棉紡
正文
把棉纖維加工成為棉紗、棉線的紡紗工藝過程。這一工藝過程也適用於紡制棉型化纖紗、中長纖維紗以及棉與其他纖維混紡紗等。棉織物服用性能產好,價格低廉,且棉紡工序比較簡單,所以在紡織工業中占首要地位。紡紗最初用手工,後來逐漸套用簡單工具,如紡專、紡車。1758年出現羅拉式翼錠細紗機,1770年又出現珍妮細紗機,1774年創造出三滾筒梳理機,1779年發明了走錠細紗機,約在18世紀末葉,才有了並條機和粗紗機。棉紡工程的機械化是先從細紗機開始的,所以細紗機有時也稱紡紗機。而細紗以前的工序,統稱為前紡,包括開清棉、梳棉、並條、粗梳、粗紗等,依原棉的纖維長度,含雜和成紗品質要求等組成不同的前紡工藝;前紡加工之前,必須先進行原料選配。細紗以後的加工,有絡筒、並紗、拈線、搖絞等。
棉紡工藝流程 依紡紗系統分為三類。
原棉選配 把原棉按長度、細度、強力等纖維性能以及產地、批號等,依紡紗要求進行選配,目的是合理利用原料,穩定質量,降低成本。 開清棉 把原料按選配的比例從棉包中抓取出來,混和均勻,開松成小棉塊和小棉束,除去部分雜質和疵點,然後集合成一定寬度、厚度或重量的棉層,卷繞成棉卷。開清棉是用開清棉聯合機的一系列機械來完成,包括從棉包中抓取棉塊的抓棉機,初步進行開松並混和的各種開棉機、混棉機、以及進一步開松和清潔原棉的清棉機(見開清機械)等。清棉機可安裝成卷裝置以製成棉卷供應梳棉機;也可不裝成卷裝置,直接以散狀纖維塊、纖維束用管道氣流輸送並分配給若干台梳棉機,後者稱為清梳聯合機。
梳棉 梳棉機把纖維塊或纖維束用針齒表面分梳成為單纖維狀態,同時除去較細小的或粘附在纖維上的雜質疵點,也除去一部分短絨,最後製成棉條輸出。梳棉機輸出的棉條,俗稱生條,有規律地堆放在條筒中。生條中含有不超過0.1%的極少量雜質,纖維大部分呈彎鉤狀。
在廢棉紡中,採用羅拉梳理機,把輸出的棉網,按紗支要求,通過分條機構分成窄條,經搓皮板搓拈,然後在細紗機上直接紡成細紗。這種紗有鬆軟、毛茸多的特點,但強力較低,適宜於制棉毯等產品。
精梳 把20根左右生條經牽伸、併合製成小棉卷,這個過程稱為精梳準備工序。把小棉卷餵入精梳機,利用不同的針排分別對纖維的兩端進行梳理,斜去短纖維和雜質,製成精梳棉條。經過精梳的棉條,纖維整齊度和潔淨度好,能紡製品質良好、號數較細的精梳棉紗。
並條 為了紡制均勻且強力較高的細紗,把6~8根棉條並列餵入羅拉式並條機,經牽伸把棉條拉細並匯集成一根棉條,圈入條筒。棉條的併合使條幹和結構都獲得改善,製成更均勻的棉條。在牽伸過程中利用纖維間的摩擦力使纖維伸直平行,尤其要使梳棉棉條中的彎鉤狀纖維伸直平行。並條工序一般有2~4道。並條製得的棉條俗稱熟條,其粗細與生條相似,但結構有差異。由於並條時將幾根棉條並列餵入,所以有混和作用。以不同的纖維條按規定比例在並條機上混和,稱為條子混和,簡稱混條。
粗紗 把熟條牽伸拉細,加以合適的拈回,使須條稍為拈緊,繞在筒管上製成粗紗,以供細紗機紡紗用。
細紗 是紡成紗的最後工序。把餵入的粗紗拉細成所需細度的須條,然後加拈、卷繞成細紗。細紗的強力、光澤等物理機械性質應符合以後加工和產品的要求。(見彩圖) 早期的棉紡工序較多,以普梳為例:開清棉有開棉1道、清棉2道,並條為3~4道,粗紗有2~4道,加上細紗 1道總共有11~12道之多。現在由於細紗機牽伸機構的改進,牽伸倍數大大增加,餵入細紗機的粗紗可以較粗,因此粗紗機的道數可以減少。同樣,粗紗機牽伸機構的改進,減少了粗紗道數;並條機牽伸機構的改進,加強了纖維的平行伸直作用,使並條道數減少。開清棉聯合加強了均勻作用,使開棉、清棉合成為一道。因此,現在普梳系統一般僅用6道工序。
細紗機紡成的棉紗都卷繞在細紗管上,稱為管紗,也可以卷繞在緯紗管上,直接供織機使用,稱為直接緯紗。管紗經絡筒工序繞成直徑大的筒子紗。筒子紗可以供機織、針織和編織用,也可以直接出售。根據紗的用途不同,筒子紗有的搖成絞紗,經小包機打成小包,再打成大包,稱為件紗。有的則將二根紗先並列繞成並紗筒子,然後在拈線機上拈成股線,必要時再經過燒毛。股線還可多根併合復拈成較粗的纜線。
棉紡工藝的發展 在棉紡機械上紡化學纖維或化學纖維與棉等其他纖維混紡,以及紡制包芯紗、包纏紗等各種花式紗線,已成為棉紡發展的重要方面。
開清梳聯合,能進一步簡化工藝流程,節約能源,提高勞動生產率。近代,由於機械和電子工業的發展,提高了各類機械的精度、速度和自動化程度,如自動控制,自調勻整,自動或半自動落紗等的套用,提高了棉紡工業的水平。
20世紀中葉以前,棉紡工藝的改革進展不快。50年代以後,開始了自由端紡紗的研究,有轉杯紡紗、靜電紡紗等多種。60年代至70年代,新型紡紗層出不窮,促進了加拈方法和對機件的進一步研究。無拈紡紗的粘合成紗方法,也在探索之中。