Analysis of the influence of false twist integrated into a high speed drafting system of an air jet spinning machine

Abstract

(English) Air jet spinning is an emerging technology, already well established in the textile market. The commercial success increased over the last decades and intensified the research and innovation approach in the field of air jet spinning machines. The requirements for establishing air spun yarn in the textile market include high yarn quality, high production speeds and high material yield during the process. The concept and the quality of the integrated drafting system of an air jet spinning machine is one of the responsible parts to influence the named requirements. Moreover, the drafting system directly influences the regularity of fibre motion during the transportation to the spinning nozzle. In this case, the fibres need to deal with challenges like highly increasing velocities of the roller pairs and resulting air turbulences which cause misaligned fibres at the main draft zone. False twist is a welt-known principle in the textile process technology. False twist is used to stabilize the spinning stability, to create special effects on yarn structure or to impact the spinning process in general. Based on the principles of false twist, the aim of this work is to use the characteristics of false twist in the drafting system of an air jet spinning machine to improve the fibre motion during drafting. The PhD thesis presents the use of the principles of false twist implementation into the drafting system to influence the fibre control during high speed drafting for air jet spinning machines. Therefore, two prototypes were developed, tested, and evaluated by their impact for the fibre motion through the drafting system. A dynamic false twist device which can insert false twist individually set by torque and velocity into the drafted fibre bundle is used. Moreover, a video analysis tool was developed to measure the fibre motion. In the theoretical part, a control analysis of false twist integration into a fibre assembly was developed, which simplified the prediction of fibre movements. The theoretical analyses led to a better knowledge of the fibre movement within a high speed drafting system with high velocities.

(Español) La hilatura por chorro de aire o neumática es una tecnología emergente, actualmente bien establecida en el mercado textil. Su éxito comercial ha aumentado en las últimas décadas y ha intensificado el enfoque de la investigación y la innovación en el campo de las máquinas de hilar por aire. Los requisitos para consolidar la hilatura por aire en el mercado textil incluyen una alta calidad del hilo, altas velocidades de producción y un alto rendimiento del material durante el proceso. El concepto y la calidad del tren de estiraje integrado de una máquina de hilar por chorro de aire es uno de los aspectos más influyentes en los requisitos mencionados. Además, el sistema de estiraje influye directamente en la regularidad del movimiento de las fibras durante el transporte a la boquilla de hilatura de la tobera neumática. En este caso, las fibras tienen que enfrentarse a inconvenientes como el aumento de la velocidad de los pares de rodillos y las turbulencias de aire resultantes, que provocan la desalineación de las fibras en la zona de estiraje principal. La falsa torsión es un principio bien conocido en la tecnología del proceso textil. Se utiliza para estabilizar la formación del hilo, para crear efectos especiales en la estructura del hilo o para influir en el proceso de hilatura en general. Basándose en los principios de la falsa torsión, el objetivo de este trabajo es utilizar las características de la falsa torsión en el sistema de estiraje de una máquina de hilar por chorro de aire para mejorar el movimiento y recorrido de las fibras durante el estiraje. Esta tesis doctoral presenta el uso de los principios de la falsa torsión en el sistema de estiraje para mejorar el control de la fibra durante el estiraje de alta velocidad para máquinas de hilatura neumática. Por lo tanto, se ha desarrollado, probado y evaluado el impacto en el movimiento de la fibra en su recorrido durante a través del sistema de estiraje de dos prototipos funcionales. Además, se ha desarrollado una herramienta de análisis de vídeo para medir el movimiento de la fibra. En la parte teórica se ha desarrollado un análisis de control de integración de falsa torsión en un tren de estiraje de fibras, lo que ha simplificado la predicción de los movimientos de las fibras. Los análisis teóricos condujeron a un mejor conocimiento del movimiento de la fibra dentro de un sistema de estiraje de alta velocidad.