- 精紡毛織物生產技術教程
- 潘峰 王文志 劉美娜
- 5542字
- 2020-07-17 13:04:16
第五節 紗線的分類及其應用
傳統概念中,“紗線”是“紗”和“線”的統稱。“紗”是由許多短纖維沿軸向排列并經加捻而成的,或用長絲組成(加捻或不加捻)的,俗稱為“單紗”;“線”是由兩根或兩根以上的單紗并合加捻而成的。特別粗的稱為繩或纜。紗線的種類很多,分類方法也有多種。
一、紗線的分類
(一)按結構和外形分類
短纖維紗由短纖維(天然短纖維和化學短纖維)紡紗加工而成,按外形結構,又分為單紗和股線等。
(1)單紗。由短纖維經紡紗加工,使短纖維沿軸向排列并經加捻而成的紗。
(2)股線。由兩根或兩根以上的單紗合并加捻制成的線;股線再合并加捻為復捻股線。
(3)繩。由多根股線并合加捻形成直徑達到毫米級以上的產品。
(4)纜。由多根股線和繩并合加捻形成直徑達到數十或數百毫米級的產品。
(1)單絲紗。指長度很長的單根連續纖維。
(2)復絲紗。指兩根或兩根以上單絲合并在一起的絲束。
(3)捻絲。復絲加捻即成捻絲。
(4)復合捻絲。由捻絲再經一次或多次并合、加捻而成。
(1)變形絲。指化學纖維或天然纖維原絲經過變形加工使之具有卷曲、螺旋、環圈等外觀特征而呈現蓬松性、伸縮性的長絲,包括彈力絲、膨體紗、網絡絲、空氣變形絲等。
(2)花式紗線。由芯紗、飾線和固紗加捻組合而成,具有各種不同的特殊結構性能和外觀的紗線,稱花式紗線。
(3)花色紗線。用多種不同顏色的纖維交錯搭配或分段搭配形成的紗或線。
(二)按纖維原料組成分類
用一種纖維紡成的紗線。如棉紗、毛紗、麻紗、桑蠶絲絹紡紗、滌綸紗、錦綸紗等。
由兩種或兩種以上的纖維紡成的紗,如滌綸與棉的混紡紗、羊毛與黏膠纖維的混紡紗等。
這類紗線主要是指在環錠紡紗機上通過短/短、短/長纖維加捻而成的紗和通過單須條分束或須條集聚方法得到的紗。
(三)按紡紗系統分類
精紡紗也稱精梳紗,是指通過精梳工序紡成的紗,包括精梳棉紗、精梳毛紗、精梳麻紗等。精紡紗中纖維平行伸直度高,短纖維含量少,條干均勻、光潔,線密度較小,但成本較高。精梳紗主要用于高級機織物及針織物的原料,如細紡、華達呢、花呢及針織羊毛衫等。
粗紡紗是指按一般的紡紗系統進行梳理,不經過精梳工序紡成的紗,包括粗梳毛紗和普梳棉紗。粗紡紗中短纖維含量較多,纖維平行伸直度差,結構松散,毛羽多,線密度較大,品質較差。此類紗多用于一般機織物及針織物的原料,如粗紡毛織物、中特以上棉織物等。近年出現了新紡紗系統,紡制的粗紡紗接近精紡紗,也叫半精紡紗線。
廢紡紗是指用紡織下腳料(廢棉)或混入低級原料紡成的紗。紗線品質差、松軟、條干不勻、含雜多、色澤差,一般只用于厚絨布和包裝布等低檔的織物。
(四)按紡紗方法分類
環錠紗是指在環錠細紗機上,用傳統的紡紗方法加捻制成的紗線。紗中纖維多次內外徑向轉移包繞纏結,紗線結構緊密,斷裂比強度高。此類紗線用途廣泛,可用于各類機織物、針織物、編結物、繩帶中。目前環錠紗又根據附加裝置不同區分為普通環錠紗、集聚(緊密紡)紗、賽絡紗、包芯紗、纜形(紡)紗。
(1)自由端紡紗。自由端紡紗是把纖維分離成單根并使其凝聚,在一端非機械握持狀態下加捻成紗,故稱自由端紡紗。典型代表紗有轉杯紡紗、渦流紡紗、靜電紡紗、摩擦紡紗等。
(2)非自由端紡紗。非自由端紡紗是在纖維加捻過程中,纖維須條兩端同時處于受握持狀態的紡紗方法。這種新型紡紗方法主要包括自捻紡紗、噴氣紡紗、平行紡紗、包纏紡紗等。
如賽絡紡紗(sirospunyarn)、賽絡菲爾紡紗(sirofilyarn)。
如分束紡紗(solospunyarn)、集聚紡紗(compactyarn)、皮芯結構紡紗(coreyarn)。
二、紗線的結構
紗線結構指紗線的松緊程度、均勻性、纖維在紗線中的排列形式、紗線的毛羽和外觀等。影響紗線結構最重要的因素是加捻。
(一)紗線加捻的目的
在短纖維的紡紗過程中,加捻是成紗的關鍵。加捻使纖維之間抱合得更加緊密,使紗具有一定物理力學性能。長絲加捻可以改善加工性,提高抗起毛起球、抗勾絲性,強捻使織物風格獨特。
(二)紗線加捻的特征指標
表示加捻程度的特征指標為捻度、捻回角、捻幅和捻系數,表示加捻方向的指標為捻向。
紗條繞其軸心旋轉360°即為一個捻回。紗線單位長度內的捻回數稱為捻度。捻度僅能表示相同品種的加捻程度,不能表示粗細不同紗線的加捻程度。特克斯制以10厘米為單位(捻/10cm);公制以1m為單位(捻/m);英制以1英寸為單位(捻/英寸)。一般毛型紗線及化纖長絲采用公制。
如圖1-4所示,捻回角β反映紗條加捻后表面纖維的傾斜程度,可用來表示不同粗細紗線的加捻程度。但其不方便測量,所以不經常使用。
實際生產中常用捻系數來表示粗細不同紗線的加捻程度,可根據紗線的捻度和線密度計算得到。
紗線的線密度制捻系數為:

式中:Tt——紗線的線密度制捻度,捻/10cm;
Tt——紗線線密度,tex。
紗線的公制捻系數為:

式中:Tm——紗線的公制捻度,捻/m;
Nm——紗線的公制支數。

圖1-4 捻回角示意圖
捻向是指紗線加捻的方向,有Z捻(反手捻,右手捻)或者S捻(順手捻,左手捻)之分。單紗一般采用Z捻,股線采用S捻,可表示為ZS(單紗Z捻,股紗S捻),復捻股線的捻向表示方法按照先后加捻的捻向為序,如ZSZ(單紗Z捻,股紗S捻,股線再加Z捻)。經緯紗捻向的配合對織物的外觀和手感影響很大。
(三)加捻對紗線性質的影響
加捻不僅是使短纖維組成紗線的必要條件,而且也是決定紗線物理力學性能和外觀的重要因素。
紗線被拉斷時,其斷截面上的纖維,一部分斷裂,另一部分滑脫。加捻的作用是使紗線中纖維間產生向心壓力,從而增大纖維間的摩擦力,這樣可使紗線斷裂時的滑脫纖維根數減少。同時,紗線的細度不勻導致了捻度分布的不勻,但因加捻作用而得到改善。紗線中纖維摩擦力的增大和紗線強度不勻率的降低都是有利于紗線強度增加的因素。另一方面,由于加捻,使紗線中的纖維產生了預應力,同時使紗中各層纖維與紗軸成不同的角度,從而減小纖維強度在軸向的分力。這兩個因素,使紗線的強度隨捻度的增加而下降。加捻對紗線強度的影響,是以上兩個方面的對立統一。在捻度較小的情況下,加捻作用主要表現為改善紗線的強度不勻和減少紗線斷裂時的滑脫纖維根數,故紗線強力隨捻度增大而增大;當捻度達到一定數值時,不利因素轉為主導地位,故紗線強力隨捻度增大而逐漸減少。
紗線的斷裂伸長由三部分組成:一是紗線中纖維相互滑移而產生的伸長;二是紗線中纖維自身因受力而產生的伸長;三是紗線的捻回角變小和直徑變小而產生的伸長。隨著捻度的增加,纖維間的摩擦力逐漸增大,紗線中纖維伸長逐漸增大,這就使紗線在拉伸斷裂過程中,由纖維滑移而產生的一部分伸長和纖維繼續伸長的能力會逐漸變小,而由紗線捻回角變小和直徑變小而產生的伸長會增大。在實際可采取的捻系數范圍內,后面一個因素的影響是主要的。因此,紗線的斷裂伸長隨著捻度的增加而加大。
由于加捻的作用,紗線的緊密度增加,紗線的可壓縮性逐漸減小。在一定的范圍內,隨著捻系數的增加,紗線的體積重量增加,直徑減小,手感變硬。但當捻系數超過一定范圍之后,紗線的緊密度雖然不斷增加,體積重量的變小就不明顯了。因此,捻系數對紗線直徑的影響表現在兩個方面:一方面,隨著捻系數的增加,紗線的外層纖維向心壓力增加,使紗線的直徑減小;另一方面,由于捻縮的增加,紗線的直徑增大。所以當捻系數超過一定范圍之后,紗線的直徑一般變化很小,有時甚至出現紗線的直徑隨著捻系數的增加而增大的現象。
由于加捻作用,組成紗線的各根纖維承受一定的張力,在紗線的結構中產生螺旋形的轉移,保證了紗線各片段內的線密度趨于一致和紗線呈圓形截面。紗線的捻度較大時,纖維傾斜角較大,光澤較差,手感較硬。股線的光澤和手感取決于表面纖維的傾斜程度,反向并捻的雙股線可以利用單紗捻度和股線捻度的配合,使股線表面的纖維平行于股線軸線,此時,股線強力較高,又有較好的手感和光澤。
(四)捻度對織物性能的影響
織物的性質在很大程度上取決于組成該織物的紗線的性質,因此紗線上捻度的多少直接影響織物的強度、耐磨性、手感、光澤和厚度等。
一般地,紗線由于加上適當的捻度而強度提高,用這種強度較高的紗線織成的織物,其強度也高。由于加捻的作用,組成紗線的各根纖維緊密地扭結在一起,則用這種紗線構成的織物,其耐磨性也高,但由于摩擦的部位不同,其捻度對它的影響程度也是不一樣的。在平面摩擦時,用偏低捻度的紗線組成的織物較耐磨;在曲面摩擦時,則用偏高捻度的紗線織成的織物較耐磨。用不同捻度的紗線織成的織物,其手感是不一樣的。至于光澤,隨著構成織物的紗線上捻度的增大而加強。至于織物的厚度,隨著紗線捻度的增加,其厚度有顯薄的趨勢。
對機織物而言,它是由經緯紗織造而成的,有些織物是利用經緯紗捻度的不同而形成織物的特殊風格。例如泡泡紗織物,其泡泡的形成除了采用機械和化學的方法外,還可采用捻度懸殊的經緯紗織造而形成;對于府綢一類織物,要求布面緊密而成顆粒狀,則需采用捻度較大的經緯紗;而對于華達呢、貢呢、巧克丁一類的織物,要求織物的斜紋路比較清晰,則經紗宜采用較大捻度。
紋織物中,如經緯紗采用相同捻向,則纖維形成的傾斜以不同的方向配置,由于光澤的反差,使織成的織物布面比較清晰。同時,由于經緯紗接觸點部分的纖維斜向一致而嵌合,這樣形成的結構緊密、滑移小且尺寸穩定。反之,如果經緯紗捻向相反,則織物表面反光一致,織物光澤較好,經緯紗交叉處不相密貼,可使織物松厚而柔軟。對于斜紋織物(如華達呢等),如果經紗采用S捻,緯紗采用Z捻,則經緯紗的捻向與織物斜紋方向相垂直,因而紋路明顯。如果采用若干根S捻和若干根Z捻紗線相間排列,則織物可產生隱條或隱格,這在精紡毛織物中較常見。
三、新型紗線
(一)變形紗
變形紗也叫變形絲,是用伸直的合成纖維長絲加工制成的具有卷曲形態的長絲紗。這種變形加工大大提高了合纖長絲的服用性能和應用范圍。
彈力絲以彈性為主,同時具有一定的蓬松性。
(1)高彈絲具有優良的彈性變形和回復能力,伸長率大于100%,多用錦綸絲制成,主要用于彈力織物,如彈力衫褲、彈力襪、彈力游泳衣等。
(2)低彈絲具有適度的彈性和蓬松性,一般伸長率小于50%。如滌綸低彈絲,廣泛用于各種仿毛、仿絲、仿麻的針織物和機織物;錦綸和丙綸低彈絲多用于家具織物和地毯。
彈力絲的主要加工方法是假捻法,其工藝過程為假捻、熱定形、退捻三部分。假捻器施予絲條假捻,上下兩段的捻向相反;絲條向下移動,出假捻器后捻度退去,在假捻器上段對絲條進行加熱定形,使帶有強捻的絲條消除扭曲應力,固定加捻變形;絲條出假捻器后,捻度雖然退去,但纖維的螺旋卷曲狀保存下來,成為彈性大而蓬松的高彈絲。加工低彈絲則需要再次熱定形,在超喂條件下進行兩次熱定形,纖維分子的內應力得到部分消除,減少了纖維的卷曲,得到彈性較低而穩定性好的低彈絲。
網絡絲是一種特殊的空氣變形絲。絲條具有網絡點,改善了合纖長絲的極光效應和蠟狀感,織造時省掉并絲、并捻、上漿工序,其織物有毛型感。將稍有捻度的長絲束喂入高壓噴氣頭,由于射流的沖擊作用,絲束中的纖維紊亂,生成大小不同的環圈,被絲束捻回夾持于絲束中,得到空氣變形紗。露在絲束表面的小環圈酷似短纖紗的毛羽。絲條在垂直氣流的撞擊下,分散成單絲,按一定間距交絡纏結,成為網絡絲。
膨體紗是高度蓬松且有一定彈性的化纖紗,多采用腈綸為原料,用于針織外衣、內衣、絨線和毛毯等。
膨體紗的制作方法是組合紡紗法。將兩種不同收縮率的腈綸纖維紡成紗,放在蒸汽、熱空氣或沸水中,高收縮腈綸遇熱收縮,將低收縮纖維拉彎,因此整根紗線呈蓬松狀。
(二)自由端紗
轉杯紗是利用轉杯內的負壓氣流輸送纖維,后經轉杯的高速回轉凝聚纖維,再加捻制成的紗。適紡18~100tex的純棉紗、毛紗、麻紗或與化纖的混紡紗。轉杯紗可織制燈芯絨、牛仔布、勞動布、卡其、粗平布、線毯、浴巾、針織起絨布和裝飾用布等。
由于轉杯紗喂入的纖維是隨機的,部分纖維不能捻入主體,故轉杯紗結構為芯紗和外包纖維兩部分。紗芯結構緊密,近似環錠紗;外包纖維結構松散,無規則地纏繞在紗芯外面,內外層捻度不一。
靜電紗是利用高壓靜電場使纖維極化,凝聚成須條,再由高速運轉的空心管加捻制成,即靜電紡制成的紗。適紡13~60tex的純棉紗和棉/毛、棉/麻混紡紗。靜電紡紗可織制府綢、卡其、被單、線毯等。靜電紡紗的紗尾為圓錐形,成紗為內外分層結構,外層捻度多,內層捻度少。
(三)包芯紗
以長絲為芯、短纖維為皮的包纏結構的紗,稱為包芯紗。
(1)環錠包芯紗。在環錠細紗機上,喂入粗紗的同時,向前羅拉喂入化纖長絲,兩者匯合后加捻,得到包芯紗。
(2)轉杯包芯紗。轉杯紡紗時,將長絲從杯底軸心處喂入,然后抽出得到假捻,短纖維包在長絲上,形成包芯紗。
包芯紗具有長絲和短纖紗的雙重特性。長絲是構成單紗強力的主要部分,短纖維包纏在外圍,使成紗具有短纖紗的風格特征。常見的紗芯有滌綸絲、錦綸絲和氨綸絲等長絲,外包纖維常用棉、滌棉、腈綸、羊毛等。包芯紗主要用作縫紉線、襯衫面料、爛花織物和彈力織物等。
縫紉線包芯紗多用高強滌綸絲為紗芯,外包棉纖維,芯紗提供強力和彈性,外包纖維可提高其對針眼摩擦產生的高溫及熱定形溫度的耐受能力。
襯衫面料常用滌棉包芯紗,含棉量較高。面料既挺括,又具有吸濕、透氣、無靜電、穿著舒適等特性。
以氨綸為紗芯,以棉、滌棉、滌綸或腈綸等為外包纖維制成的包芯紗,可織制彈力織物,用作游泳衣、滑雪衣、牛仔服等。