纺织技术 | 涡流纺纱线难点突破创新分析及探究

一、涡流纺纺纱成纱特点及存在的问题

涡流纺纱是利用空气涡流作用，使纤维束表面产生缠绕纤维包覆芯纱成纱的方法。其原理是须条经过牵伸后由前罗拉钳口输出，借助气流作用，高速喂入涡流管内，涡流管由芯管和外管两部分组成。外管上开有三只切向的进风口，下端与鼓风机相连，风机不断地从管中抽取空气，外面的空气沿进风口进入涡流管内，产生旋涡状的气流。当旋转向上的气流到达芯管时，与输棉管道进入的纤维汇合，沿涡流管内壁形成一个凝聚纤维环，稳定地围绕涡流管轴线，高速回转，将纤维加捻成纱。

涡流纺纱的优势：省去了高速回转的纺纱部件，纱从导纱孔中连续不断地由引出罗拉引出卷绕成筒子。由于采用气流加捻摆脱了高速加捻部件引起的转动惯性问题和轴承负荷问题(如气流纺纱的纺杯)，还有因纺纱形成的气圈而增大了纺纱张力的问题(如环锭纺纱钢丝圈、钢领)，实现了速度高，产量高，质量好的特点。具体纱线结构见图1、图2。

涡流纺纺纱存在的难点：

（1）纯棉品种多道并合机后断条：由于涡流纺纱需要无捻喂入且较好平行伸直度的须条，大多采用多道并合来满足质量的需求；但是过多的并合道数带来纤维抱合力差，纯棉纤维机后断头的问题，同时非棉纤维过多的并合道数带来了投入和工作量的增加。

（2）涡流纺长丝包芯纱漏芯，由于外包纤维少，包缠纤维低于25%时，很难将芯纱完全包覆，造成规律性的漏丝，影响了产品应用和推广。

二、涡流纺包芯纱漏芯突破途径及探究

2.1 涡流纺包芯纱漏芯原因

纺制长丝包芯纱出现漏芯问题,主要原因是：由于涡流纺是无捻须条直接喂入，经过牵伸后形成纤维束，纤维束在喷管中稳定的涡流控制下加捻及末端扩张，在经过空心锭的搓捻作用后旋转，完成外部包缠纤维和纱芯纤维加捻作用，成纱具有独特的内外层结构。外部结构近似于环锭纺，包缠纤维呈螺旋状与无捻纱芯一起形成捻度。喷气涡流纺的纱线具有周期性包缠纤维，大部分浮游纤维是由包缠纤维自由端构成的，而纱芯纤维的末端被包缠纤维束缚。相对于真捻纱，涡流纺纱线外端包缠纤维比较少，只有25-30%左右，并有伸直缠绕的纤维，具体见图3。由于这个原因，纺制包芯纱时，芯纱如果不能完全被包覆，不可避免出现漏芯现象。特别是内包芯丝的较粗时，这种情况更加严重。

图3 涡流纺纱线包缠纤维结构

2.2 涡流纺包芯纱漏芯突破途径及技术措施

涡流纺包芯纱存在一定的技术缺陷，容易出现包覆不良、芯丝外露的现象，造成染色、上色不匀的情况，影响后道工序加工，严重时影响布面效果。为解决包芯纱包覆不良、芯丝外露等问题。突破途径：包覆粗旦芯丝开发粗芯彩点纱线，包覆细旦芯丝减少外露。

2.2.1 纺制粗旦芯丝彩点纱线技术措施

包覆粗旦芯丝，将芯丝比例控制在30%以上，利用涡流纺纱周期性包缠，长丝漏芯呈规律性的特点，将所纺纱线制品通过染色后，在布面上形成染色后风格独特的彩点芯丝织物。

纱线品种：粘胶纤维R1.33dtex×38mm，包覆弹性回复性能和弹力稳定性较好的PBT-50D/F24高弹丝。涡流纺工艺配置：总牵伸T.D.R牵伸倍数为258倍，主牵伸M.D.R牵伸倍数为30倍，后牵伸B.D.R牵伸倍数为3.0倍，支持牵伸I.D.R牵伸倍数为2.9倍；下罗拉边距设置为43 mm×45 mm；纺锭型号选择M/1.1；纺纱张力130 mN左右,卷取比选择0.99倍；为了将长丝漏规律，使长丝保持在外层纤维中心，输出罗拉与前罗拉的喂入比选择0.96，包覆漏芯规律性效果最好；长丝喂入张力偏大掌握，喂入张力大，长丝芯纱更容易处于纱线中心位置，从而获得较高的包覆率；喷嘴到前罗拉距离掌握在43×45。工艺见表1。成纱质量见表2。具体布面风格见图3，图4。

表1 粗旦芯丝彩点纱线涡流纺纱工艺参数

表2 粗旦芯丝彩点纱质量指标

图4 布面风格

图5 漏芯在布面规律排列

2.2.2 包覆细旦芯丝减少外露技术措施

包覆细旦芯丝，将芯丝比例控制在20-30%以下，杜绝芯丝外露。纱线品种：喷气涡流纺R18.5tex，粘胶1.33dtex×38mm，长丝涤纶DTY30D/36F。工艺措施：主牵伸35倍，后牵伸3.0倍，中区牵伸2.8倍；纺纱张力120mN左右，卷取比选择1.01倍；纺锭型号F/1.0；喂入比选择0.96，减少因纺纱段张力变大造成芯丝回缩，形成外层纤维包覆不良；涤纶DTY长丝喂入张力控制在11CN-13CN时，包覆效果最好；喷嘴到前罗拉距离为20mm，提高包覆效果。具体工艺参数见表3，成纱质量见表4。

表3 R18.5tex(DTY30D/36F)涡流纺纱工艺

表4 R18.5tex(DTY30D/36F)涡流纺纱质量指标

2.3 涡流纺包芯纱前瞻性展望

针对包芯纱外露问题，采用芯丝比例20%以下，芯丝外露的现象几乎可以杜绝；采用芯丝比例30%以上，则形成规律的彩点纱风格，拓展了使用的空间和范围。在不同涤纶、粘胶、莱赛尔等纤维纱线上，包覆TDY、PBT等长丝，可以避免弱捻纱，对提高纱线质量有利。涡流纺长丝包芯纱在针织休闲家居服上的蓬松、透气、保暖、抗起球等特点，在功能性纤维的应用主要在梭织工装衬衫，具有挺括有型、抗起球、耐用、耐洗涤等特点。新应用领域主要有阻燃用途、再生涤纶、ECO环保产品、家纺、地毯、户外产品等方面，具有广阔的前景。

三、纯棉涡流纺纱线并合道数突破途径及探究

3.1 纯棉纱涡流纺多道并合断条原因

涡流纺纺纱并条工序为提高纤维平行伸直度，一般采用多道并条。纺制纯棉纱时，多道并合较为困难，主要原因：由于涡流纺纤维被涡流作用进入涡流管，此时纤维的状态随机分布，如果纤维的定向分布好，单位截面内承担应力的纤维数量多，成纱以及细节出现概率少，成纱断裂强度增加。如果喂入条纤维弯钩多或者棉结多，则纱芯纤维定向差，易产生强力弱环及细节，短绒含量高还将导致涡流纺纱中的纤维散失，造成纱线断裂强度下降。因此，涡流纺纺纱中除在梳理过程中，提高纤维的伸直度平行度外，大多采用多道并合提高纤维的平行伸直度，减少纤维在涡流管中的自由运动状态下造成的弯钩和短绒。但是，由于棉纤维中短绒含量多，伸直度较差，精梳后并条喂入属于无捻须条喂入，纤维伸直度较好，抱合力较差，出现机后断条牵伸困难。如果加大须条定量，则会出现并合过程的纤维在并条通道中摩擦纠缠，造成棉结增加。因此，纺制纯棉纱时，并合道数问题成为纺纱的难点之一。

3.2 纯棉纱涡流纺多道并合突破途径及技术措施

涡流纺纺棉工艺流程：往复式自动抓棉机JWF1011→强力磁铁FT225B→ 吸棉风机FT247→重物分离器JWF0007-70→单轴流开棉机JWF1107→单轴流开棉机JWF1109→高架风机FT201B→多仓混棉机JWF1029-160→精开棉机JWF1115-160→JWF1053除微尘机→JWF1173型喂棉箱→梳棉机JWF1211→预并条机TMFD81S→条并卷联合机JWF1383→精梳机F1278→头道并条机TMFD81S→二道并条机TMFD81S→末并条机(自调匀整)TMFD81L→870EX喷气涡流纺纱机。

经过精梳后的纤维伸直平行度较好，但纤维间抱合力较差，易发毛发烂，针对不同并合采用不同并合道数，质量指标有不同改善。并条工艺参数见表5，涡流纺工艺参数见表6，成纱质量指标见表7。

表5 不同道数并条工艺参数

表6 精梳棉涡流纺纱工艺 品种：MVS CJ18.2tex

表中分析：采用三道并合，棉结恶化，强力提高，管间不匀率改善明显，出条速度低，后部断条多；采用二道并合，管间差异大，棉结改善，断条现象无；采用一道并条，管间差异增大，毛羽增加，强力略有下降；证明，并条道数对改善纯棉纤维伸直度的贡献有限，随并合道数的增加棉结恶化。因此，精梳后采用一道带有自调匀整装置并条机，能够满足纯棉精梳纱的需要，但是需要在降低锭间差异上进一步研究和控制。

3.3 纯棉涡流纺前瞻性展望及研究突破

纯棉涡流纺纱精梳纱线展望：棉花具有良好的吸湿性、染色性和亲肤性，但由于喷气涡流纺生产纱线对原料的长度、细度、整齐度要求较高，而棉纤维长度相对较短，长度整齐度较差，且短绒率较高，因此在喷气涡流纺上生产的难度较大。喷气涡流纺精梳纱线，通过精梳进一步去除短绒，提高纤维的伸直平行度，生产出的纱线保持了喷气涡流纺毛羽少、吸湿快干的优点，克服了喷气涡流纺纱线强力低、手感较硬的弊端，具有强度高、抗起球性能好、舒适柔软等优良性能，为下游企业生产高档针织内衣提供了质的纱线。

并合道数突破展望：通过并条道数的减少，简化了流程，解决了并条后断的难点，为进一步开发适纺市场的纯棉涡流纺纱线品种提供了技术支持。同时，根据牵伸并合原理，在非棉纤维上，在提高不同纤维的伸直度基础上，为今后采用一道并条纺纱提供了技术研究支持。

四、结语

（1）涡流纺存在的涡流纺包芯纱漏芯、纯棉纱并条并合道数，是目前涡流纺纱工艺流程以及工艺的难点。

（2）在纺制涡流纺PBT，TDY长丝包芯纱，通过实践采用包覆防漏和漏芯两种措施，实现了成新型点子纱线布面风格和包芯纱风格，有助于涡流纺长丝包芯纱推广和拓展。

（3）纯棉精梳涡流纺纱线，通过采用精梳后，一道并条精梳须条无捻度直接喂入，克服了条子过烂造成机后断头增加的问题，对提升质量有利，也为下一步纯棉品种开发和非棉一道并条喂入提供了技术依据。

来源：陈玉峰 光山白鲨针布有限公司、彭福建 吴江京奕特种纤维有限公司、李延安 新疆东纯兴纺织有限公司

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