毛纺加工原理PPT演示文稿

毛纺加工原理一绒毛的洗涤与炭化（一）选毛的目的毛纺厂生产中使用的毛包括绵羊毛和羊绒、耗牛绒、驼绒以及兔毛等特种动物纤维，其中主要为绵羊毛。绒毛的品质随羊种、牧区气候环境以及饲养条件不同而异，即使同一只羊身上不同部位的毛品质亦不相同。羊身上剪下的一个完整的毛被通常称作套毛。国产细毛、改良毛套毛上各部位毛的质量优劣次序一般是羊的肩、体侧、背、腹、股等。为了合理使用原料，必须对进厂个原毛(套毛或散毛)用人工按不同的品级进行分选，这一工作称为绒毛分级，亦称选毛，其目的是合理地调配使用原料，在保证并提高产品质量的同时，贯彻优毛优用的原则，尽可能降低原料成本。（二）洗毛的目的及原理在生长过程中羊和特种动物由于自身代谢作用产生的分泌物和长期野外生活而夹杂的砂土、植物性杂质，加上为区分羊群所做的印记以及医病用的药物等构成了原绒毛中的杂质。原绒毛中杂质随动物的品种、牧区气候及饲养条件的不同而不同，一般分为生理夹杂物(包括油脂、汗渍和动物本身排泄物如粪、尿等)和生活环境夹杂物(包括草刺、茎叶、砂土以及其他寄生虫、细菌等)两大类。由于原绒毛中带有各种杂质，无法直接用于纺织加工，必须预先用化学或物理方法除去原绒毛中的杂质，这一工艺过程通常称为洗毛(洗绒)工程。羊毛上沾附脂汗和土杂的性质各异，要去除这些物质，必须根据所含脂汗和土杂的性质，采用一系列化学的方法，伴随机械的作用才能做到。所以，洗毛是个很复杂的工程。欲将羊毛上的脂汗和土杂等去除，首先要破环污垢与羊毛的结合力，降低或削弱它们之间的引力。因此，击污过程的第一阶段是首先润湿羊毛，使洗液渗透到污垢与羊毛联系较弱的地方，降低它们之间的结合力，这个阶段称为引力松脱阶段。第二阶段为污垢与羊毛表面脱离，并转移到洗液中去。这主要是由于洗剂的存在，降低了油脂、土杂与羊毛间的粘附力以及机械作用的结果。第三阶段为转移到洗液中的油脂、土杂稳定地悬浮在洗液中而不再回到羊毛上去，防止羊毛再沾污。这主要是由于洗剂溶液具有乳化、分散、增溶、起泡沫等作用。最后再经清水冲洗，即得到洗净毛。（三）炭化1、炭化的目的在羊毛中常常粘附着各种草杂，其品种和数量随产地与饲养管理方法的不同而不同。内于草杂种类不同，它与羊毛联系状态亦有区别，有的易于分离，经分选、开毛、洗毛等加工之后，基本上可以去除：有的与羊毛紧密纠结在一起，不但开毛不能将它去除．就是梳毛时也不能除尽。若羊毛中的草杂去除不净，会对后道加工带来困难。为此．必须在羊毛初步加工过程中设法将草杂除去。去草有机械和化学两种方法。化学的去草方法又称为炭化，羊毛炭化可分为散毛炭化、毛条炭化、匹炭化及碎呢片炭化等方式。炭化去除草杂比较彻底，但易造成羊毛纤维的化学损伤，进而影响后续加工的进行和产品质量。在粗梳毛纺中常用散毛炭化；毛条炭化则用于精梳毛纺，常在毛条制造工程中进行；匹炭化则用于织物炭化，但有一定的局限性，不宜用于羊毛与纤维素纤维的混纺和交织产品，也不宜用于浅色产品；碎呢片炭化主要是在再生毛制造过程中去陈羊毛和纤维素纤维混纺产品中的非羊毛纤维。可以用做炭化剂的化学药剂品种很多，如硫酸、盐酸、三氯化铝、氯化镁、硫酸氢钠等．但经常使用的是硫酸。2、炭化的原理炭化是利用羊毛较耐酸的特性，用酸处理含草杂的羊毛。但是，酸对羊毛也有破坏作用，所谓耐酸只是相对于草杂而言。在炭化过程中，应用的是稀硫酸，但经高温烘焙后，酸液变浓，可以将植物性杂质脱水成炭：实际上，炭化后的草杂并非全部变成炭质，未完全炭化的草杂，经烘焙后会变成易碎的物质，它们在机械作用下易于除掉。（四）烘干、加油给湿1、烘干凡经湿加工的纤维原科均需烘燥成含水适当，较干燥的原料，以供后道工序使用。如洗净后的纤维经轧水辊后．一般含水仍在40％左右，必须在不损伤纤维的条件下，用最经济的方法将纤维均匀地烘干到适当程度，以便运输、贮存及供后道工序使用。把湿纤维置于干燥的空气中，湿纤维中所含水分便逐渐蒸发，最后达到干燥状态。这种自然现象，就是烘干原理的基础。在生产中，还需要采用机械方法和物理方法，加速湿纤维中水分的蒸发，达到快速烘干纤维的目的。2、加油给湿经湿加工后的纤维、其表面原有的脂蜡质也被相应地去除。纤维在进入后道的机械进一步加工时，既要克服自身间的摩擦力，还要承受其他物件对纤维的摩擦力、压缩力、张力等作用，这些作用都可能使纤维受到损伤，为此在纤维原料中加入一定量的油剂(乳化液)，使纤维具有较好的润滑性、柔软性及韧性，以减少摩擦．在受力时不易拉断。同时，由于烘干过程使纤维中的含水太少，不利于后道加工中对纤维状态的要求，所以，与油剂同时加入的还有一些水分，既可以降低因摩擦而产生的静电现象，以减少飞花及发生纤维网破断等现象、又可在一定程度上软化纤维，达到提高制成率和成纱质量的目的。由于纤维原料中加入的油量很少，而纤维的外表面积又很大，为了使油水能分成极小的微细颗粒均匀地分布在纤维表面，于是在油和水中加入一定量的乳化剂，使之成为油在水中以微粒状分散的乳化液。随着科学技术的发展，除使用广泛的乳化性油剂外，已经开发了大量非乳化性油剂。二、羊毛的纺纱系统纤维材料的种类是选择纺纱系统的重要依据之一。由于纺纱生产中所用纤维的种类繁多，其纺纱性能差别较大，所采用的纺纱系统、纺纱机械和加工步骤也不尽相同。在纺纱系统上有棉纺、毛纺、麻纺、绢纺和化学纤维纺纱等区别；在工艺处理上有精梳、普杭和废纺之分。即使是同一种类的纤维．根据纤维的物理性能和成纱结构的不同特点，也需分别应用不同的纺纱设备和加工步骤，组成不同的纺纱生产流程。选用的纺纱机械及其作用和它们之间的组合必须适合加工纤维的性能和成纱用途的要求。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。在毛纺纺纱系统中，根据产品要求及加工工艺的不同，主要分为粗梳毛纺、精梳毛纺两种纺纱系统。其中，由于绒毛原料中含有大量的杂质，要经过分选、开洗烘(开松、洗涤、烘干)、炭化(含草杂多时)等初步加工。经过初步加工的毛叫做洗净毛(炭化净毛)。(一)粗梳毛纺系统粗梳毛纺纺纱系统流程图如图1—5所示、其中粗纺梳毛机与棉纺梳棉机的主要不同在于粗纺梳毛机附有成条机，把梳理机输出的毛网通过分割变成数十根很窄的毛带，再经搓合成条，即成粗纱。因为牵伸只在细纱机上进行，纱中纤维的伸直度、整齐度较差，牵伸倍数不宜太大。纱内纤维卷曲，有利于产品的缩绒。粗梳毛纺系统纺制的纱线，主要用于织造呢绒类、毯类和上业用织物以及粗纺针织纱。其原料有羊毛、羊绒、骆驼绒毛、牦牛绒毛、兔毛、化纤和再生毛等。由于粗梳毛纺系统的产品种类多，不同线密度和长度的纤维都能够得到合理的使用。粗梳毛纺系统所纺纱线较粗，纱中纤维的伸直度差，但缩绒性好，其织物具有手感丰满、弹性好、保暖性强的特点。(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，其纺纱系统流程如图1—6所示。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；多数厂还设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。不带复精梳工序时的精梳毛纺系统流程如图1—8所示。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，它与精梳系统不同之处是不用精梳机；生产的纱线比精梳纱蓬松、柔软，比粗梳纱光洁、均匀，产品风格介于精纺与粗纺毛纱之间。绒线生产一般采用精梳毛纺系统，地毯、毛毯用纬纱一般采用粗梳毛纺系统，特种动物纤维针织用纱也多采用粗梳毛纺系统。其中有些工厂已经利用精梳毛纺系统或棉毛结合的纺纱系统通过设备改造和工艺调整加工高支绒毛针织和机织用纱，从而大大提高了产品的附加值。三、羊毛原料的混合（一）混合的目的与要求纺纱所用的原料是纤维集合体，纤维之间的长度、线密度、弹性、强力、色泽等都会有差异，为了使最终产品的各项性能均匀一致，必须要求所选配的原料能达到允分的混合。混合不均匀，直接影响成纱的线密度、强力、染色及其外观质量。因此，均匀混合是稳定成纱质量的重要条件。均匀混合包括满足“含量正确”和“分布均匀”两种要求，即要使各种混合原料在纱线任意截面上的含量与设计的比率相一致，而且所有混合原料在纱线任意截面上的分布成均匀状态。均匀混合的前提是混合原料被细致地松解．直到单纤维状态。松解越好，纤维块越小．混合就越完善。在混合的初始阶段，原料混合是在大小不等的纤维块之间进行的，所以混合是不充分的。只有当纤维块被进一步松解，直至成单纤维状态时，才有条件在单纤维之间进行充分的混合；因此，在纤维块被松解成纤维束、纤维束又被松解成单纤维的过程中，原料的混合是逐渐完善进行的。（二）混合方法1、散纤维混合用于毛纺中的大仓式混合机的作用原理是横铺直取。大仓有方形和圆形两种．图3—6为方形大仓式混合机，大仓1的上部有一锥形圆筒铺层装置2，由气流输送的原料沿铺层装置2的切向进入，旋转下落，利用可伸缩输送管3的往复移动．使原料一层一层地铺放。铺放结束后，启动大仓一端的垂直角钉帘4，垂直抓取原料并缓缓地向大仓的另一端移动，由剥取辊5剥取角钉帘上的原料．通过管道由气流输出。该机两只大仓同时工作，即一只在铺层，另一只在清仓(输出原料)，这样可以达到连续混合。2、条子混合（在针梳机上完成）四、羊毛的开松与混合毛纺生产中原毛的开松，一般使用2—3个角钉滚筒开毛机，然后进行洗毛和烘毛。洗净毛的开松混和是在和毛机上进行，该机采用植有较密角钉的锡林和工作辊，使洗净毛进一步开松混和。此外，也可利用多滚筒梯形开松机来开松混和。因此，毛纺中纤维的开松机件使用角钉较多。梳毛机上包有锯齿针布的预梳部分，实质上也属于开松。五、羊毛的梳理（一）罗拉梳理机的工作原理羊毛的梳理是在罗拉梳理机上进行的。毛纺与麻纺上使用的罗拉梳理机工作原理如下：罗拉梳理机的锡林1、工作辊2、剥取辊3组成了梳理环．其中，速度关系为V，V，V，工作辊与剥取辊作用区、锡林与剥取辊作用区的针布交差配置，都为剥取作用。但在剥取辊与锡林作用区内，它们针面的运动方向相同，称为同向剥取，在工作辊与剥取辊作用区内，它们针面的运动方向相反，称为异向剥取。剥取辊携带的纤维进入锡林与剥取辊的作用区内，由于V1>V3>V2，纤维被剥取时受到一定的张力。对一束纤维来说，当进入作用区时，其后端被剥取辊握持着，前端开始受到锡林的梳理，并使之进入锡林针隙内，锡林开始对其产生握持力，随着纤维束的前进，握持力逐渐增加，而剥取辊对纤维束尾端的握持力逐渐减弱，当锡林握持力大于剥取棍的握持力时，纤维束沿剥取辊梳针工作面向针尖移动、滑脱而被锡林带走。在一定条件下，剥取过程也包含有补充梳理作用，只是不那么强烈。（二）罗拉梳理机的均匀与混合作用1、混合作用在罗拉梳理机上，当锡林上一部分纤维转移到工作辊上时，由于工作辊表面速度比锡林慢，分布在锡林较广针面上的纤维凝聚、转移至工作辊针面上，其凝聚倍数等于两者的线速比，凝聚实现了纤维的混和与均匀。当工作辊上的纤维层通过剥取辊作用而转回锡林时，又在锡林针面和锡林带来的纤维铺层发生混和作用：产生这种混和作用的先决条件是工作辊具有抓取纤维的能力，抓取能力愈大，混和作用愈好。另外，在罗拉梳理机上，为了使前后喂入的纤维混和得更好，同一锡林上各个工作辊的速度要有差异。如图5—17所示，当锡林带着纤维进人工作辊的作用区时，其上的一部分纤维A被工作辊W1带走，余下的纤维昼B通过工作辊W2时，其中又有部分纤维C被工作辊W2带走，当机器上各工作辊直径相同、速度相同，各剥取辊直径和速度也相同，那么，纤维A和C回到锡林上时，正好又与原来的重合在一起、这就降低了均匀混和的效果。因此，一般进机的第一个工作辊转速较高，以后逐个降低，这样不仅未被充分梳理的纤维在第一个工作辊针面上的负荷减少，有利于分梳工作做得更完善，而且使纤维错位在锡林上铺层*实现纤维的混和作用。2、均匀作用如将正常运转的梳理机突然停止喂给，可以发现输出的纤维网并不立刻中断条子只是逐渐变细，一般金属针布梳理机持续几秒钟，而弹性针布梳理机要长些。将变细的条子逐段称重，即可得图5—18所示的曲线2—7—8。如在条子变细的过程中恢复喂给，条子也不会立即达到正常生产的重量，而是逐渐变粗，如图5—18所示的曲线7—6。由此可见，在机器停止喂给和恢复喂给的过程中，条子并不按图5—18中1—2—3—4—5—6那样变化，而是按1—2—7—6变化，这表明，在停止喂给时，针齿放出纤维，放出量为2—3—4—7所围的面积；在恢复喂入后，针齿吸收纤维，吸收量为5—7—6所围的面积。这种吸放纤维从而缓和喂入量波动对输出量不匀影响的作用称为梳理机的均匀作用。吸放纤维的作用是由返回负荷的性质决定的，返回负荷愈大，均匀作用愈好。混和与均匀作用是同一现象的两个方面，它是通过针面对纤维的储存、放出、凝聚或叠合方式来达到的，而这实质上是各针面上的负荷变化。从前面分析可知，当喂人量波动比较小而片段较短时．梳理机有着良好的均匀作用；同时，由锡林向工作辊或道夫分配时，具有几十倍的并合机会，又使纤维得到进一步的混和、均匀。所以．出条的短片段均匀度一般都较好。但是，当喂入纤维量的不匀片段较长，足以引起锡林等发生较大变化时，条子的重量就要随之波动。以上所讲的梳理机的混和、均匀作用，是指原料在机内的前进方向(即纵向)，但不能解决梳理机的横向不匀。在粗梳系统的罗拉梳理机上，由于输出的即为粗纱，以后没有混和均匀的机会，因此，要采用过桥机构来解决纤维网的横向不匀向题，同时也改进纵向不匀。当加工混色或数种纤维混纺的产品时，梳理机上具有两个或两个以上的过桥机，混和均匀作用就更为完善。六、羊毛的精梳（一）精梳机的种类有适用于加工棉纤维的棉型精梳机、适用于加工毛(麻、绢丝)纤维的毛型精梳机、适用于加工亚麻纤维的梳机以及适用于加工绢丝纤维的绢纺梳绵机。其中，梳机和绢纺梳绵机的操作中有一部分仍然为手工操作，工人的劳动强度大，因此在部分麻、绢原料的加工中已经广泛借用毛型精梳机。（二）毛型精梳机的工作过程如图6—4所示，毛条筒中的毛条经导条辊导出后，分层按顺序穿过导条板1、2的孔眼，移至托毛板3上。毛条在托毛板上均匀排列形成毛片，喂给喂毛罗拉4。喂毛罗拉间歇性转动，使毛片沿着第二托毛板5作周期性前进。当毛片进入给进盒6中时．受给进梳7的梳针控制。喂给时，给进盒与给进梳握持毛片，并向张开的上、下钳板8钳口移动一定距离，也即输送一定毛丛长度，实现设定的喂毛长度。毛片进入钳口后，上、下钳板闭合，将悬垂在锡林14上的毛片须丛牢车地握持住。装在钳板上的小毛刷，可将须丛的头端压入锡林的针隙内，以便更有效地接受锡林梳理，并分离出短纤维及杂质。此时钳板处于最低位置，须丛纤维经锡林梳理后得以顺直。除去的短纤维及杂质，由装在锡林下方的圆毛刷15从锡林针板上刷下来，被刷下的短纤维由道夫16聚集，经斩刀17剥下，储放在短毛箱18中，而草杂等经尘道19被抛人尘杂箱20中。当锡林梳理须丛纤维头端时，拔取车便向钳板方向摆动。此时，拔取罗拉作反方向转动，把前一次已经梳理过的须丛尾端退出一定长度，以备和新梳理的纤维头端搭接。为了防止退出的纤维被锡林梳针拉走，下打断刀12起挡护须丛的作用。当锡林梳理须丛头端完毕，上、下钳板张开并上抬，拔取车向后摆至离钳板最近处，此时拔取罗拉正转，由铲板9托持须丛头端送给拔取罗拉13拔取，并与拔取罗拉退出的前一次梳理好须丛叠合搭接。此时，顶梳10下降，其梳针插入被拔取罗拉拔取的须丛中，使须丛的尾端接受顶梳的梳理。拔取罗拉在正转拔取须丛的同时，还随拔取车摆离钳板，以加快长纤维的拔取分离。此时，上打断刀11下降、下打断刀上升成交叉状，压断须丛，帮助进一步分离出长纤维。须从被拔取后，成网状铺放在拨取皮板22上，由拨取导辊23使其紧密，再通过卷取光罗拉24、集毛斗25和出条罗拉26聚集成毛条后，送入毛条筒27中。由于毛网在每一个工作周期内随拔取车前后摆动，拔取罗拉正转前进的长度大于反转退出的长度，因而精梳后的毛条可周期性地送进入毛条筒中。固中21为尘杂箱。（三）毛纺的精梳准备毛纺精梳准备使用的机台主要是针梳机。精梳毛纺的工艺流程较长，精梳工序使用在毛条制造工序和条染复精梳工序中。在制条工序中，根据羊毛纤维的性能不同，精梳准备工艺流程也不同。当加工品质支数高的毛条时，由于羊毛较细、卷曲多、长度较短，一般采用头道针梳→二道针梳→一三道针梳的工艺流程；当加工粗支羊毛和级数毛时，多采用两道针梳，即采用头道和可以变重的三道针梳机。条染复精梳工序中的工艺流程与制条工序类似，但各企业在设备的配备上有所不同。七、羊毛的牵伸羊毛的牵伸是在针梳机上完成的。针板牵伸针扳牵伸装置一般由两对罗拉及中间控制机构组成。上罗拉大多为胶辊或充气罗拉等机件；中间控制机构根据纤维种类和加工工序的不同位置有针筒、开式针板、交叉式针板、回转式针板、单皮圈、轻质辊、双皮辊或捻度等多种类型，而以连续移动的针板居多，以便有效地控制长纤维的运动。其主要牵伸发生在靠近前罗拉的针扳与前罗拉钳口之间。上、下针板除工作动程外，还有插入纤维和退出纤维的上下运动以及回程(空程)运动。处于回程中的针板数比处于工作动程的少，是因为回程螺杆的螺距大，这样可节约针板数目。针板一般采用两头和三头螺杆机构传动，也可以采用两侧开有沟槽的特殊回转盘传动，这样针板打击次数可提高，也就提高了机台产量。交叉式针扳牵伸机构的针板间距离较小，作用针板块数较多，上、下层针板在入口处与水平线有一定的倾斜角度，使针板的梳针逐渐深入须条，形成较合理的摩擦力界分布．较好地控制纤维运动，并在牵伸的同时，使纤维平行伸直。由于上、下层针板交叉插入须条中，形成深入须条内部的摩擦力界．因此，不会产生超针(纤维浮游于针尖外)现象，从而有利于对纤维运动的控制，改善了须条的均匀度。针板牵伸机的喂入机构八、羊毛的粗纱工程