紡紗學

紡紗學

《紡紗學》是由郁崇文編著、中國紡織出版社出版的普通高等教育“十一五”國家級規劃紡織工程專業的教材。課本內容不但包含緒論、纖維原料初加工與選配、梳理前準備、梳理、精梳、並條(針梳)、粗紗、細紗、後加工和紡紗工藝設計共十章,較系統地介紹了紡紗的纖維原料及其初加工、紡紗流程及其加工原理、工藝和設備等,而且還包括了紡紗加工技術、裝備等的最新發展。同時《紡紗學》配有反映有關紡紗原理、紡紗加工過程的動畫和錄像的多媒體光碟。

基本信息

紡紗簡介

紡紗原就屬於一項非常古老的活動,自史前時代以起,人類便懂得將一些較短的纖維紡成長紗,然後再將其織成布。 所謂的紡紗,乃是取動物或植物性纖維運用加捻的方式使其抱合成為一連續性無限延伸的紗線,以便適用於織造的一種行為。

紗本身的捻度會使纖維自然而緊密的抱合在一起,因而非常有利織造或針織。其中紗的捻度與紗的直徑有關,測量的方式是由每一吋紗中有幾轉來決定,並以低、中或高來表示,通常捻度愈高即紗的轉數越多的,表示紗的強度愈好。低捻紗常用來製造平滑,光澤或柔軟無光的織物;反之,具皺摺感或表面粗硬的織物則需要高捻紗來製造。

發展史

1.雙手搓捻

大多數天然纖維,例如羊毛、棉花等等,只有幾吋長,所以必須先把它們搓成長紗,然後才能織布,最先採用這個辦法的,大概是西元前9000年左右生活在米索不達米亞扎格洛斯山區的居民,因為他們是最先馴服綿羊的的民族。在此時,大概只須用雙手搓捻,就可搓出原始的羊毛紗。後來,亞麻和棉花纖維也被用來製造紗線,使得織品的種類更為豐富。

2.手工紡紗桿及錠子

從西元前7000年左右起,人類開始用燃桿(紡紗桿)和錠子紡紗。紡紗者一隻手拿著上有纖維的捻桿,另一隻手把纖維抽成一根松紗,繞在另一根棒或錠子頂端的凹槽里。錠子底下用扁平的石塊或錠盤加重固定。紡紗者把錠子像陀螺那樣鏇轉,錠子便把松紗燃緊成紗線,然後再把紗線繞在錠子上。此種方法沿用了幾千年,所製造的一些紗線品質相當好。

3.紡車

紡車的出現對紡紗技術起了的重大的影響。一般認為紡車起源於中國,是由繅絲機演變而來。歐洲紡車的起源並不清楚,它們出現的年代較晚,最早記載紡車的年代約是在十四世紀左右。十五世紀,在撒克遜(如今東德一部分)出現了一種經過改進的紡車,燃桿裝在機器上,輪子用腳踏板操縱,這種機器可以同時紡紗和繞線,紡紗者於是可以騰出雙手,減輕勞動力。

4.中國紡車的演進

中國最原始的紡織工具應為紡磚,它是由石片或陶片所作成的扁圓形的紡輪,中間有一短桿,利用物體迴轉的慣性,從事卷繞捻合紗線的工作。 從出土的紡織品中,可以推斷出春秋時期即已有紡車。秦漢時,手搖單錠紡車已廣為使用。

宋代紡車的改良邁向突破性的發展,麻紡大紡車與水運大紡車的出現實際上已具備小型工廠的雛形。在紡織技術上最重要的成就,是紗羅錦鍛等織物的織造方法和提花工藝。棉織業也逐步發展。

同時由於棉織品在南宋躍升為織品的主流,為因應大量需求,只有發展更快速的紡棉紗機器才能解決問題。根據元陶宗儀所著<綴耕錄>記載,宋末松江一地雖種植棉花,但因沒有踏車、椎弓,只能用線弦與竹弧彈紡,效率極低。

元代元楨年間,流落涯州的黃道婆回到故鄉後,有感於從事紡織婦女的辛勞,遂將其所學貢獻,改良舊有的紡織機械成為一套集桿、彈、紡、織的生產工具。此外,她又創造三錠腳踏紡車,可同時紡三根紗。三紡車在當時是非常了不起的發明,在機器紡車出現以前,即便是要找到一個可以同時紡兩根紗的人都非常不容易,三紡車不但提高了工作效率,更讓產量增加,而且這遠比歐洲的「珍妮機」還要早上五百年呢。

清代出現的多錠紡紗車,將手工紡織機器的發展推向高峰,對手工紡紗業而言,多錠紡紗車已是提升效率最完備、最快的紡車了。

5.紡紗機械化

直到出現工業革命,市場急速成長,生產速度的需求增加後,才出現新的紡紗技術。從西元1738年至1779年的四十年間,紡紗由手工生產轉變成龐大的工業製造。

西元1737年保羅(L. Paul)發明的羅拉式紡紗方法,成為往後許多發明的先驅。

西元1764年,哈格瑞佛斯(J. Hargreaves)發明傑尼紡紗機(spinning Jenny),這部機器可使十六個錠子同時運作,此外它還可以依設定次序操作多個紗線。 隨後,引用其他動力源的紡紗機相繼出現 。

西元1769年亞克賴特(R. Arfwright)得鐘錶匠的協助,改良老式紡車,發明了水力紡紗機。最早的水力紡紗機使用的是馬力帶動,後來才引用水力。這件運用水力操作的機器,在紡織工業史上占有極重要的意義,那就是以前使用手工操作機器時,紡織工人可以在家操作機器,可是一旦使用動力後,工作者就無法離開動力源,因而被視為工廠制度的開端。歷史上首批工廠的建立就是為了製造紡織品。

西元1779年克朗頓(S. Crompton)結合傑尼紡紗機與水力紡紗機的優點,開發出走錠紡紗機(spinning Mule),可紡出又細又結實的細紗,同時結合軋棉機的發明與惠特尼(E. Whitney)的蒸汽動力機器的運用,從分離棉花與棉籽到紡成紗,完全改以機器代勞,以前從事這項費時工作(分離棉花與棉籽)的工人們,便可將多出來的勞力用來從事其他田間的生產,加速了紡織工業化的腳步。因為它能以機器來。美國就是因為走錠紡紗機與軋棉機的運用,而使其成為原棉出口的重要國家。

教材介紹

本教材是根據紡織高等教育改革的需求以及紡織工業的最新發展編寫而成的。本教材的編寫大綱,曾在2006年底召開的紡紗學教學研討會上,由來自全國20多所紡織高等院校的40餘位紡紗學教師,進行認真地討論,並充分吸取了各高校在教學安排上的有益經驗。編寫過程中,又多次對有關內容進行了修改、補充和整合,力求完善。

全書共分十章,包括紡紗中從原料初加工到各種紡紗系統的紗線形成的主要加工技術。在吸取以前有關教材編寫、使用經驗和要求的基礎上,《紡紗學》對章節和內容的編排如下:

1.按照紡紗加工的流程進行編寫,使學習後對紡紗的加工流程和各工序作用有較深刻地認識和掌握。

2.每章在簡介本工序後即展開有關原理的闡述,在此基礎上,再進一步介紹棉、毛、麻、絹等各紡紗系統中的相關原理套用及工藝設備和質量控制,使原理的論述能及時落實到具體的工序上,更有利於讀者對紡紗原理及其實際套用的理解和掌握。

3.由於篇幅及教學課時的限制,本教材以量大、面廣且技術裝備最成熟的棉紡(短纖維紡紗)以及毛紡(長纖維即毛、麻、絹紡紗)為重點進行介紹,再將其他的紡紗系統與棉、毛紡的異同點作對比介紹,兼顧了對知識深度和廣度的要求,並對某些內容作了適當的精簡。

4.增加了多媒體光碟,編制了動畫、錄像等,將有關的紡紗原理和加工過程形象地表現出來,有利於讀者對有關內容進一步理解和掌握。

本教材是根據紡織高等教育改革的需求以及紡織工業的最新發展編寫而成的。本教材的編寫大綱,曾在2006年底召開的紡紗學教學研討會上,由來自全國20多所紡織高等院校的40餘位紡紗學教師,進行認真地討論,並充分吸取了各高校在教學安排上的有益經驗。編寫過程中,又多次對有關內容進行了修改、補充和整合,力求完善。

全書共分十章,包括紡紗中從原料初加工到各種紡紗系統的紗線形成的主要加工技術。在吸取以前有關教材編寫、使用經驗和要求的基礎上,《紡紗學》對章節和內容的編排如下:

1.按照紡紗加工的流程進行編寫,使學習後對紡紗的加工流程和各工序作用有較深刻地認識和掌握。

2.每章在簡介本工序後即展開有關原理的闡述,在此基礎上,再進一步介紹棉、毛、麻、絹等各紡紗系統中的相關原理套用及工藝設備和質量控制,使原理的論述能及時落實到具體的工序上,更有利於讀者對紡紗原理及其實際套用的理解和掌握。

3.由於篇幅及教學課時的限制,本教材以量大、面廣且技術裝備最成熟的棉紡(短纖維紡紗)以及毛紡(長纖維即毛、麻、絹紡紗)為重點進行介紹,再將其他的紡紗系統與棉、毛紡的異同點作對比介紹,兼顧了對知識深度和廣度的要求,並對某些內容作了適當的精簡。

4.增加了多媒體光碟,編制了動畫、錄像等,將有關的紡紗原理和加工過程形象地表現出來,有利於讀者對有關內容進一步理解和掌握。

《紡紗學》編寫的人員及其分工如下。第一章、第四章和第十章:東華大學郁崇文;第二章:南通大學丁志榮;第三章:西安工程大學薛少林;第五章:中原工學院任家智;第六章:大連工業大學於永玲;第七章:天津工業大學王建坤;第八章:江南大學謝春萍和青島大學邢明傑;第九章:江南大學吳敏;各章中的毛紡部分:武漢科技學院(武漢紡織大學)張尚勇和東華大學王新厚;各章中的麻紡部分:東華大學郁崇文;各章中的絹紡部分:東華大學勞繼紅。《紡紗學》的多媒體光碟由郁崇文和武漢科技學院(武漢紡織大學)林子務主持策劃,山東科技職業學院常濤、上海工程技術大學焦坤、東華大學汪軍和王新厚以及博士研究生陳俊焱、裴澤光等製作。全書由郁崇文統稿並最後定稿,由陸凱和於修業審稿。

限於編者的水平,書中難免存在不妥和錯誤之處,敬請讀者批評指正。

圖書目錄

第一章 緒論

第一節 紡紗基本原理及過程

一、紡紗基本原理

二、紡紗工程

第二節 紡紗工藝系統

一、棉紡紡紗系統

二、毛紡紡紗系統

三、麻紡紡紗系統

四、絹紡紡紗系統

第二章 纖維原料初JJDl-與選配

第一節 軋棉與脫糖

一、軋棉的要求及分類

二、軋工質量

三、原棉打包與檢驗

四、棉纖維脫糖

第二節 洗毛與炭化

一、選毛

二、洗毛

三、炭化

第三節 麻纖維脫膠

一、麻纖維化學成分與性質

二、脫膠基本原理

三、常見的麻纖維脫膠方法

第四節 絹纖維精練

一、絹紡原料

二、絹紡原料精練

三、精幹綿品質檢驗

第五節 原料的選配與混合

一、原料選配的目的和原則

二、原料選配方法

三、原料混合方法與計算

思考題

第三章 梳理前準備

第一節 開松及除雜的原理

一、開松的分類及其基本原理

二、除雜原理與方法

第二節 開清棉

一、開清棉機組的組合

二、抓棉機械對原料的開松作用

三、棉箱機械對原料的開松與除雜作用

四、棉卷質量控制

第三節 開毛與和毛

一、開毛

二、和毛

第四節 苧麻的軟麻與開松

一、機械軟麻

二、給濕加油

三、分磅與堆倉

四、開松

第五節 開綿與切綿

一、開綿

二、切綿

思考題

第四章 梳理

第一節 概述

一、梳理目的與任務

二、梳理機的類型及其工藝過程

第二節 梳理的基本原理

一、相鄰兩針面間作用的基本原理

二、梳理機的針面負荷及分配

三、梳理機的混和、均勻作用

第三節 梳棉

一、梳棉機的組成

二、主要工藝參數作用及選擇

三、生條質量控制

第四節梳毛

一、精紡梳毛機

二、粗紡枋毛機

第五節梳麻

一、梳麻機的組成及工藝過程

二、主要工藝參數作用及選擇

三、梳麻麻條的質量控制

第六節梳綿

一、梳棉機組成及工藝過程

二、主要工藝參數作用及選擇

三、綿條質量控制

思考題

第五章 精梳

第一節概述

一、精梳的目的與任務

二、精梳機分類

三、精梳的工藝過程

第二節精梳前準備

一、棉紡精梳前準備

二、毛精梳前準備

三、麻紡、絹紡精梳前準備

第三節精梳的基本原理

一、精梳的工作原理

二、精梳機的運動周期

三、精梳機的工藝作用分析

第四節棉型精梳

一、棉型精梳機組成

二、主要工藝參數作用及選擇

三、棉精梳條質量控制

第五節毛型精梳

一、毛型精梳機組成

二、主要工藝參數作用及選擇

三、毛精梳條質量控制

第六節麻型精梳

一、苧麻精梳機

二、亞麻精梳

第七節絹型精梳

一、絹紡直型梳機

二、絹紡圓型精梳機

思考題

第六章 並條(針梳)

第一節概述

一、並條的目的與任務

二、並條的工藝過程

第二節牽伸

一、牽伸的基本原理

二、摩擦力界

三、纖維變速點分布與須條不勻

四、牽伸區中纖維受力分析

五、牽伸過程中纖維的伸直

第三節併合與勻整

一、併合基本原理

二、自調勻整

第四節棉紡並條

一、棉型並條機組成

二、並條機主要工藝參數作用及選擇

三、熟條質量控制

第五節毛紡針梳

一、針梳機的組成

二、主要工藝參數作用及選擇

三、毛條的質量控制

第六節麻紡針梳

一、苧麻針梳的特點

二、針梳工藝的選擇

三、麻條的質量控制

第七節絹絲針梳

一、延展

……

第七章 粗紗

第八章 細紗

第九章 後加工

第十章 紡紗工藝設計

參考文獻

……

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