纯棉喷气股线性能的初探

郑胜勇郁崇文

(东华大学纺织学院)

0前言

喷气纺纱是20世纪60年代逐步发展起来的一种新型纺纱技术。喷气纺纱是利用高速旋转气流来推动须条形成高速旋转的气圈运动，并使之加捻成纱。正是由于这种独特的成纱特点，使得它的纺纱速度快(300m/min)、工艺流程短，因而受到人们的关注。由于喷气纺纺纯棉的单纱强力较低(一般为环锭纺细纱的60%左右)，本实验拟通过给喷气单纱合并加捻成股线，以改善其强力方面的不足。本论文将从加捻方向和捻度两个角度分析其对喷气股线性能的影响，以进一步拓宽喷气纺纱，尤其是纯棉喷气纱的使用范围。

1试验

1.1试验原料

纯棉粗纱(购于上海十九棉纺厂)，定量为4.25g/10cm。分别经过环锭纺和喷气纺得到实验所需的单纱，其纺纱参数为：单纱细度22.4tex，环锭细纱捻度740捻/m，z捻；喷气纱捻向Z向(喷气纱是一种包缠纱，其加捻表示不同于环锭纱，故其捻度表示方式不同于环锭纱，它是与第一、二喷嘴的旋向有关，这里包缠纤维的旋向是向左，我们可以认为是Z向。至于捻度大小，与包缠纤维的数量和紧度有关，其可由喷嘴的气压来适当调节)。

1.2试验方案

方案一：两根环锭单纱合股加S向捻度，其加捻捻度取480捻/m，573捻/m，675捻/m，765捻/m，1000捻/m；

方案二：两根喷气单纱合股加Z向捻度，其加捻捻度取510捻/m，600捻/m，980捻/m，1200捻/m，1300捻/m；

方案三：两根喷气单纱合股加S向捻度，其加捻捻度取460捻/m，520捻/m，640捻/m，1000捻/m，1200捻/m；

(注：该实验是考察合股捻度对纱线强力变化的影响，因而在参数选择时，是在参照以往有关研究工作的结果而进行的，故各方案选取的合股捻度不同)

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.3股线性能测试仪器及参数

1.3.1股线强力测试

纱线的强度是纯棉喷气纱最关键的质量指标。本文测试的指标为单纱强力，测试仪器为XL一1型纱线强伸度仪。

1.3.2股线均匀度测试

单纱、股线的均匀度用UsterⅢ型均匀度仪测试。

1.3.3股线毛羽测试

测试仪器为YGl72型毛羽仪。测试参数：速度30m/min，片段长度10m，温度20℃，相对湿度65%。该测试对纯棉的喷气单纱、环锭单纱、喷气股线(T=600捻/m)、环锭股线(T=600捻/m)的各种长度的毛羽进行了分类测度。

2实验结果与讨论

2.1股线强力结果及分析

单纱和股线强力的测试结果分别见表1和图1。

从图1可以看出，各种股线加捻强力与捻度之间总的变化趋势是一致的。即随着捻度的增加，股线的强力呈现抛物线变化的，先逐步增加，然后逐步减小。而且，喷气纱的股线捻向为z捻时，在较低的捻系数时强力就达到最高值，试验中的结果是强力在T=600捻/m、αt=402时达到峰值。而在喷气纱的股线捻向为s捻时，要在较高的捻系数时强力才达到最大值(在T=1000捻/m、αt=669时强力达到峰值)。这种结果，与环锭纱同向加捻和反向加捻对强力变化上的特点是一致的。环锭纱在同向加捻时，达到强力最大值的捻系数小于反向加捻时的捻系数。喷气纱的结构比较独特，其外部包缠所得的捻度是用传统的退捻加捻法所无法测量的，外包纤维使纱线结合紧密而获得强力，其包缠方向也给股线的强力带来影响。试验所用的喷气单纱的包缠方向向左，可以认为其捻度方向为Z捻。当股线加捻方向向左时，类似于环锭纱同向加捻时的情况。开始时，纱条结构受到加捻作用而得到调整，整个纱条上的捻度增加，强力增高，但同时股线加捻的方向与单纱捻度方向相同，没有反向加捻时首先对

加捻退捻的过程，而是直接在原有捻度方向上继续加强捻度的作用，所以，随着纤维所受应力的增大，给强力带来的负面影响占主要作用，纱线强力降低。而股线加S捻时，股线捻向与单纱捻向相反，两根单纱首先在加捻过程中得到退捻调整，单纱内外部的捻幅差异有所变化，纤维所受应力趋于均匀，股线强力提高；随着捻度的不断增大，当纤维所受的应力对纱线强力的不利影响起主导作用时，强力开始逐渐降低。

从图1中可以看到，加S向喷气股线的强力最大值在环锭股线右侧，即S向喷气股线达最大值时的捻系数比环锭纺股线的大，这是因为喷气纺单纱由纤维包缠所获得的捻度比环锭纺单纱上所加捻度少得多。因此，在加捻过程中，强力增加的过程也比较长。而Z向喷气股线强力的最大值在环锭股线的左侧。这说明：尽管喷气纺纱线的结构特殊，捻度不同于传统环锭纺，但是在股线加捻过程中，单纱捻度的影响是不能忽略的，其的确影响到股线强力大小。

由试验结果可以看出：s向喷气股线的强力最高值高于Z向喷气股线的强力最高值，而且，在总体趋势上也是如此。说明，尽管喷气单纱是假捻成纱，但在其合捻时，仍需选择与单纱捻度方向相反的方向加捻，以利于获得较好的强力。

在这次试验中，合股加捻对环锭纱的贡献(K=PK/2P0)，即骰线强力PK与组成股线韵单纱强办Po之和的比值)为K=1.78，而对喷气股线强力的贡献则为K=2.68。这说明，合股加捻对于提高喷气纺纱线的强力的作用是非常显著的，对于缩短喷气纱与环锭纱之间强力的差距是非常有效的方法。在本实验中，由于喷气纺纱样机的牵伸装置系由常规环锭摇架替代、且温湿度等无法进行控制，所以受条件限制，喷气单纱的强力较低，仅为环锭单纱强力的45%，同时，与商业化的喷气纺纱机相比，成纱的条干均匀度也尚未达到很理想的程度。然而，喷气股线的强力却达到环锭股线的66%。如果喷气单纱的强力能再有所改善，股线的强力也会有所增加的，必将

进一步缩小与环锭纱的差距。

2.2股线均匀度测试结果及分析

各类单纱和股线均匀度指标见表2。实验结果表明：喷气单纱的条干CV值比环锭单纱小得多，这说明喷气纱的条干比较好，这也是喷气纺的优势所在。从表2数据还可以看出，合股给喷气单纱和环锭单纱所带来的作用效果的显著性是不同的，即环锭单纱通过合股，条干得到明显的改善，而对于喷气单纱合股而言，条干改善不如环锭纱明显。此外，我们还可以看出，通过合股，无论是喷气纱还是环锭纱，股线的粗、细节以及棉结都大大减少，这是因为单纱中的粗、细节随机分布，就如同并合作用一样，可以改善股线的均匀度。

对于喷气单纱合股时，不同的加捻方向对股线的条干和改善作用效果不同。反向合股的条干CV值略好于同向合股。

2.3股线毛羽测试结果及分析

各类别纱线毛羽分布情况见表3。测试结果显示：从整体上看，喷气纱(无论是单纱还是股线)的毛羽数量都比环锭纱少得多。环锭单纱的毛羽远多于喷气单纱，喷气单纱的毛羽长度集中在1mm～2mm内，毛羽较短，而环锭单纱的毛羽长度在1mm～9mm范围内都有分布，以1mm～4mm的毛羽最多。喷气股线的毛羽，略低于喷气单纱的毛羽数量，但比环锭股线少得多，主要是2mm以内的短毛羽。环锭股线的毛羽也较短，毛羽长度主要分布在1mm～4mm，其中1mm以内的短毛羽极多，甚至超过环锭单纱这个长度范围内的毛羽数量。可见，合股加捻对减少喷气纱线的毛羽数量不是很明显。

由于喷气纺纱是包缠结构，芯纱被包在包缠纤维里边，不可能有较长的纤维头端露于纱线表面，因为这种纤维都成了包缠纤维，所以喷气单纱的长毛羽非常少。环锭纱则并非如此，当其经过合股加捻，原先单纱的长毛羽被卷向股线内部，而短的毛羽改善不多，所以股线的短毛羽非常多。

3结论

(1)纯棉喷气单纱合股有利于改善其单纱在强力方面的不足，不同的加捻方向

影响了其强力的大小，以与单纱相反的捻向对股线进行加捻为佳，这一点与环锭单纱合股加捻相似。

(2)纯棉喷气单纱合股在改善其毛羽和条干方面的效果不是很明显。

参考文献

[1]金佩新.刘月芬.喷气纺纱.北京：纺织工业出版社，1991.

[2]郁崇文.喷气自由端纺纱初探.棉纺织技术，2000；28(6)：74～76.

[3]B.B.Jambagi，etal.air-jetspinning，IndianTextJ，1997；107(8)：48～53.