中圖分類號:TS104.7 文獻標志碼:A 文章編號:1009-265X(2025)08-0026-09
噴氣渦流紡是目前在國內外應用最多的新型紡紗設備之一。與傳統環錠紡比較,噴氣渦流紡具有紡紗工藝流程短、設備生產效率高、用工省等多方面優勢,在國內得到快速發展[1]。但是噴氣渦流紡對原料長度和整齊度要求高,目前應用最多的纖維就是粘膠纖維,常規的噴氣渦流紡粘膠純紡紗雖然在毛羽和耐磨性能上優于傳統環錠紡紗,但是受制于成紗結構的問題,紗線的強力和彈性等性能較差,制成的紡織品在穿著過程中易產生褶皺,影響美觀[2]。錦綸纖維彈性回復率優良,且強力和耐磨性能也較好,但是錦綸在紡紗過程中靜電現象嚴重,難以進行純紡生產[3]。采用粘膠和錦綸進行混紡,很大程度上增加了錦綸纖維的可紡性,且成紗兼具粘膠纖維的吸濕性和錦綸纖維的保形性。
噴氣渦流紡設備雖然從研發到投人生產的時間較短,可是設備的更新換代非常迅速。村田公司已經推出了五代產品,立達公司也推出了四代產品,但是只有村田公司做到了噴氣渦流紡包芯紗的產業化應用,MVS861、MVS870和MVS870EX均可以在加裝包芯紗裝置后用于噴氣渦流紡包芯紗的生產[4]。噴氣渦流紡包芯紗是以長絲為芯,紡紗時芯絲可充當導引針的作用,引導外包纖維頭端進入紗尾[5]。芯絲的引人一方面降低了產生頭端毛羽的概率,另一方面提高了紗線強力,彌補了噴氣渦流紡紗線強力差的缺陷,對改善紗線性能具有現實意義。雖然使用噴氣渦流紡技術生產包芯紗具有優勢,但受紡紗條件的影響,噴氣渦流紡包芯紗仍會有包覆缺陷,即短纖維無法完全包覆長絲,出現長絲裸露于紗線表面的現象[6]。紡紗速度[7]、芯絲比例[3]、噴嘴氣壓[8]、喂入比[9]、芯絲預加張力和紡紗段張力等參數均會影響包覆效果和成紗質量。
本文主要以17.2tex噴氣渦流紡粘膠/錦綸/滌綸長絲包芯紗為載體,重點研究芯絲預加張力和喂入比對噴氣渦流紡包芯紗各部分張力的影響,以及各部分張力變化如何對紗線結構、包覆效果和紗線質量產生影響。為便于對噴氣渦流紡包芯紗包覆效果進行量化分析,在紡紗時使用黑色芯絲,并對紗線圖像進行閾值處理,從而統計并計算外包纖維對芯絲的覆蓋系數。
1實驗
1. 1 實驗原料
噴氣渦流紡包芯紗的外包纖維是粘膠和錦綸的混合纖維,粘膠/錦綸比例為 70/30 。芯絲為滌綸全拉伸絲,原料的規格參數與性能如表1所示。
表1原料的規格參數與性能
Tab.1Specification parameters and performance of raw materials

1. 2 紗線制備
1. 2.1 工藝流程
噴氣渦流紡包芯紗制備工藝流程:稱重混合 $$ MX-U6型混棉機
型清棉機 $$ TC-15型梳棉機 ′ TD-9T型并條機(兩道)
型并條機(帶自調勻整功能) MVS870E X型噴氣渦流紡紗機。
1. 2.2 前紡工序
為精確粘膠纖維和錦綸纖維的混合比例,使用原料稱重混合的方式來進行混合。由于粘膠纖維和錦綸纖維比較光潔且無雜質,開清工藝應以“多松、輕打、以梳代打、精細抓取”為原則。因為噴氣渦流紡對纖維長度和整齊度的要求比較高,所以梳棉工序應采用\"少落、低速、快轉移、慢速度”的原則,在保證梳理質量的同時減少纖維損傷。為進一步混合并控制條干不勻率,熟條采用三道并合的方法進行生產,頭并、二并和末并的定量分別為 25,22g/5m 和 20g/5m ,且均為6根并合。
1. 2.3 噴氣渦流紡工序
MVS870EX型噴氣渦流紡紗機在增加包芯紗裝置后可用于生產噴氣渦流紡包芯紗,噴氣渦流紡各部件如圖1所示。芯絲經過包芯紗裝置后被氣流吹向前羅拉,然后和纖維須條一同經纖維導管進人紡錠。成紗后的紗線經清紗器和紡紗傳感器卷繞在摩擦羅拉上,最后轉移到筒子上。噴氣渦流紡包芯紗牽伸區如圖2所示。噴氣渦流紡總牽伸倍數是摩擦羅拉和第四羅拉的表面線速度比值,總牽伸(TDR)分別由后區牽伸(BDR)、中區牽伸(IDR)、主區牽伸(MDR)和喂入比四個部分組成,除中區牽伸倍數外,其他均可獨立調節。喂入比是摩擦羅拉和前羅拉的表面線速度比值,調整喂入比會改變纖維束在紡紗段(前羅拉到摩擦羅拉之間)受到的牽伸力,從而影響紡紗段成紗的張力。紡紗工藝配置如下:后牽伸倍數(BDR)為3,主牽伸倍數(MDR)為25,為了讓實驗更貼合實際紡紗車間生產情況,紡紗速度設置為 530m/min ,N1噴嘴氣壓為 0.58MPa ,卷曲比為1.01,后羅拉啟始率為 200% 。每個樣品紗線均紡制3個筒紗,用于后續性能測試。

1.包芯紗裝置;2.張力器;3.芯絲;4.噴嘴座;
5.清紗器;6.紡紗傳感器;7.摩擦羅拉;8.筒紗;
9.纖維須條;10.牽伸部分;11.包芯紗
圖1渦流紡部件示意圖

圖2牽伸示意圖
Fig.2Schematic diagram of drafting
1. 2.4 噴氣渦流紡包芯紗裝置
噴氣渦流紡包芯紗裝置如圖3所示,芯絲依次經過導絲部件、芯絲傳感器、張力器、防收縮夾、松弛支架和吸盤噴嘴。在紡紗時松絲桿會落下,紡紗停止時松絲桿會提起,防收縮夾同時會夾住芯絲,從而防止芯絲收縮。張力器通過調節芯絲彎曲程度來調節芯絲和導絲部件的摩擦力,從而改變芯絲預加張力,共有9個檔位,檔位越高芯絲預加張力越大。包芯紗裝置工藝配置如下:剪切延遲為0.2s,吸盤噴嘴開啟時間為0.4s,吸盤噴嘴開啟時長為 0.4s 。
圖3噴氣渦流紡包芯紗裝置示意圖Fig.3Schematic diagram of an air-jet vortex-spuncore-spun yarn device

1.3 試驗方案設計
以紡制17.2tex噴氣渦流紡粘膠/錦綸/滌綸長絲包芯紗為例,重點研究芯絲預加張力和喂入比對噴氣渦流紡包芯紗性能的影響。首先固定喂入比為0.98,通過調節張力器檔位來調節芯絲預加張力,由于芯絲預加張力過大會導致紡紗困難,無法成紗,在喂入比0.98的情況下,選取五個張力器檔位(2—6檔)紡制17.2tex包芯紗,記作試樣1-5。喂入比過大或者過小同樣也會導致紡紗時難以成紗,在張力器4檔的情況下,選取喂入比 0.94,0.96,1.0 和1.02紡制試樣,記作試樣6-9。為比較噴氣渦流紡包芯紗與普通噴氣渦流紡紗線的性能差異,選擇喂入比0.98,其他工藝不變,制作17.2tex噴氣渦流紡錦綸/粘膠混紡紗和粘膠純紡紗,記作試樣10和試樣11。為了探究噴氣渦流紡包芯紗紡紗段芯絲張力和紡紗段包纏紗張力的變化規律,將試樣1—9除去芯絲,僅由外包纖維紡紗,只統計紡紗段張力。試樣制備方案如表2所示。
表2噴氣渦流紡樣品紗制備方案
Tab.2Preparation scheme of air-jet vortex-spun sample yarns

1.4 測試方法
1. 4.1 性能測試
樣品紗線性能測試前需完成預調濕處理,并在標準大氣環境(溫度為 (20±2)°C ,相對濕度為 (65±2)%) (2中調濕平衡 24h 。根據GB/T3916—2007《紡織品卷裝紗單根紗線斷裂強力及斷裂伸長的測定》測試紗線強伸性能。測試儀器為GFS150全自動單紗強力儀型,試樣的夾持隔距長度為 500mm ,測試速度為 500mm/min ,共測試60次,取平均值。依據GB/T3292.1—2008《紡織品紗線條干不勻試驗方法第1部分:電容法》,由CFE500全自動紗線均勻度測試儀型測試紗線條干不勻率和毛羽 H 值。測試速度為 400m/min ,測試時間為 1min ,測試長度為400m ,每組試樣測試3次,取平均值。彈性回復率參照標準FZ/T50007—2012《氨綸絲彈性試驗方法》,試樣夾距為 250mm ,拉伸速度為 250mm/min ,預加張力為 0.5cN ,以試樣的 5% 作為定伸長,停頓時間 30s ,回復時間 120s ,每組紗線測25次取平均值。
1.4.2 張力測試
芯絲預加張力使用ETX-500手持式張力測試儀測量,連續測量 1min 取平均值。傳統紡紗設備不易直接測試紡紗段張力,額外增加測量設備還會影響成紗質量。MVS870EX型噴氣渦流紡紗機可以通過其特有的紡紗張力傳感器檢測紡紗段張力,張力傳感器可以連續實時測量紡紗段張力并統計平均值,每個試樣測試 2km 長度紡紗段張力取平均值。
1. 4.3 形貌觀察
XSP-02光學顯微鏡搭配工業CCD(NXM-EP200)相機對噴氣渦流紡紗線的結構形貌進行觀察,放大倍數為48。
1. 4.4 覆蓋系數測試
覆蓋系數[10]是包芯紗未裸露芯絲部分所占面積與掃描區域全部紗線面積的比值。覆蓋系數可以很好地表示包芯紗的包覆效果和外包纖維剝離阻力,較高覆蓋系數的包芯紗更有利于織造和染整加工。使用顯微鏡和工業相機在紗線一百米的長度上隨機拍攝200張照片(只統計單側露絲情況),放大倍數為48。為了對芯絲裸露部分和包芯紗主體部分的提取,拍照背景的顏色必須合理選擇,使用灰色背景區別黑色芯絲和白色紗線主體。對圖像進行處理分別統計裸露芯絲部分和未裸露紗線的像素點個數來表示其面積
采集的原圖如圖4(a)所示,首先根據灰度直方圖選擇閾值75對圖像進行分割,分割出的芯絲裸露部分,如圖4(b)中的黑色部分所示,統計黑色像素點個數代表紗線裸露芯絲部分面積。根據灰度直方圖選擇閾值145對圖像進行分割,分割出包芯紗未露絲部分,如圖4(c)中的白色部分所示,統計白色像素點個數代表紗線未裸露部分的面積。統計裸露芯絲部分像素點個數和未裸露部分芯絲像素點個數之和近似代表掃描部分全部包芯紗面積。
圖4 包芯紗閾值分割圖
Fig. 4Threshold segmentation diagram of core-spun yarns

2 結果與分析
2.1 紡紗段張力分析
紡紗段張力和芯絲預加張力測試結果如表3所示。噴氣渦流紡包芯紗主要由芯絲和包纏紗兩部分組成,由于前羅拉的輸出速度和摩擦羅拉的卷繞速度不一樣,這兩部分在紡紗時會受到額外的牽伸力。這兩部分張力的大小關系是影響成紗質量的關鍵因素,但是無法直接測量,為了量化分析這兩部分張力的大小關系對成紗質量的影響,在統計時忽略芯絲和包纏紗之間的作用力。在紡制試樣時不改變工藝參數,關閉芯絲裝置,僅使用外包纖維進行紡紗,用此時的紡紗段張力近似代表該噴氣渦流紡包芯紗試樣的包纏紗張力,再用噴氣渦流紡包芯紗試樣的紡紗段張力減去紗段包纏紗張力,近似代表紡紗段芯絲張力,最后統計并計算這兩部分張力的比值,即紡紗段芯絲張力除以紡紗段包纏紗張力。
表3紗線張力測試結果
Tab.3 Yarn tension test results

注:張力比是紡紗段芯絲張力除以紡紗段包纏紗張力
從圖5可以看出,當喂入比不變時,噴氣渦流紡包芯紗的包纏紗張力也不變,這是因為前羅拉和摩擦羅拉之間的速度比不變,所以紡紗時包纏紗受到的牽伸力恒定。紡紗段包芯紗和紡紗段芯絲的張力均隨著芯絲預加張力的增加而增加,這是因為在統計時忽略了芯絲和包纏紗之間的摩擦力,而芯絲在進入紡紗段的預加張力增加,所以芯絲在紡紗段的張力也隨之增加。從圖6可以看出,當芯絲預加張力不變時,紡紗段包芯紗張力、紡紗段芯絲張力和紡紗段包纏紗張力均隨著喂入比的增加而增加,這是因為當喂入比增加時,前羅拉和摩擦羅拉的速度比值增加,紡紗時芯絲和包纏紗受到的牽伸力也隨之增加。
如圖7(a)所示,張力比過小時紗線會出現芯絲彎曲和成圈的現象,這是因為紡紗段芯絲張力相較于紡紗段包纏紗張力過小,成紗之后由于包纏紗收縮,從而導致芯絲彎曲和成圈。如圖7(b)所示,張力比過大時紗線會出現外包纖維剝落和成圈的現象,這是因為紡紗段芯絲張力相較于包纏紗張力過大,成紗之后由于芯絲收縮,從而導致外包纖維剝落和成圈。
圖5芯絲預加張力和紡紗段張力的關系 Fig.5Relationship between core filament pre-tension and spinning section tension


圖6喂入比和紡紗段張力的關系 Fig.6Relationship between feed ratio and spinning section tension

2.2 成紗性能測試結果
本文采用單因素分析法,以包芯紗的斷裂強度、斷裂伸長率、條干CV值、毛羽 H 值和噴氣渦流紡包芯紗外包纖維的覆蓋系數為分析項,探究芯絲預加張力與喂入比對噴氣渦流紡包芯紗性能的影響,測試結果如表4所示
表4紗線性能測試結果
Tab.4Yarn performance test results

2.3 芯絲包覆效果分析
芯絲預加張力和喂入比與覆蓋系數的關系如圖8所示,隨著芯絲預加張力和喂人比的增加,覆蓋系數先增大后減小。芯絲預加張力和喂入比較小時,首先因為芯絲是復合絲,此時紡紗段芯絲張力較小,在紡紗時各單絲比較松散,不利于外包纖維的包覆,其次是因為此時張力比過小,由于外包纖維的收縮,芯絲從紗線主體凸出,從而增加了芯絲外露的概率;芯絲預加張力 2.1cN 和喂人比0.98時覆蓋系數最大,因為此時紡紗段芯絲張力適中,芯絲伸直狀況好,更有利于外包纖維的包纏,而且無外包纖維剝落的現象;芯絲預加張力和喂入比較大時,雖然芯絲伸直狀況好,但是此時張力比過大,成紗之后由于芯絲收縮,外包纖維剝落,從而導致芯絲外露,所以包覆系數低。

圖8芯絲預加張力和喂入比與覆蓋系數的關系 Fig.8Relationship between core filament pre-tension, feedratioandcoverfactor

2.4成紗拉伸性能分析
2.4.1 成紗拉伸曲線特征
隨著芯絲預加張力和喂入比的變化,渦流紡包芯紗的拉伸曲線特征也發生變化,為探究芯絲預加張力和喂入比的變化對拉伸曲線的影響,選擇試樣1、3、5和10的拉伸曲線進行分析。從圖9中4種試樣的拉伸曲線可以看出:在拉伸初始階段,試樣5的拉伸曲線斜率有一個短暫由小變大的階段。這是因為張力比過大,成紗后芯絲收縮導致外包纖維彎曲甚至剝落,拉伸初始時只有芯絲受力,從而導致曲線上升緩慢,隨著應變的增加,外包纖維逐漸伸直,芯絲和外包纖維同時受力,所以曲線快速上升;在拉伸斷裂階段,試樣3和噴氣渦流紡粘膠/錦綸混紡紗的斷裂特征相似。這是因為試樣3包覆效果好,拉伸時外包纖維和芯絲之間的作用力更加穩定,包芯紗對芯絲的利用率高,在拉伸時芯絲和外包纖維同時斷裂,所以噴氣渦流紡包芯紗拉伸曲線斷裂特征和噴氣渦流紡粘膠/錦綸混紡紗線拉伸曲線特征相似。
圖9噴氣渦流紡紗線拉伸曲線 Fig.9Tensile curves of air-jet vortex yarns

試樣1和試樣5斷裂階段均出現多峰現象,但拉伸特征有區別,這主要是因為紗線結構和各組分性能差異導致[\"]。隨著應變的增加,試樣1的拉伸曲線出現多次突然下降然后繼續上升,紗線應變達到最大值后斷裂,應力消失。這是因為試樣芯絲有彎曲和成圈現象,隨著應變增加芯絲受力也隨之增加,芯絲彎曲部分由于拉伸突然變直,芯絲和外包纖維之間出現滑移,所以出現多次突然下降,滑移后芯絲和外包纖維繼續共同承受外力曲線又多次出現上升,最后同時斷裂。試樣5在應力達到最大值后曲線下降,隨著應變繼續增加應力短暫上升后下降這是因為外包纖維和芯絲的斷裂強度和斷裂伸長率存在差異,試樣外包纖維有剝落的現象,外包纖維和芯絲之間作用力差,試樣在外包纖維斷裂后芯絲繼續受力拉伸,應變和應力繼續增加,直至芯絲斷裂。
2. 4.2 成紗斷裂強度分析
芯絲預加張力和喂入比與斷裂強度的關系如10所示,隨著芯絲預加張力和喂入比的增加,斷裂強度先增大后減小。這是因為噴氣渦流紡包芯紗中心存在1根連續且具有一定強力的芯絲,外力作用時紗線的受力主體變成了芯絲。芯絲預加張力和喂入比較小時,包覆系數低,由于紡紗速度和噴嘴氣壓不變,包纏纖維提供的經向作用力不變[12]。拉伸時芯絲和外包纖維之間的摩擦阻力小,芯絲的利用率低,所以斷裂強度低;芯絲預加張力 2.1cN 和喂入比0.98時斷裂強度最大,因為此時覆蓋系數大,芯絲的包覆效果好并且紗線結構穩定,在拉伸時外包纖維和芯絲之間的摩擦阻力大,芯絲的利用率高,所以斷裂強度大;芯絲預加張力和喂入比較大時,外包纖維有剝落的現象,從而導致外包纖維和芯絲之間摩擦力變小,并且外包纖維之間也更容易滑移,所以斷裂強度低。
圖10 芯絲預加張力和喂人比與斷裂強度的關系 Fig.10 Relationship between core filament pre-tension, feed ratio and breaking strength

2.4.3 成紗斷裂伸長率分析
芯絲預加張力和喂入比與斷裂伸長率的關系如圖11所示,斷裂伸長率隨著芯絲預加張力和喂入比的增加而增加。這是因為芯絲預加張力和喂入比較小時芯絲有彎曲和成圈的現象,芯絲伸直狀態差。拉伸時限制了芯絲和外包纖維之間的滑移,從而導致紗線斷裂伸長率小;芯絲預加張力和喂入比較大時,包芯紗外包纖維有剝落現象,外包纖維對芯絲伸長的限制小,而且存在外包纖維和芯絲斷裂不同時的現象,外包纖維在斷裂后芯絲繼續拉伸,所以斷裂伸長率大。
圖11 芯絲預加張力和喂入比與斷裂伸長率的關系 Fig.11 Relationship between core filament pre-tension, feed ratio and breaking elongation

2.5 成紗條干和毛羽分析
芯絲預加張力和喂入比與條干 CV 值及毛羽 H 值的關系如圖12和圖13所示,隨著芯絲預加張力和喂入比的增加,條干 CV 值和毛羽 H 值先減小后增大。這是因為紡紗時芯絲和自由纖維頭端一同進入紡錠的中空通道,纖維頭端成為芯纖維,纖維尾端成為包纏纖維,芯纖維和包纏纖維共同對芯絲起包覆作用。芯絲預加張力和喂入比較小時,由于復合絲中各單絲比較松散,紡紗時不利于自由纖維頭端進入紡錠中空通道和自由纖維尾端的包纏,從而導致纖維尾端容易失去控制,所以條干 CV 值和毛羽 H 值大;芯絲預加張力 2.1cN 和喂人比0.98時條干CV 值和毛羽 H 值最小,首先因為紡紗時芯絲的伸直狀況好,更有利于外包纖維的包纏,而且無芯絲彎曲和外包纖維剝落現象;芯絲預加張力和喂入比較大時,外包纖維有剝落的現象,纖維尾端容易脫離紗體成為毛羽,從而導致條干 CV 值和毛羽 H 值變大。
圖12 芯絲預加張力和喂人比與條干 CV 值的關系 Fig.12 Relationship between core filament pre-tension, feedratioandevenness CV value

圖13 芯絲預加張力和喂入比與毛羽 H 值的關系 Fig. 13 Relationship between core filament pre-tension, feedratioandhairiness H value

2.6 性能優化結果分析
試樣3為噴氣渦流紡粘膠/錦綸/滌綸長絲包芯紗、試樣10為噴氣渦流紡粘膠/錦綸(70/30)混紡紗、試樣11為噴氣渦流紡粘膠純紡紗。紗線性能測試結果如表5所示,噴氣渦流紡粘膠/錦綸混紡紗與同規格噴氣渦流紡純粘膠紗相比,紗線彈性回復率提高了 32.5% 。這是因為錦綸纖維的加入,錦綸纖維有較好的彈性回復率,從而提高了紗線的彈性回復率。噴氣渦流紡粘膠/錦綸/滌綸長絲包芯紗相較于同規格噴氣渦流紡粘膠/錦綸混紡紗各項性能均有所提高,其中斷裂強度提高了 24.8% ,斷裂伸長率提高了 9% ,彈性回復率提高了 9.3% ,條干均勻度和毛羽也有所改善。這是因為噴氣渦流紡包芯紗是以滌綸長絲為芯,可以更好地引導外包纖維頭端進入紗尾,一方面可降低成紗產生頭端毛羽的概率,另一方面利用滌綸長絲提高了紗線強力。
表5紗線性能測試結果Tab.5Yarn performance test results

3結論
本文分析了芯絲預加張力和喂入比對張力的影響規律,并在此基礎上研究了張力對噴氣渦流紡粘膠/錦綸/滌綸長絲包芯紗性能和包覆效果的影響,得到如下結論:
a)噴氣渦流紡包芯紗紡紗段張力受喂人比和芯絲預加張力的共同影響,且呈正相關。
b)紡紗段芯絲張力和紡紗段包纏紗張力的比值明顯影響成紗結構,比值過小時芯絲易出現彎曲和成圈現象,過大時外包纖維易出現剝落和成圈現象,并且比值過大或者過小均會導致噴氣渦流紡包芯紗各組分斷裂不同時,即應力-應變曲線出現斷裂多峰現象。
c)喂入比0.98芯絲預加張力 2.1cN 時噴氣渦流紡17.2tex粘膠/錦綸/滌綸長絲包芯紗結構最穩定,覆蓋系數和斷裂強度最大,毛羽較少而且條干均勻度最好。在一定范圍內,喂入比和芯絲預加張力越大,斷裂伸長率越大。
d)優化后的17.2tex噴氣渦流紡粘膠/錦綸/滌綸長絲包芯紗相較于同規格噴氣渦流紡粘膠/錦綸混紡紗線,紗線性能均有所提升。
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Abstract:Air-jet vortex spinning technology ischaracterizedbya short production process,high speedand efciency,as wellas low labor requirements.Additionally,the yarns produced exhibit lowhairiness,goodabrasion resistance,and resistance to pilling. However, the yarn strength is only about 80% of that of ring-spun yarns. Producing core-spun yarns using air-jet vortex spinning equipment not only retains the advantages of vortex spinning butalso leverages filament yarns to enhance yarn strength.This approach compensates for the lower strength of airjet vortex-spun yarns while preserving the characteristics of the outer fibers,making it practicaly significant for improving yarn performance.This study primarily focuses on 17.2 tex air-jet vortex-spun viscose/nylon/polyester filament core-spun yarns as the research object,conducting single-factor experiments on core filament pre-tension and feed ratio.Under a feed ratio of 0.98,five tensioner setings (levels 1-5)were selected to produce samples.At tensioner level4,feed ratios of 0.94,0.96,1.0,and1.02 were chosen for sample production.The study focuseson the efects of core filament pre-tension and feedratioon the tension distributionof differentcomponents in the air-jet vortex-spun corespun yarn. It further explores how these tension changes influence yarn structure,coverage performance,and yarn quality,with the ultimate goal of optimizingthe final yarn quality.For evaluating the coverage performance,black corefilaments wereused during spinning to facilitate the observation of exposed filaments.Single-sided images of vortex-spun core-spun yarn were processed using threshold segmentation. Appropriate thresholds (75 and 145) were applied to segment the images,alowing the measurement of the exposed core filament area on one side and the total yarnarea.The coverage coeficient was then calculated to quantitatively analyze the coverage performance of air-jet vortex-spun core-spun yarn.The study results indicate that the spinning segment tension of air-jet vortex-spun core-spun yarn is jointly influenced bythefeedratioandcore filament pre-tension,showing a positive correlation.Theratioofcore filament tension to wrapping fiber tension in the spinning segment significantly afects the yarn structure.When the ratio is too low,the core filament tends to bendand form loops,whereas when the ratio is too high,the outer wrapping fibers are prone to peeling and forming loops.Furthermore,excessively high or low ratios result inasynchronous breaking of the components inthe air-jetvortex-spun core-spun yarn,leading to multiple peaks in thestress-strain curve. At a feed ratio of O.98 and a core filament pre-tension of 2.1cN ,the structure of the 17.2 tex air-jet vortex-spun viscose/nylon/polyester filamentcore-spun yarn is the most stable,exhibiting the highest coverage coeficient and breaking strength,with fewer hairiness and the best evenness.Within a certain range,higher feed ratiosandcore filament pre-tensionsresultin greater breaking elongation.The optimized17.2 texair-jet vortexspun viscose/nylon/polyester filament core-spun yarn shows improved yarn performance compared to air-jet vortexspun viscose/nylon blended yarn of the same specification.
Keywords:air-jet vortex spinning; core-spun yarn; spinning section tension; coverage factor; yarn property