大豆纤维/竹纤维/贝特纶/莫代尔喷气涡流纱性能研究

摘要：通过对各纤维（大豆纤维/竹纤维/贝特纶/莫代尔）性能的研究，最终决定以35/30/15/20的比例进行喷气涡流纺纱线的开发与纺制以及与之对应的环锭纺纱线纺制。通过试验对比分析，认为喷气涡流纱线的强力略低于环锭纺，而其他指标都要优于一般环锭纺，特别是毛羽性能比环锭纺有较大优势。

关键词：涡流纺；涡流纱；大豆纤维；竹纤；贝特纶；莫代尔

喷气涡流纺是利用高速旋转气流对纤维须条进行加捻的纺纱方法，其特点是纤维须条在加捻的过程中形成自由端，最终真捻成纱。这种纺纱方法由于采用了高速气流辅助罗拉牵伸对纤维束进行分离，充分利用了牵伸对纤维控制良好、纤维伸直平行度好的优点，较之一般自由端纺纱中采用刺辊开松分离纤维的方法，具有纤维分离后伸直平行度好、纤维损伤小的优点，更有利于改善成纱中纤维的排列形态和成纱强力。同时，该方法采用高速旋转气流对纤维须条进行加捻，由于无高速回转件的限制，从而可以实现高速纺纱。由于其纺纱速度快，毛羽少，可以纺数纯棉产品，越来越受到人们的重视。

1 喷气涡流纺纱原理

喷气涡流纺纱机构及纺纱原理分别如图1、图2所示。经牵伸后的纤维束从前罗拉钳口输出，经喷嘴的螺旋引导面进入涡流室，纤维束前端在引导针作用下进入空心管（空心锭子）内，纤维尾端由于离心力和气流的作用，产生膨胀，形成自由状态的纤维（可称为尾端自由端纤维），尾端自由端纤维在切向喷射孔喷出气流形成的涡流作用下旋转而加捻成纱，由空心管引出，卷绕成筒子纱。

尾端自由端纤维的形成是喷气涡流纺纱成纱的基础。纤维进入喷嘴后，喷嘴室（涡流室）内空间突然扩大，纤维束的外层纤维受径向作用而膨胀扩大。一般是纤维前端仍存在于纱体中，尾端脱离开纱体，前端被引导针引入空心管内。纤维尾端形成自由端，并随旋转气流，在芯纤维的四周按一定方向（旋转气流方向）缠绕，完成纱线的加捻。引导针的一个重要作用是引导纤维头端进入空心管中，纤维头端进入空心管后，尾端膨胀，并被气流加捻成纱。实际上，并不是所有的纤维都能充分膨胀形成尾端自由状态的纤维，仍有一定量的纤维以整体形式处于纱芯，因此，进一步提高尾端自由端纤维的数量是提高喷气涡流纱强力的关键。尾端自由纤维在数量上所占比例愈大，加捻的程度愈大（或者说包缠），而且包缠纤维的张力和纱芯纤维的张力越均匀、越紧密，成纱的品质越高。

2 环锭纱与喷气涡流纱性能对比

分别利用环锭纺和喷气涡流纺开发大豆纤维/竹纤维/贝特纶/莫代尔混纺纱，利用LLY-06型单纤维强力仪测试各种纤维的拉伸性能，结果见表1。通过对各种纤维的性能分析以确定大豆纤维/竹纤维/贝特纶/莫代尔混纺纱线的混纺比35/30/15/20。

2.1 大豆纤维/竹纤维/贝特纶/莫代尔环锭纱与喷气涡流纱拉伸性能对比分析

利用YG061F电子单纱强力仪测试纱线拉伸性能，其性能对比见表2。

喷气涡流纱的平均断裂强度（10.616cN/tex）与环锭纺纱的平均断裂强度（10.721cN/tex）比较可以看出两种纱的平均断裂强度基本相同，喷气涡流纺纱的平均断裂强度略低于环锭纺。就其平均断裂伸长和其平均断裂伸长率来看，环锭纱的拉伸性能要明显地优于喷气涡流纱，这是由于其纺纱系统所决定的成纱结构所决定的。

喷气涡流纱线的断裂伸长率较环锭纱有显著的下降，这有两方面的原因，一是喷气涡流纱线还是存在纱芯结构。在纱线断裂后，纱芯的长度不会改变，致使断裂伸长降低。还有一个原因就是纱线在包缠时是一层一层地包裹在纱芯上，在断裂后还有一些包缠纤维并不退捻，和环锭纱线的对比可以看出喷气涡流纺纱在拉伸性能上和传统纺纱差距不大，性能下降在10%以内。

2.2 大豆纤维/竹纤维/贝特纶/莫代尔环锭纱与喷气涡流纱毛羽性能对比分析

利用YG171B型毛羽仪得到大豆纤维/竹纤维/贝特纶/莫代尔环锭纱与喷气涡流纱毛羽测试数据分别见表3、表4。

由表3、表4可以看出喷气涡流纺的毛羽性能明显优于环锭纺。喷气涡流纱线的毛羽非常的少，表面很光滑，3mm以上毛羽数量较环锭纱平均减少60%以上。而环锭纱由于在纺纱过程中存在加捻三角区，在三角区中纤维存在内外转移现象，导致毛羽较多，并且在高支纱上尤其明显。喷气涡流纺纱在加捻的过程中不存在三角区问题，在产生自由端后，头端纤维被气流控制围绕纱线中心旋转，并且后面的纤维有一部分会包裹在前部纤维上，这样的纱线结构导致其长毛羽数大大减少。在某些情况下喷气涡流纱线的毛羽数甚至要少于紧密纺纱，这正是这种特殊的纱线结构决定的。

2.3 大豆纤维/竹纤维/贝特纶/莫代尔环锭纱与喷气涡流纱条干均匀度对比分析

利用YG191X型条干均匀度仪分别测试环锭纱与喷气涡流纱条干均匀度，测试数据见表5、表6。

纱线的条干均匀度主要取决于原料的混合程度，纤维混合越均匀，成纱的条干也就越好。从数据可以看出，多组分纱线自由端喷气纺纱条干比一般的环锭纺纱差，说明这4种纤维在涡流室中的混合并不如环锭纱的混合均匀。

3 结论

喷气涡流纺作为一种最近几年新发展起来的新型纺纱技术，以其纱线特殊的结构和性能，正在受到越来越多的关注。由前面试验数据的分析可看出喷气涡流纺纱线毛羽非常少，且气流加捻使得喷气涡流纺纺纱速度高。大豆纤维/竹纤维/莫代尔/贝特纶（35/30/20/15）14tex四组分混纺纱可以充分利用不同纤维的性能，弥补其各自的缺陷，同时考虑到经济效益，使得所纺纱线更具优越性。

参考文献：

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（作者单位：青岛大学）