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紡織生產和紡織科學

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人們為了生活,第一要吃飯,第二要穿衣。自古以來,除了裘、革之外,幾乎所有的衣料都是紡織品。作為一門生產,狹義的紡織是指紡紗和織造;廣義的紡織則還把原料初加工、繅絲、染、整,以至化學纖維生產都包括在內。紡織產品,除了供衣著之外,也供觀賞、包裝等用。在現代,還用於家庭裝飾,工農業生產,醫療、國防等方面。解決紡織生產實踐問題的方法和技藝就是紡織技術。而人們在此基礎上所掌握的基本規律的體系則構成紡織科學。

1 紡織生產和紡織科學 -紡織生產和紡織科學

 

2 紡織生產和紡織科學 -正文

  人們為了生活,第一要吃飯,第二要穿衣。自古以來,除了裘、革之外,幾乎所有的衣料都是紡織品。作為一門生產,狹義的紡織是指紡紗和織造;廣義的紡織則還把原料初加工、繅絲、染、整,以至化學纖維生產都包括在內。紡織產品,除了供衣著之外,也供觀賞、包裝等用。在現代,還用於家庭裝飾,工農業生產,醫療、國防等方面。解決紡織生產實踐問題的方法和技藝就是紡織技術。而人們在此基礎上所掌握的基本規律的體系則構成紡織科學。
  在人類歷史上,紡織生產是差不多和農業同時開始的。紡織生產的出現,可以說是人類脫離「茹毛飲血」的原始時代,進入文明社會的標誌之一。人類的文明史,從一開始便和紡織生產以及在此基礎上產生的紡織技術和紡織科學緊密地聯繫在一起。紡織生產出現以後,在很長的歷史時期內,一直作為農業的副業而存在。紡織科學也是與農學同時產生和發展的,只是主要靠言傳身教,文字資料並不很多。因此,紡織科學和農學一樣,由於誕生得早,在整個人類文化中處於特殊的地位。這種地位,在形成文字較早的民族,如中國漢族,可以從辭彙的形成過程看出其梗概。在漢語中存在著大量來源於紡織的辭彙。有的起源非常古遠,有的幾經輾轉引伸,粗看已不易發現這種淵源關係,但涉及面卻十分廣泛。例如,在殷商甲骨文中,「糹」旁的字有100多個;東漢的《說文解字》中收有「糹」旁的字267個,「巾」旁的字75個,「衣」旁的字120多個,都直接或間接與紡織有關。在現代漢語中,不管是各學科術語,還是日用的形容詞、副詞、抽象名詞以至成語,都有許多從紡織術語借用過來的字或詞。如「綜合分析」、「組織機構」、「成績」、「紕漏」、「青出於藍」、「籠絡人心」、「餘音繞梁」,等等。這裡,「分析」、「成績」導源於紡麻;「綜合」、「機構」、「組織」、「紕漏」導源於織造;「絡」和「繞」導源於編結和繅絲;「青」和「藍」導源於植物染料染色。
  紡織生產技術是世界各族人民長期共同創造和經驗積累的產物。世界三大文明發祥地對於開發主要紡織原料及其加工技術,都有其突出的貢獻:地中海南岸和東岸首先廣泛利用亞麻和羊毛。出土文物表明,大約在公元前4000年埃及已經生產各種亞麻織物。伊拉克地區曾出土同一時期用於羊毛交易的印記。東部和南部亞洲首先廣泛利用絲、麻和棉。中國曾出土公元前2700餘年的絲織品。大麻和苧麻也首先在中國廣泛種植。南亞次大陸曾出土公元前3000年的棉製品。中美洲和南美洲北部今墨西哥和秘魯地區,在史前時期已開始生產棉織物和毛織物。
  人類進入階級社會之後,紡織生產一直是統治階級立國的基礎之一。中國很早就有"天子躬耕、皇后親蠶"──提倡農耕和紡織的傳統。紡織品還一直是國家主要的實物貢賦之一。
  在近代歷史上,第一次「產業革命」是從紡織行業開始的。從此開創了大工業的時代。現代工業發達國家幾乎都是以發展紡織工業來積累資本,實現資本主義工業化的。社會主義國家,儘管在一個時期實行優先發展重工業的政策,但紡織仍是一個重要的經濟部門。以中國為例,在1980年,紡織生產總值佔全國工業總產值的13.4%,上交的稅金和企業的利潤佔全年財政總收入的14.8%,不僅保證了全國10億人民的衣著需要,而且為國家建設作出了重大貢獻。
  經過漫長的歷史發展,到20世紀80年代初,全世界每年生產的紡織原料約有3000萬噸,其中棉花和化學纖維大約各佔一半。麻、毛、絲所佔的份額不大,但是各具特殊的使用價值,受到人們的喜愛。紡織生產能力以佔主導地位的棉紡設備為例,已達到1.5億錠,供應著40多億人口的衣著和其他各種需要。但是,就紡織科學而言,儘管其歷史悠久,還存在一系列的課題,有待進一步研究。
         紡織生產的發展歷程
  紡織生產技術在歷史上經歷了兩次重大的突破:第一次是手工紡織機器的全面形成;第二次是與完善的工作機構的發明相聯繫的大工業的開始。

  手工機械化


  人類在原始社會階段已開始有簡單的紡織生產:採集野生的紡織纖維,搓績編織以供服用。經過幾千年實踐經驗的積累,隨著農、牧業的發展,人工培育的紡織原料逐步增多,所用工具也由簡單到複雜,經過一物多用的組合工具階段,慢慢演化出具有原始工作機構和傳動機構的機器,如繅車、紡車、織機等,成為人類歷史上最早的一批機器。不過,這還是手工紡織機器,因為它是由人手(或腳)發動的,而且人手還須參與牽伸、引緯等加工動作。這些機器的形成和配套,使紡織生產的產量、質量和勞動生產率大為提高。這是紡織生產技術的第一次飛躍。世界各民族中出現這次飛躍的時間有先有后。較早的如中國,大約是在春秋、戰國時期,即公元前500年左右,出土的漢代畫像石生動地記錄了手工機器的形象。較晚的如歐洲,大約在公元1200年前後。
  中國最晚到公元前1000多年的西周時,已有了官辦的紡織作坊,而且內部已有細密的分工。蠶絲是當時中國特有的高級紡織原料。繞成大絞的束絲成了規格化的商品。絲織物在商代已織有幾何花紋,到周代出現了較大花紋。出土的春秋、戰國時期的絲織品有絹、紗、紡、縠、縞、紈、羅、綺、錦及刺繡等,都是用繅車、紡車、腳踏斜織機等工具和挑花、多綜提花等技術製成的。從周代起,布、帛的幅寬和匹長都有了統一的標準。
  當時中亞以西各地人民為了獲得中國絲綢,派遣商隊跋涉萬里來到中國,走出了一條聞名後世的「絲綢之路」,促進了東、西方人民之間紡織技術和文化、經濟的交流。
  秦漢時,手工紡織機器已有很大發展。多綜多躡板和線綜牽吊式的大型花織機,多色套板印花技術都已出現。中國紡織技術更多地通過鄰近各國輾轉外傳。
  隋唐時期絲織繼續發展,日常衣料廣泛使用麻布。宋代出現了適於工場使用的麻紡多錠水轉大紡車,還有提花大花樓機,說明當時城鎮紡織手工作坊已很興盛。南宋後期,內地種植一年生棉花的技術有了突破,經過元、明兩代的推廣,到明代棉布生產規模已經超過了麻布。工藝美術織物如南宋緙絲、元代織金錦、明代提花絲絨等精品相繼出現。唐宋以來,隨著海上交通的發展,中國與世界各地之間紡織產品和紡織技術的交流更為頻繁。
  在紡織手工機械化時期,中國人作出了許多獨特的創造,下面略舉數端:
  ① 育蠶取絲:中國人發明採桑飼蠶,取絲生產精美的絲綢。
  ② 振蕩開松:利用弓弦振蕩彈松纖維,可免損傷。
  ③ 紗支自控:多錠紡紗車上有依靠砝碼平衡紗條的張力以控制加拈時捲入紗條的纖維量,從而使紗的粗細保持穩定。
  ④ 以縮定拈:發明打線車(土法拈線機)根據紗線加拈后縮短的原理,以縮短量來判定加拈程度。
  ⑤ 人工程式控制:花樓織機上的花本是控制提經次序的程序。拉花工依次提拉線,經紗便會按預定要求開口,從而織出設計好的花紋。
  ⑥ 特殊織品:用彩色絲織成大提花的錦,早已成為美好事物的代稱。用輕薄的紗織物製成的上衣,如馬王堆漢墓出土的一件重量僅49克,南宋的一件不到17克。緙絲用文字書畫作花紋,其欣賞價值幾乎達到和超過原作的程度。
  ⑦ 纈染技藝:纈是古代防染印花技術。苗族傳世的蠟纈品有自然的冰紋,具有特殊的美感。維吾爾族扎經纈,花紋帶無級層次的暈,富有特色。
  ⑧ 特種整理:廣東傳世薯莨整理產品香雲紗(見莨紗),不怕水,不貼身,是夏天或水上作業人員的良好衣料。
  ⑨ 勞動組織:中國自周代起已有規模巨大、分工細密的官營紡織染工場。唐代還按工藝或產品品種分設許多專門工場。
  ⑩ 統一標準:中國早在周代已有織物幅寬和匹長的統一標準。

  大工業化


  手工紡織機器從誕生到完善經歷了幾千年的發展時期。16世紀以後,歐洲手工紡織機器開始有了較大的改進,出現了裝有翼錠和筒管的手工紡車,到18世紀中,又有重大進步,發明了紡織機器的主要工作機構牽伸羅拉和飛梭機構,為近代大工業化紡織的出現準備了技術條件(見世界紡織史)。資本主義生產方式已在西歐佔了重要地位,殖民地的佔有,又使西歐國家有了豐富的紡織原料來源和廣闊的市場。這些又為近代大工業化紡織的出現準備了經濟條件。於是,在西歐的紡織行業中首先爆發了所謂「產業革命」,即由機器把工人的手從加工動作中初步解脫出來,逐步實現動力驅動的集中性的大工業生產方式。此後,各種紡織機械應運而生,使工人的操作水平和勞動生產率又一次大幅度提高。這是紡織生產技術的第二次飛躍。隨著大工業的成熟,紡織科學也由手工業時期零散的,多少不成文的形式發展成為比較系統,比較深入的一門應用科學,或稱技術科學。
  產業革命從西歐逐步擴展到美、日、俄等國。這些國家先後建設起龐大的紡織工業。例如英國人口不足5000萬,棉紡錠數一度達到6000餘萬。紡織工業為這些國家的資本主義工業化積累了巨額資金。這些資金的快速積累,一是依靠雇傭大量廉價的女工和童工,以每天長達12小時的工作日艱苦勞動;二是靠把紡織產品向人口眾多而技術落後的地區如中國和印度等國傾銷。其結果是這些國家的手工業生產體系被逐步瓦解。
  中國的有識之士認識到必須"振興實業,挽回利權"。於是,從19世紀70年代開始興辦近代化紡織工業,但是發展十分緩慢,而且幾經挫折。1950年以後才開始出現轉機,紡織工業得到有計劃按比例高速度的發展。1981年比1949年,棉紡、毛紡設備分別增長了2.6和4.7倍。針織、制絲和麻紡設備也有巨大的增長。從無到有,從小到大地建設了自己的化學纖維工業和紡織機械製造業。到80年代初,在紡織原料中化學纖維已佔20%。國家的成套機器設備武裝了新建的紡織廠,而且還有200餘萬錠規模的棉紡織染整配套設備提供給第三世界各國。中國的紡織工業已經成為擁有430餘萬職工,5000餘個企業的大行業。
       紡織的近代進展和前景

  進展和問題


  一、二百年來,紡織工業為了適應加工各種不同性質纖維原料的需要,發展了棉、毛、麻、絲等多種系列的工藝和機器體系。19世紀末以來,化學纖維的出現使紡織原料初步擺脫了對天氣的依賴。化學纖維的擴大利用,又使各種紡織工藝和機器系列產生許多新的變化。
  自從歐洲「產業革命」以來,紡織生產有了明顯的進步。例如,細紗機的單位產量和織布機的每分鐘入緯量都有成倍的提高。但是,紡織工藝的總面貌還沒有發生根本的變化。工藝冗長而不甚合理,依靠後道工序來修補前道工序的缺陷;工藝中斷次數較多,半制品搬運耗費勞力,機器效率較低而能源消耗較高;不少工廠的勞動環境達不到要求;細紗機和有梭織機的運轉速度已接近極限。紡織化學工藝18世紀以來進展較大。19世紀以後,人工合成染料取得一系列的成果。浸染、軋染實現連續化,溢流染色等新工藝誕生,各種染色助劑、載體及相應的染色機械出現,使染色逐步實現了機械化大工業生產。印花也逐步實現了自動化。滾筒印花機、圓網印花機等相繼出現。19世紀以來,出現了許多新型整理方法:軋光、拉幅、預縮、防皺整理、拒水整理、阻燃整理等工藝都在不斷完善。隨著化學纖維的大量使用,適應化學纖維純紡或混紡織物的新工藝也正在逐步形成。但還有許多方面有待深入。
  新興的化學纖維生產,取得了極其顯著的進展。化學纖維不但在數量上彌補了天然纖維的不足,而且在質量上也有了性能超過天然纖維的品種。通過改性、變性技術和新的特種化學纖維的開發,還湧現出一批高強、耐熱、高彈性等優良新品種,適應工農業生產和醫療、國防等領域的特殊需要。但是化學纖維尤其是合成纖維在某些重要特性方面(例如合纖的低吸濕性)還遠不如天然纖維。化纖長絲的利用可以免去制條(見紡紗)前的工序,似乎比較合理,但長絲織物透氣保暖性差,外觀單調,而且長絲製造技術還有若干問題。目前化學纖維的半數仍以切段的形式純紡或與天然纖維混紡。無紡織布雖然生產工藝較短,但許多性能還未趕上織物。紡織技術還有許多難題有待突破。
  20世紀後半葉,發達的工業國家除蘇聯外,在高消費、高物價、高工資政策影響下,勞動比較密集的紡織行業變得不太能賺錢了。這些國家過去以出口為基礎過分發展了的紡織生產力,已受到在民族獨立運動中迅猛成長起來的第三世界紡織工業的競爭。這些國家大都缺乏大規模發展天然纖維的土地和生產合成纖維的石油資源,因此他們的紡織生產景況日下並非偶然。但第三世界紡織業則正好相反。首先,生產的目的就是為滿足人民日益增長的需要;其次,這些國家擁有發展天然纖維的廣闊餘地和豐富的石油資源;第三,由於紡織工業的資金積累(包括國家稅收和企業利潤)快,能容納的就業人口多,對於解決這些國家當前面臨的經濟困難,恰能起重大的作用。所以整個第三世界紡織工業正欣欣向榮。中國是個明顯的例子。自1950年以來,根據「就原料、就市場、就勞力」的原則,國家有計劃地以內地和少數民族聚居地區為重點,逐步建設新的紡織工業基地,使過去畸形的布局得到改觀。到80年代初,中國大陸棉紡和毛紡設備達到1700餘萬和60餘萬錠,其中內地和少數民族聚居地區的份額相應佔40%和32%左右。國家有計劃地引進棉花、綿羊、桑蠶等良種,進行了天然纖維品種改良,使棉花、羊毛、蠶絲的品質改善,產量大幅度提高。國家收購量1981年比1952年棉花增加1倍以上,羊毛、蠶絲都增長 3倍左右。麻纖維的生產也有較大發展。1981年棉布產量達到143億米,比1949年增長6.5倍。雖然同期人口增長了80%,除大量出口外,人均得布量仍然增加1.5倍。在石油開發初具規模之後,國家又大力建設現代化石油化工基地,使合成纖維的生產能力在1981年達到60萬噸。中國從50年代初起有計劃地建設大規模的紡織機械製造業,並且組成按主機分工的專業化協作網。到80年代初中國已能製造紡紗、織造、染整、化纖等1500多種成套機器設備。其中細紗機在耐用性和單機產量方面,織機在維修方便和造價低廉方面,都居於世界的前列。
  中國的紡織機械製造能力已達到每年生產 100萬錠的規模。在紡織生產技術革新,新工藝、新技術研究,生產管理等方面也有很大進展。新技術如靜電紡紗已經達到中間性試驗的階段。中國多次大規模推廣普及先進操作法,如郝建秀工作法、五三保全工作法等,使工人群眾的操作技術有了提高。70年代末,中國許多紡織廠推行四班三運轉的勞動制度,以每8天為循環,每個工人做早、中、夜班和輪休各2天。減輕了夜班的疲勞,提高了機器的運轉率。隨著紡織專業教育和科學研究工作的開展,紡織科技隊伍在不斷壯大、成熟。1949年紡織工程技術人員只有7000餘人,到80年代初,已增長到6萬餘人。
  亞洲、非洲、拉丁美洲各國,雖然起步有遲早,發展規模有大小,但總的特點和趨向與中國相似。

  前景


  在可以預見的未來,人們需要解決下列一些技術關鍵問題:①創製在吸濕等舒適性能方面能夠與天然纖維相媲美的化學纖維,發展變形絲生產;②探索天然纖維變性、改性技術,使天然纖維能具備合成纖維特有的某些優良性質;③設計出原料初步加工和松解的更好的新工藝;④研究出更為有效的牽伸機構和新型紡紗方法;⑤發展無梭織機,研究多梭口織機、圓形織機,使之實用化;⑥開發更高水平的整理技術;⑦開發更適人體衛生和美觀要求以及工農業生產、國防特需的新產品;⑧更廣泛地應用自動控制、電子計算技術使紡織自動流水線儘可能延長;⑨建立更有效的生產管理體制;⑩進一步完善紡織學科理論體系。對這些課題的研究取得成果有可能促進紡織生產技術上的第三次飛躍。
       紡織產品及其加工過程
  

紡織產品


  現代紡織產品種類繁多,用途廣泛。人們頭上戴的,身上穿的,手上套的,腳上著的都離不開紡織品。現代紡織品不但外護人們肢體,而且還可以內補臟腑(人造血管、人工腎臟)。既能上飛重霄(宇航服),又能下鋪地面(路基布)。有的薄如蟬翼(喬其紗),有的輕如鴻毛(丙綸織物),堅者超過鐵石(碳纖維製品),柔者勝似橡膠(氨綸纖維製品)。可以面壁飾牆(掛毯),不怕赴湯蹈火(石棉布、消防服)。似還翁嫗以童顏(演員化裝面紗),真為戰士添羽翼(降落傘)。可護火箭之頭(芳綸纖維織物),可作防彈之衣。足以濾毒(功能纖維),何懼電擊(帶電作業服用的均壓綢)。美有錦、綉(刺繡),奇有緙絲。把這眾多的紡織品區以門類則是:織物、針織物、紗線繩帶、巾被毯帕、無紡織布和特種紡織品。織物按其所用之原料區分,則有:棉布、綢緞、呢絨、麻布等。針織物有汗衫、套衫、手套、襪子、駝絨等。巾被毯帕包括毛巾、被單、毯子、花邊、手帕、檯布等,大部分是特殊規格的織物,一部分則是針織物。紗線繩帶大多是供成衣、織造或其他工農生產使用的紡織品。無紡織布是將纖維均勻鋪層,用粘結針刺或縫合方法製成的片狀產品。毛氈就是最古老的無紡織物。特種紡織品是專供工農業生產、醫療或軍用的。此外還有造紙毛毯、帆布、漁網、輪胎帘子布、篩網、過濾織物、電絕緣的玻璃布、三向織物等。這些紡織品中,以織物和針織物最為面廣量大。近來還發展出交織和針織結合製成的織編產品,又為紡織品增添了新的門類。

  紡織原料


  紡織使用的原料,早先都取自動物或植物,如棉花、蠶絲、羊毛、麻,少量取自礦物,這些合起來稱為天然纖維。到19世紀末20世紀初,陸續出現了人工制的化學纖維。利用天然纖維素製成漿液,再固化成纖維的叫做人造纖維。如粘膠纖維;利用非纖維素的低分子量原料,用合成方法製成高分子物,再拉成纖維的叫合成纖維。化學纖維有長絲和切段兩種形式。目前世界合成纖維總產量中,滌綸、錦綸、腈綸三大品種佔90%以上。其中滌綸一種,就佔40%左右。發展化學纖維是解決人們穿衣問題的重要途徑,是當代世界各國發展紡織工業原料的共同趨勢。
  

加工工藝


  天然纖維都要經過初步加工,如棉花要軋去棉籽,蠶繭要揀選,羊毛要洗去砂土油脂,生麻要經脫膠。切段化學纖維和經過初步加工的天然纖維大都經過紡紗過程製成細、勻而長的紗線。蠶絲和化學纖維長絲有的經過加拈,有的則直接供應織造。紗線或長絲通過經緯交織、針織或兩者結合的織編三種形式的織造過程,就成為片狀的織物、針織物或織編產品。部分針織物可以直接成形,如手套和襪子。紡織產品經過染整加工,就具有了悅目的色彩、舒適的手感和其他合用性能,可以投放市場或者供縫製服裝等成品了。
      紡織科學的特點和原理體系
  

紡織科學的特點和難點


  紡織作為一門技術科學,研究的對象是纖維集合體和加工中所使用的機械(物理、力學的)和化學方法。集合體中的纖維,形成離散度很大的分佈。這種特性又往往與周圍環境(如氣溫、濕度)有密切關係。因此紡織作為一門應用科學,並不能簡單地搬用基礎學科的成果。例如應用流體力學分析氣流紡紗(見轉杯紡紗)輸送管與氣流杯內的纖維流動就遠比航空中的各種流體動力學分析複雜得多。紡紗規律帶有統計學性質,使描述帶有某種不確定性。這一點有些和氣象學相似。
  

紡織的原理


  儘管如此,紡織生產中還是存在著人們已經認識的規律體系。把纖維原料加工成為衣料等用品,要滿足耐用和美觀兩方面的要求。紡和織主要解決纖維的「取向」,即軸向排列問題,達到耐用的基本要求;染整則要改變纖維的表面和內部結構,主要達到美觀的要求,也提高產品某些方面的性能。
  紡紗是完成纖維沿軸取向的過程。在紡紗之前,纖維原料經過初步加工,去除了雜質,但內部各根纖維相互間存在著一定的橫向(左右並列)聯繫。如在棉花、羊毛、麻等纖維中尚有小範圍的成束、成叢的狀態,蠶繭中的絲呈8字形環狀。紡成紗線之後,纖維必須儘可能伸直平行,而且大體上沿紗線軸線取向,並且首尾銜接形成縱向聯繫。經、緯兩組紗線構成織物后,纖維就分別按織物的長度和寬度兩個方向取向,也就是「縱橫取向」。針織通過紗線的成圈串套過程,使其中的纖維也形成「縱橫取向」,只不過是由同一組紗線形成的。織造除了取向之外,同時還帶有藝術加工(織花)的因素。
  紡、繅  不管是古代原始方法,還是現代機械化的方法,都要經過破除纖維集合體原有的局部橫向聯繫──稱為「松解」,和建立新的沿軸取向的縱向聯繫──稱為「集合」的過程。松解是集合的基礎和前提,到現在為止,松解和集合都不是一次完成的。現代紡紗分為開松、梳理、牽伸、加拈4步。
  開松是將大的纖維塊扯散成小塊或小束。於是,橫向聯繫的規模和範圍縮小了。為以後進一步松解到單根狀態創造條件。廣義來說,麻的脫膠也是一種開松。
  梳理是在西歐發展起來的近代松解技術。梳理是將纖維小塊或小束松解成單根狀態,破除纖維間的橫向聯繫,但還不能完全消滅,因為梳理是由大量梳針進行的,梳理后,纖維頭尾大都呈彎鉤狀。所以,一根纖維內部兩段之間仍存在著橫向聯繫,而且纖維還有若干屈曲,各小段間還存在著某種橫向聯繫。梳理后,纖維群已形成網狀,再收成條子,便形成纖維間沿軸取向的縱向聯繫。但纖維仍較鬆散,容易變動,還只有初級的縱向聯繫。
  牽伸是將梳理后帶有彎鉤狀,捲曲的纖維所構成的集合體抽長拉細,使其中纖維伸直,彎鉤消失,同時使集合體達到預定的粗細。在牽伸過程中,纖維被一根根地從其周圍纖維群中逐步抽引,靠互相摩擦作用使彎鉤逐步消失,使捲曲逐步伸直。這樣殘存於纖維間的橫向聯繫才有可能被徹底破除,為建立有規律地首尾銜接的縱向聯繫創造條件。
  加拈是利用迴轉運動使纖維構成的細條繞自身軸心扭轉加上拈回,借纖維相互摩擦和外層纖維段在繞軸心迴轉而受拉伸時對內層纖維段的壓力,把紗條內纖維間的縱向聯繫固定下來。
  以上所述便是紡紗的本質過程。繅絲是通過順序舒解繭層中的絲縷(松解)和使若干根繭絲抱合起來(集合)卷繞成絞的過程。績麻是用手指分劈麻縷(松解),然後逐根首尾拈接(集合)成紗。現代氣流(轉杯)紡紗先經前紡製成條子,然後用刺棍梳理或用超大牽伸機構拉散(松解)成單纖維,輸入氣流杯內再併合加拈(集合)成紗。自拈紡和噴氣紡則是利用假拈或包纏以完成集合,但喂入的條子都必須事先經過一系列松解和集合的成條過程。
  總括起來,開松是初步的松解;梳理是松解的基本完成,同時又是初步的集合;牽伸是松解的最後完成,同時基本上達到集合;加拈是最後鞏固集合。這個過程可以用下面的略圖來表示:

  上述作用是迄今為止一切紡紗方法的基本的作用。紡紗並不僅限於這些作用,還有清潔(去雜)、精梳(去短、去雜)、併合等勻凈作用,都有助於提高產品的質量,但對能否成紗並無決定性影響,所以是輔助的作用。
  還有一種作用是卷繞,包括成卷、裝筒、繞管、絡筒、搖絞等,是為了使前,后道工序能相銜接,藉以解決生產過程連續性與工序間斷性的矛盾。卷繞對能否成紗或者成紗的質量也沒有直接的關係。當前、后兩工序連續完成時,其間的卷繞就可以省略。但在連續化還暫時做不到時,卷繞仍是必不可少的插入過程。
  織 造  包括機織、針織和織編,是通過經緯交織或串套建立紗線行間或列間的橫向聯繫,從而在紗線沿軸取向的基礎上發展穩定的縱橫取向結構的過程。這也不是一步完成的。以機織為例,要經過準備和交織兩步,具體又可分為整經、穿經、開口、引緯、打緯5小步。
  整經是在各根經紗之間建立局部固定的橫向聯繫的過程。通過整經,各根經紗的首尾已經排齊,限制經紗前後方向(沿Z軸)相對運動的自由。但在上下(沿Y軸)左右(沿X軸)方向上,仍有一定的相對運動的自由。
  穿經是更進一步使經紗在排列的次序、寬度和密度方面暫時地、局部地固定下來。綜(筘)附近的經紗段在左右方向上失去了相對運動的自由,只保留某些上下運動的自由。
  開口是通過各組經紗在上下方向暫時相對運動,為確立全體經紗在左右方向上完全固定的橫向聯繫準備條件,同時還把上一根緯紗與以前的緯紗間在前後方向上的橫向聯繫完全固定下來。
  引緯是在織口中穿入緯紗,使經紗有可能在左右方向上固定橫向聯繫。
  打緯把緯紗打入應處的位置,為消滅緯紗在前後方向上微小活動的自由創造條件。通過下一次開口,把這種可能變成現實。開口、引緯和打緯互相配合,周而復始,相輔相成。
  總括起來,先建立經紗局部固定的橫向聯繫,開始是在前後方向上,然後是在左右方向上;接著建立經紗和緯紗完全固定的聯繫:先為經紗左右方向固定作準備,再為緯紗前後方向固定作準備,最後實現兩個方向上的固定。從而形成織物穩定的縱橫取向的結構。這個過程可以用下面的略圖來表示:

  上述是機織的基本的或主要的作用。此外,在現代織造中,還有自動換梭、補紆、漿紗、送經、卷取等都是為了便於生產進行或是提高產品質量的,而對能否形成織物不產生決定性的影響,所以是輔助的作用。
  準備中的絡紗(絡筒和卷緯)則只是便於生產連續進行的插入過程。採用無梭織機便可以免去卷緯的工序。
  針織是先將紗線喂入,墊放到織針之上,彎成線圈,然後串套起來形成針織物。最後將針織物引出並卷繞。給紗、成圈(串套)和引出是三個主要運動。針織物靠同一根紗線同時形成縱向和橫向聯繫,所以結構不穩定。縱向拉伸時,橫向會縮小。但正因為能朝各方面拉伸,才使針織服裝貼身。針織物在織造中只要改變橫列內線圈數目和串聯方法,就能隨時改變幅寬,這就為在針織機上直接製成貼合人體外形的成件產品(如手套和襪子)創造了條件。
  染 整  包括許多種對紡織材料(纖維、紗線和織物)進行物理的或化學的處理過程。這些過程可以並為預處理、染色、印花和整理四類。
  預處理通常採用化學方法去掉纖維表面的附著物質,從而使其表面潔凈,現出本色光澤,既改善外觀又便利後續加工。
  染色是採用物理和化學結合的方法使紡織材料全面上色,以適應美觀的要求。纖維、紗線和匹料都可以染色。印花是採用特殊手段在紡織材料上按事先設定的布局部分上色,以美化織物外觀。纖維條、紗線和匹料均可印花。
  整理包括濕整理和干整理,以及新近發展起來的特種整理(防縮、防皺、防蛀、防燃和防水等),目的是賦予紡織材料以形態效果(如光潔、絨面、挺刮等)和實用效果(如不透水、不氈縮、免燙、不蛀、耐燃燒等)。
  總括起來,染整是賦予紡織材料以色彩或形態、實用效果的加工過程。色彩效果包括去色和上色。練漂可以去除原附的雜色,上色又分全部和局部:全部上色屬於染色,局部上色則屬於印花。產品的外觀形態、特殊表面性質和手感,除取決於所用原料和產品結構外,還靠整理加工來大大改善。染整工藝過程可以用下面的略圖來表示:

  染整加工就其本質來說是屬於「錦上添花」的輔助作用。如果只要求耐用性,那末,有時織物不經染整也可用作衣料等用品。
  化學纖維生產以合成纖維為例,合成高分子物的粘稠液通過帶有無數微孔的噴絲頭射出細絲狀的纖維,這也是一種松解過程。以後再經拉伸以提高絲內大分子的沿軸取向程度,然後經過定形和卷繞成為長絲束。長絲束可以用牽切法直接製成條子(見紡絲直接成條),也可以經過切段作為梳理的喂入原料。集合成紗是必經的後續工序。所以合成纖維紡絲(見化學纖維紡絲)同樣經過松解和集合的過程。
          紡織的學科分支
  20世紀50年代以來,紡織學科有了重大的發展。核心內容方面,在纖維科學和高分子化學的基礎上,形成了紡織材料學;在力學和機械學等的基礎上,形成了纖維材料機械工藝學;在化學和纖維科學等的基礎上,形成了纖維材料化學工藝學;在美學、幾何學和生理學等的基礎上,紡織品設計的內容愈加豐富。在邊緣內容方面,許多基礎科學和其他技術科學等與紡織實踐緊密結合,形成了一些新的學科分支和發展方向:如歷史學和經濟學等應用於紡織發展研究,形成紡織史;數學中的數理統計、運籌學和優化理論已廣泛用於紡織技術和生產;物理學和技術物理應用於紡織,促進了紡織儀器、紡織檢測技術和自動控制技術的發展;化學應用於紡織,形成了染料和助劑化學,並促進了脫膠、制絲和漿料化學工藝的發展;機械學、電子學等應用於紡織,形成紡織機械設計原理、紡織機械製造、紡織機械自動化等;環境科學等應用於紡織,與各種紡織工藝學相結合,完善了紡織工廠設計,紡織工廠空氣調節和紡織工廠環境治理等;管理科學應用於紡織,正在形成紡織工業管理工程等。按照工程對象,由於化學纖維的大量利用,原來棉、毛、絲、麻各類工藝學都在不斷變化,逐步形成棉型、毛型、絲型、麻型等紡織工藝學,都各自有特殊的纖維初步加工、紡繅、織造、染整、產品設計……等一系列工藝原理和工藝技術。儘管相互間有許多共同之處,但各自的特性使它們正在形成很不相同的 4個獨立分支學科。還有一個介於輕工和紡織之間的新興邊緣領域服裝學,正在形成之中。紡織學科各分支成熟的程度各不相同。它們的內涵和外延在不斷發展變化之中,有的內容彼此交叉,互相滲透。
  本卷在編寫過程中,為了選條方便和減少重複,採取了按生產過程,即兼顧核心內容和工程對象的折衷辦法分為下列10個分支:①紡織史、②天然纖維、③化學纖維、④絲綢、⑤紡紗、⑥機織、⑦針織、⑧染整、⑨紡織品、⑩綜合及其他。其中絲綢分支的織造、染整和產品內容分別歸入機織、染整和紡織品分支。綜合及其他包括紡織機械、紡織測試儀器、紡織工廠設計、紡織企業管理、紡織標準、刺繡、服裝、紡織高等教育、紡織科研機構、紡織學會、紡織期刊等。

 

3 紡織生產和紡織科學 -配圖

 

4 紡織生產和紡織科學 -相關連接

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