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紡紗技術

紡紗是壹門研究紡織短纖維加工成紗線的科學。壹般來說,紗線是由許多不同長度的短纖維拼接而成,而長絲紗線是由非常長的連續單絲制成的。

工藝流程

?紡紗工藝是將無序的短纖維紡成連續紗線的過程,壹般包括原料準備、開松除雜、精梳、牽伸加撚、汽蒸加撚。

?在紡紗的過程中,需要先去除雜質,即對原料進行初步加工,也叫紡紗原料的準備。原料種類不同,雜質種類和性質不同,加工方法和工藝也不同。原料的初級加工方法主要有物理方法(如軋棉)、化學方法(如麻的脫膠、絹絲的精練)和物理與化學方法相結合的方法(如羊毛的水洗除草、碳化)。

?初級加工後,纖維蓬松。為了減少體積,方便運輸,通常會將它們壓縮包裝以備後用。因此,紡紗廠需要打開壓縮和包裝的纖維,並進壹步去除原料中的雜質。

?開松後的纖維是無序的,需要梳理使其成為有序的纖維集合體纖維條。纖維條的條幹均勻度和纖維的平直度、平行度都不好,需要經過多次精梳才能制成條幹均勻、纖維平直的粗紗條供細紗機使用。

?纖維條中纖維的抱合力很低,需要加撚才能使纖維相互擁抱,成為有壹定強度的紗線,供織造廠使用。而且,由預紡工藝制成的粗紗,通過各並條工序的牽伸,具有壹定的細度,但需要細紗機進壹步牽伸,才能得到設定的紗線細度。

?在細紗機上牽伸加撚得到的細紗,往往撚度不穩定,內應力大,退繞時會被撚成辮子。所以紡出來的紗線需要高溫定形,使撚度穩定後才能送往市場銷售或拉到織造車間進行織造。

紡紗方式

?紡織纖維原料經初步加工後可進入紡紗廠進行紡紗生產。為了獲得不同質量標準的紗線,對不同的纖維材料應采用不同的紡紗方法和系統。根據纖維的長度和性質,壹般分為棉紡系統、毛紡系統、絹紡系統和麻紡系統。

?棉紡系統使用的原料是棉纖維和棉型化纖,其產品有純棉紗、純化纖紗和各種混紡紗。根據對原料質量和成紗質量的要求,棉紡系統分為梳理系統、精梳系統和廢紡系統。

?毛紡系統以羊毛纖維和毛型化纖為原料,可在毛紡設備上紡制毛紗、毛化纖混紡紗和化纖純紗。根據對原料質量和成紗質量的要求,毛紡系統分為梳理毛紡系統和精梳毛紡系統。

?絹紡系統是用不能繅絲的殘繭和廢絲加工成的絹絲紡成的。按原料質量可分為絹紡系統和絹紡系統。絹紡以絹紡系統的落棉為基礎,可由棉普通梳理紡紗系統、棉轉杯紡紗系統或粗梳毛紡系統紡制。

?麻紡系統包括苧麻、黃麻和亞麻。苧麻紡紗系統壹般借用精梳毛紡系統或絹紡系統,只是在設備上做了部分改進,而短麻和落麻壹般可以用棉紡系統加工;亞麻紡紗系統的原料是打麻,打麻經過亞麻長麻紡紗系統加工,長麻紡紗落下和返回的麻進入短麻紡紗系統。

?各種紡絲系統在原料準備和開松除雜方面差別很大。壹旦纖維被制成纖維條,隨後的並條、梳理、牽伸、加撚和成紗過程大多是相似的。

紡紗技術

?目前應用最廣泛的紡紗工藝是環錠紡紗工藝,具有流程短、牽伸大、卷裝大等優點的自由端紡紗工藝最近也發展很快。

?1,環錠紡紗

?目前,市場上使用最廣泛、最常見的紡絲方法。粗紗經羅拉牽伸後,纖維束通過環錠鋼絲圈引入,筒管卷繞速度比鋼絲圈快,加入棉紗制成細紗。廣泛用於各種短纖維的紡絲工程。鋼絲圈由筒管通過紗條帶動繞鋼領旋轉進行加撚,同時鋼領的摩擦力使其轉速略低於筒管轉速,從而進行卷繞。環錠紗的形式是大部分纖維內外轉移的錐形螺旋,使纖維纏繞在紗線的內外。該紗線結構緊密,強度高,適用於制線、織造、針織等多種產品。

?環錠紡(精梳)工藝流程:清梳聯-預並條-並條-精梳-第壹並條-第二並條-粗紗-細紗-絡筒。

?環錠紡紗(梳理)流程:清花-梳理-第壹牽伸-第二牽伸-粗紗-細紗-絡筒

?2.自由端紡紗。

?壹種將纖維條松散成單纖維,將單纖維凝聚成自由端纖維條並撚成紗線的新型紡紗方法。集聚的纖維條在加撚時隨紗線壹起旋轉,呈自由端形狀。因為餵入的纖維條和自由端的纖維條處於斷裂狀態,所以也叫“斷紡”。根據將單纖維附聚成自由端纖維條的方法不同,可分為氣流紡或轉杯紡、靜電紡、渦流紡和塵籠(摩擦)紡,其中氣流紡應用最為普遍。目前自由端紡紗大多數人指的是轉杯紡紗,與常規環錠紡紗相比有以下優點:加撚和卷繞分開,轉杯紡紗機上的總牽伸遠大於環錠紡紗機上的總牽伸,加撚可以高速進行;加撚紗條直接卷繞成卷,卷裝容量大。

?轉杯紡紗,也稱為轉杯紡紗,是最有效的自由端紡紗方法之壹。核心是壹個旋轉的杯子。纖維條輸入餵入羅拉和蓋板之間,由高速小刺輥(分梳輥)開松成單根纖維。紡杯內的負氣壓使單纖維隨補充氣流通過輸送管道進入紡杯,在轉杯高速旋轉的離心力作用下,沿光滑內壁緊貼轉杯最大內徑處的凝固槽,形成環狀纖維條。當紗線與接頭連接時,紗線從導紗管放入,也由於轉杯的離心作用附著在凝固槽上,使紗尾與纖維條連接。當紗線被拉出紡杯時,纖維條帶著紗尾離開凝固槽,被紡杯的高速旋轉加撚成紗線,經抗撚盤和導紗管被輸出羅拉拉出,筒管被槽管帶動卷繞成卷裝。適用於紡短纖維、中厚和特種紗線。纖維條幹凈均勻,紗線撚度更多。它的形狀不同於環錠紡紗。從外觀上看,氣流紡紗撚度高。紗芯被壹層低撚度的纖維包裹,紗線從軸向到表面承受不均勻的張力。氣流紡紗線主要用於織造燈芯絨、勞動布、染色絨和印花絨。氣流紡紗的過程是清梳聯。

?b、渦流紡紗的自由端紡紗方法之壹,纖維條在餵入羅拉和餵入板之間輸入,經高速小刺輥開松成纖維,然後隨氣流通過輸送管道切向進入靜渦流加撚管。渦流加撚管下部連接空氣負壓源,噴嘴與加撚管內壁相切設置;由於管內下部空氣負壓源的作用,噴嘴向上的渦流部分被削弱,使得切向進入加撚管的纖維沿管壁呈螺旋狀排列,並在穩定的渦流場中凝聚成旋轉的纖維環;撚接時,拉絲紗線被牽引後加入氣流中,穿過拉絲管,在離心力的作用下與纖維環連接。當導紗從紡絲頭中拉出時,壹旦纖維環被切斷,被切斷部分的纖維條就被旋轉的纖維環撚回成紗,筒管被槽筒帶動卷繞成筒管。機構和操作簡單,紡絲速度極高,無纖維損失,飛花少,加撚效率低。適用於紡化纖中粗支紗、純紡或混紡紗,作為毛紗、包芯紗效果良好。

?c、噴氣紡紗(噴氣紡紗)是壹種非常規的紡紗方法。當噴射空氣用於對拉伸的纖維條進行假撚時,纖維條頭端的壹些自由纖維纏繞在纖維條的外圍並進行紡紗。有兩種:單噴嘴和雙噴嘴。後者紡紗質量好且穩定。纖維條通過牽伸裝置變細,從前羅拉輸出,經過第壹噴嘴、第二噴嘴、導紗鉤和導紗羅拉,由槽筒卷繞成卷裝。兩個噴嘴的渦流旋轉方向相反,第二噴嘴的渦流強度大於第壹噴嘴的渦流強度,使得兩個噴嘴之間的紗條上的撚度能夠克服第壹噴嘴施加在紗條上的扭矩和阻力,並傳遞到前羅拉的輥隙。在第壹個噴嘴的作用下,纖維條外圍加撚纖維的自由端反方向纏繞在纖維條上,部分加撚纖維芯通過底部兩個噴嘴被拉回,而被纏繞的纖維在反向拉回的過程中被越纏越緊,提供紗線強度和抱合力。與環錠紡紗相比,具有產量高、卷裝大、流程短的優點。噴氣紡紗的速度範圍為100-200米/分,適宜的紡紗範圍為5.5-3.0特。產量是環錠紡的10倍,是噴氣紡的2倍。適用於紡制各種短纖和長絲包芯紗,加工合股中長化纖紗。噴氣紡的形狀像噴氣紡,手感硬,毛羽好。噴氣紡紗工藝流程:清梳-預牽伸-牽伸-精梳-第壹牽伸-第二牽伸-噴氣紡紗。

?d、靜電紡紗的自由端紡紗方法之壹,由纖維開松、輸送、靜電凝聚、自由端加撚、絡筒等工藝過程組成。其中,纖維開松和輸送有兩種方法:

?(1)以羅拉牽伸為開松機構,通過靜電作用輸送纖維;

?(2)刺輥作為開松機構,氣流輸送棉纖維。

?靜電紡紗壹般采用後壹種方法,將棉條輸入餵棉羅拉和餵棉板之間,由高速旋轉的小刺輥開松成單纖維,並被輸棉管的氣流吸入由高壓電極(+)、加撚電極(-)和封閉罩組成的靜電場。棉纖維在電離和極化作用下被拉直、排列、凝聚成纖維條。紗線經空心撚線機引入後,纖維條中的纖維不斷加撚,經高速旋轉撚線機加撚成紗,再經槽筒卷繞機構卷繞成卷裝。棉纖維是不良導體,進入靜電場的纖維需要提前加濕,使其具有較高的回潮率。凝聚的纖維條在各種阻力的作用下不能完全自由旋轉,加撚效率低。可以紡成各種混紡紗、竹節紗、包芯紗,也可以制成具有獨特布面風格的織物。靜電紡紗線適用於織造床罩、家具布、針織提花桌布和窗簾布。

?e、摩擦紡紗(摩擦紡紗)是利用機器零件表面與紗條表面之間的摩擦力,使撚度變成紗線,是比較成熟的塵籠紡紗方法。

?德萊夫紡紗,又稱德萊夫紡紗(摩擦紡紗的壹種),多稱為摩擦紡紗,屬於自由端紡紗法。傳統紡紗技術如走錠紡、環錠紡和轉杯紡都受到物理機械的限制,影響紗線的生產速度、生產能力、纖維原料的選擇和紗線本身的結構。摩擦紡紗在這方面的限制較少。其原理是被刺輥松開的單根纖維在氣流的作用下被吹到旋轉的塵籠表面,壹對塵籠之間的距離很小,旋轉的速度和方向相同。當隨塵籠旋轉的纖維層到達兩個塵籠的三角形區域時,被兩個塵籠的表面加撚、撚成紗線,紗線由導紗鉤引導,由卷繞機構直接卷繞成筒管。適用於紡粗特紗,也可紡長絲較長的包芯紗。通常用厚織物或各種毛毯編織而成。

?3.無撚加工

?纖維條中的纖維通過粘合劑相互粘合的壹種紡紗方法。粗紗被牽伸裝置牽伸後,纖維條被送至加撚滾筒,並與滾筒上的槽中的壹薄層粘合劑接觸。纖維條由幾個旋轉的小壓輥與滾筒壹起向前輸送,同時其中壹個小壓輥也作軸向往復運動,將纖維條搓成圓形截面,使每根纖維與粘合劑均勻接觸。圓形纖維條由加熱器幹燥,纖維相互粘合形成紗線。紡紗速度可比常規紡紗方法提高2~4倍,紗線可用於織造。

?4.自撚紡紗

?壹種非常規紡紗方法,其特征在於:兩根纖維條經牽伸裝置細化,由前羅拉和加撚羅拉輸出,並在導紗鉤處匯合;加撚輥除旋轉外,還快速軸向往復運動以加撚紗條,使加撚輥前後的紗條加撚方向相反;並且在導紗鉤處匯合的兩個紗條通過其自身的扭矩自撚成兩股自紡紗,並卷繞成卷裝。自拉紗的形態特征是相鄰紗段正反方向交替加撚,交替處不加撚。在撚線機上加壹個方向的撚度,制成加撚的自撚紗(STT紗)。兩組自撚紗在無撚區以90度相位差排列組合成四股紗,簡稱“2ST紗”,然後在撚線機上低撚,制成(2ST)T紗。兩次自結合稱為“(ST)2”紗。STM和(STM)T紗可以在自撚中用長絲代替單紗來制造。這種紡紗方法專門用於多股紗線,如毛紡或仿毛化纖產品。優質的自撚紗可以直接用於緯編,但對於織造經紗,必須使用加撚的自撚紗,以提高強力性能。

?5.離心紡絲

?壹種用高速離心罐(杯)和提升導紗管加撚卷繞的連續紡紗方法。粗紗通過牽伸裝置後,纖維條從前羅拉連續輸出,通過導紗鉤和導紗管進入高速旋轉的圓筒形離心罐。在離心力的作用下,紗條緊貼罐內壁,隨罐壹起旋轉,使導紗管下端與前羅拉之間的紗條發生加撚,導紗管下方的水平紗條旋轉速度滯後於離心罐,導致卷繞。導紗管按照壹定的規律上升和下降,形成交叉卷繞的紗餅。當卷繞達到壹定長度要求時,前羅拉停止輸出纖維條,導紗管上升退出離心罐,空筒管迅速下降進入離心罐。紗頭鉤住筒管下部的紗鉤,使紗餅上的紗線退繞到筒管上,退繞後取下滿筒管。與環錠紡紗相比,它有很多缺點,如耗電量大,回收多,斷頭處理困難,紗線在筒管上復繞時需要停止前羅拉,影響生產率,目前很少使用。

?6.帽狀紡紗

?用錠帽和筒管實現紗線加撚和卷繞的紡紗方法,用於毛紡和麻紡。鐘形錠子帽固定在錠子的頂部,筒管寬松地套在錠子上。粗紗經牽伸裝置細化後,從前羅拉連續輸出,通過導紗鉤和錠帽下沿卷繞在筒管上。當筒管旋轉時,帶動紗線繞錠帽旋轉,紗線不斷被撚回。錠帽對旋轉紗線的摩擦阻力使紗線不斷地纏繞在筒管上。筒管隨升降板按壹定規律上下運動,將細紗卷繞成壹定的卷裝形式。帽錠紡紗法紡紗張力小,斷頭少。

?7.走錠紡紗

?壹種周期性地執行條子牽伸、加撚和卷繞三種功能的紡紗方法。工作周期分為四個階段:

?第壹階段:紡紗:牽伸裝置牽伸粗紗並送出纖維條,錠子車從牽伸裝置向外運動,輕微牽伸紗條,錠子轉動加撚細紗;

?第二階段:添加紗線、牽伸裝置和錠子滑架停止,錠子繼續旋轉,完成細紗的加撚;

?第三階段:退繞:牽伸裝置和錠子支架繼續靜止,錠子在加撚時反方向緩慢轉動,使紗圈從錠尖退繞,上成型鉤下降引導退繞的紗圈,下成型鉤上升拉緊紗條;

?第四階段:卷繞,牽伸裝置繼續停止,錠子滑架快速移向牽伸裝置,錠子朝加撚方向轉動,卷繞細紗,上成型鉤引導細紗緊密卷繞並形成壹定的卷裝,下成型鉤收緊紗條。

?缺點很多,機器間歇工作,產量低,機構復雜,占地面積大。除了紡少量極細、極粗、弱撚或高度均勻的紗線外,這種方法已被環錠紡取代。有的不是在機器的主軸上走,而是帶牽伸裝置的機架前後移動,也就是行走機架。

結構紡紗新產品

?隨著生活水平的提高,人們對紡織品風格和性能的需求越來越廣泛。雖然新潮、時尚、個性化的紡織世界不斷誕生,但環錠細紗機生產的紗線新產品可分為兩大類,即原料新產品和結構新產品。原料新產品是由壹種或多種不同功能的新纖維純紡或混紡而成的新型紗線產品。原料型新產品壹直是紡織工作者研究的重點,而結構型新產品是近年來發展較快的紗線產品。它通過在細紗機上改造機構或增加裝置,改變成紗機理,形成不同形狀和結構的新產品。

?1.緊密紡紗

?緊密紡紗是在傳統環錠細紗機的前羅拉前增加壹個聚束區,使纖維在加撚前有壹個整理聚束的過程,減少甚至消除加撚三角區,使纖維集聚緊密,排列均勻順直,減少邊緣纖維,從而減少紗線毛羽,提高紗線條幹和強力。目前緊密紡集聚纖維的方式有兩種,壹種是通過氣流集聚纖維;第二種是用機械方法收集纖維。

?在緊密紡加撚成紗過程中,纖維平直平行,結構良好,減少了纖維的內外轉移,控制了條子的表面纖維和兩面纖維,纖維頭容易加撚成紗體,因此緊密紡條幹均勻,強度提高,毛羽減少,摩擦阻力提高。另外,在後續加工中可以省去燒毛、打蠟、織物起球等工序,提高織機效率,改善織物的印染效果。

?緊密紡在技術上應該說是成功的,質量水平也很高,就是運行成本和投入成本確實很高。環錠細紗機緊密紡技術改造復雜,要求較高,改造和生產成本高。同時,緊密紡對粗紗的條幹和均勻度要求很高。緊密紡產品緊密、均勻、有光澤,適用於傳統高檔面料,但不能替代普通環錠紡。例如,用於絨頭織物和壹些特殊產品的紗線仍然需要在普通細紗機上完成。

?2.賽絡紡

?賽絡紡是壹種在傳統環錠細紗機上紡制與股線結構相似的紗線的紡紗方法。賽絡紡紗技術最早應用於毛紡,後來逐漸應用於棉紡。賽絡紡紗是將兩根相隔壹定距離的粗紗平行餵入細紗機的同壹牽伸區。牽伸後,從前羅拉輸出兩根單紗條,每根單紗條都有少量的撚度,最後匯合在壹起,進壹步加撚成類似合股紗的賽絡紗。

?賽絡紡紗的本質是將兩股單紗股同向加撚。因此,在單紗股加撚段,纖維轉移不如普通紡紗強,纖維更直,空間螺旋纖維更少,纖維頭突出的機會更少,紗體表面光滑。當兩股相遇並同向加撚時,加撚股的撚度迅速增大,纖維的螺旋度和傾角增大,股的強度增加。由於加撚機理不同於普通的雙股,賽絡紡纖維排列整齊,毛羽少,結構緊密,光澤和耐磨性好。

?賽絡紡的兩種粗紗可以是不同的纖維、相同的纖維或具有相同混紡比的兩種纖維。用這種紗線織成的織物,單獨染壹種纖維或染兩種不同顏色的纖維後,都能呈現出豐滿活潑、立體感強的風格,因此被廣泛應用於許多高檔紡織品中。

?環錠細紗機改造生產賽絡紡紗難度較小,對傳統環錠紡紗進行簡單改造和工藝調整即可實現。在環錠細紗機上生產賽絡紡應註意以下問題:

?(1)由於雙粗紗的餵入,需要對粗紗機進行改進以增加產能,並且粗紗以更小的卷裝進行包裝,因此在壹定程度上降低了粗紗重量;此外,應相應采用雙槽導紗器。

?(2)為了生產出類似的紗型較細的紗線,細紗機除了粗紗重量較小外,還應采用較大的牽伸倍數,因此對細紗機的牽伸機構要求較高。

?(3)由於雙粗紗餵入,為防止出現壹根斷壹根繼續生產的現象,應加強值班車的管理,減少停機次數,或在導紗鉤與前羅拉之間安裝斷絲顯示裝置。

?3.賽絡菲爾紡紗

?賽絡菲爾紡紗是由賽絡菲爾紡紗發展而來的。在傳統環錠細紗機餵入的兩根粗紗中,壹根粗紗被壹根長絲代替。長絲可以是彈性的(如斯潘德克斯彈性纖維)或幾乎無彈性的(如POY和FDY),直接從前鉗口的後面餵入,並與牽引的短纖維同時在前羅拉鉗口輸出。它們之間的距離更小,而且是同壹個錠子紡的。賽絡菲爾紗與普通包芯紗的區別在於,長絲與短纖呈股狀結構,短纖不完全包覆長絲,所以也叫包纏紡。

?與常規紡紗相比,賽絡菲爾紗與賽絡菲爾紗壹樣,直接從細紗機紡出,具有相似的股結構和性能,有利於縮短工序道次,提高生產效率,降低生產成本。目前,該紡紗技術已廣泛應用於毛紡生產,並正在棉紡細紗機上嘗試使用。

?4.電纜紡絲

?在傳統的紡紗工藝中,粗紗壹般被拉伸成細紗;另壹方面,電纜旋轉是不同的。當牽伸後的條從細紗機的前鉗口輸出時,分束輪將它們分成兩個以上的纖維束,這些纖維束在紡紗的加撚力作用下繞各自的加撚中心旋轉,以獲得少量的撚度。這些具有壹定撚度的纖維束下移交匯於壹點,並圍繞整個紗線的撚度中心主動旋轉,最終形成壹種特殊風格的新紗線,與傳統紗線結構完全不同。這種紡紗方法

?纜紡是為了解決針織物在外力摩擦作用下容易起球起球的問題。與傳統單紗和賽絡紗相比,纜型紡紗線紗線強度高,耐磨性好,毛羽少,紋理清晰,不易起球。纜紡的優勢在編織過程中凸顯,斷頭少,開口清晰,修復時間少,提高了編織效率。另外,纜紡對原料要求低,適合紡低支數產品。

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