第二章　纱线及加工技术

纺纱是纺织生产全过程的一个重要环节。纱线是产品开发的重要基础，纱线的不断创新才能给最终产品的日新月异提供更广阔的天地；纱线也是大多数纺织品的基本结构单元，除了纤维性能、织物结构和后整理以外，很多织物性能都与纱线的结构与性能有关。尽管纺织界和考古界都无法给出人类历史上第一次将纤维纺成纱线的确切时间，但是很多考古证据表明早在8000年以前的新石器时代，这项技术就已获得应用。

纺纱技术在历史上经历了两次重大的突破，一是手工机械化，即手工纺织机器的全面形成；二是大工业化，即在完善的工作机构发明后开始的近代工程体系的形成。第一次飞跃约在公元前500年开始于我国，经历10多个世纪逐渐普及到世界各地；第二次飞跃在18世纪下半叶，发生于西欧“工业革命”时期，推广速度比第一次快，但也经历了一个世纪。

图2-1　纺锤纺纱示意图

在公元1300年之前，简单纺锤一直是纺纱的唯一方法，如图2-1所示。大约在公元前500年我国就有了比较完善的手摇纺车，如图2-2所示。纺纱车在欧洲和我国得到不断发展。图2-3中的人物为我国元代棉纺织革新家黄道婆。元朝元贞年间（1295-1297年），黄道婆自崖州（今海南岛）回到故乡松江乌泥径（今上海市徐汇区），把在崖州学到的纺织技术进行再创造，改革成一套扦、弹、纺、织工具：去籽用搅车、弹棉用椎弓、纺纱用三锭脚踏纺车，同时纺三根纱，大大提高了纺纱功效，如图2-4所示。1733年，约翰·凯（Johnkay）发明了飞梭，为了满足迅猛增加的机织生产对短纤纱的需求，纺纱于1738～1825年实现了现代化。1738年，刘易斯·保尔（Lewis Paul）将罗拉引入纺纱系统，形成纤维带状，再进行加捻。l769年，理查·阿克莱特（Richard Ark-wright）发明了用单一能源驱动的多锭纺纱车（水力纺纱机），如图2-5所示。1830年，美国人丹佛斯（Danforth）发明了一种新的加捻方法，即帽锭纺纱。19世纪60年代早期，帽锭纺纱被钢领和钢丝圈或环锭纺纱所取代。从此，环锭纺纱处于主要地位，目前已基本实现自动化，图2-6为传统环锭纺纱原理图。

图2-2　手摇纺车图

图2-3　元代棉纺织革新家——黄道婆

图2-4　黄道婆和古代纺车

图2-5　水力纺纱机示意图

图2-6　传统环锭纺纱原理图

自20世纪70年代以来，纺织纱线的生产进入了一个崭新的阶段，纱线产量稳定增长。新型的纺纱工艺、变形加工急剧发展。纺纱技术和合成纤维领域的突出成就，是自由端纺纱和“高速纺丝—牵伸—假捻变形”的出现，它们是“纱线革命”中最主要的组成部分。这些工艺减少了纺纱工序，提高了效率，降低了成本，扩大了品种，更重要的是，它们制备了高质量的短纤纱和变形纱。相对于传统环锭纺，目前较成熟的新型纺纱技术有转杯纺、喷气纺、紧密纺、涡流纺、自捻纺、摩擦纺等。