棉纺的工艺流程及其发展

棉纺的工艺流程及其发展把棉纤维加工成为棉纱、棉线的纺纱工艺过程。这一工艺过程也适用于纺制棉型化纤纱、中长纤维纱以及棉与其他纤维混纺纱等。棉织物服用性能产好，价格低廉，且棉纺工序比较简单，所以在纺织工业中占首要地位。纺纱最初用手工，后来逐渐应用简单工具，如纺专、纺车。1758年出现罗拉式翼锭细纱机，1770年又出现珍妮细纱机，1774年创造出三滚筒梳理机，1779年发明了走锭细纱机，约在18世纪末叶，才有了并条机和粗纱机。棉纺工程的机械化是先从细纱机开始的，所以细纱机有时也称纺纱机。而细纱以前的工序，统称为前纺，包括开清棉、梳棉、并条、粗梳、粗纱等，依原棉的纤维长度，含杂和成纱品质要求等组成不同的前纺工艺；前纺加工之前，必须先进行原料选配。细纱以后的加工，有络筒、并纱、拈线、摇绞等。棉纺工艺流程依纺纱系统分为三类。原棉选配把原棉按长度、细度、强力等纤维性能以及产地、批号等，依纺纱要求进行选配，目的是合理利用原料，稳定质量，降低成本。棉纺工艺流程表开清棉把原料按选配的比例从棉包中抓取出来，混和均匀，开松成小棉块和小棉束，除去部分杂质和疵点,然后集合成一定宽度、厚度或重量的棉层,卷绕成棉卷。开清棉是用开清棉联合机的一系列机械来完成，包括从棉包中抓取棉块的抓棉机，初步进行开松并混和的各种开棉机、混棉机、以及进一步开松和清洁原棉的清棉机（见开清机械）等。清棉机可安装成卷装置以制成棉卷供应梳棉机；也可不装成卷装置，直接以散状纤维块、纤维束用管道气流输送并分配给若干台梳棉机，后者称为清梳联合机。梳棉梳棉机把纤维块或纤维束用针齿表面分梳成为单纤维状态，同时除去较细小的或粘附在纤维上的杂质疵点，也除去一部分短绒，最后制成棉条输出。梳棉机输出的棉条，俗称生条，有规律地堆放在条筒中。生条中含有不超过0.1％的极少量杂质,纤维大部分呈弯钩状。在废棉纺中，采用罗拉梳理机，把输出的棉网，按纱支要求，通过分条机构分成窄条，经搓皮板搓拈，然后在细纱机上直接纺成细纱。这种纱有松软、毛茸多的特点，但强力较低，适宜于制棉毯等产品。精梳把20根左右生条经牵伸、并合制成小棉卷，这个过程称为精梳准备工序。把小棉卷喂入精梳机，利用不同的针排分别对纤维的两端进行梳理，斜去短纤维和杂质，制成精梳棉条。经过精梳的棉条，纤维整齐度和洁净度好，能纺制品质良好、号数较细的精梳棉纱。并条为了纺制均匀且强力较高的细纱，把6～8根棉条并列喂入罗拉式并条机，经牵伸把棉条拉细并汇集成一根棉条，圈入条筒。棉条的并合使条干和结构都获得改善，制成更均匀的棉条。在牵伸过程中利用纤维间的摩擦力使纤维伸直平行，尤其要使梳棉棉条中的弯钩状纤维伸直平行。并条工序一般有2～4道。并条制得的棉条俗称熟条，其粗细与生条相似，但结构有差异。由于并条时将几根棉条并列喂入，所以有混和作用。以不同的纤维条按规定比例在并条机上混和，称为条子混和，简称混条。粗纱把熟条牵伸拉细，加以合适的拈回，使须条稍为拈紧，绕在筒管上制成粗纱，以供细纱机纺纱用。细纱是纺成纱的最后工序。把喂入的粗纱拉细成所需细度的须条，然后加拈、卷绕成细纱。细纱的强力、光泽等物理机械性质应符合以后加工和产品的要求。(见彩图自动抓包机将棉花初步开松、清棉机将棉花进一步开松除杂制成棉卷、棉卷在梳棉机上分梳除杂并集束成条、生条在并条机上牵伸并合成熟条、精梳机将小卷制成精梳棉条、熟条在粗纱机上牵伸加拈制成粗纱、粗纱经细纱机牵伸加拈制成细纱)早期的棉纺工序较多，以普梳为例：开清棉有开棉1道、清棉2道，并条为3～4道，粗纱有2～4道，加上细纱1道总共有11～12道之多。现在由于细纱机牵伸机构的改进，牵伸倍数大大增加，喂入细纱机的粗纱可以较粗，因此粗纱机的道数可以减少。同样，粗纱机牵伸机构的改进,减少了粗纱道数；并条机牵伸机构的改进,加强了纤维的平行伸直作用，使并条道数减少。开清棉联合加强了均匀作用,使开棉、清棉合成为一道。因此,现在普梳系统一般仅用6道工序。细纱机纺成的棉纱都卷绕在细纱管上,称为管纱,也可以卷绕在纬纱管上，直接供织机使用，称为直接纬纱。管纱经络筒工序绕成直径大的筒子纱。筒子纱可以供机织、针织和编织用，也可以直接出售。根据纱的用途不同，筒子纱有的摇成绞纱，经小包机打成小包，再打成大包，称为件纱。有的则将二根纱先并列绕成并纱筒子，然后在拈线机上拈成股线，必要时再经过烧毛。股线还可多根并合复拈成较粗的缆线。从原料到纺成细纱并不意味着纺纱工程的结束，纺部生产的品种规格较多，原料有棉及化纤；成品有单纱及各种股线；卷装形式有管纱、筒子纱、绞纱及大小包等。在加工上有的需要定型，高档和特殊的产品还要烧毛，所以，成纱后还要进一步加工。细纱工序以后的加工统称为后加工。一后加工工序的任务1改善产品的内在性能股线加工能改变纱线的结构，从而改变其内在性能。选用不同品质的单纱，经一次或两次合股加捻，配以不同的股数、捻向、捻系数以及不同的工艺过程和辅助装置，可增进条干均匀度和强力，改善纱线性能。有的纱线可达到一定的弹性和伸长率；有的可提高耐磨性和耐疲劳性；有的能改善光泽和手感；有的可使截面更圆整，或使结构松紧起变化。花式捻线还能使结构形态多样化，产生环、圈、结、点和节等异样花式效应。2改善产品的外观质量为了清除纱线的疵点、杂质，后加工机器上常备有清纱装置、毛刷及吹吸风装置。为了使股线表面光滑圆润，有的捻线机上装有水槽进行湿捻加工。有的高级股线还要经过烧毛。表面要求光滑的产品，还要经过上蜡等辅助工艺。3稳定产品的结构状态主要指的是稳定纱线捻回，使股线中单纱张力均匀。如单纱捻回不稳定，容易“扭结”或造成“纬缩”疵点，股线也会因捻向，捻系数的选择不当，而出现“扭结”现象。对捻回稳定性要求高的纱线，必要时可经过热湿定型处理。股线中各股纱的张力均匀，才能避免出现“包芯”结构。改善股线的强力、弹性、伸长等，可减少捻线机的断头。为了使股线张力均匀，再并纱机上装有张力装置以控制张力。4制成适当的卷装形式为了捻线和织部等加工的需要，除直接纬纱外，必须将容量较小、不适应高速腿绕的管纱在络筒机（包括并纱机）上绕成容量大并适宜高速退绕的筒子。有的纱线要经过染色或其他化学处理，可以摇成松散的绞纱。为了方便于长期储存或远距离运输，可以将绞纱打成紧密大包；而就近供应的，可用筒子纱成包。二后加工的工艺流程后加工一般有络筒、并纱、捻线、摇纱和成包等工序。依据产品的用途和要求不同，有其不同的后加工流程。1单纱的工艺流程管纱－－络筒－－摇纱（筒子包）－－成包2股线的工艺流程管纱－－络筒－－并纱（管纱直接并纱）－－捻线（并捻联合）－－纱筒－－摇纱－－成包如需烧毛，在线筒后经烧毛工序。如需定型，单纱经络筒后进行，股线经线筒后进行。3览线的工艺流程所谓览线是经过两次并捻的多股线，第二次捻线工序称为复捻。如轮胎帘子线、多股缝纫线、绳索等需要进行复捻，这些产品是在专业工厂进行的。如纺部需要进行复捻，可在初捻后经并线及复捻工序。棉纺工艺的发展在棉纺机械上纺化学纤维或化学纤维与棉等其他纤维混纺，以及纺制包芯纱、包缠纱等各种花式纱线，已成为棉纺发展的重要方面。开清梳联合能进一步简化工艺流程，节约能源提高劳动生产率。近代，由于机械和电子工业的发展，提高了各类机械的精度、速度和自动化程度，如自动控制，自调匀整，自动或半自动落纱等的应用，提高了棉纺工业的水平。20世纪中叶以前，棉纺工艺的改革进展不快。50年代以后，开始了自由端纺纱的研究，有转杯纺纱、静电纺纱等多种。60年代至70年代，新型纺纱层出不穷，促进了加拈方法和对机件的进一步研究。无拈纺纱的粘合成纱方法，也在探索之中。