喷气纺纱（air jet spinning）及其纺纱工艺

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喷气纺纱air jet spinning

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利用喷嘴内旋转气流对牵伸后的须条加捻，最终使须条上的一些边纤维包缠在须条外围而成纱。喷嘴有单喷嘴和双喷嘴两种类型，后者成纱质量好且稳定。双喷嘴式喷气纺纱如图示。喷嘴圆周上有数个小孔与水平纱道有一定倾斜角度且与纱道周边相切，称喷射孔。高压气流从喷射孔喷入纱道，形成20～30r/min的旋转气流，对须条有轴向牵引力和圆周切向旋转的作用力矩，前者推动纱条前进，后者使纱条回转加捻。两喷嘴的喷孔数量、喷射角（与水平夹角）、气压都不相同，气流旋转方向相反，第二喷嘴旋转能量比第一喷嘴大。纤维条经超大牵伸机构（牵伸倍数200以上）牵伸，从前罗拉输出；第一喷嘴吸口距前罗拉钳口7~12mm，喷嘴吸口产生的负压将纤维吸入，纱条理应随第一喷嘴喷射的气流回转获得Z捻，但由于第二喷嘴气流旋转能量远大于第一喷嘴，且方向相反，使前罗拉到第一喷嘴间的纱条解捻，并很快变为反向的S捻；第二喷嘴到前罗拉整个纱条都随第二喷嘴气流回转形成S捻，第一喷嘴到前罗拉之间成为弱捻状态。由于前罗拉输出的须条有一定宽度，且超过喷嘴吸口孔径（纱道直径2～3mm），处于前罗拉钳口的边纤维随纱条抖动和受第一喷嘴周围气流干扰，使部分边纤维的头端成为自由飘浮状态，称开端纤维。开端纤维有两种可能：
3 v4 B/ v  z# n6 {" b( I, L6 Z（1）未能及时吸入纱道，以致未被捻入纱的主体，随第一喷嘴的旋转气流以Z向附着在具有S捻的纱芯外表；
7 M% K+ ?9 R9 [7 r1 v9 [（2）也可能捻入纱的主体外层，但获得的S捻比纱芯少得多，当纱条通过第二喷嘴输出时，纱芯S捻在退捻力矩的作用下退捻消失，捻入纱主体外层的边纤维，由于与纱芯的捻度有捻回差，纱体外层形成少量Z捻；而未被捻入纱体的纤维在纱的外表会形成Z向包缠紧密地扎结在纱芯上。
形成纱条的芯部纤维几乎为平行无捻状态，纱体外层有少量Z捻，外面具有Z向包缠扎结的边纤维，即为喷气包缠纱。边纤维的包缠，使纤维间向心压力增大，芯部纤维间摩擦力加大，阻止纤维滑移，使喷气纱具有一定强力。纱的强力取决于包缠纤维数量、包缠捻回角大小、包缠紧密度及纤维本身性质。喷气纱的独特结构，使纱的断裂伸长大，条干、结杂、粗细节等质量指标均优于同支数的环锭纱，强力可达到同支数环锭纱强力的90％左右。成纱的长毛羽少，短毛羽多，且具有方向性，即纤维捻入纱芯后，头端露出形成毛羽。毛羽特性使喷气纱做磨绒织物优于环锭纱。
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喷气纺纱示意图

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喷嘴加捻器jet nozzle twister

喷气纺纱对须条加捻的机件。喷嘴本身固定，利用高压气流从其喷孔喷射进纱道，形成高速旋转气流，对纱条进行假捻包缠。喷嘴有单喷嘴和双喷嘴之分，目前采用双喷嘴，纺纱稳定，成纱质量好。喷嘴内纱道为高耐磨材料，纱道孔经2～3mm，喷孔直径0.3～0.5mm，与纱道圆周相切，且与水平轴向有倾斜喷射角。两喷嘴结构为：第一喷嘴喷孔数3～4个，喷射角40°～60°，气压2×105～2.5×105Pa；第二喷嘴喷孔数6～8个，喷射角85°～90°，气压2.5×105～3.5×105Pa。纱道中的旋转气流对纱条有轴向牵引力和圆周切向转动力矩，前者推动纱条前进，后者使纱条回转加捻。两喷嘴中间还设有中间摩擦管，或称气圈控制圈。