程中影响的特性，但纱线抗弯曲强力的检测很困难。目前已开发了一种最新的检测纱线抗弯曲强力的方法。试验表明，假如紧密纱抗弯强度为100％，则转杯纺及涡流纺为200％，双喷咀喷气纱为300％，这些数值关系可从一些非传统纺纱，在机织物及针织物上与环锭纱作比较，非传统纺纱的织物手感比普通环锭纱产品粗硬，普通环锭纱与紧密纱之间的抗弯强度亦小有区别。

另外产生一个问题，当纱线变形时在经纬纱横截面上纱线受压后变偏平变形的情况．纱线粗节的检测表明当纱线压缩力增加时，粗节减少。

转杯纱线结构造成纤维分布状况，在纤维包缠处，手感较硬，比没有包缠处的纱变形力小。转杯纱生产的针织物及机织物往往使外观比环锭纱不均匀、粗硬。

为了进行比较，将纱线粗节在iOOCN压力条件下检测，表明纱线具有最佳捻度结构，同等变形的MTS双喷咀喷气纱中约有95％平行无捻的纤维，更容易产生变形，根据这个试验，转杯纱手感比较硬，在织机或针织布外观上可以通过纱的紧密情况检测纱线变形情况。

11、纱线的回弹性：

纱线的回弹对纺织加工是十分重要的，例如针织布产生歪斜变形。回弹性由检测纱线纽结力测得，紧密环锭纱、普通环锭纱等真捻纱与非传统纱之间的回弹力不同，转杯纱正捻或反捻的纱其纽结均较低。

喷气纺纱回弹力较低，主要因为平行无捻纤维比例较高，真捻纱比非传统纱的回弹力大，因此在进一步加工成针织布时织物歪斜情况少。

纱线结构是纱线重要特性之一，纱线外观与纱线性质相关，纱线内部纤维排列对纱线性质影响很大，尤其对纱线进一步加工及最终产品性质的影响更为显著。较差纱线结构对后工序加工很有影响，应用好的纱线结构具有特别好的功能，用途也很好，在适应性能上紧密纺纱线的纺织品，外观结构是最理想的。