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1、纺织概论复合纱产品设计与开发院系名称：国际教育学院班 级：GJ营管理141 学 号：201463154121 学生姓名：李攀 任课老师：赵博 2015年12月复合纱产品设计与开发引言近年来，随着纱线品种不断创新和产品档次的提高，对纱线品种的多样性也提出了更高的要求，开发纱线新品种已成为当务之急。为满足市场的需要，增强企业的竞争力，提高产品在市场上的覆盖率，开发并研制了系列复合纱产品，该产品提高了产品附加值，技术含量较大。因此本文讨论复合纱的设计与开发。广义上，两种或两种以上的纤维（或长丝）通过复合加工的方法制成的纱称作复合纱。复合纺纱也是一种纤维混纺技术，与一般的混纺技术不同的是，它不是在纤维
2、层次上的混合，而是在纤维须条上的复合。复合纱生产技术追求与一般混纺纱线不同的纱线结构，由此获得与一般混纺纱线不同的性能。复合纺纱技术的出现，既有利于纺纱技术水平和设备水平的提高，又可成为改变纱线结构、风格和品质的又一途径。目录一. 纺纱原理3二. 纺纱特性及特点7三. 生产工艺特点和技术措施17四. 细纱工艺特点和技术关键31五复合纱产品设计与开发46六结语52七参考文献531. 纺纱原理复合纱概念及定义按照纺纱方法和结构，复合纱线可以是各种短纤维（不同的天然纤维或不同的化学纤维或两者的混合）在普通环锭纺纱机上通过不同须条的加捻复并，称为双束复并短纤纱，属于混纺短纤纱（Blend Staple
3、 Yarn）1，国外典型的是70 年代出现的Sirospun。也可以是不同长丝通过并合加捻、假捻变形、空气变形等复合1，称为混纤纱（Blend Filament Yarn）。更为重要的是以不同天然纤维须条与化学长丝通过加捻并合的纱系1，如包缠、Sirofil、包芯等复合成纱。最新出版的纺织术语和定义词典定义：“复合纱是由短纤和连续长丝复合而成的纱线。它针对天然纤维织物的问题，主要利用长丝的固有特性改善织物的挺括、保形性，还可以采用长丝来增强纱线的强力，实现高支复合纱织物的功能化。”显然这是一个非常局限，就事论事的定义，其一在范围上不具覆盖、包容性；其二在内容上不具抽象和精确性；其三在形式上主次
4、内容不分。因此，复合纱的定义应该是：由一轴系纤维须条与另一轴系（或另多轴系）的须条或长丝束或纱经同轴加捻合并而成的纱线，其既可以在传统的环锭纺体系上成形，亦可以在其他纺纱体系上完成。而各轴系纱条的张力、位置、喂入方式的不同，导致复合纱的结构和外观特征不同。（1） 除杂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，加工的方法和于艺亦不同。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）。 （2）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，
5、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。 （3）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
6、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。 （4）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。 （5）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
7、平行状态好，一般不经过精梳机的加工。 （6）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。 （7）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。 八、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
8、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。2. 纺纱特性及特点复合纺纱的历史可追溯到上世纪40 年代的棉与粘胶纤维混纺。当时只是将粘胶纤维作为棉的代用品，并不以提高纱的性能为目的。将性质不同的纤维复合纺纱以克服各自的缺点开始于上世纪50 年代后期的棉和涤纶混纺。随后出现包芯纺、包缠纺或细纱复并的加工方式，也就是本着复合纱线加工的思想基础来加工，即后来的赛络纺、赛罗菲尔纺。上世纪70 年代末兴起空心锭子包缠纺2，目前已有10 个国家的厂商生产该类设备。空心锭子包缠纺由于其纱线在强度、条干和手感外观等性能上的优势得到了人们的广泛重视3，
9、短短的20 年间有了迅速地发展。等人3-5采用此法纺制包缠纱，并进行了理论研究。但空心锭子包缠纱有其自身的缺陷，主要是纤维须条牵伸后的不匀率，无法由无捻的芯纱得以弥补，从而影响纱线的力学性能，制约了其在精纺领域里的使用。对此Audivert对空心锭子包缠纱工艺进行了改进6,7，即通过包缠后再加捻的成纱工艺，形成了独特的差捻包缠纱，既改变了纱线结构，有达到了改善纱线性能的目的。80 年代初，包芯纱纺纱技术作为一种复合纺纱方法也得到发展8。这种纱线一般是以化纤长丝为芯丝，天然纤维为包覆纤维纺制。可以通过在传统的环锭细纱机上添加导丝机构和张力控制装置进行纺纱。1992 年，Sawhney9-11等人
10、研制了双粗纱与长丝纺制包芯纱的方法，它是将长丝置于两根短纤维粗纱条中间进行纺纱的方法。该方法申请了专利12-13。他们认为，该方法纺制的复合纱与单粗纱与长丝纺制包芯复合纱相比，可完全包覆长丝，成纱毛羽较少，断裂强力提高约10，耐磨性能也更良好。1992 年，Srinivasan14-15对在环锭细纱机上得到的复合纱再进行空气变形处理，可使长丝与短纤维间的抱合得到进一步提高，纱线模量降低，蓬松性更好。近年来，Jou16. Wu 和Lee17-19采用Hicks 和Deening 的专利20对由静电法使长丝分散，再与短纤粗纱须条在改进的环锭细纱机上纺制复合纱的装置及成纱性能进行了系列研究工作。他们
11、认为，这种方法可以解决长丝与短纤维在低捻时由于抱合力小造成相对滑动而产生的“剥皮”现象，且该方法可使长丝与短纤充分混合。1975-1976 年，澳大利亚联邦科学和工业研究组织与国际羊毛局(IWS)携手共同研究开发了以双须条纺纱为特征的赛络纺(Sirospun)，1988 年西德青泽西公司将赛络纺纱技术引入市场，1990 年后在世界范围内进行推广应用。1986 年，国际羊毛局在Sirospun 纺纱系统中用一根长丝取代其中的一根粗纱条，从而开发了Sirofil 复合纱。总之，纱线的复合是在20 世纪的最后25 年间得到了很大的发展。为了提高纱线的表面性能及其内在品质，利用现有设备及其改造形式生产
12、具有皮芯结构的纱线，以期能使纱线具有良好的外观、手感及功能性，已有许多有益的探索，使复合纱线在转杯纺21、空心锭包缠纺3-5及改造的环锭纺9,22-23等设备上获得了成功，其不仅有短纤维包长丝、长丝包短纤维，而且有短纤维包短纤维等不同形式。2.3 目前水平与状态短纤维复合纱工艺成熟，已广泛应用，但同短纤纱与长丝的复合纱相比，其发展存在一定差异。包芯纱是由纱芯和纱鞘两部分组成的，通常是长丝做纱芯，外面围以短纤维，但外围也有使用短纤纱的，不过这一技术还存在许多缺陷，因此短纤纱与长丝复合形成的包芯纱目前很少见。采用环锭纺使短纤纱与长丝复合在一起是目前工厂使用最多且工艺最成熟的纺纱方法，而其他纺纱技术
13、，如转杯纺、静电纺、摩擦纺等则发展不平衡。传统的捻线加工，虽产品具有复合纱的特征，但不属于复合纺纱，其结构和性能都与复合纺纱线不同。转杯复合纺(1) 纺纱原理。转杯复合纺纱方法从开始研究到现在己有30 多年，但基本原理没有本质的改变。其原理如下：纺纱时长丝通过轴向空心锭子进入纺杯内，与经过分梳形成单纤维后进入凝聚槽的短纤维在纺杯高速回转加捻的作用下包缠成纱，之后被引纱罗拉引出并直接绕成筒子。从其基本原理可以看出，与常规的转杯纺纱系统相比，主要是在传统的转杯纺纱机上使用了纺杯空心锭子和增设了长丝退绕装置，其它均保持原状，只要不喂入长丝即可。(2) 纱线结构。通过改变长丝的张力(或超喂比)可以生产
14、出3 种不同结构的纱线。当TfTa(Tf 为长丝纺纱张力；Ta 为短纤维纺纱张力)时，长丝的超喂比为负，长丝成为复合纱的纱芯，而短纤维纱则在长丝张力作用下以一定的螺旋缠绕在长丝的周围，成为短纤维包长丝的典型包芯纱；当Tf =Ta 时，两者张力相同，长丝的超喂比为零，结果是长丝和短纤维须条成为互相包缠的；当Tf Ta 时，长丝的张力小于短纤维须条的张力，即长丝的超喂入比为正，短纤须条成为复合纱的纱芯，成为长丝包短纤维须条的转杯包缠纱。当然除张力外，长丝导丝管深入转杯内的长度、卷绕速度、捻系数等都会对成纱的结构产生影响。(3) 转杯纺复合纱的特点及应用。转杯纺复合纱具有强力高、条干均匀度好、结构稳
15、定和多样化、毛羽少的特点，且效率高，工序短，因此，转杯复合纺纱技术具有较大的加工和性能优势，其不仅可替代传统股线和花式纱的加工，而且可以改变纱线的特征而用于服用、装饰和产业用纺织品。空心锭差捻包缠纺(1) 纺纱原理。包缠纺又称包覆纺，是以长丝或短纤维为纱芯，外包另一种长丝或短纤维纱条。其基本部件是空心锭子，该纺纱系统主要由牵伸系统、包缠系统、卷绕系统构成。纺纱工艺流程是将传统环锭纺的粗纱经牵伸机构牵伸到所需的细度，进入空心锭子芯部，成为芯纱；外包纱的筒管套在空心锭子上，与空心锭子一起转动，使外包纱在进入空心锭子芯部后与芯纱汇合，并一同绕在假捻器上，随着空心锭子的回转，芯纱先被假捻器加上捻度，从假捻器输出后，原先的捻度退掉，同时被外包纱包缠成纱，成为包缠纱，然后由输出罗拉出，直接卷绕成筒子。 (2) 纱线结构。根据不同的外包纱和芯纱组合，包缠纱可分为以下五种结构。其一为纱包丝型包缠纱，即细纱包长丝。其二为丝包纱型包缠纱，即长丝包细纱。其三为丝包须条型包缠纱，即长丝包短纤维束。其四为交缠复合包缠纱，又称3 根纱1 次包缠，即长丝包2 根芯纱，其中1 根为短纤维须条，另1 根为长丝。其五为两重包缠纱，又称3 根纱2 次包缠，即先经过1 次丝包须条型包缠纱工艺，再经过1 次
