纺纱学是研究将纺织短纤维加工成纱线的一门科学，纱线一般都是由许多长度不等的短纤维通过捻接的方法制成的，长丝纱则是由很长的连续单丝捻合而成。

工艺流程

       纺纱工艺是将无序短纤维纺制成连续纱线的过程，一般包括原料准备、开松除杂、并合梳理、牵伸加捻、蒸纱定捻等工序。

       在纺纱过程中首先需要清除杂疵，即对原料进行初步加工，也称为纺纱原料的准备。原料的种类不同，杂质的种类和性质不同，加工的方法和工艺亦不同。原料的初步加工方法主要有物理方法（如轧棉）、化学方法（如麻的脱胶、绢丝的精练）以及物理和化学相结合的方法（如羊毛的洗涤和去草炭化）。

       原料经过初步加工后，纤维蓬松，为了减小体积方便运输，一般都会压缩打包供后道使用，所以纺纱厂需要对压缩打包后的纤维进行开松处理，并进一步去除原料上的杂质。

       开松后的纤维杂乱无序，需要进行梳理加工使之成为有序的纤维集合体纤维条。初步制成的纤维条的条干均匀度及纤维的伸直平行度都不好，需要再经过几道并合梳理，使之成为条干均匀、纤维平直的粗纱条供细纱机使用。

       纤维条中的纤维的抱合力是很低的，需要进行加捻使纤维之间相互抱合，成为具有一定强力的纱线才能供织布厂使用。并且经过前纺工序制成的粗纱条，虽然经过各道并合工序的牵伸已经具有一定的细度，但要想得到设定的纱支细度，还需要经过细纱机的进一步牵伸。

       经过细纱机的牵伸加捻后得到的细纱，往往纱线中的捻度并不稳定，存在很大的内应力，在褪绕时会褪捻缠绕成小辫子，所以细纱纺成后还需要经过高温定型，使捻度稳定后才能送到市场出售或拉到织布车间进行织造。

纺纱系统

       纺织纤维原料经过初步加工后就可以进入纺纱厂进行纺纱生产了。为了获得具有不同品质标准的纱线，对于不同的纤维材料，应采取不同的纺纱方法和纺纱系统，根据纤维的长度及性质不同，一般分为棉纺系统、毛纺系统、绢纺系统、麻纺系统。

       棉纺纺纱系统所用的原料有棉纤维和棉型化纤，其产品有纯棉纱、纯化纤纱和各种混纺纱等。在棉纺纺纱系统中，根据原料品质和成纱质量要求，又分为普梳系统、精梳系统和废纺系统。

       毛纺纺纱系统是以羊毛纤维和毛型化纤为原料，在毛纺设备上可纺制毛纱、毛与化纤混纺纱和化纤纯纺纱。根据原料品质和成纱质量要求，毛纺系统又分为粗梳毛纺系统和精梳毛纺系统。

       绢纺纺纱系统是利用不能缫丝的疵茧和废丝加工成的绢丝进行纺纱，根据原料的质量又可分为绢丝纺系统和蚰丝纺系统，蚰丝纺是利用绢丝纺系统的落绵为原料，可采用棉纺普梳纺纱系统或棉纺转杯纺纱系统或粗梳毛纺系统纺纱。

       麻纺纺纱系统有苎麻、黄麻、亚麻三种纺纱系统。苎麻纺纱系统一般借用精梳毛纺或绢纺系统，只是在设备上做局部改进，而短苎麻、落麻一般可用棉纺纺纱系统进行加工；亚麻纺纱系统的原料是打成麻，利用亚麻长麻纺纱系统加工，长麻纺的落麻、回麻则进入短麻纺纱系统。

       各类纺纱系统除了在原料准备和开松除杂工序有较大的差别，一旦纤维制成纤维条后，在后道的并条、梳理、牵伸、加捻、成纱工序上大都大同小异。

纺纱工艺

       目前使用面最广的纺纱工艺是环锭纺纱工艺，另外具有流程短、大牵伸、大卷装等优点的自由端纺纱工艺最近也有比较快的发展。

       1、环锭纺纱(ring spinning)

       现时市场上用量最多，最通用之纺纱方法。粗纱经过罗拉牵伸后，纤维束通过环锭钢丝圈旋转引入，筒管卷绕速度比钢丝圈快，棉纱被加拈制成细纱。广泛应用于各种短纤维的纺纱工程。钢丝圈由筒管通过纱条带动绕钢领回转进行加拈的同时，钢领的摩擦使其转速略小于筒管而得到卷绕。环锭纱的形态为纤维大多呈内外转移的圆锥形螺旋线，使纤维在纱中内外缠绕联结，纱的结构紧密，强力高，适用于制线以及机织和针织等各种产品。

       环锭纺(精梳)流程：清花--梳棉--预并条--条并卷--精梳--头道并条--二道并条--粗纱--细纱--络筒

       环锭纺(普梳)流程：清花--梳棉--头道并条--二道并条--粗纱--细纱--络筒

       2、自由端纺纱(open-end spinning)

       将纤维条松解成单纤维并再使单纤维凝聚成自由端纤维条，再加捻成纱的新型纺纱方法。凝聚的纤维条随纱加捻时一起转动，呈自由端形态，因喂入的纤维条和自由端纤维条呈断裂状态,故亦称“断裂纺纱”。按凝聚单纤维成自由端纤维条的方法不同，可分为气流纺纱或转杯纺纱、静电纺纱、涡流纺纱和尘笼(摩擦)纺纱等，其中以气流纺纱的应用最为普通。现时自由端纺纱大部份人即指气流纺纱，与常规的环锭纺纱比较有以下优点：加捻与卷绕运动分开，气流纺纱机上的总牵伸要比环锭纺纱机大得多，加捻可高速施行；加捻后纱条直接绕成筒子，卷装容量大。

       A、气流纺纱(rotor spinning) 亦称“转杯纺纱”，最有成效的自由端纺纱方法之一。核心是一个纺杯，纤维条从喂给罗拉与板间输入，被高速小剌辊(分梳辊)开松成单纤维，纺纱杯内的负气压使单纤维随补入气流经输送管道进入纺纱杯内，在转杯高速回转的离心力作用下，沿光滑内壁紧贴到转杯最大内径处的凝聚槽内，形成环状纤维条。生头与接头时，引纱线尾随补入气流从引纱管放入，同样因转杯的离心作用贴于凝聚槽内，使纱尾与纤维条相连接，引纱拉出纺纱杯时，纤维条随纱尾离开凝聚槽，并同时受纺纱杯的高速回转加捻成纱，经阻捻盘、引纱管被输出罗拉拉出，由槽管带动筒管卷绕成筒子。适宜纺短纤维，中粗特纱，纤维条清洁而均匀，成纱捻度较多，其形态与环锭纺不同，外观上气流纺是捻度高，纱芯由一层捻度低的纤维包围，从轴心到表面的成纱，承受分布不均匀的张力，气流纺的纱多用于制织灯芯绒、劳动布、色织绒和印花绒等，气流纺的工序： 清花--梳棉--头道并条--二道并条--气流纺纱

       B、涡流纺纱(vortex spinning) 自由端纺纱方法之一，纤维条由喂给罗拉与喂给板间输入，被高速小剌辊开松成纤维，然后随着气流经输送管道切向进入静止的涡流加捻管。涡流加捻管下部同空气负压源连接，喷嘴与加捻管内壁成切向配置，喷嘴的向上运动的涡流部分在管内受下部空气负压源的作用而减弱，使切向进入加捻管的纤维沿管壁呈螺旋状，在稳定的涡流埸内凝聚成回转的纤维环，接头时，引纱纱尾随补入气流通过引纱管，在离心力作用下同纤维环相连接。当引纱从纺纱头拉出时，纤维环一旦被削离，削离部分的纤维条被回转的纤维环加上捻回而成纱，并由槽管带动筒管卷绕成筒子。机构和操作简单，纺纱速度极高，无纤维散失，飞花少，加捻效率较低。适合纺制化纤、纯纺或混纺的中粗号纱，用作起绒纱和包芯纱等效果较好。

       C、喷气纺纱(jet spinning) 一种非传统纺纱方法，利用喷射气流对牵伸后的纤维条施行假捻时，纤维条上一些头端自由纤维包缠在纤维条外围而纺纱。有单喷嘴和双喷嘴式两种，后者纺纱质量好且稳定。纤维条被牵伸装置拉细，从前罗拉输出，经第一喷嘴、第二喷嘴、导纱钩、引纱罗拉，由槽筒卷绕成筒子。两喷嘴的涡流旋转方向相反，且第二喷嘴的旋涡强度大于第一喷嘴，使两个喷嘴间纱条上的捻回能克服第一喷嘴对纱条所加的扭矩和阻力，传向前罗拉钳口处。纤维条外围被加捻的纤维自由头端受第一喷嘴的影响，以相反的方向包缠到纤维条上，受捻的纱芯部分纤维经过底二喷嘴后退拈，而包缠纤维则在反向退拈过程中愈包愈紧，提供成纱强力及抱合力。同环锭纺纱比较，有产量高、卷装大、工序短等优点。喷气纺纱速度范围由100-200米/分钟，适纺纱支范围是5.5-3.0特克斯，产量为环锭纺10倍，气流纺2倍，适纺各种短纤和长丝包芯纱、加工合股中长化纤纱，喷气纺纱形态似气流纺，手感硬，毛羽好。 喷气纺工序：清花--梳棉--预并条--条并卷--精梳--头道并条--二道并条--喷气纺纱。

       D、静电纺纱(electrostatic spinning) 自由端纺纱方法之一，由纤维开松、输送、静电凝聚、自由端加捻、筒子卷绕等工艺过程组成。其中纤维开松和输送的方法有两种：

       (1)以罗拉牵伸作为开松机构，纤维的输送利用静电埸作用；

       (2)以刺辊作为开松机构，利用气流输送棉纤维。

       静电纺纱常用后一种方法，棉条在喂棉罗拉与喂棉板间输入，被高速回转的小剌辊开松成单纤维，借输棉管的气流作用吸入由高压电极(+)、加捻器电极(-)和封闭罩壳组成的静电埸内。棉纤维被电离和极化的作用下被伸直、排列并凝聚成纤维条，引纱由空心加捻器引入后不断捻取纤维条中的纤维，高速回转的加捻器加捻成纱，并由槽筒卷绕机构绕成筒子。棉纤维属不良导体，进入静电埸的纤维需要预先给湿，使其具有较高的回潮率。凝聚的纤维条受到各种阻力的作用回转并不充分自由，加捻效率较低，可纺制各种混纺纱、竹节纱和包芯纱,还可制成具布独特风格的织物.。静电纺的纱适合于制织被单布、家具布、针织提花台布和窗帘布等产品。

       E、摩擦纺纱(friction spinning) 利用机件表面对纱条表面的摩擦作用，使产生捻度成纱的一种方法，较成熟的有尘笼纺纱。

       尘笼纺纱(DREF spinning)又名德雷夫纺纱（摩擦纺纱的一种），大都合称为摩擦纺，属自由端纺纱方法。传统的走锭纺纱，环锭纺纱和气流纺纱技术都受到物理机械的限制，影响纱线生产速度，生产能力，纤维原料的选用和纱线自身构造，摩擦纺这方面的限制就比较少。其原理是纤维条经剌辊松解成的单纤维，借气流作用，吹送到一个回转尘笼表面，一对尘笼之间的间距甚少，回转速度和转向相同，随尘笼回转的纤维层到达两尘笼三角区时，受两尘笼表面搓转加捻成纱，经导纱钩引纱罗拉，由卷绕机构直接绕成筒子。适纺粗特纱，也可夹长丝纺包芯纱，通常织制粗厚织物或各种毯子。

       3、无拈纺纱(twistless processing)

       使用粘合剂使纤维条中的纤维互相粘合成纱的一种纺纱方法，粗纱经牵伸装置牵伸后，须条被送到加捻滚筒上，与滚筒上来自槽箱中的薄层粘合剂接触，纤维条由数根回转的小压辊与滚筒一起向前输送，其中一根小压辊还同时作轴向往复运动，将纤维条搓成圆形截面，并使每根纤维都能均匀地接触到粘合剂，圆形纤维条通过加热器烘燥，纤维互相粘牢成纱。纺纱速度可比常规纺纱方法大2~4倍，制成的纱可供织造用。

       4、自拈纺纱(self-twist spinning)

       一种非传统纺纱方法，将两根纤维条经牵伸装置拉细，由前罗拉、搓捻辊输出，在导纱钩处合并，搓捻辊除回转外，并快速轴向往复运动搓转纱条，使搓捻辊前后的纱条获得方向相反的捻回，在导纱钩处并合后的两根纱条，依靠它们本身的抗扭力矩自行拈合成双股自拈纱，卷绕成筒子。自拈纱的形态特点是相邻纱段交替地呈正反方向的捻回，交替处为无捻回。在捻线机上加一个方向的捻度，制成加捻自捻线(STT纱).，两组自捻纱以无捻区相位差90°配置并合而成的四股纱，简称“2ST纱”，再在捻线机上低捻并制成(2ST)T纱。两次自并称为“(ST)2”纱。用一根长丝代替自捻中一根单纱条时，可以相应地制成STM和(STM)T纱。此纺法专用于多股纱线上，如毛纺或仿毛化纤产品，高质量的自捻纱可直接用于纬编针织，但机织用经纱，须使用加捻自捻线，改善强力性能。

       5、离心纺纱(centrifugal spinning)

       以高速离心罐(杯)和升降导纱管实施加捻卷绕的连续纺纱方法。粗纱经过牵伸装置后由前罗拉连续输出纤维条，经导纱钩、导纱管进入高速回转的圆柱形离心罐中，纱条在离心力作用下紧贴于罐内壁而与罐子同转，使导纱管下端与前罗拉间的纱条受到加捻作用，并用导纱管下水平方向纱条转动速度落后于离心罐而产生卷绕。导纱管按一定规律升降,形成交叉卷绕的纱饼，卷绕达到一定长度要求时，前罗拉停止输出纤维条，导纱管上升退出离心罐，将空筒管急速下降到离心罐内，纱头钩住筒管下部的钩纱器，使纱饼上的纱退绕到筒管上，退绕完毕取下满管。同环锭纺纱比较，功率消耗大、回丝多、断头难处理、纱重绕到纱管上时前罗拉需停转，影响生产率，现时很少人使用。

       6、帽锭纺纱(cap spinning)

       以锭帽和筒管共同实现纱条加捻卷绕的纺纱方法，用于毛纺和麻纺。钟罩型式的锭帽固定在锭子顶端，筒管活套在锭子上，粗纱经牵伸装置拉细后由前罗拉连续输出纤维条，经导纱钩、锭帽下沿卷绕在筒管上。筒管回转时，带动纱条绕锭帽下回转，纱条不断加上捻回，锭帽对转动纱条的摩擦阻力使纱条不断地卷绕在筒管上。筒管随升降板按一定规律作升降，将细纱卷绕成一定的卷装形式。帽锭纺纱法的纺纱张力小，断头少。

       7、走锭纺纱(mule spinning)

       一种周期性实施纱条牵伸、加捻和卷绕三个作用的纺纱方法。一个工作循环分为四个阶段：

       第一阶段：纺出，牵伸装置牵伸粗纱并送出纤维条，走锭车离开牵伸装置向外移动，对纱条略加牵伸，锭子回转加捻细纱；

       第二阶段：加拈，牵伸装置和走锭车停止不动，锭子连续回转，完成细纱的加捻；

       第三阶段：退绕，牵伸装置和走锭车继续静止，锭子以加捻时相反的转向缓慢地回转，把纱圈从锭子尖端退绕出来，上成形钩下降，引导退绕出来的纱圈，下成形钩上升，拉紧纱条；

       第四阶段：卷取，牵伸装置继续停止，走锭车很快地向牵伸装置移动，锭子按加捻时的方向回转，卷取细纱,，上成形钩引导细纱使卷绕紧密和形成一定的卷装，下成形钩拉紧纱条。

       缺点多，机器间歇性工作，产量低，机构复杂，占地面积大，除纺制少量极细、极粗、弱捻或均匀度要求很高的细纱才用这种方法外，已被环锭纺纱等替代。有些是上机器锭子不走，而带牵伸装置的机架来回移动，即走架式。

结构型纺纱新产品

       随着生活水平的提高，人们对纺织品式样和性能的需求也越来越广泛。尽管新潮、时尚化和个性化不断的催生出五彩缤纷的纺织品世界，但就环锭细纱机生产的纱线新产品而言，可以分为两大类，即原料型新产品和结构型新产品。原料型新产品就是一种或多种不同功能的新纤维进行纯纺或混纺生产的纱线新产品。原料型新产品一直是纺织工作者研究的重点，而结构型新产品是近几年发展较快的纱线产品，它是通过在细纱机进行机构改造或增加装置，改变纱线成纱机理，形成不同形态和结构的新产品。

       1.紧密纺

       紧密纺是在传统环锭细纱机前罗拉的前面加一个集束区，使得纤维在被加捻前有一个整理集束的过程，减小甚至消除加捻三角区，使纤维聚集紧密，排列均匀顺直，边缘纤维减少，因而成纱毛羽减少，成纱条干和强力得到改善。目前紧密纺聚集纤维有两种方式，一是通过气流聚集纤维；二是通过机械的方式聚集纤维。

       在紧密纺加捻成纱的过程中，纤维较顺直平行，结构良好，纤维的内外转移减少，须条表层纤维和两侧边缘纤维受到控制，纤维头端易被捻合到纱体内部，因此紧密纺纱条干均匀，强力提高，毛羽减少，而且耐摩擦性能提高。另外，在后续加工中可以省去烧毛、免去上蜡、减少织物起球，提高织机的效率，改善织物的印染效果。

       紧密纺从技术方面应该说是成功的，紧密纺纱的质量水平也较高，就是运行成本和投入成本确实比较高。在环锭细纱机进行紧密纺技术改造较复杂，要求较高，因此其改造和生产成本高。同时紧密纺对粗纱的条干和均匀度较高要求。紧密纺产品紧密、均匀、光泽好，适宜传统高档织物用，但并不能替代普通环锭纺纱，如起绒织物用纱及一些特殊风格产品用纱仍需在普通细纱机上完成。

       2.赛络纺（sirospun）

       赛络纺是在传统环锭细纱机上纺出类似于股线结构纱线的一种纺纱方法。赛络纺技术最早在毛纺上得到应用，后逐步应用到棉纺上。赛络纺是将两根保持一定间距的粗纱平行喂入细纱机同一牵伸区，牵伸后，由前罗拉输出两根单纱须条，两根单纱须条上各有少量捻回，最终汇合在一起，进一步加捻成类似股线的赛络纱。

       赛络纺的实质是对两根单纱须条合股进行同向加捻，因此在单纱须条加捻段中，纤维的转移没有普通细纱加捻那么强烈，纤维较顺直，空间螺旋线状纤维少，纤维头外伸机会少，纱体表面光滑。当两根须条汇合进行同向加捻时，合股加捻的捻度增加较快，纤维螺旋线及倾斜度增加，股线强力增大，由于其加捻机理有别于一般双股线，所以赛络纺纱纤维排列整齐，毛羽较少，结构紧密，光泽和耐磨性均较好。

       赛络纺两根粗纱可以是不同纤维，也可以是相同的纤维或是两根相同混纺比例的纤维，用这种纱织成的织物经单染一种纤维或两种纤维用不同的颜色双染，织物可呈现一种丰满活泼的风格，立体感较强，因此在许多高档纺织品中广泛使用。

       环锭细纱机生产赛络纺纱改造难度较小，对传统环锭纺进行简单改造和工艺调整就可实现。在环锭细纱机上生产赛络纺应注意以下几个问题：

       ①由于采用双粗纱喂入，粗纱架要进行增容改造，粗纱采用较小的卷装，粗纱定量有一定的减小；另外相应的需采用双槽导纱器。

       ②要生产类似股线风格较细的纱线，除了粗纱采用小定量外，细纱机应采用较大的牵伸倍数，因此对细纱机牵伸机构要求较高。

       ③由于双粗纱喂入，为了防止其中一根断头，而另一根继续生产的现象，应加强值车管理，减少看台或在导纱钩到前罗拉间安装断头显示装置。

       3.赛络菲尔纺（sirofil）

       赛络菲尔纺是由赛络纺发展而来，在传统环锭细纱机上喂入的两根粗纱中，用一根长丝取代一根粗纱，长丝既可是有弹性的 (如氨纶丝)，也可以是几乎没有弹性的 (如POY、FDY)，直接从前钳口后面喂入，和经过牵伸的短纤须条在前罗拉钳口同时输出，两者间距比赛络纺要小些，由同一个锭子加捻，形成了有双股线结构的赛络菲尔纱。赛络菲尔纱和普通包芯纱的区别是，长丝和短纤呈股线结构，短纤没有把长丝完全包覆住，因此又称为包缠纺纱。

       与常规的细纱相比，赛络菲尔纱和赛络纱一样是直接从细纱机上纺制出具有类似股线结构和性能的纱线，有利于缩短工艺道数，提高生产效率，降低生产成本。目前，这种纺纱技术在毛纺生产中得到了较普遍的应用，在棉纺细纱机上正在尝试生产使用。

       4. 缆型纺

       在传统细纱工序中，一般都是由一根粗纱经牵伸成为一根细纱；缆型纺则不同，当经牵伸后的须条从细纱机前钳口输出时，有一个分割轮将其分割成两股以上的纤维束，纤维束在纺纱加捻力的作用下，围绕自身的捻心回转，获得少量捻度，这些带有一定捻度的纤维束向下移动汇交于一点，并围绕整根纱线的捻心积极回转，最后形成一种具有特殊风格，与传统纱线结构完全不同的新型纱线，这种纺纱方法即缆型纺纱。

       缆型纺是为了解决针织面料在外力摩擦的作用下容易起球起毛而出现的。缆型纺纱线与传统单纱和赛络纱相比，纱线强力高，耐磨性好，毛羽少，织成的织物纹路清晰，不易起球。缆型纺的优点凸显于织造过程，断头少，开口清晰，修补工时少，提高了织造效率。另外缆型纺对原料要求低，适合纺低支产品。