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织造工艺学

《织造工艺学》

第一章络简

第一节筒子形式及卷绕成形分析3

第二节络筒张力4

第三节清纱、接头与定长6

第二章整经

第一节整经筒子架7

第二节整经张力

第三节整经卷绕（综述2，分批2，分条2）8

第四节整经工艺与产量及质量控制

第三章浆纱

第一节浆料11

第二节浆液配方与调浆14

第三节上浆（上浆2，烘燥2）17

第四章穿结经

第一节穿结经方法

第二节经停片、综框、钢筘

第五章定捻和卷纬

第一节纱线定捻

第二节卷纬

第六章并捻

第一节股线

第二节花式捻线

第七章开口

第一节梭口22

第二节开口运动规律24

第三节开口机构26

第八章引纬

第一节有梭引纬28

第二节片梭引纬32

第三节剑杆引纬34

第四节喷气引纬35

第五节喷水引纬36

第六节无梭引纬的辅助装置

第九章打纬

第一节打纬机构

第二节打纬与织物的形成

第三节织机工艺参数与织物形成的关系

第一章络筒第一节卷绕成型分析

重点与难点：

1、交叉卷绕原理，交叉卷绕过程中产生的质量问题。

2、纱线重叠成因分析及防叠方法。

一、交叉卷绕原理

筒子成型分为平等卷绕和交叉卷绕两种：

1、平行卷绕：

锭子传动，卷绕密度大，筒管边侧有良好的纱圈稳定，用于丝、麻、绢纺织，多用于有边筒子。

圆柱筒子

对于等速导纱，除了折回区域外，圆周速度不变，故络纱速度V和导纱角A不变。

每层纱线卷绕圈数

M=筒子转数（转/分）/导纱往复次数（次/分）

随着卷绕直径的增大，M下降

2、交叉卷绕：

卷绕密度较平行卷绕小（为65%）有锭轴传动和辊筒磨擦传动两种。

可用于有边筒子，但多用于无边筒子

卷绕原理

螺旋线升角：

纱切线与圆周速度方向夹角。

交叉角：

来回两纱线之间夹角。

络筒速度：

是槽筒圆周速度和导纱速度的矢量和

有传动点和传动半径，传动半径大于平均半径（R1+R2）/2，

并且随着筒子直径的增大，传动点逐渐向平均半径方向移动，筒子大小端圆周速度趋向一致。

空筒时为防止纱线磨擦，应该稍稍离开

3、纱圈卷绕角

当角在11-14度时，交叉排列，不用边。

二、重叠产生的原因

1、导纱一次发生重叠

2、导纱两次发生重叠

课后复习要点是：

筒子纱直径必然要从小到大，周长也在不断增加。

而槽筒周长是固定的，因此总会有一些时刻使得卷绕周长达到重合。

思考：

在什么情况下重合？

一般一个筒子纱有几次重合机会？

防止重叠方法：

主要是让筒子纱与槽筒之间产生滑移。

1、周期地改变槽筒转速；

2、使筒子托架周期性地轴向移动或摆动；

3、利用槽筒本身结构防止重叠。

第二节络筒张力

重点与难点：

1、构成张力的因素分析，层级退绕时张力变化与整管张力变化成因及区别，卷绕点和分离点的张力。

2、络筒过程中如何控制张力，累加法与倍积法对张力波动的影响分析。

一、构成张力的因素分析

1、为什么要分析张力：

过大---物理机械性能损失

过小---卷绕密度过小，退绕不利。

适当的张力可使弱捻纱断裂。

2、形成张力的原因

纱线从附着于纱表面过渡到离开表面所需的力。

纱线从表态过渡到动态所需克服的惯性力。

气圈张力。

行进阻力（导纱器，张力器）。

3、在理解这些张力时最重要的是退绕点和分离点张力

退绕点：

细纱表面上受到退绕影响的纱线的终点。

分离点：

纱线开始脱离卷装表面或纱管的裸出部分而进入气圈的过渡点。

磨擦纱段：

退绕点和分离点之间的纱段。

4、退绕一个层级时的纱线张力变化规律

顶部时转速快，离心力稍大，但层级的波动不会有太大影响。

5、整只纱管退绕时纱线张力的变化规律

满管时张力极小，三节气圈；

由于纱线与纱管的磨擦在中纱时为两节气圈，小纱时为单节气圈

圆盘张力器结构分析：

1、累加法

纱线通过多个张力器的各磨擦面后张力是累加的

种类：

垫圈式，弹簧式，压缩空气式

其中垫圈式有动态张力波动

2、倍积法

纱线通过张力器后张力按倍积增加，缺点是不匀增加

第三节清纱拈接和定长

难点与难点:

1、电容式清纱器原理。

2、光电式清纱器原理。

3、空气捻接器工作过程

难点处理:

空气捻接器用慢速视频展示。

一、电子清纱器

分类：

光电式电容式

光电式：

光源—光敏接收——信号处理——执行

电容式：

高频振荡—电容传感器—信号处理—执行

课后复习要点：

1、电容式清纱与光电式清纱共性点均是：

传感器检测，通过运算放大器比较，驱动装置推动切刀。

可以通过输入端设置纱线直径和允许通过和长度。

2、不同点：

光电式清纱器通过测定挡光程度来断定纱直径。

当出现双纱时不同的组合有不同的后果。

如果纱线变粗（扁粗节），可能会因为在检测时的形态不同而异常。

思考：

哪几种情况？

电容式清纱器通过测量介质体积来实现。

因此不受纱状态影响。

但是对水分影响较大，因此可能会出现非实质性误差。

思考：

纺织厂水份敏感吗？

3、电子清纱器清纱状态可以从下图分析（在虚线下边为切断范围）

第二章整经

本章章重点和难点：

1、为什么会产生三种整经方式，三种整经方式在工艺上的区别。

2、三种整经方式在筒子架上的共同点和区别，三种整经方式对筒子架的要求

整经基本要求：

1、张力均匀一致，符合要求。

2、长度，幅宽根数配列准确

3、接头符合标准

三种整经方式：

分条、分批、分段

1、分批：

总经纱发别卷绕在几个轴上再合并

生产效率高，适于大批量

容易产生短码，回丝多

花形变化不方便，多用于本色布生产

2、分条：

先卷绕在滚筒上再倒轴（P59图11-3）

生产效率低，张力不均匀

花型变化方便

回丝少，适于毛棉色织，不上浆织物

3、分段

用于经编机，先卷成多个小轴。

一、各类筒子架形式

1、固定式（轴向退绕）

单式（间歇式）

复式P79图11-33

2、回转式（径向退绕）

筒子架在轴上自由回转，轴又可在轴架上回转。

色织、巾被、老厂，占地小翻改品种方便。

张力不匀，不适于高速。

筒子架区别主要是看换筒时间和对张力的波动

一般：

换筒时间少可以提高效率。

整经纱团直径相同时张力均匀。

具体考虑因素

1）有利于高速

提示：

复式筒子架在换筒时有张力波动。

2）翻改品种时筒脚少。

提示：

翻改品种时，一般都在一批筒子用尽时进行。

3）有利于减少筒子架占地面积（长度缩短40%）

提示：

一般单式筒子架是复式的一半长度。

4）有利于均匀片纱张力（长度短，筒子直径一致）

提示：

不同直径的筒子纱退绕时，张力是不同的。

5）处理筒子断头时间少

提示：

由于筒子架短，路线短

6）横动式筒子架

提示：

分条整经时为了使筒子架与导条装置对齐，以免产生意外张力。

第三节整经卷绕

课程重点和难点：

1、整经卷绕原理部分重点是密度控制。

2、分批整经工艺设计部分重点是整经长度设计。

3、分条整经工艺设计部分重点是每条根数设计。

1、整经的卷绕过程

辊筒磨擦传动的经轴卷绕

直接传动的整经轴卷绕

液压马达传动经轴的传动

恒线速度卷绕原理

2、整经卷绕密度基本要求

适度，均匀，容纱量大，退绕方便

影响因素：

压力：

径向变形

张力：

产生变形，影响非弹性恢复程度

整经卷绕密度控制

分批整经加压

A：

悬臂梁式加压P73图11-24

随着卷绕直径的增加，压力也增加，必须减少重锤重量，加压曲线如图

B：

液压水平加压P74图11-26

优点是加压稳定，缺点是机构复杂

C：

重锤水平加压P74图11-28

机构简单，加压稳定，国产整经机采用较多

3、整经工艺设计原理

工艺设计内容：

张力设计（工艺配置）

整经速度设计；整经长度设计；

整经根数设计；卷绕密度设计；

1）整经张力设计

张力配置P64分段，分层配置

弧形配置

2）整经速度设计P80

高速整经最大速度1000米/分

主要影响因素是纱线断头

例如：

在1000米/分时

速度配置P80下段1452型200-300米/分

《棉纺织厂设计P117表7.3.2-3为250-350米/分《手册》P140

调节部位：

电动机和辊筒皮带盘直径。

3）整经根数设计

影响整经根数的因素：

A.经纱排列：

结论：

整经根数不能太少，以免不平整。

B.效率分析：

根数多---落轴、换筒次数少，卷绕多。

效率高。

但断头后停台影响多效率低。

结论：

在不同的整经速度下有最佳根数P81图11-36

C.筒子架容纱量限制

原则是少轴多头，参考P87表11-2（《手册》P166表4-12）

课后学习要点：

当整经根数过少，造成排列密度不匀时，会在织布退绕时造成经纱张力差异，出现紧经和松经，使布面不平，严重时有两种情况发生：

过紧时：

断头过松时：

开口不清。

整经根数设计过程：

1）初选一次浆纱并轴数N=总经根数/筒子架最大容纱量

2）将N修正到整数N1后再计算整经根数=总经根数/N1

说明：

根数取值时各轴应尽可能一致，各别轴可以多出1-4根，但要单独标记。

（《棉纺织厂设计》P113）

4、整经长度设计

步骤：

卷装：

体积—重量—长度————不出小轴

织造：

经轴长度

1）卷装最大体积：

vm=1/4*π（D2-d2）*H

其中D为盘片直径-2厘米《手册》P143

2）卷装最大卷绕重量G（公斤）=V（立方厘米）*γ2（密度g/cm3）/1000

其中密度的选定为《手册》P166表4-13

影响因素:

重锤加压,整经张力《手册》P166图4-40

3）卷装最大单根长度

根据号数定义：

Tex=G/L*1000得到

L（米）=G（克）/Tex*1000=G（公斤）/Tex*106

4）卷装最大允许整经长度

L1=L/整经根数=G（公斤）/（Tex*整经根数）*106

5）一个织轴允许卷绕长度

L织=匹长*连匹数*落布次数+上、了机回丝长度

20-50匹上0.2了0.8结0.25计1.25

6）一缸浆纱（一个经轴）最多能浆出轴数N

卷装最大允许整经长度L1（1+浆纱伸长率）

=一个织轴允许卷绕长度L织

提示：

在整经设计时，严格讲应该考虑到每只织轴最大能够卷绕的织物匹数，然后再计算每个织轴的卷绕长度。

第三章浆纱

重点与难点：

1、常用粘着剂的合成及特点

2、粘着剂使用原则。

难点处理：

以一个浆液配方来分析。

浆纱的重要性:

1、对质量的影响：

浆纱不当难以生产，面经纱质量差则可以通过浆纱改善。

3、对生产的影响：

4、一台可供200-300台布机，最多可供500台布机。

浆纱基本要求：

第一节浆料

分类

粘着剂：

形成粘着力的主要材料，用量大

助剂：

改善性能的附助材料，用量少而种类多。

1）分子式C6H10O5

聚合度直链200-300个支链6000-37000个

支链相隔20个葡萄糖基团有一个

各种淀粉中直链淀粉含量为

不同淀粉具有的性能见P93中间

2）浆液的粘度（描述流动性）

粘度大，浸透差，被覆好

单位：

帕.秒（Pa.S）老单位制为泊（P）厘泊（cP）见P93

3）淀粉的上浆性质

第一阶段常温下只有表层的OH与水分子用氢键结合

第二阶段温度升高,水的渗透压力大,进入淀粉大分子之间,达到某一温度时,直链分子开始流出,（支链分子不流出）,糊化开始,淀粉开始破坏时的现象叫糊化,此时温度叫糊化温度。

第三阶段温度继续升高，支链淀粉溶入水中，粘度稳定不来并略降低，此时叫完全糊化。

淀粉糊化温度表：

粘度变化曲线

2、变性淀粉

以天然淀粉为母体，通过化学、物理或其它方式使天然淀粉的性能发生显著变化而形成的产品叫性淀粉（酸解，氧化，酯化，醚化）性能P95-96

纤维素衍生物

纤维素在水中不溶角解，用醚化剂使其醚化，就能改变其物理化学性质，使其溶解于水，这类水溶性纤维素醚，用作粘着剂使用。

两个烃基通过一个氧原子连接起来的化合物叫醚R-0-R'

代表产品：

羧甲基纤维素钠CMC

羟乙基纤维素HEC

甲基纤维素MC

羧甲基纤维素钠CMC的一般性质

P97无臭，无味，无毒的白色粉末或未经粉碎处理呈纤维束状

分子结构：

纤维素+一氯醋酸羧甲基纤维素+HCL

羧甲基纤维素+NaOH羧甲基纤维素钠+H2O

纤维素大分子中每个基团中有一个伯醇基（能力大），和两个仲醇基

每100个葡萄糖基环中被醚化基团所取代的羟基数称为醚化度。

完全数300

平均每个葡萄糖基环中被取代的羟基称为取代度。

完全数3

高取代度：

1.2以上能在水中溶解,强酸中无沉淀析出（成本高）

中取代度：

0.5-1.2能在水中溶解,强酸中有沉淀析出（常用）

低取代度:

0.25-0.5只能溶解于3-10的强碱中

聚乙烯醇PVA

聚醋酸乙烯和甲醇作用

[CH2CHCOOCH3]n+nCH3OH=[CH2CHOH]n+nCH3COOCH3

聚醋酸乙烯甲醇聚乙烯醇醋酸甲脂

1）水溶性完全醇解PVA尽管有大量OH，因为在分子之间已经形成较强的氢键结合，不吸水，水溶性差65-75度热水中不溶解，部分醇解的PVA分子中有适量的醋酸根基团，占有很大体积，OH之间空间大，40-50度溶解。

2）粘度图87%时粘度最小定温时粘度与浓度成正比，定浓时与温度成反比。

3）粘附性

完全醇解PVA对亲水性纤维具有良好的粘附性和亲合力

部分醇解PVA对亲水性纤维粘合力差，但对疏水性纤维亲合力较完全醇解的强

4）混溶性能与其它浆料混用，混合液稳定

5）其它性能起泡，结皮，浆膜分纱性差是主要缺点。

第二节浆液的配方

重点：

1、浆液配方形成方法

2、浆液调制方法（定浓、定积）

3、调浆方法及设备

4、浆液输送方法（小循环、大循环）

配方选定依据

1、根据纤维材料千选定相应粘着材料

当纤维和浆料具有相同基团时具有较大的亲和力

棉、涤----淀粉、PVA（完全）

涤/棉----PVA（部分）

毛----聚丙烯酰胺

2、按粘着材料性能和具体因素选择助剂

1）淀粉为主应配

柔软剂，减磨剂、防腐剂（弥补上浆不足）

分解剂（加强调浆进程）

中和剂（调整PH值）

浸透剂（高密织物）

2）PVA为主应配

少加或不加柔软剂，介作辅料时应加防腐剂，防静电剂

3）T/C混纺65：

35按比例（正、倒）确定PVA和淀粉，其助剂按需要配置

4）长期储运织物或在霉雨季节要考虑防霉，应加入防腐剂（木薯含0.01-0.035%氰酸杀菌，不用加防腐）

5）碱性浆和褐藻酸钠应加消泡剂

6）坯布出售的织物可加增白剂和填充剂

7）需印染的其上蜡时应选择蜡质应是水溶性的和易于乳化和退净的

3、按织物性能和具体条件确定配方

1）细号纱原料好，弹性好，但强力低，上浆以增强为主，增加浸透，上浆率应大，并配柔软剂。

2）粗号纱毛羽多，重点是被覆和减磨，因弹性较差，应加柔软剂

3）合成纤维与棉混纺时，合纤易分离，应以被覆为主，但浸透为基础

4）捻度大的要注意浸透性（淀粉多加分解剂，精梳纱捻度小，上浆率多1-2%）

5）平纹交叉次数多应注意柔软，上浆率要大一些

6）股线不上浆各种配方见P113-115

调浆

一、浆液的质量指标及其检验

总固体率、淀粉的生浆浓度、浆液粘度、酸碱度、浆液温度、淀粉的分解度）

1、浆液衷情固体率（又称含固率，它决定粘度和上浆量）

测定方法：

烘干法P116糖度计法（补充）

2、淀粉的生浆浓度

间接反映无水淀粉含量。

浓度定义：

干重对浆液体积的百分率

作用效果：

过大，不易浸透。

过小覆盖差，一般值见P258，50℃时平布用橡子粉4.8Bé,细布用橡子粉10,平布玉米1.3-1.4

浓度测试：

室温测一次,掌握淀粉含量,

50度时测一次,少以控制调浆温度和糊化程度，因浆液比重大于1，故用重液波美比重计，它与比重关系为：

1、浸渍桶

作用：

储备和浸清淀粉

方式：

方形水泥池，在15-25转/分，搅拌2-3小时，浸泡30小时

2、调浆筒

成对排列，容积700立方分米（升）。

有双速搅拌，低速25-30转，高速1440转

3、高速搅拌筒（有双速调浆桶的可不设）

容积700立方分米专供不易搅拌的浆料（PVA，CMC褐藻酸钠）用

4、煮釜煮滑石粉用，容积300立方分米，内有搅拌器

调浆方法：

1）定浓法：

以定量干浆料加水调成一定浓度（以比重表示），再加热，主要用于淀粉

2）定积法：

以定量干浆料加水调成一定体积（以容积表示），再加热，主要用于化学浆

后上腊

柔软剂太多会损伤浆膜强力，在上浆之后，再涂一层蜡质，使经纱具有柔软性和不损伤强力。

后上腊方法：

1、固体上腊：

一般不用

2、乳液上腊：

输浆

输浆课后复习要点：

1、为了保证浆液浓度的稳定，最好随着浆液的使用，液体不断减少，但浆液中的成份不变。

在输送过程中用大循环或小循环方式均可以保证浆液不断的搅动。

2、浆液不断的搅动可以保证均匀，但是剪切力又会使粘度下降。

第四节上浆

重点与难点：

1、方法（特别是压浆方法对质量的影响）

2、浆纱伸长测试和计算

3、浆率测试和计算（特别是毛羽损失率）

浆纱伸长计算：

1、伸长率伸长量与原纱长度之比的百分率

测定方法：

（计算法，仪器测定法）

1）计算法：

2）仪器测定法

测定一段时间内经轴送出的纱长和浆纱车头卷绕纱线长得

优点：

在线测量，精度高，用时，有得于控制工艺。

2、上浆率

定义：

上浆量与原纱干重之比的百分率

测定方法：

（计算法；退浆法）

1）计算法称织轴，测回潮，折干重G

2）退浆法（退浆率）

干纱样称重，退浆后称重，考虑毛羽损失率。

特点：

测定时间长，操作复杂，但准确。

3、回潮率

4、增强率强力增加量和原纱强力之比的百分率

5、减伸率

断裂伸长减少量与原纱断裂伸长量之比的百分率方式：

退绕方式与退绕张力控制

方式：

互退绕

平行退绕（上退绕、下退绕、垂直退绕）

特点：

互退绕：

操作简单，张力不匀（后排张力大，交叉托持）

下退绕：

操作引纱不方便，断头易发现。

上退绕：

断头不易发现。

主要设施

加热管--用直接蒸汽加热效率高但易冲淡浆液。

间接加热多用于长丝。

液面控制器。

上浆方法

单槽上浆（常用）；双色或双组分用双槽上浆；高密度织物用分层上浆；

课后复习要点：

在压浆过程中，最难理解的是压浆机理，上浆辊不能变形，压浆辊可以小量变形，在后区压缩变形后自身吸附的浆液流入浆槽中，前区失压后，压浆辊小孔张开吸附部分浆液。

防止上浆过大。

浆纱烘燥

重点与难点：

1、浆纱烘燥过程

2、烘燥过程的热湿交换i-d图原理

3、交换速率分析

4、上浆加压

难点处理：

结合空气状态变化图讲

湿分绞后在烘燥阶段形成浆膜

基本要求：

纱线伸长要小，浆膜成形良好，烘燥速度快，节能。

方式：

传导---烘筒

对流---热风

辐射---红外

（一）烘燥原理P139图12-34

（二）烘燥方法对烘燥速度及能耗的影响

1、对流烘燥法

1）能量分析

传热量dQ=面积F*热交换系数K*（空气温度T气-纱温度T纱）*时间dt

而水蒸发总耗热量为Q=水重W*水的汽化热C

则dQ=dW*C或dW*C=F*K*（T气-T纱）*dt

蒸发速率为水分对时间的变化率

结论：

面积F大则蒸发速率大。

交换系数K大则蒸发速率大（K与ν、φ有关）

2）热传递分析

在恒速烘燥阶段

传热从外向内

水分从内向外作用缓和

2、热传导烘燥法

传热从烘筒一侧向外侧

（烘筒有粘附层，破坏浆膜完整）

水分同上作用激烈，烘燥速度快

3、组合式烘燥法P144图12-31

（热风缓和使浆膜成型，再用烘筒加热）

浆纱烘燥过程要点：

1、室内新风与烘房内热风混合，加热后与纱进行热湿交换。

绝热降温形成烘燥过程。

2、热风烘作用缓和，但速度慢。

3、烘筒作用激烈，但速度快。

第六章并捻

重点：

1）花式捻线机工作原理不同并捻工艺流程的区别

2）倍捻机工作原理

第二节花式捻线

一、花式捻线的结构

芯纱

组成装饰纱

加固纱种类见P181图

二、花式线表示方法

1、当三种纱时：

芯纱）装饰纱）加固纱

例：

14）14）14

2、当两种纱时：

芯纱）装饰纱

例：

14）12

使用并纱时应将N种纱并列写出

三、花式捻线机

1、双罗拉花式捻线机（老机改造的多）

1）纺制结子线

工作结子线P182图15-3（a）

梳栉机构P183图15-4（a，b）

2）纺制环圈线

3）三罗拉断丝捻线机结构

花线线工作要点：

与一般股线的共性是有锭子，钢领等。

不同点是花式捻线有超喂罗拉，控制装饰纱

一般装饰纱输出量大，形成纱线外观主体，

如果均匀输出装饰纱则是环圈线，如果用梳

栉控制装饰纱上下运动，则会产生节子线。

花式线分为芯纱（承受强力），饰纱（形

成外观），加固纱（固定纱结构）。

第七章开口

重点：

开口伸长分析

从几何关系分析出上下层经纱张力在开口过程中的不同

第一节梭口

一、梭口

梭口：

开口时上下层经纱所形成的梭形空间叫梭口B-C1-D-C2-D

梭口高度：

经纱随综框运动的最大位移C1-C2

梭口深度：

织口到停经架的水平距离B-D

前半部梭口深度：

综丝到织口的距离L1

后半部梭口深度：

综丝到停经架距离L2

二、经位置线：

平综时织口到后梁之间经纱的折线BCDE

1、折线产生的原因（与走梭板面距离，张力差）

2、工艺上改变后梁高度

三、拉伸变型计算

四、影响拉伸变形的因素

1、梭口高度：

伸长变形与梭口高度成正比，工艺上应控制梭口高度，并把变动频繁的经纱放在前综。

新型织布机断头少。

2、梭口深度：

一般前半部梭口是不变的，（取决于曲柄尺寸）后部梭口深度与经纱伸长变形呈双曲线关系。

L2长则变形小，L2短则变形大，（为减小张力时L2应大，紧密织物L2小）

3、后梁高度：

工艺上要求下层经纱应有适当张力差异，而后梁高度大则差异也大，（变换后梁高度必须变换停经架高度）开口过程快，可视为急弹性变形，F=KS上层经纱比下层经纱变形小，故纱线下层张力大，对保证梭子飞行是有利的。

课后复习要点：

在梭