概述
摩擦紡紗（friction Spinning）是一種自由端紡紗，與所有自由
一、摩擦紡紗的紡紗原理
以塵籠式摩擦紡紗為例，摩擦紡紗的紡紗原理如圖9-4-1所示，由於塵籠2內部的吸力，使纖維落入兩塵籠間的楔形糟內凝聚成須條，凝聚須條緊貼在塵籠的表面，兩塵籠同向迴轉，一隻對凝聚須條產生一個向上的摩擦力R1，另一隻對凝聚須條產生一個向下的摩擦力R2，從而形成迴轉力矩使紗條迴轉，當引紗從引紗羅拉3引出時，凝聚須條是紗條的尾端；紗條受引紗羅拉握持輸出，紗尾由塵籠搓捻迴轉，紗條因而獲得捻回，由於引紗與纖維在紗尾的補入是同時進行的，從而可獲得連續輸出的紗條。由於在塵籠表面的凝聚須條是自由的，所以這種摩擦加捻方式屬於自由端加捻成紗，在加捻過程中，塵籠表面的線速度近似等於紗線自身的迴轉表面速度，所以塵籠低速就可以使紡紗獲得較高的捻度，這樣可以大大地提高出條速度以獲得高產。紗條捻回的方向與塵籠迴轉的方向相反，捻回的多少則取決於塵籠的速度、塵籠表面與紗條的接觸狀態及塵籠的吸力大小。
二、D2型摩擦紡紗機的工藝過程及其成紗特點
塵籠式摩擦紡紗機是以發明人奧地利的DR ERNST FEHRER的姓名縮寫DREF來命名的，由Ⅰ型逐步發展到Ⅱ型、Ⅲ型，簡稱D2型、D3型其技術特徵見表9-4-1。
（一）D2型摩擦紡紗機的工藝過程
如圖9-4-2所示，4~6根纖維條從條筒引出，併合餵入三羅拉牽伸裝置1，纖維條在經過併合牽伸，其均勻度及纖維伸直度得到改善後，被分梳輥2梳理分解成單纖維狀態，在分梳輥離心力和吹風管3氣流的作用下脫離鋸齒，沿擋板4下落至兩塵籠5間的楔形糟內，塵籠內膽6開口對著兩塵籠間的楔形糟，一端通過管道與風機相連，在吸風裝置吸力的作用下，纖維被吸附在兩塵籠的楔形糟中，凝聚成須條，將引紗引入塵籠，與凝聚須條搭接，由引紗羅拉7握持輸出，兩塵籠同向迴轉對凝聚須條搓捻成紗，輸出紗條經卷繞羅拉8摩擦卷繞成筒子。（二）D2型摩擦紡成紗特點
1、D2型摩擦紗的結構在摩擦紗中，纖維的排列形態比較紊亂，圓錐螺鏇線及圓柱螺鏇線排列的纖維數量比轉杯紗還要少，僅占到12%。多根扭結、纏繞的纖維就占到了40%，其餘多為彎鉤、對摺纖維。
由於受引紗羅拉的牽引，紗尾向輸出方向移動，而纖維又不斷添加到紗尾上，致使紗尾上纖維的數量分布由A向B逐漸增多，（見圖9-4-3）當受到塵籠摩擦而迴轉時，AB之間須條因各截面直徑不同而迴轉速度各異，靠近A點直徑細而轉速高，靠近B點直徑粗而轉速低，各截面因速差而獲得捻回。由於紗尾的迴轉加捻是與添加纖維，向輸出方向運動同時進行的，靠近A點部分雖已獲得捻回，但沿輸出方向移動並添加纖維後，仍能隨著外層纖維繼續獲得捻回，於是紗芯的捻回多，外層的捻回少，而且是逐層變化的。這種分層加捻的結果，構成了摩擦紗的分層結構，且內層紗芯因捻度多而結實，外層因捻度少而鬆散。
表9-4-1 塵籠式摩擦紡紗機的技術特徵
| 機型 | DREF—Ⅱ | DREF—Ⅲ | |
| 適紡原料 | 1.7~17×10~150各種纖維 | 芯紗：特種纖維、長絲、化纖 0.6~3.3×30~60 表層：棉及各種短纖 | |
| 紡紗特數/ten | 100~3952 | 33.3~66.6 | |
| 餵入定量Ktex | 第一單元 | 10~15/4~6 | 3~3.5 |
| 第二單元 | — | 2.5~3.5×4~6 | |
| 牽伸 裝置 | 第一單元 | 三羅拉和一隻分梳輥 | （100~150）四羅拉雙皮圈 |
| 第二單元 | — | 三羅拉和一對分梳輥 | |
| 塵 籠 | 直徑/ mm | Ф81×2 | Ф44×2 |
| 轉速/r.min | 1600~3500 | 3000~5000 | |
| 負壓/Pa | 1470 | 2450~2940 | |
| 分梳輥 | 直徑/min | Ф180 | Ф80 |
| 轉速/ r.min | 2800~4200 | 12000 | |
| 筒子尺寸/min | 平筒Ф380×150、200、250 錐筒Ф280×200、250 | Ф450×200 | |
| 筒子重量/kg | 3~9 | 約9 | |
| 紡紗速度/m.min | 100~280 | <300 | |
| 加捻效率/% | 65~80 | 25~30 | |
| 每頭電機數及功率 | 七台共3.5kw | 五台小電機 | |
| 每台頭數 | 48（8節、第節6頭） | 短機12（4節、每節3頭） 長機96（32節） | |
2、成紗特點 摩擦紡的成紗特點
見表9-4-2，從表中可知：
（1）由於纖維在凝聚過程中缺少軸向力的作用，成紗內纖維的伸直平行度差，排列紊亂，所以摩擦紗的成紗強力遠低於環錠紗，單強僅有環錠紗的60%左右。
（2）因為成紗由多層纖維凝聚而成，所以摩擦紗的條幹優於環錠紗，粗節、棉結均少於同特環錠紗。
（3）由於成紗的經向捻度分布由紗芯向外層逐漸減少，成紗結構內緊外松，所以摩擦紗的緊度較小（0.35～0.65），表面豐滿蓬鬆，彈性好，伸長高，手感粗硬，但較粗梳毛紗好。
表9-4-2 摩擦紡、環錠紡、轉杯紡成紗性能比較
| 指標 | C 29.4 Tex | ||
| 摩擦紗 | 轉杯紗 | 環錠紗 | |
| 斷裂長度/km | 11.7 | 11.5 | 14.4 |
| 伸長率/% | 8.6 | 9.2 | 7.7 |
| 條幹/CV% | 14.25 | 15.5 | 17.1 |
| 細節×粗節×棉結/個。1000m | 49×19×22 | 24×85×547 | 60×345×314 |
（4）由於是分層結構，所以摩擦紗具有較好的耐磨性能。
三、D3型摩擦紡紗機的工藝過程及成紗特點
（一）紡紗工藝過程
D3型摩擦紡紗機有兩個餵入單元，一個提供紗芯，一個提供外包纖維，如圖9-4-4所示，熟條經四羅拉雙皮圈牽伸裝置沿軸問餵入塵籠加捻區，作為紗芯；4~6根生條並列餵入三上二下羅拉牽伸機構，經一對直徑相同的分梳輥3梳理分解為單纖維後，經氣流輸送管4進入兩塵籠1的楔形糟中，由塵籠搓捻包纏在紗芯上，形成包纏紗。成紗由引紗羅拉2輸出，經卷繞羅拉摩擦傳動而製成筒子。（二）成紗特點
沿軸向餵入塵籠的紗芯，在受塵籠加捻的過程中同時被牽伸裝置的前羅拉和引紗羅拉所握持，所以紗芯被施以假捻 ，被分梳輥分解的纖維在進入塵籠楔形糟後，隨紗芯一起迴轉包纏在紗芯的表面，當紗條由引紗羅拉牽引走出塵籠鉗口線時，由於紗芯假捻的退解作用，紗芯成為伸直平行的纖維束，而外包纖維則依靠退捻力矩越包越緊，使紗芯纖維緊密接觸，體現為紗的強度，外層纖維則構成了紗的外形。D3型摩擦紡紗機紡出的紗是一種芯纖維平行伸直排列的包芯紗，由於成紗結構的改變，使成紗強力大為改善，並具有條幹均勻，毛羽少等特點。
四、摩擦紡紗的主要工藝參數
根據摩擦紡紗的加捻原理，成紗外層的捻度可以由下列公式計算：Ttex=紗條轉速/紡紗速度
由於紗條表面速度應等於塵籠的表面線速度與加捻效率的乘積，所以上式又可等為：
υ1——紡紗速度（m/min）；
d ——紗條直徑（mm）；
η——加捻效率，與塵籠對須條的吸力，塵籠與紗條表面的接觸狀態有關；
m——摩擦比，即塵籠表面速度與紡紗速度的比值。
由上式可知，影響摩擦紡成紗的主要工藝參數有：
（一）摩擦比
從上式中可知，摩擦比與紗條的捻度成正比，當紡紗速度一定時，提高摩擦比，則增大了塵籠轉速，使成紗捻度增加，但塵籠速度增加到一定值時，受離心加速度的影響，紗條與塵籠間的滑溜率增大，塵籠速度愈高，加捻效率愈低，成紗捻度增加甚少，甚至不再增加，如圖9-4-5所示。不同的摩擦比時，成紗的條幹不同，如表9-4-3所示，從圖和表中可以看出，隨著摩擦比的增加，成紗的捻度增加，條幹均勻度有所改善，但當摩擦比提高到3.0以上時，捻度和條幹值的變化趨於平緩。
表9-4-3 摩擦比與成紗條幹CV值
| 塵籠轉速/r.min | 1900 | 2100 | 2300 | 2500 |
| 摩擦比m | 2.375 | 2.625 | 2.875 | 3.125 |
| 條幹CV/% | 17.2 | 16.9 | 16.3 | 16.3 |
（二）紡紗速度
過高的輸出速度，會使須條凝聚加捻的時間縮短，從而導致包覆惡化，條幹不良，成紗強力降低，所以，當使用較粗硬，含油率較高，長度整齊度較差的纖維紡紗時，紡紗速度不宜過高，當所紡品種線密度大時，因其剛性大而不易加捻，當線密度過小時，塵籠對紗條的握持狀態差，因此紗條過粗過細，都會造成加捻效率下降，所以紡紗速度都不易過高。由於過高的塵籠速度會影響紡紗的加捻效率，因此，在摩擦比不變的情況下，提高紡紗速度，成紗捻度會隨之下降，所以紡紗速度應根據塵籠轉速的高低來選擇，不同的紡紗機，其速度範圍不同。
（三）塵籠負壓
塵籠的負壓決定了正壓力N（吸力）的大小及紗條與塵籠的接觸狀態。負壓增大，不僅使纖維與塵籠間的摩擦作用增大，凝聚加捻作用增強，而且可提高輸送通道內纖維的伸直與定向，有利於成紗條幹，強力和捻度，但過大負壓會造成輸出困難。加捻區的負壓與塵籠內膽吸口位置，兩塵籠間隔距有關。⒈塵籠內膽吸口的位置 塵籠內膽吸口的位置一般以其安裝角表示，如圖9-4-6所示。在等寬吸口的情況下， α對楔形區軸向負壓分布的影響都與吸口大小有關，當吸口較寬（10mm）時，α不會影響軸向負壓的分布形態，但負壓值隨α的增加而減小，當吸口較窄（2mm）時，楔形區軸向分布不勻，所以吸口寬度及α值不易過小，粗特摩擦紡紗機（如D2型）的吸口寬度一般為10~12mm，α取0°~2°，在紡較細特紗的摩擦紡紗機上，因紗條與塵籠接觸面小，且位於楔隙較小的位置，須條加捻需要較高的負壓，所以吸口寬度應小一些，一般為4~6mm，α選2°~5°。
⒉兩塵籠間的隔距δ 塵籠間楔形區內的負壓隨隔距δ的增加而減小，並影響塵籠內膽的最大負壓值，當δ由0增加到0.5mm時，膽內負壓最大值會下降28%，所以為了有效的利用吸氣負壓，δ應偏小為宜，δ應根據紡紗特數來選擇，一般紡粗特紗時δ取0.2~0.5mm，紡中細支紗時，δ小於0.2mm。
