纺纱

古老的活动

纺织机把许多动植物纤维捻在一起纺成线或纱，这些线或纱可用来织成布。最早的纺纱机结构非常简单，是14世纪开始使用的。18世纪以后，人们发明了更好的纺纱机，就是这种纺纱机使纺织业成为第一大工业。所有的纺纱机都只做两件事：首先把大量的短纤维聚合成松散的棉线，然后把棉线一点点的抽出来，捻搓成细密的棉线，棉线经过搓捻就变长了。

纺纱简介

纺纱原就属于一项非常古老的活动，自史前时代以起，人类便懂得将一些较短的纤维纺成长纱，然后再将其织成布。所谓的纺纱，乃是取动物或植物性纤维运用加捻的方式使其抱合成为一连续性无限延伸的纱线，以便适用于织造的一种行为。

纱本身的捻度会使纤维自然而紧密的抱合在一起，因而非常有利织造或针织。其中纱的捻度与纱的直径有关，测量的方式是由每一吋纱中有几转来决定，并以低、中或高来表示，通常捻度愈高即纱的转数越多的，表示纱的强度愈好。低捻纱常用来制造平滑，光泽或柔软无光的织物；反之，具皱摺感或表面粗硬的织物则需要高捻纱来制造。

基本原理

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，加工的方法和工艺亦不同。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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

原料准备

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。

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。

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。

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

发展史

双手搓捻

大多数天然纤维，例如羊毛、棉花等等，只有几吋长，所以必须先把它们搓成长纱，然后才能织布，最先采用这个办法的，大概是公元前9000年左右生活在米索不达米亚扎格洛斯山区的居民，因为他们是最先驯服绵羊的的民族。在此时，大概只须用双手搓捻，就可搓出原始的羊毛纱。后来，亚麻和棉花纤维也被用来制造纱线，使得织品的种类更为丰富。

手工纺纱杆及锭子

从公元前7000年左右起，人类开始用燃杆（纺纱杆）和锭子纺纱。纺纱者一只手拿着上有纤维的捻杆，另一只手把纤维抽成一根松纱，绕在另一根棒或锭子顶端的凹槽裏。锭子底下用扁平的石块或锭盘加重固定。纺纱者把锭子像陀螺那样旋转，锭子便把松纱燃紧成纱线，然后再把纱线绕在锭子上。此种方法沿用了几千年，所制造的一些纱线品质相当好。

纺车

纺车的出现对纺纱技术起了的重大的影响。一般认为纺车起源于中国，是由缫丝机演变而来。欧洲纺车的起源并不清楚，它们出现的年代较晚，最早记载纺车的年代约是在十四世纪左右。十五世纪，在撒克逊（如今东德一部分）出现了一种经过改进的纺车，燃杆装在机器上，轮子用脚踏板操纵，这种机器可以同时纺纱和绕线，纺纱者於是可以腾出双手，减轻劳动力。

中国纺车的演进

中国最原始的纺织工具应为纺砖，它是由石片或陶片所作成的扁圆形的纺轮，中间有一短杆，利用物体回转的惯性，从事卷绕捻合纱线的工作。从出土的纺织品中，可以推断出春秋时期即已有纺车。秦汉时，手摇单锭纺车已广为使用。

宋代纺车的改良迈向突破性的发展，麻纺大纺车与水运大纺车的出现实际上已具备小型工厂的雏形。在纺织技术上最重要的成就，是纱罗锦锻等织物的织造方法和提花工艺。棉织业也逐步发展。

同时由于棉织品在南宋跃升为织品的主流，为因应大量需求，只有发展更快速的纺棉纱机器才能解决问题。根据元陶宗仪所著记载，宋末松江一地虽种植棉花，但因没有踏车、椎弓，只能用线弦与竹弧弹纺，效率极低。

元代元桢年间，流落涯州的黄道婆回到故乡后，有感於从事纺织妇女的辛劳，遂将其所学贡献，改良旧有的纺织机械成为一套集杆、弹、纺、织的生产工具。此外，她又创造三锭脚踏纺车，可同时纺三根纱。三纺车在当时是非常了不起的发明，在机器纺车出现以前，即便是要找到一个可以同时纺两根纱的人都非常不容易，三纺车不但提高了工作效率，更让产量增加，而且这远比欧洲的「珍妮机」还要早上五百年呢。

清代出现的多锭纺纱车，将手工纺织机器的发展推向高峰，对手工纺纱业而言，多锭纺纱车已是提升效率最完备、最快的纺车了。

纺纱机械化

直到出现工业革命，市场急速成长，生产速度的需求增加后，才出现新的纺纱技术。从西元1738年至1779年的四十年间，纺纱由手工生产转变成庞大的工业制造。

公元1737年保罗（L. Paul）发明的罗拉式纺纱方法，成为往后许多发明的先驱。

公元1764年，哈格瑞佛斯（J. Hargreaves）发明杰尼纺纱机（spinning Jenny），这部机器可使十六个锭子同时运作，此外它还可以依设定次序操作多个纱线。随后，引用其他动力源的纺纱机相继出现。

公元1769年亚克赖特（R. Arfwright）得钟表匠的协助，改良老式纺车，发明了水力纺纱机。最早的水力纺纱机使用的是马力带动，后来才引用水力。这件运用水力操作的机器，在纺织工业史上占有极重要的意义，那就是以前使用手工操作机器时，纺织工人可以在家操作机器，可是一旦使用动力后，工作者就无法离开动力源，因而被视为工厂制度的开端。历史上首批工厂的建立就是为了制造纺织品。

公元1779年克朗顿（S. Crompton）结合杰尼纺纱机与水力纺纱机的优点，开发出走锭纺纱机（spinning Mule），可纺出又细又结实的细纱，同时结合轧棉机的发明与惠特尼（E. Whitney）的蒸汽动力机器的运用，从分离棉花与棉籽到纺成纱，完全改以机器代劳，以前从事这项费时工作（分离棉花与棉籽）的工人们，便可将多出来的劳力用来从事其他田间的生产，加速了纺织工业化的脚步。因为它能以机器来加速纺织业改革。美国就是因为走锭纺纱机与轧棉机的运用，而使其成为原棉出口的重要国家

防火措施

1、仓库应避开繁华闹市，靠近市区边缘且有水源的地方，处在该地常年主导风向的上风向或侧风向，并应修筑围墙或采取其他防护措施。原料仓库库房、堆场与室外变配电站、建筑物的防人间距应按国家有关规定的具体要求布置。

2．原料库房和堆场内不得修建易燃建筑，库房内不宜设置休息室、保管员办公室。库房的耐火等级、层数和面积应符合有关规定。

3．库房内储存的原料应有一定的限额。堆垛之间留出通道，主要通道的宽度至少保持2米，小通道至少保持1．5米，以利操作和通风。在一、二级耐火等级的库房内，垛高距房顶不小于2米；在人字形屋顶和三级耐火等级的库房内，垛高距房梁不小于1米。

4、露大、半露天堆场总储量超过5000吨的原料时，应设分堆场，堆场之间防火间距至少保持30米。每垛底面积应小于100平方米，垛高小于6米。堆垛分组布置，每组小于6垛，垛与垛之间的距离大于6米，组与组之间的距离大于15米。堆垛与外墙的距离大于5米。垛基需防潮，堆顶用苫布覆盖，防止雨水、飞火落入垛内。勿用铁丝等金属捆绑苫布，防止雷击产生感应电流。

5．库房不得装设电源线和电器装置，库内可采用投光灯照明。动力电源在未改电瓶以前，库内用电应在库外设插座，用无破损无接头的橡套电缆引入库内，用完后立即切断电源。电线、插座、电闸下方不得堆放原料。

6．库区电线应埋地缆线。需采用架空线时，应从库房外侧通过，线下勿堆原料。库区内运输原料的通道上空，架空线须距地5米以上。

7．电气线路和设备，不可超负荷运行。每周对线路和设备进行一次以上的检查，每年进行二次以上绝缘摇测。若发现短路、绝缘老化等异常情况，需立即停止使用，进行检修。

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