涡流纺是在喷气纺基础上发展起来的一种纺纱方法,须条经过牵伸直接进入喷嘴,喷嘴中的须条在高速涡流作用下被加捻,其代表机型为日本村田公司的MVS。特殊的喷嘴和成纱机理使其更适合纺织纯棉纱,这是喷气纺所不及的地方。涡流纺纱具有毛羽非常少、抗起球性能好、吸湿以及放湿速度快、纺纱速度高等很多优点,但是纺出纱线的强度比环锭纺纱线低,织物手感比较粗硬,还需要加强研究和改进。在涡流纺中,纤维的一端由于压缩空气的涡流而聚集于纱线的中心,所以纱线中心的纤维总是伸直并没有捻度。而另一端则分布在纱的外层。涡流纺纱线这种特殊的结构则会对纱线和织物的结构造成影响。本文围绕涡流纺的结构特别是表面结构、表面结构与纱线扭曲性质之间的关系以及涡流纺纱线的针织物基本力学性能与纱线性质之间的关系进行了细致的研究,目的是通过这些实验研究可以对涡流纺方法、涡流纺纱线以及涡流纺纱线织成的面料有一个深入的了解,研究结果将有助于纺织机器的发展和纱线的质量控制,促进涡流纺纱线的应用等等。主要研究内容和结论如下：(1)棉／粘胶混纺涡流纺纱线的结构研究。在光学显微镜下观察了以不同气流传输速度纺成的纱线表面结构,借助绘图工具(PhotoshopCS3)对纱线表面纤维的包缠角度和包缠面积进行测量和计算,发现在较慢气流速度下纺成纱线的包缠角度和包缠面积较大,同时随着粘胶纤维含量增加包缠角度和包缠面积都有减少的趋势。然后对涡流纺纱线进行染色后观察,发现纱线表面的包缠纤维大部分为棉纤维,而芯纤维大部分为粘胶纤维。(2)涡流纺纱线的扭转应力应变行为研究。利用KES-YN1纱线扭应力应变测试仪对涡流纺纱线的扭转性能进行测试,以扭转刚度T(或抗扭刚度)和扭转滞后量2HT表征纱线扭转性能。首先测试分析了四种测试条件的影响,发现在相同张力下最大扭转变形角度对于纱线扭转刚度T的影响不大,但是对扭转滞后量2HT的影响较大；在相同最大扭转变形角下,张力较大时的扭转刚度T和扭转滞后量2HT都较大。而后测试研究了涡流纺纱线的扭转应力应变行为与纱线结构的关系,发现在相同旋转变形角度和拉伸张力下,纱线的扭转刚度T、扭转滞后量2HT、2HT5随着纱线表面包缠角度的增加而增加,随着包缠面积的增加而增加。并详细分析了各自的原因。(3)涡流纺纱的面料力学性能测试分析。发现织物的剪切性能受纱线扭曲性能的影响最大,织物的剪切刚度G和剪切滞后量2HG随着纱线扭转刚度T的增加而增加；织物的弯曲刚度B和弯曲滞后量2HB都随着纱线扭转刚度T的增加而增加；而织物的拉伸性能则与织物结构和纱线扭转性质都有关,随着纱线中粘胶纤维的增加织物的拉伸比功WT减少；染整处理前织物的拉伸回复性受纱线扭转性质的影响显著,而染整处理后织物的结构对其拉伸回复性影响显著。原因是针织物受剪切力矩作用时其中的纱线会发生一定的扭转形变,针织物线圈结构使它在拉伸和弯曲过程中纱线会发生拉伸、弯曲、扭转的复合形变。