纺纱的基础知识

纺纱工艺感念：

一、除杂
纺纱学是研究将纺织短纤维加工成纱线的一门科学，纱线一般都是由许多长度不等的短纤维通过捻接的方法制成的，还有由很长的连续单丝捻合而成。
在纺纱过程中首先需要清除杂疵，即对原料进行初步加工，也称为纺纱原料的准备。原料的种类不同，杂质的种类和性质不同，加工的方法和于艺亦不同。原料的初步加工方法主要有物理方法（如轧棉）、化学方法（如麻的脱胶、绢丝的精练）以及物理和化学相结合的方法（如羊毛的洗涤和去草炭化）。

二、松解
将杂乱无章、横向紧密联系的纤维加工成纵向顺序排列，而且具有一定要求的光洁纱线，需要将块状纤维变成单根纤维状态，解除纤维原料存在的横向联系，建立起牢固的首尾衔接的纵向联系。前者称为纤维的松解，后者称为纤维的集合。
纤维的松解是彻底解除纤维与纤维之间存在的横向联系．但是必须尽可能减少纤维的损伤。纤维的集合是使松解加工的纤维重新建立起排列有序的纵向联系，这种联系是连续的，而且应使集合体内的纤维分布是均匀的，并同时具有一定的线密度和强度。
纤维集合体，还需要加上一定的捻度。集合过程也不是一次完成的，要经过梳理、牵伸以及加捻等多次加工才能够完成。

三、开松
开松是把大块纤维撕扯成为小块、小纤维束。广义上说，麻的脱胶也是一种开松。随着开松作用的进行，纤维和杂质之间的联系力减弱，从而使杂质得到清除，同时使纤维之间得到混和作用。开松作用和杂质的去除并不是一次完成的，而是经过撕扯、打击以及分割等作用的合理配置渐进实现的。

四、梳理
梳理作用是由梳理机上的大量密集梳针把纤维小块、小束进一步松解成单根状态，从而进一步完善了纤维的松解。梳理后纤维间的横向联系基本被解除，除杂和混和作用更加充分。但其中有大量的纤维呈弯曲状．且有弯钩，每根纤维之间仍有一定的横向联系。

五、精梳
精梳机的梳理作用是利用梳针对纤维的两端分别进行握持状态下的更为细致的梳理。精梳机加工能够排除一定长度以下的短纤维和细小杂疵，促使纤维更加平行、顺直。化学纤维因其长度整齐、杂质少、伸直平行状态好，一般不经过精梳机的加工。

六、牵伸
把梳理后的条子抽长拉细，逐渐达到预定粗细，这个过程叫做牵伸。为纤维之间牢固地建立有规律的首尾衔接关系奠定了基础。但是，牵伸会带来纱条短片段不匀，因此，需要配置合理的牵伸装置和工艺参数。

七、加捻
加捻是将须条绕其本身轴线加以扭转，使平行于须条轴向的纤维呈螺旋状，从而产生径向压力使纤维间的纵向联系固定下来。

八、卷绕
将半成品或者成品卷绕成一定的形式，以便于储存、运输和下一道工序的加工，该过程称卷绕。卷绕过程应该在不影响产品产量、质量的基础上连续地进行，应该努力实现各工序之间的连续化生产，尽可能地减少卷绕过程造成的质量问题。
总之，纺纱过程一般包括原料准备、开松、梳理、除杂、混和、牵伸、并合、加捻以及卷绕等作用，有些作用是经过多次的反复来实现的。



纺纱工艺系统：

为了获得具有不同品质标准的纱线，对于不同的纤维材料，应采取不同的纺纱方法和纺纱系统。

一、棉纺纺纱系统
棉纺生产所用的原料有棉纤维和棉型化纤，其产品有纯棉纱、纯化纤纱和各种混纺纱等。在棉纺纺纱系统中，根据原料品质和成纱质量要求，又分为普梳系统、精梳系统和废纺系统。
（一）普梳系统
一般用于纺制粗、中特纱，供织造普通织物
（二）精梳系统
精梳系统用以纺制高档棉纱、特种用纱或棉与化纤混纺纱。

（三）废纺系统
废纺系统用于加工价格低廉的粗特棉纱。

（四）化纤与棉混纺系统
涤纶（或其他化学纤维）与棉混纺时，因涤纶与棉纤维的性能及含杂不同，不能在清梳工序混和加工，需各自制成条子后，再在头道并条机（混并）上进行混合，为保证混匀，需采用三道并条。

二、毛纺纺纱系统
毛纺纺纱系统是以羊毛纤维和毛型化纤为原料，在毛纺设备上纺制毛纱、毛与化纤混纺纱和化纤纯纺纱的生产全过程。
（一）粗梳毛纺系统
（二）精梳毛纺系统
精梳毛纺纺纱系统工序多、流程长，可分为制条和纺纱两大部分。
精梳制条也叫毛条制造，可单独设立工厂，产品（精梳毛条）可作为商品出售。
有些精梳毛纺厂没有制条工序，用精梳毛条作为原料，生产流程包括前纺、后纺；多数厂还没有毛条染色和复精梳的条染复精梳工序，复精梳是指毛条染色后的第二次精梳，复精梳工序流程和制条工序相似。另外，还有一种介于精梳和粗梳之间的半精梳纺纱工艺系统。

三、绢纺纺纱系统
绢纺包括两个纺纱系统——绢丝纺系统和蚰丝纺系统，前者纺纱线密度小，用于织造薄型高档绢绸；后者纺纱线密度大，成纱疏松、毛茸，别具风格。
（一）绢丝纺系统
1．精练工程
利用不能缫丝的疵茧和废丝加工成的绢丝用于织造绢绸。
2．制绵工程
制棉工程的任务是对精干绵进行适当混和，细致开松，除去杂质、绵粒和短纤维，制成纤维伸直平行度好、分离度好且具有一定长度的精绵。

3．绢丝纺系统
圆梳制绵以后的绢丝由并条工程[包括配绵、2道延展、制条、3道并条（练条）]、粗纱工程（包括延绞、粗纱）、细纱工程和并捻、整理等后加工工序组成。

（二）蚰丝纺系统
蚰丝纺是利用制绵工程中末道圆梳机的落绵为原料，可采用棉纺普梳纺纱系统或棉纺转杯纺纱系统或粗梳毛纺系统纺纱。
四、麻纺纺纱系统
麻纺有苎麻、黄麻、亚麻三种纺纱系统。
（一）苎麻纺纱系统
一般借用精梳毛纺或绢纺系统，只是在设备上做局部改进。原麻先要经预处理加工成精于麻，而短苎麻、落麻一般可用棉纺纺纱系统进行加工。

（二）亚麻纺纱系统
亚麻纺纱的原料是打成麻，利用亚麻长麻纺纱系统加工，其中，长麻纺的粗纱要经过煮练后再进行细纱加工。长麻纺的落麻、回麻则进入短麻纺纱系统。

（三）黄麻纺纱系统
黄麻纺纱的工艺流程为：原料原料准备梳麻并条细砂。




纺纱原料的准备：

棉花的初步加工通常称为轧棉或轧花。通常将50kg籽棉经轧棉后所得的皮棉占籽棉的百分率称为该籽棉的衣分率，又称皮棉制成率，衣分率一般在31%~42%。
轧棉的基本要求如下：
（1）保护纤维原有品质。棉纤维的自然特性和长度、能力、成熟度、色泽等，确定了相应的纺纱价值。因此，不同品种、不同品级、不同长度的籽棉，不能混和加工。轧棉时要尽量减少纤维的轧断、棉籽的轧碎和棉短绒的大量轧入皮棉之中，特别要防止产生和棉结等疵点。
（2）清除纤维中杂质。
（3）按照不同品种、等级，分别打包、编批。

一、轧棉设备
有皮辊轧棉机和锯齿轧棉机两类，其原理即通过皮辊与刀片或者锯齿的作用，使棉籽和纤维相互分离。所得纤维分别称为皮辊棉和锯齿棉。皮辊轧产量低，作用缓和，不易轧断纤维，适宜加工长绒棉或成熟度差的籽棉和留种棉等。锯齿轧棉易产生棉结、索丝等疵点，因其具有清花部件，故锯齿棉杂质少，短绒率（皮棉中长度在16mm以下的短绒量对皮棉量的百分比）低，纤维长度整齐度好，且生产率很高。

二、轧工质量
轧工质量的判断主要通过“三观察”来完成。
（1）观察轧出原棉的外观形态。
（2）观察纤维的长度变化。
（3）皮辊棉着重观察黄根的多少，锯齿棉着重观察疵点的多少。

三、原棉的打包
经轧棉机加工后的皮棉是松散的，为了便于贮存和运输，必须进行打包。

四、含糖棉的处理
含糖棉预处理方法有如下几种：
（一）喷水给湿法
利用给湿将原棉中糖分水解，给湿堆放时间为在室温20~25℃、原棉含水量10%左右的条件下放置24h。
（二）汽蒸法
采用烘房或蒸锅蒸棉，利用高温蒸汽促使原棉中糖分加速水解，有一定的去糖效果。
（三）水洗法
采用天然水源或人工水池漂洗原棉，去糖较彻底。
（四）酶化法
采用糖化酶加鲜酵母溶液的方法，促使原棉中糖分分解，去糖效果好。
（五）防粘助剂法
也称消糖剂、乳化剂、油剂等等，均主要由平滑剂、抗静电剂、柔软剂、稳定剂等组成，对纤维内在品质不会造成损伤。作用机理是使纤维表面生成一层极薄的隔离膜，并以纤维为载体不断地在纺纱通道上形成薄薄的油膜，起到隔离、平滑、减少摩擦，改善可纺性能的作用。
绒毛的洗涤与炭化

毛和绒的洗涤一般分开松、洗涤、烘干三个步骤。
一、选毛
（一）选毛的目的
对进厂的原毛（套毛或散毛）用人工按不同的品级进行分选，这一工作称为绒毛分级，亦称选毛，其目的是合理地调配使用原料。
（二）羊毛的工业分级
绒毛的粗细与成纱的粗细和品质，织物的风格、手感、外观均有密切的关系，是评定绒毛品质的重要指标，是羊毛分级的主要依据。
同质或高代改良毛按品质支数分的称支数毛；异质毛或土种毛按级别分级，称级数毛。同质毛按品质支数分为70支、60支、64支、60支四档；异质毛按其粗死毛含量分一到五级五档。
二、洗毛（绒）
由于原绒毛中带有各种杂质，无法直接用纺织加工，必须预先用化学或物理方法除去原绒毛中的杂质，这一工艺过程通常称为洗毛（洗绒）工程。
（一）羊毛含杂
1．羊毛脂的成分和性质
（1）羊毛脂的成分：在羊的皮肤内分布着丰富的脂肪腺，羊毛脂是脂肪腺的分泌物。在供纺织用的动物纤维中，绵羊毛含脂量最高，约5%~25%，马海毛为5.5%~8%，山羊绒（毛）为4%，骆驼绒（毛）为4%，牦牛绒（毛）为5%~10%，兔毛为1%。羊毛脂的组成极为复杂，是数十种化合物的混合物。
（2）羊毛脂的性质：
羊毛脂中脂肪酸具有羧基，一元醇具有羟基，它们都是亲水的，所以有可溶性。
2．羊汗的成分和性质
（1）羊汗的成分：羊汗是羊皮肤中汗腺的分泌物，其含固物主要为盐。
（2）羊汗的性质：羊汗易溶解于温水，因此在洗涤过程中很容易去除。羊汗溶液中的碳酸钾遇水后水解生成氢氧化钾，可以皂化羊毛脂中的游离脂肪酸，生成钾皂，有利于洗毛的进行。
K2CO3+2H2O→2KOH+H2CO3
KOH+RCOOH→RCOOK+H2O
在浸渍槽中，虽不添加任何洗涤剂和助剂，但由于羊汗的作用，也能洗除一部分羊毛脂。利用羊汗的溶解和积累进行洗毛的方法，称为羊汗洗毛法。
3．羊毛中所含砂土、粪尿的性质
在砂土成分中，钙、镁和铁元素化合物的存在及其含量多少，对羊毛初步加工工艺与洗净毛质量有较大的影响。
羊粪尿的主要成分是尿素、尿酸等。羊毛长期接触羊尿会形成尿黄毛，影响洗净毛的白度和质量。
4．植物性杂质
主要是草叶、草秆、草籽等物质，主要成分是纤维素及其伴生物。植物性质杂质的存在会影响到纺纱加工的顺利进行，染色后会形成呢绒的表面疵点等。蛋白质污染层在洗液中的膨胀化对去除脂杂起着关键作用。
（二）乳化洗毛原理
洗毛是个很复杂的工程。
1．原毛的去污过程
洗涤理论迄今还在不断完善、不断发展中。近年来通过应用现代化的仪器进行观察分析，并逐渐建立了一些新的概念。
欲将羊毛上的脂汗和土杂等去除，首先要破坏污垢与羊毛的结合力，降低或削弱它们之间的引力。
2．洗毛作用原理
羊毛的洗涤，主要是去除原毛中妨碍纺织加工的各类杂质。洗涤剂的洗涤作用原理和洗毛作用过程如下：
（1）界面吸附层的形成→（2）羊毛和油污杂质的润湿→（3）油污杂质的脱除→（4）油污杂质稳定地保留在洗液之中→（5）增溶作用→（6）泡沫
3．乳化洗毛工艺过程
乳化洗毛工艺过程包括开松、除杂、洗涤、烘干等。
三、炭化
（一）炭化的目的与方法
去草有机械和化学两种方法。化学的去草方法又称为炭化，羊毛炭化可分为散毛炭化、毛条炭化、匹炭化及碎呢片炭化等方式。
（二）炭化原理
炭化是利用羊毛较耐酸的特性，用酸处理含草杂的羊毛。但是，酸对羊毛也有破坏作用，所谓耐酸只是相对于草杂而言。
1．酸对植物性杂质的作用
在炭化过程中，应用的是稀硫酸，但经高温烘焙后，酸液变浓，可以将植物性杂质脱水成炭：

实际上，炭化后的草杂并非全部变成炭质，未完全炭化的草杂，经烘焙后会变成易碎的物质，它们在机械作用下易于除掉。
2．酸对羊毛的作用
酸对羊毛角质的作用远较纤维素复杂，因为羊毛角质的结构比纤维复杂得多。在羊毛角质分子侧链上有酸性基和碱性基，所以它具有与酸和碱结合的能力，即羊毛是两性电解质，或称两性化合物。
羊毛的酸性和碱性基本在数量上与电离程度上并不相同，其中酸性占优势。

3．散毛炭化工艺过程及质量要求
（1）散毛炭化工艺过程：散毛炭化分以下几个阶段：
①浸酸：使草杂吸收足够的硫酸溶液以利炭化，但要尽量减少羊毛的吸酸量。
②烘干与烘焙：去除水分，脆化草杂。
③轧炭、打炭：粉碎炭化了的草杂，用机械及风力将其从羊毛中除去。
④中和：清洗并中和羊毛上的硫酸。
⑤烘干：烘去过多的水分，使纤维达到所要求的回潮率。
麻纤维的脱胶

在田间拔取麻株后，取麻的茎，然后从茎中获取纺织用纤维的整个过程，称为麻的初步加工，麻纤维初步加工的主要工作就是脱胶。
一、脱胶的基本原理
（一）麻脱胶的要求
应全部脱去胶质而获得单纤维，即采用全脱胶的方法。
（二）脱胶的方法及原理
脱胶有微生物（细菌）脱胶和化学脱胶两种方法。1、微生物脱胶 微生物脱胶是利用微生物来分解胶质，有两种途径：一种途径是将某些脱胶细菌加在原麻上，细菌利用麻中的胶质作为营养源而大量繁殖，在繁殖过程中分泌出一种酶来分解胶质。另一种途径是将能脱胶的细菌培养到细菌的衰老期后产生大量粗酶液，粗酶液可用来浸渍麻，也可将其提纯浓缩为液剂或粉剂，再将酶剂稀释在水中，浸渍麻来进行脱胶。
2、化学脱胶 化学脱胶是根据原麻中纤维素和胶质成分化学性质的差异，以化学处理为主去除胶质的脱胶方法。
二、苎麻化学脱胶
（一）化学脱胶工艺的选择
苎麻化学脱胶最主要的工序是碱煮，但不管采用何种工艺脱胶，碱煮前后还必须施予多道工序的处理，方能达到纺纱用精干麻的质量要求。一般将碱煮前的工艺称为预处理工艺，而将碱煮后的工艺称为后处理工艺。
1．二煮法：
拆包扎把→浸酸→水洗→一煮→水洗→二煮→打纤→酸洗→水洗→脱水→给抽→脱水→烘干
二煮法工艺流程较短，生产的精干麻质量不高，一般只适用于纺高线密度纱。
2．二煮一练法：
拆包扎把→浸酸→水洗→一煮→水洗→二煮→打纤→酸洗→水洗→脱水→精练→水洗→脱水→给油→脱水→烘干
二煮一练法工艺生产的精干麻质量较好，适用于纺中低线密度纱。
3．二煮一漂法：
拆包扎把→浸酸→水洗→一煮→水洗→二煮→打纤→酸洗→水洗→漂白→酸洗→水洗→脱水→给油→脱水→烘干
二煮一漂法工艺生产的精干麻质量较好，适用于纺中低线密度纱，漂白与精练比较，掌握工艺参数要求较高，但处理时间大大缩短。
（二）精干麻品质评定
三、亚麻细菌脱胶
目前，国内外一般采用的亚麻初步加工的工艺流程如下：
亚麻原茎→选茎与束捆→浸渍（沤麻）→干燥→入库养生→碎茎→打麻→打成麻和落麻
绢纺原料的精练

一、绢纺原料
绢纺业使用的原料为养蚕、制丝及丝织业中剔除的疵茧和产生的废丝。桑蚕原料批量最大，柞蚕原料批量次之。
（一）桑蚕绢纺原料
桑蚕绢纺原料分茧类、丝吐类、滞头和茧衣类。
1．茧粪
按茧类特征，一般可分为六类，即双宫茧；黄斑、柴印茧；口类茧；汤茧；薄皮茧及血茧。
2．丝吐类
由茧子的中外层茧丝组成，纤维长，纤度较粗，强力高，含胶率高，含油率较少，分长吐、短吐和毛丝等。
3．滞头
亦称汰头，由蛹衬茧加工而成，外观为长1m、宽0.5m左右，呈绒状的绵张，内含蛹体、蛹屑、蜕皮、汤茧、蛹衬茧等。
4．茧衣
茧衣是蚕茧外围丝缕，经剥茧机剥下，呈疏松绵张状
（二）柞蚕绢纺原料
柞蚕纤维较桑蚕纤维粗，色泽为褐色，其缫丝方法及对废丝的整理与桑蚕原料有所差异。
1．挽手类
由废茧或柞蚕茧缫丝中索理绪时的绪丝或蛹衬茧加工整理而成。
2．茧类
茧类可分为蛾口茧和疵茧，疵茧的质量从种类、茧层厚薄、霉烂程度及含杂等方面进行检验。
二、精练
绢纺原料精练工程包括精练前处理、精练及精练后处理三个工序。
（一）茧丝的组成
（二）精练的目的
精练的目的是去除绢纺原料上大部分丝胶和油脂，使纤维间胶着点分开，并去除粘附在原料上的尘土等杂质，制成较为洁净的、蓬松的、有一定刚弹性的、呈现珠光光泽的单纤维（精干绵）。
（三）精练前处理
精练前处理包括原料选别、扯松和除杂三项工作。
（四）精练
精练是去除绢纺原料上大部分丝胶、油脂、蜡质、无机物及其他一些杂质。
1．化学精练
化学精练是利用化学药剂的作用，促使绢纺原料脱胶、去脂。丝胶易容于水，随水温度上升，水分子热运动动能的增加，大量的水分子进入到茧层丝胶中，继续破坏丝胶间的氢键，直至全部破坏，丝胶分子就分散到水中而形成均匀的丝胶溶液，从而达到脱胶。
2．生物化学精练
（1）生物化学精练原理：利用酶使丝胶油脂水解而去除，简单示意如下：
丝胶或油脂+酶→中间络合物→肽、氨基酸或脂肪酸、甘油+酶
影响生物化学精练质量的因素有温度、pH值、酶浓度、活化物或抑制物。
3．精练方法的选择
（1）酶制剂精练：原料经过预处理，使丝胶充分膨润，然后进入酶液中精练。工艺流程为：
预处理→温水洗→脱水→酶制剂精练→温水洗→冲洗→脱水→烘干
（2）化学精练：根据原料具体情况，精练可采用一次练或二次练，第一次精练称初练，第二次精练称复练。一次练工艺流程为：
预浸→脱水→精练→温水洗→冲洗→脱水→烘干
（3）腐化练：适合加工重油原料，其工艺流程为：
初练→温水洗→脱水（→除蛹→扯块）→自然发酵→冲洗→脱水→复练→温水洗→冲洗→脱水→烘干
（五）精练后处理
精练后处理包括洗涤、脱水和干燥等工序。