噴氣紡紗（air jet spinning）及其紡紗工藝

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噴氣紡紗air jet spinning

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利用噴嘴內旋轉氣流對牽伸后的須條加捻，最終使須條上的一些邊纖維包纏在須條外圍而成紗。噴嘴有單噴嘴和雙噴嘴兩種類型，后者成紗質量好且穩定。雙噴嘴式噴氣紡紗如圖示。噴嘴圓周上有數個小孔與水平紗道有一定傾斜角度且與紗道周邊相切，稱噴射孔。高壓氣流從噴射孔噴入紗道，形成20～30r/min的旋轉氣流，對須條有軸向牽引力和圓周切向旋轉的作用力矩，前者推動紗條前進，后者使紗條回轉加捻。兩噴嘴的噴孔數量、噴射角（與水平夾角）、氣壓都不相同，氣流旋轉方向相反，第二噴嘴旋轉能量比第一噴嘴大。纖維條經超大牽伸機構（牽伸倍數200以上）牽伸，從前羅拉輸出；第一噴嘴吸口距前羅拉鉗口7~12mm，噴嘴吸口產生的負壓將纖維吸入，紗條理應隨第一噴嘴噴射的氣流回轉獲得Z捻，但由于第二噴嘴氣流旋轉能量遠大于第一噴嘴，且方向相反，使前羅拉到第一噴嘴間的紗條解捻，并很快變為反向的S捻；第二噴嘴到前羅拉整個紗條都隨第二噴嘴氣流回轉形成S捻，第一噴嘴到前羅拉之間成為弱捻狀態。由于前羅拉輸出的須條有一定寬度，且超過噴嘴吸口孔徑（紗道直徑2～3mm），處于前羅拉鉗口的邊纖維隨紗條抖動和受第一噴嘴周圍氣流干擾，使部分邊纖維的頭端成為自由飄浮狀態，稱開端纖維。開端纖維有兩種可能：
（1）未能及時吸入紗道，以致未被捻入紗的主體，隨第一噴嘴的旋轉氣流以Z向附著在具有S捻的紗芯外表；
（2）也可能捻入紗的主體外層，但獲得的S捻比紗芯少得多，當紗條通過第二噴嘴輸出時，紗芯S捻在退捻力矩的作用下退捻消失，捻入紗主體外層的邊纖維，由于與紗芯的捻度有捻回差，紗體外層形成少量Z捻；而未被捻入紗體的纖維在紗的外表會形成Z向包纏緊密地扎結在紗芯上。
形成紗條的芯部纖維幾乎為平行無捻狀態，紗體外層有少量Z捻，外面具有Z向包纏扎結的邊纖維，即為噴氣包纏紗。邊纖維的包纏，使纖維間向心壓力增大，芯部纖維間摩擦力加大，阻止纖維滑移，使噴氣紗具有一定強力。紗的強力取決于包纏纖維數量、包纏捻回角大小、包纏緊密度及纖維本身性質。噴氣紗的獨特結構，使紗的斷裂伸長大，條干、結雜、粗細節等質量指標均優于同支數的環錠紗，強力可達到同支數環錠紗強力的90％左右。成紗的長毛羽少，短毛羽多，且具有方向性，即纖維捻入紗芯后，頭端露出形成毛羽。毛羽特性使噴氣紗做磨絨織物優于環錠紗。

噴氣紡紗示意圖

噴嘴加捻器jet nozzle twister

噴氣紡紗對須條加捻的機件。噴嘴本身固定，利用高壓氣流從其噴孔噴射進紗道，形成高速旋轉氣流，對紗條進行假捻包纏。噴嘴有單噴嘴和雙噴嘴之分，目前采用雙噴嘴，紡紗穩定，成紗質量好。噴嘴內紗道為高耐磨材料，紗道孔經2～3mm，噴孔直徑0.3～0.5mm，與紗道圓周相切，且與水平軸向有傾斜噴射角。兩噴嘴結構為：第一噴嘴噴孔數3～4個，噴射角40°～60°，氣壓2×105～2.5×105Pa；第二噴嘴噴孔數6～8個，噴射角85°～90°，氣壓2.5×105～3.5×105Pa。紗道中的旋轉氣流對紗條有軸向牽引力和圓周切向轉動力矩，前者推動紗條前進，后者使紗條回轉加捻。兩噴嘴中間還設有中間摩擦管，或稱氣圈控制圈。