棉、毛、絲、麻紡紗工藝比較

短纖維紡紗工藝比較摘要棉、羊毛、絹絲、苧麻都是常見的天然短纖維，由于它們的纖維長度與性質(zhì)的差異，所采用的紡紗方法與紡紗工藝也有所不同。本文針對棉、羊毛、絹絲、苧麻這四種天然短纖維，討論其紡紗方法與工藝，對它們的工藝流程，初加工方式，開松梳理作用，成條作用，成紗及后加工作用進行比較分析，得出了它們紡紗工藝之間的異同點。關(guān)鍵詞短纖維；紡紗；羊毛；絹絲；苧麻 紡紗作為一門工程技術(shù)，加工對象是纖維集合體，其實質(zhì)就是將纖維由雜亂無章的狀態(tài)變?yōu)榭v向有序排列的加工過程。目前常用的紡紗原料主要是天然纖維和化學(xué)纖維兩大類，其中天然纖維主要包括棉、毛、絲、麻等纖維，使用天然纖維紡紗已有久遠的歷史。 棉、毛、絲、麻雖然都是天然纖維，但是它們各具特點，某些纖維性質(zhì)差異非常顯著，紡紗性能差別很大，至今難以采用統(tǒng)一的加工方法制成細紗。本文通過閱讀大量書籍、文獻等參考資料，選擇棉、羊毛（毛）、絹絲（絲）、苧麻（麻）這四種常見的天然短纖維，對它們的紡紗工藝進行比較。纖維的性能對紡紗的影響很大，其中，纖維長度對紡紗的設(shè)備和工藝的影響尤為突出。目前的短纖維紡紗系統(tǒng)，主要有兩大類：棉型紡紗系統(tǒng)和毛型紡紗系統(tǒng)。棉型紡紗系統(tǒng)，適合加工的纖維長度為25~50mm，主要用來加工棉纖維；毛型紡紗系統(tǒng)，適合加工的纖維長度為70~110mm，可以用來加工羊毛、苧麻、絹絲等天然纖維。這兩種紡紗系統(tǒng)由于纖維長度差異較大，因此，盡管紡紗原理是相同的，但在加工設(shè)備、加工流程和加工工藝上有較大區(qū)別。本文主要針對棉、羊毛、絹絲、苧麻紡紗的工藝流程、初加工、開松梳理、成條、成紗及后加工五個方面進行比較。1棉、毛、絲、麻紡紗工藝流程比較 隨著紡織機械的發(fā)展和紡紗原理的日趨完善，經(jīng)過長期的實踐形成了棉紡、毛紡、絹紡、麻紡專門的紡紗系統(tǒng)，它們的工藝流程各不相同。1.1棉紡紡紗工藝流程 棉紡紡紗工藝流程根據(jù)原料的性能及對產(chǎn)品的要求，棉紡紡紗工藝流程主要可分為普梳工藝流程、精梳工藝流程、廢紡工藝流程，如圖1所示：（a）普梳工藝流程（b）精梳工藝流程（c）廢紡工藝流程圖1棉紡紡紗工藝流程1.2毛紡紡紗工藝流程 毛紡紡紗工藝流程根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求及加工工藝不同，毛紡紡紗工藝流程主要可分為，粗梳毛紡系統(tǒng)，精梳毛紡系統(tǒng)，半精梳毛紡系統(tǒng)，如圖2所示。（a）粗梳毛紡工藝流程（b）精梳毛紡工藝流程（c）毛條制造工藝流程（d）條染復(fù)精梳工藝流程（e）半精梳毛紡流程圖2毛紡紡紗工藝流程1.3絹紡紡紗工藝流程 絹紡紡紗工藝流程較長，根據(jù)制綿的工藝不同又可分為圓梳制綿和精梳制綿，如圖3所示：（a）絹紡紡紗工藝流程（b）圓梳制綿工藝流程（c）精梳制綿工藝流程圖3絹紡紡紗工藝流程1.4麻紡紡紗工藝流程 麻纖維種類較多，目前較為成熟的紡紗系統(tǒng)由苧麻紡紗，亞麻紡紗等，其中苧麻紡紗工藝流程如圖4所示。圖4苧麻紡紡紗工藝流程1.5棉、毛、絲、麻紡紗工藝流程分析 圖1~4分別描述了這棉、羊毛、絹絲、苧麻這四種短纖維紡紗的工藝流程，對比可以發(fā)現(xiàn)，棉紡的紡紗工藝流程明顯較短，各道工序所用的設(shè)備也較少。在毛紡工藝流程中，毛條制造也可以作為單獨的成品毛條銷售，對于產(chǎn)品質(zhì)量要求高的毛條染色產(chǎn)品，還需要經(jīng)過條染復(fù)精梳工藝，即對毛條染色并再次進行精梳工藝。絹紡工藝流程中，經(jīng)初加工得到的精干綿需要經(jīng)過圓梳制綿或精梳制綿得到精綿后紡紗，圓梳制綿工藝流程長，勞動強度大，制成的精綿綿粒少；精梳制綿類似毛條制造，工藝流程雖短，但質(zhì)量不如圓梳制綿。苧麻紡紗一般借用精梳毛紡系統(tǒng)的成套設(shè)備進行紡紗，只是對設(shè)備進行局部改造，并且工藝流程與棉紡工藝流程類似。2棉、毛、絲、麻紡紗初加工分析比較 從棉株上摘下的籽棉，綿羊上剪下的羊毛，絲織業(yè)的下腳料，莖干上剝下的麻皮，它們是天然纖維的原始狀態(tài)。在這些原料中，含有多種不同的成分，不能直接進行紡紗加工，所以需要對這些原料進行初加纖維長度較長，采用適合長纖維梳理的羅拉式梳理機，原料經(jīng)胸錫林預(yù)梳，除草輥開松、除草，剝毛輥、工作輥與大錫林的反復(fù)分梳作用以到達梳理的目的。對于粗紡梳毛機，由于不經(jīng)過精梳及多道針梳處理，原料需要在梳毛機上充分混合，所以采用多聯(lián)式羅拉梳理機，用過橋部分相連接，達到細致梳理，均勻混合的作用。絹紡中傳統(tǒng)的圓梳制綿不采用梳理機，而是使用切綿機對超長纖維定長切斷，制成一定規(guī)格的棒綿供圓梳機梳理。精梳前準(zhǔn)備是對條子進行一定的處理以滿足精梳的要求。精梳前準(zhǔn)備工序的作用都是并合、牽伸，目的都是提高條子的伸直平行度，均勻度，改善彎鉤。不同點是在棉紡工序中還需要將生條制成棉卷，供精梳機使用，這就使得棉紡的精梳準(zhǔn)備工序的設(shè)備是并條機與條卷機或條并卷聯(lián)合機的組合；而在毛紡、絹紡、麻紡的精梳準(zhǔn)備工序中，均使用2~3道針梳機進行牽伸并合，以滿足精梳機的使用及改善精梳條的均勻度。精梳工序主要是利用梳針對纖維的兩端分別在被握持的狀態(tài)下進行更為細致、充分的梳理，對于幾乎所有的短纖維紡紗系統(tǒng)，精梳機的工作原理基本相同，都是改善纖維的伸直平行度、排除短絨雜質(zhì)、提高可紡性。不同點是不同紡紗系統(tǒng)的精梳機的機構(gòu)上有一定的差別，棉紡使用的是棉型精梳機，毛紡使用的是毛型精梳機，絹紡的圓梳制綿使用的是圓型精梳機，精梳制綿使用的是直型毛紡精梳機，麻紡由于苧麻纖維較粗硬，在毛型精梳機上加裝往復(fù)運動的剝?nèi)∑ぐ鍖⒙榫W(wǎng)夾持后輸送給緊壓羅拉，保證了麻網(wǎng)中纖維的平順與勻整。4棉、毛、絲、麻紡紗成條作用分析比較短纖維在梳理機或精梳機上形成棉網(wǎng)，再由剝棉裝置剝下后經(jīng)喇叭口聚攏成條，這些條子已經(jīng)成為符合一定質(zhì)量要求，為了進一步提高條子的伸直平行度與均勻度，需要對條子進行牽伸與并合，使其成為符合成紗要求的條子。棉紡、毛紡、絹紡、麻紡工藝中的成條作用如表3所示。表3短纖維成條作用分析棉紡并條毛紡針梳絹絲針梳苧麻針梳設(shè)備并條機針梳機（延展機、制條機）、針梳機針梳機作用牽伸、并合；改善條子的伸直平行度與均勻度應(yīng)用梳理之后并條（2~3）精梳準(zhǔn)備預(yù)并條（1）精梳之后并條（1~2）精梳準(zhǔn)備，理條（2~3）精梳之后，整條（2~3）圓梳之后，三機均用（針梳3道）精梳前后，針梳（4道）精梳之后（3~4）喂入形式生條/精梳條/半熟條毛球喂入/條筒喂入圓梳：精綿/綿帶/綿條精梳：綿條精梳麻條并合根數(shù)6~88左右6~128根或10根牽伸形式羅拉牽伸針板牽伸牽伸倍數(shù)接近并合數(shù)，隨著道數(shù)增加，牽伸倍數(shù)增加順牽伸（6~10）頭針~三針，增大；四針小；五~末增大1~2道，接近并合數(shù)末道略大于并合數(shù)8~10倍隔距設(shè)置由纖維長度、紗線細度、機型合理配置考慮牽伸形式羅拉加壓注意總隔距與前隔距調(diào)整無控制區(qū)：45~50mm輸出形式熟條毛球/卷裝圈條綿條苧麻針梳條 在棉紡設(shè)備上實現(xiàn)牽伸與并合的是并條機，在毛紡、絹紡、麻紡上的是針梳機，這兩種設(shè)備雖然名稱與機構(gòu)有所不同，但其作用與目的是一樣的，都是對輸入的條子進行并合與牽伸，使其成為具有一定線密度的均勻條子。并條或針梳工序一般都是應(yīng)用在梳理工序之后、精梳準(zhǔn)備工序或精梳工序之后，但不同的短纖維條的針梳（并條）次數(shù)不同，棉條并條次數(shù)一般較少，為1~3道，而毛紡、絹紡、麻紡針梳次數(shù)較多，為3道以上。 所有的成條設(shè)備幾乎都是條子喂入，但是對于毛紡也可以是毛球喂入，絹紡的圓梳制綿工藝需要將精綿首先通過延展機制成定長的綿帶，再通過制條機將綿帶制成均勻的綿條，再由綿條喂入針梳機。條子的并合數(shù)需要根據(jù)原料的質(zhì)量與紗線的要求具體選擇，但一般都在8根左右。經(jīng)并合的條子要一起進入相應(yīng)的牽伸區(qū)進行抽長拉細。并條機的牽伸裝置主要是羅拉牽伸，根據(jù)羅拉的組合不同有不同的牽伸形式。不同于并條機的牽伸裝置，針梳機的梳箱部分是實現(xiàn)牽伸梳理作用的主要部分，牽伸區(qū)中有緩慢運動的針排，形成較長的中間控制區(qū)，對較長的纖維具有較強的控制作用，故稱針板牽伸。對于牽伸倍數(shù)的選擇，所有的針梳（并條）機都是接近并合數(shù)，并且逐道增大。并條機中的羅拉握持距或針梳機的針板隔距，都應(yīng)根據(jù)纖維的長度與紡紗的實際特數(shù)靈活調(diào)整。對于苧麻針梳機，存在無控制區(qū)，合理調(diào)節(jié)無控制區(qū)的距離也具有重要意義，一般選擇45~50mm為優(yōu)。5棉、毛、絲、麻成紗及后加工作用分析比較 經(jīng)多次并合后的條子，已經(jīng)具有了較好的均勻度與伸直平行度，需經(jīng)過粗紗、細紗工序再次牽伸以達到紗線的細度，同時對須條進行加捻，使其獲得必要的強力。對于不同原料的須條，粗紗與細紗工序也有所不同，如表4所示：表4短纖維成紗作用比較棉紡成紗毛紡成紗絹紡成紗苧麻成紗粗紗設(shè)備棉型粗紗機有捻粗紗機無捻粗紗機延絞機&針輥式粗紗機皮圈式粗紗機CZ411頭道粗紗機&CZ421二道粗紗機FZ單程粗紗機牽伸形式三羅拉雙膠圈四羅拉雙膠圈三羅拉雙膠圈滑溜牽伸針圈牽伸針圈牽伸三羅拉雙膠圈滑溜牽伸針板梳箱&五羅拉輕質(zhì)輥雙膠圈滑溜牽伸加捻錠翼加捻錠翼加捻皮輥搓捻皮輥搓捻/錠翼加捻錠翼加捻細紗設(shè)備環(huán)錠細紗機/新型細紗機毛精紡環(huán)錠細紗機毛粗紡環(huán)錠細紗機走錠細紗機絹紡環(huán)錠細紗機麻紡環(huán)錠細紗機牽伸形式三羅拉雙膠圈三羅拉雙膠圈滑溜針圈牽伸錠尖與給條羅拉運動三羅拉上短下長雙皮圈滑溜牽伸三羅拉雙短膠圈滑溜牽伸細紗加捻鋼絲圈回轉(zhuǎn)紗圈的脫落鋼絲圈回轉(zhuǎn) 粗紗與細紗工序的主要作用是牽伸與加捻，但根據(jù)纖維長度的不同所采用的牽伸裝置與加捻裝置是不同的。對于纖維長度較短的纖維，采用的牽伸形式一般是羅拉與雙膠圈牽伸，對于纖維長度較長的纖維，應(yīng)使用滑溜牽伸或針圈牽伸?；餇可焓鞘褂脦в邪疾鄣纳夏z輥或使用輕質(zhì)輥的方式對纖維進行滑溜控制，這樣可以很好的兼顧對長、短纖維運動的控制。針圈牽伸主要發(fā)生在前羅拉與針圈間，由鋼針刺入紗條控制纖維運動，在牽伸的同時對纖維具有一定的梳理作用。對于加捻方式，主要有兩種加捻方式，一種是靠高速旋轉(zhuǎn)的機件帶動被握持的紗條旋轉(zhuǎn)，使其獲得捻回，如，棉型粗紗機中前羅拉握持紗條，靠錠翼的旋轉(zhuǎn)使紗條獲得捻回，棉型環(huán)錠細紗機中前羅拉握持紗條，靠鋼絲圈的回轉(zhuǎn)使紗條獲得捻回；另外一種是靠搓條皮板的往復(fù)搓動使紗條緊密結(jié)合在一起的搓捻方式。對于所有的粗紗工序，都是對均勻的纖維須條牽伸到適當(dāng)?shù)募毝纫暂^少細紗機的牽伸負擔(dān)，同時對牽伸后的須條加上一定的捻回，提高紗條的緊密度，賦予粗紗必要的強力。對于不同的短纖維所使用的設(shè)備與牽伸和加捻裝置有所不同。棉紡粗紗設(shè)備，使用的是棉型粗紗機，牽伸形式是三羅拉雙短膠圈或四羅拉雙短膠圈，利用錠翼的回轉(zhuǎn)加捻。毛粗紡工序中使用的是有捻粗紗機，采用的是三羅拉長短膠圈的滑溜牽伸形式，利用錠翼的回轉(zhuǎn)加捻；毛精紡工序中使用的是無捻粗紗機，牽伸形式是針圈牽伸，加捻是由搓捻機構(gòu)搓捻完成。絹紡粗紗機按照牽伸形式有針輥式粗紗機和皮圈式粗紗機，兩者都是利用錠翼的回轉(zhuǎn)加捻，但在使用針輥式粗紗機時，需要首先使用一道延絞機分擔(dān)部分牽伸任務(wù)，延絞機是采用膠圈牽伸，搓捻板搓捻。傳統(tǒng)的苧麻粗紗工藝是由兩道粗紗完成，頭道用CZ411型粗紗機，采用針板梳箱牽伸機構(gòu)，二道用CZ421粗紗機，采用五羅拉輕質(zhì)輥牽伸形式；新型的苧麻粗紗工序采用B465型單程粗紗機取代傳統(tǒng)的兩道粗紗，牽伸形式為三羅拉雙膠圈牽伸，這三臺粗紗機均使用錠翼加捻的方式加捻。對于所用的細紗工序，都是對粗紗進一步牽伸、加捻，從而獲得滿足最終產(chǎn)品所要求的線密度、強力等性能的連續(xù)細紗，并卷繞成細紗紗管，供下道工序使用。對于不同的短纖維粗紗，都可以使用傳統(tǒng)的環(huán)錠細紗機，利用鋼絲圈的高速回轉(zhuǎn)加捻，但牽伸形式有所不同。棉紡環(huán)錠細紗機的牽伸形式為三羅拉雙短膠圈或長短膠圈牽伸，同時棉紡細紗可以采用新型的紡紗方法，跳過粗紗工序，縮短工藝流程。毛紡細紗有精紡環(huán)錠細紗機、粗紡環(huán)錠細紗機、粗紡走錠細紗機三種，其中精紡細紗機采用雙膠圈滑溜牽伸，粗紡細紗機采用針圈牽伸；走錠細紗機也是應(yīng)用于毛粗紡流程，利用錠尖與給條羅拉相對運動牽伸，并且隨著錠子的回轉(zhuǎn)，紗圈就從錠尖脫落，從而給紗條加上一個捻回。絹紡細紗機采用三羅拉上短下長的滑溜牽伸形式，苧麻細紗采用三羅拉雙膠圈的滑溜牽伸形式。后加工是對成的細紗做最后的整理，根據(jù)產(chǎn)品的需要經(jīng)過一系列的工序加工筒子紗或股線。所有的短纖維細紗加工成筒子紗與股線的主要工藝過程，工作原理，結(jié)構(gòu)特點基本是一樣的，都是通過絡(luò)筒機絡(luò)筒加工成筒子紗，再經(jīng)并紗機、捻線機成股線。但是對于不同的短纖維，在后加工過程中會使用其他一些工藝以適合最后的成品要求。在毛紡的后加工過程中，為了使具有一定彈性的羊毛的捻回獲得穩(wěn)定，通常都會進行蒸紗定捻。絹紡?fù)ǔ＿€要經(jīng)過燒毛整理，這樣可以使絹絲表面達到一定的潔凈度的要求。這四種短纖維紗線具體的后加工工序如圖5所示。（a）棉紗后加工（b）毛紗后加工（c）絹絲后加工（d）麻紗后加工圖5短纖維紗線后加工6總結(jié) 通過選取棉、羊毛、絹絲、苧麻這四種天然短纖維，針對它們的紡紗工藝流程、初加工、開松梳理作用、成