渦流紡紗
自由端紡紗方法之一。靠渦流作用使開松成單根狀態的纖維凝聚和加拈成紗。由於用渦流代替機械的加拈和凝聚作用而不需要迴轉的機件,因而結構簡單,紡紗速度較高,一般可比環錠紡紗高6~7倍。20世紀50年代初,美國曾利用液體渦流進行紡紗的試驗。1955年以後,先後有德意志聯邦共和國、波蘭等幾個國家研究利用空氣渦流進行紡紗。中國1960年開始進行利用空氣渦流紡紗的研究。1975年在國際紡織機械展覽會上,波蘭展出了一台空氣渦流紡紗機(PF型),並建立了一個中間試驗車間,使渦流紡紗試用於生產。原理
先把纖維條經刺輥開松呈單根纖維狀態,然後靠氣流的作用使纖維通過切向通道進入渦流管內,形成纖維流。在渦流管的適當位置沿圓周切向開若干進氣孔,渦流管的尾端經總風管和過濾網接抽風機,使渦流管內始終保持負壓。外界空氣沿切向進氣孔高速進入渦流管內。由於氣流與渦流管的中心軸線有一動量矩,遂在管內形成渦流。也可以用一組螺鏇形導向片,使空氣沿導向片引入管內而形成渦流。高速迴轉的渦流沿渦流管的軸向運動,與切向通道送入的纖維流同向迴轉,達到軸向平衡。在平衡位置上渦流推動自由端紗尾作環形高速迴轉。不斷餵入的纖維與運動著的紗尾相遇而凝聚到紗尾上。自由端在高速迴轉時,紗條即被加上拈度。渦流紡加拈的效率較低,約30~50%左右,紗愈粗,自由端迴轉的摩擦阻力和加拈的抗扭力矩愈大,加拈效率愈低。根據流體力學原理,在平面鏇渦中渦核中心處的壓力最低。因此,生頭時種子紗可以很容易地被從中心孔吸入渦流管內並開始紡紗。紡成的紗由一對輸出羅拉積極輸出,經槽筒或往復導紗器繞成筒子紗。為了減少回花、提高製成率,在渦流紡紗機上設有斷頭後餵入自停裝置。產品
渦流紗中纖維的平行伸直度較差,成紗的結構與環錠紗不同,所以渦流紗的強力較環錠紗低,成紗的條幹均勻度一般接近環錠紗的水平,但極短片段的粗細不勻較環錠紗顯著。渦流紗的結構膨鬆,吸色性好。為了使紡成的紗具有一定的強力和條幹水平,要求餵入的纖維具有較好的整齊度和適當的長度。因此,渦流紡紗比較適宜於化纖純紡或混紡的粗中號紗,用作起絨紗,或用以紡包芯紗。渦流紡紗單產水平和製成率都比較高,由於在負壓條件下紡紗,車間飛花少,勞動條件好。產品可用作毛毯、圍巾、服裝和裝飾用織物。渦流紡紗技術的發展
MJS噴氣紡紗體系對纖維長度的適應性都比環錠紗及轉杯紗差,只能加工生產純滌綸等等長度的化纖紗或者生產滌棉等混紡紗,不能夠生產純棉紗。因此,噴氣紡紗系統具有一定的不足。為此,村田公司在1995年巴黎國際紡織機械展覽會上展出了MVS851渦流紡紗機,一般可以生產18-45英支的純棉紗,紗線結構與環錠紗相接近,屬於真捻紗。紡紗速度高,加工純棉紗時引出速度可達400米/分,比環錠紗高20倍,比轉杯紗高3倍。渦流紡紗可以做到無結頭,毛羽飛花少,單紗強力度,基本上與同支環錠紗接近,比同支轉杯紗的強力還要高一些。MVS861在MVS851的基礎上經過多次改進及創新,取得進一步的發展。具有許多重要技術特徵及紡紗優點。
1.MVS紡紗結構及特徵
1.1MVS渦流紡紗機是由棉條餵入並經過四羅拉(或者五羅拉)牽伸機構牽伸後達到需要的紗線支數的須條,纖維被針狀物牽引進入空心錠子中;在集聚點纖維尾部沿噴嘴內側在高速迴轉渦流的作用下升起,使纖維分離並沿著錠子鏇轉,當纖維被牽引到錠子內時,纖維沿著錠子的迴轉而獲得一定捻度。纖維束沿著錠子包纏的角度及迴轉角度都是可以控制的,實現了高速度紡紗並獲得真捻。1.2整個紡紗過程受到電子系統的監控,當發現紗疵時即被自動去除,並立即套用自動接頭裝置,將紗接起來.這種裝置叫做“自動接頭器”因此,整個紡紗過程是全自動連續式的。此外,從矩個錠子紡出來的紗也受到自動接頭器的監控,使紡紗質量受到逐錠監控,發現有問題的錠子,可以單錠自動停止紡紗。
1.3由於渦流紡紗速度高:鏇轉的渦流對紗的加捻要比機械式加捻效率高,引出速度為400/分,MVS861的引出速度可達到450/分。高速迴轉的渦流只作用在纖維上,與前羅拉引出纖維的功能一起形成對纖維的加捻作用。因此高速迴轉的渦流除了完成加捻任務外,並不影響紗線支數的高低。由於基礎“Vortex”氣流對纖維的加工,纖維受到具有聲速的噴氣渦流及卷取羅拉作用而形成真捻,這種特殊的加捻作用是其它紡紗機械不能取代的,高的紗線迴轉速度下的成紗結構比環錠紗線結構較緊密,因而結構穩定,使印染加工後的最終紡織品具有許多優點。
1.4渦流紡紗技術紡紗適應性廣,可以加工不同纖維長度的短纖混紡紗,生產紗線質量比較高。
2.MVS861在MVS851的基礎上有了許多改進
2.1新型號MVS861生產的短纖紗的筒子卷繞角度為5057,往復導紗動程為127毫米及146毫米,卷繞的筒子紗角度可根據需要進行調節。不論筒子紗卷繞角度如何改變,其卷繞速度不降低,像轉杯紡的卷繞角度為402,卷繞速度已達到極限。
2.2MVS861渦流紡紗機卷繞線速度已達到電450米/分,因此可與村田公司生產的PC21自動絡紗機相聯接,從而更加提高了紡紗能力。
2.3MVS861渦流紡紗機在降低能耗上也有改進,每80錠一台的渦流紡紗機總容量為25.5千瓦,折合每錠能耗0.319KW與MVS851相比,可節能25%,壓縮空氣消耗用量為58NL(每分鐘、每個噴嘴),空氣壓力為0.5MPa,比原來節約壓縮空氣消耗量27%。
2.3新裝置的VOS可視化智慧型主控電腦系統,具有對紡紗工藝參數,紡紗質量管理,生產管理及機器維護保養管理的功能。可使機器操作方便,提高紡紗質量及對運轉特性的控制,紗疵很少。
2.5套用VOS系統對疵點檢測及統計功能操作簡便,並增加了紡紗帆的產量。
高效生產的優點不僅對紡紗機本身,而且對下游工序的生產效率也有顯著的改進,例如在高速織機及針織機上,紗線退繞速度以及下游工序紡織品加工及服裝製作等工序可減少毛羽及飛花的形成。
MVS渦流紡紗機紡紗質量非常奸,尤其在紡紗過程中,由於纖維受到圓周運動和變射氣流的作用及不受機器直接加捻作用而形成捻度。
3.MVS渦流紡紗技術的優點
3.1紗線毛羽非常少,比環錠細紗及緊密環錠紗的毛羽減少12%~15%。
3.2有非常好的抗起球性能,吸濕及快速去濕性能。
3.3增加了下游工序如織造工序的產量,紡紗速度比普通環錠紡增加14倍。此外,紗線強力比環錠紗低,織物手感粗硬。但MVS紗的手感比MTS噴氣紗的手感要柔軟一些。
3.4村田公司生產MVS861渦流紡紗機引出速度可達到450米/分,比環錠紗生產量指數高1.5倍。
3.5假如最佳化織物設計,充分發揮MVS紗的優點,可使織物在紗線低強力及低伸率的條件下充分滿足織物的手感改善、擴大織物終端套用範圍。
4.紡紗支數範圍
由於渦流紡紗特性的決定,對於纖維種類及纖維長度都分別有一定的要求,據國外生產渦流紗企業報導的資料表明,生產渦流紗要用長絨棉,而且紡紗技術適於在18英支至45英支範圍內。MVS861渦流紡紗機的紡紗支數及適紡纖維長度比MVS851有了一定的改進。
4.1生產純棉紗時,32毫米長的棉纖維最高可以紡45支。38毫米長的棉纖維最高可紡到60英支以下。
4.2生產滌棉混紡紗時滌綸纖維長度32毫米,細度1.2dtex,棉纖維長度1英寸,可紡40英支以下。生產滌棉混紡紗時滌綸纖維長度38毫米,細度1dtex,棉纖維長度為1.2英寸,可紡50英支以下。
4.3生產純滌綸、粘膠或Lyocell可紡至60英支以下。
據國外報導在實際生產中生產18英支到45英支紗時,套用細絨棉生產比較穩定。質量較好。
5.產品質量
渦流紡紗線質量特性中,除了紗線強力及伸長率比環錠紗低以外,其它毛羽,起球率等項質量指標勻比環錠紗好,甚至有些指標還要比緊密紗好。因此儘管渦流紡紗據具有速度高、質量好、工藝流程短等優點,仍然需要不斷的研究與改進存在的問題。渦流紡紗技術將在不斷的改進中得到發展。