静电纺纱是自由端纺纱方法之一。因在纺纱过程中利用静电场使纤维伸直﹑平行排列和凝聚而称静电纺纱。静电纺纱的研究起源于美国。E.S.肯尼迪与S.奥格尔斯比﹑A.L.托马斯先后在1949年和1955年提出静电纺纱装置的专利﹐其后美国不少纺织企业进行静电纺纱研究。1971年美国电纺公司在国际纺织机械展览会上曾展出一台20锭样机(ESPⅢ型)﹐引起了对静电纺纱研究的重视。除美国外﹐日本﹑苏联﹑德国﹑瑞士等10个国家都先后开展了静电纺纱研究﹐但都处于实验室研究阶段。中国自1958年开展静电纺纱研究﹐1980年在上海建成1400头静电纺纱中间试验车间。

静电纺纱由纤维开松﹑输送﹑静电场凝聚﹑自由端加拈﹑筒子卷绕等工艺过程组成。由于纤维的开松方法不同﹐静电纺纱机分为两类。一类以罗拉牵伸作为开松机构﹐纤维的输送和凝聚利用静电场的作用﹔另一类以刺辊作为开松机构﹐利用气流输送纤维﹐而纤维的凝聚利用静电场的作用。静电场对纤维的作用力 F 等于纤维上的电荷量q 与其所在的电场强度E 的乘积﹐即F =q ‧;E ﹐方向为正电荷在该点所受力的方向。纤维所带的电荷量有几个来源﹕电晕放电﹐静电场中的电极由于高电压产生电晕放电现象使空气电离﹐纤维从空气中获得一定量的自由电荷。接触带电﹐纤维在进入电场之前与作为电极的前罗拉金属表面接触时获得一定量的电荷。摩擦带电﹐纤维进入电场之前在经过刺辊锯齿分梳时或沿管道内壁运动时﹐因摩擦作用产生电荷转移﹐使纤维获得一定量的电荷。电离作用﹐纤维中除纤维素外还含有水分和杂质﹐包括一部分水溶性电解质﹐在电场的作用下产生电离现象﹐使纤维两端产生数量相等的电荷。前三种来源使纤维带一种性质的电荷﹐分布在纤维的表面或内部﹔后一种来源使纤维两端带相同数量的异性电荷。纤维在电场中的带电性质主要取决于纤维喂入的方式和静电场的形式。在以罗拉牵伸作为纤维开松机构的静电纺纱装置中﹐使纤维带电的主要来源是接触带电和电晕放电﹔在以刺辊分梳作为开松机构的静电纺纱装置中﹐使纤维带电的主要来源是电离作用和极化作用。

棉纺静电纺纱工作原理是﹕棉条经刺辊开松为单纤维﹐利用气流把单纤维吸走﹐通过输棉管送入静电场。在高压静电场的作用下﹐由于极化和电离作用使纤维两端呈现相反的电荷﹐产生静电力F F 。沿AB 轴线的分力F ﹑F 使纤维伸直﹐并沿轴线分力较大的一方移动﹔垂直于轴线方向的分力F ﹑F 使纤维转动按电力线方向排列﹐并向电场中心移动﹐凝聚成自由端须条﹔由于电晕放电使纤维某一种电荷产生静电力F 作用在纤维的重心上﹐它将使纤维沿电力线方向异性电极运动。F 的数值较小﹐未在图中表示。凝聚在电场中心线上的自由端须条经过加拈器加拈成纱﹐然后由引纱罗拉引出直接卷绕成为筒子。 [!21ki@][@21ki!]

静电纱和环锭纱的成纱原理与过程不同﹐纱的结构和性能各有特点。与环锭纱比较﹐静电纱的纤维伸直度较差﹐结构分层﹐各层拈度不同﹐成纱拈度较多﹐弹性较差﹐手感较硬。但静电纱的条干较均匀﹐毛羽和棉结杂质较少﹐织物耐磨性能较好﹐吸色性好。由于电场罩壳内粘附纤维和输棉管﹑刺辊壳体内钩挂纤维而造成粗节纱疵﹐是静电纱的一个主要缺点。静电纱适宜织制深色大花哔叽﹑被单布﹑家具布等产品﹔也可用于针织提花台布和窗帘布﹐具有网眼清晰﹑手感挺刮的优点。静电纺纱还能纺制各种混纺纱﹑竹节纱和包芯纱﹐织制成具有独特风格的织物。

静电纺纱还存在制成率低﹑纱疵较多﹑劳动生产率无显著提高等问题﹐在投入工业化生产之前尚有待进一步研究。研究的课题是﹕纤维的电性能和合理的静电场﹐以增加静电场对纤维的作用和控制﹐提高成纱质量和制成率。合理利用气流的作用﹐减少气流场对静电场的干扰。高速高效的加拈器﹐充分发挥静电纺纱高产潜力。

(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:

以罗拉牵伸作为开松机构

纤维的输送利用静电埸作用

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.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;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