纱线的基本特征参数.ppt

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1、纱线的基本特征参数,纱线结构指组成纱线的纤维的空间形态、纤维间的空间排列关系、纱线的整体几何形态。主要包括纱线的细度、细度不匀、捻度、纤维在纱中的排列、毛羽等方面。纱线结构主要影响纱和织物的外观特征和品质性能，如手感、光泽、悬垂性等。,一、纱线细度（yarn fineness）1.纱线细度指标(1)直接指标：直径 d(2)间接指标：a.特数制：Nt=Gk/L1000 标准重量 GkG0(1+wk%)对于棉纱：Wk8.5采用绞纱称重法 b.旦数制：适用于化纤纱、绢丝纱 c.公制支数：适用于毛纱、毛型纱线 d.英制支数：见下页,第一节 纱线的细度与不匀,英制支数：适用于棉纱、棉型纱线,在公定回潮率

2、9.89时，一磅重的棉纱线所具有的长度的840码的倍数。,L 纱线的长度码；Gk 纱线的公量（磅）。Gk=G0(1+Wk),2.纱线细度指标间的关系(1)NeNt=C C 换算常数，随纱线公定回潮率而不同；,100+Wk 100+Wk 100+Wk 100+Wk Ne=583/Ntex(纯棉纱)Ne=590.5/Ntex(纯化纤纱),Ne=0.5905,Nm,Ne=590.5,Ntex,(3)纱线直径d：纱线的体积重量（g/cm3)当纱线的体积重量相同时，才有d Nt，Nd 与下列因素有关：纤维种类；纱线结构；纺纱工艺。,股线细度的表示 特数制:单纱特数合股数,如 14tex 2 16tex+

3、18tex公制支数:单纱支数/合股数,如26/2公支英制支数：单纱支数/合股数,如26/2英支，26S/2复丝细度表示法:复丝总旦数/单丝根数,如150D/48F,复捻股线细度的表示：特数制:单纱特数初捻合股数复捻合股数,如 14tex 2 3，16tex+18tex+14tex复捻丝细度表示法:复丝总旦数/单丝根数复捻长丝束根数,150D/48F 3,2.纱线的直径,图11-1 纱线直径的测量示意图,（1）直接测量,显微镜测量投影仪测量光学自动测量,表11-2 部分纱线体积重量,（2）理论估计平均值,3.重量偏差,公称特数：纺织加工最后成品名义上的纱线特数设计特数：在纺织加工过程中，考虑到筒

4、摇伸长、股线捻缩等因素，为使纱线成品符合公称特数而设定的纱线特数实际特数：经纺纱加工最后得到的纱线的实际特数,重量偏差：纱线实际特数和设计特数的偏差百分率,棉型纱线的重量偏差：用100米缕纱重量 重量偏差“”偏粗“”偏细,毛纱的支数偏差：支数偏差“”偏细“”偏粗,4.纱截面中的纤维根数n,棉纱：环锭纱不少于60根，转杯纱不少于130根；毛纱高支纱：不少于35根或42根,纱截面中的纤维根数的计算：,切片或切断分解点数；理论估算,5.复合纱的细度计算,复合纱是由纱条与长丝纱（短/长）、纱条与纱条（短/短）或长丝束与长丝束（长/长）复合纺纱而成。,二、纱线的细度不匀(fineness unevenn

5、ess)指沿长度方向的各个截面面积或直径的粗细不匀；也指各个截面内纤维根数的变化或单位长度纱线重量的变化。,不匀的危害：内在质量纱线强力，耐磨性，织物牢度 外观质量粗、细节在布面上形成云斑、阴影 工艺性引起强力不匀，增加制造过程的断头率，生产效率,1、细度不匀率的指标(1)平均差 d与平均差系数U 平均差 d 平均差系数U 式中：x总平均值x1小于平均数各次试验的平均数N 试验总次数n 小于平均数的试验次数,(2)变异系数,变异系数：又称离散系数，指均方差对平均值的百分比；,CV/x100%N 50时候,应用N-1,(3)极差、极差系数：极差 Rmaxmin 极差系数 m(R/)100%,2.

6、纱条理论不匀,(1)目光检测法（黑板条干法）：短片段不匀 表观直径或投影宽度 是评级依据之一 特点：方便直观，可同时看到片段不匀的程度和内容，如阴影、云斑、雨状，肋条等；并可具备分辨出不匀的内容，如粗节、细节、竹节、毛羽等，可供分析造成不匀的原因或工艺上改进的依据之一。人为误差大，经常要统一检验人员目光，且要相当熟练。,3.细度不匀率的测试方法,(2)测长称重法：长片段不匀 e.g.毛条、棉条、粗纱、细纱。方法简单、正确性高。不同片段长度的不匀率不能比较,(3)电容式均匀度仪（UST均匀度仪）可用来测定棉卷、条子、粗纱细纱或化纤长丝的均匀度。原理：纤维介质连续通过空气式平板电容器二极 板之间时

7、，由于纤维量的变化，引起电容 量的相应变化，经过一系列电路转换，将 讯号送入积分仪，波谱仪、记录仪。,积分仪：将试样线密度变化讯号，在预定的测定长度后，自动指示其不匀率，U平均差系数；CV 均方差系数。波谱仪：记录仪：记录通过电容极谱中纱条的粗细变化曲线（画出不匀率曲线）疵点仪：自动记录棉结、粗节、细节三种纱疵点。,(4)光电子条干均匀度测量法 1995年美国劳森亨普希尔公司（Lawson-Hemphill）制造的EIB-S光电子条干均匀度仪测量原理非常简单,利用CCD摄取纱条的投影宽度,还可以正交测量,结果接近黑板条干.分辩率高,但是多较厚/松,表面多毛羽的纱条,边界的化分存在误差.,造成纱

8、线不匀的原因有两个方面：纤维本身在纱中的随机分布产生的不匀随机不匀 纺纱过程中工艺及机械因素附加的不匀附加不匀,三、纱条细度不匀的构成及测量影响1.纱条细度不匀的构成波谱表达,（1）随机不匀（极限不匀、理论不匀）理论不匀的大小取决于纱截面中纤维根数的不匀和纤维截面不匀。理论不匀率的实际意义：指出某纱条的不匀率的最低限值；指出从纤维的角度如何改善纱条均匀度的因素,（2）附加不匀：牵伸机件不良造成的牵伸波 由牵伸罗拉引起的纱条厚度的波状变化 传动机构不良造成的周期性不匀 不匀的波长与波幅大小不变，周期性地出现于纱条上的一种不匀（非常有害），机械上的问题,由于操作不良形成的偶发性不匀a.经常发生的疵

9、点：棉结、粗节、细节棉结：长度4mm，直径比纱平均值粗0.5倍以上的纱条。粗细节：通常指粗于或细于纱条平均直径30%以上，长度为纤维平均长度的1.5倍左右的片段b.纱疵（少见）：长粗结纱，长细节纱，竹节纱，飞花、大结头、小辫纱 对纱线质量尤其是布面外观有很大危害的一种不匀。,纱条实际不匀率理论不匀率,图11-3 细度不匀的波谱图,（2）条干不匀的波普图,2.细度不匀测量的影响（1）方法的影响外观形态法：不考虑纱条内的填充密度，根据遮光或反光量评价纱条粗细；表达较为确切，但无法表达内在质量的差异；质量法：根据质量（或线密度）的变化评价纱条粗细，也不考虑纱条内的填充密度；测量原理的不同，纱条外观均

10、匀的，质量（线密度）不一定均匀；质量（线密度）均匀的，外观不一定均匀；外观和质量均匀的，纱条中纤维的组成比例也不一定均匀。,图11-4 变异长度曲线,（2）取样长度的影响,变异长度曲线：纱条的细度变异（变异系数的平方）与纱条片段长度之间的关系曲线。,外不匀（片段间不匀）将纱线分成很多等长片段，称量后求得的不匀率；Ce变异系数CV(L)2 内不匀（内不匀片段）将其中片段纱再分成很多等长小片段，称重后求得的不匀率 Ci变异系数CB(L)2总不匀率C 将全部纱线都分成极小的片段，称重后可求得纱线的不匀率,Uster均匀度仪：测出的不匀率接近纱条的总不匀率，相当客观地反映了纱条不匀率的水平。但不能反映

11、纱条不匀的结构。变异长度曲线：优：能反映不匀结构缺：费时，对周期性不匀不敏感,3.细度不匀引起的其他不匀,强力及强力不匀捻度不匀色差密度不匀粗细节等纱疵,第二节 纱线的捻度与捻缩,纱线加捻的目的作用短纤纱加捻使纤维之间抱合得更加紧密，使纱具有一定物理机械性质。长 丝改善加工性，提高抗起毛起球、抗勾丝性，强捻使织物风格独特。,一、纱线加捻的特征指标1 捻度T单位长度的捻回数。特数制 Tt 捻/10cm 公制支数制 Tm 捻/m 英制支数制 Te 捻/inch 仅能表示同样粗细的纱线的加捻程度。,2.捻系数,（1）捻回角,加捻后表层纤维与纱条轴线的夹角，称为捻回角。,捻系数的意义：当纱线的密度相等

12、时，捻系数与捻回角的正切值成正比，而与纱线粗细无关。因此，捻系数可以用来比较同体积质量、不同细度纱线的加捻程度。,（2）捻系数,决定捻系数大小因素：加工工艺要求 纱线和织物用途的要求,3.捻向(direction of twist),图11-6 捻向示意图,单纱 一般为Z捻；股线ZS（单纱Z捻，股纱S捻；股线捻向与单纱异捻）纱线结构稳定，手感柔软，光泽较好。ZZ（单纱Z捻，股纱Z捻；股线捻向与单纱同捻）纱线结构不太稳，易扭结，手感粗硬，光泽较差。（纤维倾斜大，单纱排列螺旋线明显）,经纬纱同捻 接触点纤维相互平行，齿合较好，不易滑移，织物紧密，手感发硬，光泽较差。（因为织物表面纤维倾斜相反）经纬

13、纱异捻 手感柔软，松厚（啮合差，易滑移),光泽好 不同捻向的纱线呈规律配置横条、竖条、彩条。,图11-7 纱线捻向对织物性质的影响,4.捻幅,图11-8 捻幅,单位长度纱线加捻时，纱线截面上任一点在该截面上相对转动的弧长，称为捻幅；捻幅可以表示纱线的加捻程度，也可以表示纱线截面内任意一点的加捻程度及方向。,5.捻度与捻回角的测量,图11-9 测量单纱和股线的捻回角,（1）直接计数法（解捻法）（2）退捻加捻法（张力法）(3)捻回角的测量,二、纱线的捻缩1.捻缩(twist takeup),图11-10 股线的捻缩,反映加捻前后纱条长度的变化,2.捻缩的测量,三、加捻对纱线性能的影响 1.加捻对纱

14、线强度的影响 纱线强力由两部分构成 单纤维强力 纤维间的摩擦阻力,加捻的作用：使纤维产生预应力，尤其是外层纤维，纤维间抱合力增大，有利于强度提高；捻回角的增大使纤维的承力在纱轴方向上的分力减小，影响纤维强力的有效利用。,加捻对纱线强度即有积极作用又有消极作用：捻度较小时积极因素起主导，捻度，纱强力；到临界捻度ak时纱线强力最大。当捻度ak时消极因素变成起主导，捻度再，纱强力。,加捻对长丝强力的影响：无捻长丝也有捻度，加捻后，抱合力增加，强力略有所增加。但由于有效分力强力很快,图11-11捻系数与断裂强度的关系,2.加捻对纱线断裂伸长的影响,短纤纱断裂伸长由三部分组成：纤维间相对滑移产生的伸长

15、纤维的伸长 纤维倾角和纱直径（变细）引起伸长。在实用的范围内，后两者的影响是主要的，纱的断裂伸长率随增加而先降低后增加，当捻度很大时，纱断裂伸长降低。,图11-12 拉伸中纤维与纱的伸长示意,3.加捻对纱线体积质量和直径的影响,(a)体积质量(b)纱线直径(c)股线体积质量图11-13 体积质量、直径和捻系数的关系,，超过一定范围后，影响不大，d，d，到一定捻度后，d变化不大，捻度(捻缩增大)，d又有增加趋势。,4 对手感、光泽的影响，手感硬，光泽差 5 对纱的均匀度的影响 加捻使表现均匀度变差。（加捻时，粗处的捻度少，细处的捻数多）,第三节 纱线的毛羽与特征,毛羽：伸出纱线体表面的纤维。毛羽

16、的存在的利弊：利：使布面形成浓密的毛绒（如：起绒织物）弊：影响纱线的外观，使织物纹路不清 影响加工工艺（如机织经纱开口不清）,一、毛羽的形成与基本形态1.毛羽的形成,（1）加捻形成毛羽在加捻过程中形成的毛羽。须条出前罗拉钳口时，表层纤维不受约束，而端部翘起或分离，形成前向毛羽；加捻纤维的尾端因不在须条包卷内侧，又无外力拉入时，易伸出在纱的表面而形成后向毛羽。,（2）过程形成毛羽产生在成纱汇聚点之后的加工工序中的毛羽。会形成端毛羽、圈毛羽和浮游毛羽。,2.毛羽的基本形态,图11-14 毛羽的基本形态,端毛羽圈毛羽浮游毛羽,3.毛羽的基本量,环锭纺纱线：主要是端毛羽8287；细纱中、小管纱时产生的

17、毛羽比满纱时多2030，其中前向毛羽约75，后向毛羽约20。,4.影响毛羽性状的因素有纺纱方法、纤维特性、纤维的平行顺直程度、捻度、纱线的线密度、纺纱工艺参数等。例：自由端纱比环锭纱的毛羽短而多；纤维粗、长、弹性好毛羽较长（如毛纱）纤维细、短、弹性差毛羽短、多(如棉纱）；纱的捻度、线密度大毛羽数。,二、毛羽的特征指标,毛羽总根数：单位长度内纱体内侧的毛羽累加根数，根/m；毛羽总长度：单位长度纱线内毛羽的总长度，mm/m;毛羽平均长度：毛羽指数：单位长度纱线内，单侧面上伸出长度超过设定长度的毛羽根数，根/m。,图11-15 毛羽指数与毛羽长度关系曲线,三、毛羽的测量方法,1 光电式测量法 利用附

18、有光学放大系统的光电仪、自动检测纱线单位长度的毛羽数量。是目前较为广泛应用的测量方法。,2.烧毛失重法 根据有毛羽纱线和无毛羽纱线的重量差值来评定纱线的毛羽。此法简便，但变化条件多难控制（如火焰温度、纱线速度、纤维品种、回潮率），只能求毛羽总重量，无法计算其数量、平均长度等，准确度低。,3.投影计数法 把纱放大后，在投影屏图象上人工观察计数纱上的毛羽数，以单位长度纱内的毛羽根数表示。简单直观，但费工费时，取样小，工作效率低，代表性不足。,4.静电法 利用高压电源使毛羽带电，然后用环形电极将纱线毛羽的静电引出，根据毛羽负荷的静电量来评定毛羽的数量。属间接评估方法，引出的电荷量不仅与毛羽的静电量有

19、关，还与纱线回潮率、导电性有关，因此测量结果不准确。,四、毛羽的控制1.纤维的选择：选择较长、抗静电性好的短纤纺纱，以减少毛羽；2.改善加工条件：尽可能减少对纱的直接和剧烈摩擦、减少静电，直接控制毛羽的发生和去除毛羽；3.改变纺纱方法：结构和复合纺纱可以有效地降低纱线的毛羽。,第四节 纱中纤维的转移与分布,一、纤维在纱中的转移1.纤维在纱中的转移,图11-16 环锭纱的加捻三角区,几何转移机理：纤维在扁平须条上的位置不同，仅发生在环锭纺中；张力转移机理：纱中纤维所走的路径不同，环锭纺较为明显，转杯纺、静电纺、赛络纺、分束纺中也有。,图11-17 转移机理对转移频率的影响,纱线张力yTfcos

20、向心压力 TrTfsin由此可知，在纺纱张力一定时，随着纤维在纱中所处的半径，纤维伸长，因此纤维张力，Tr。,在加捻三角区中，由于钢丝圈加捻作用和纺纱张力，使纤维产生伸长变形和张力，从而对纱轴有向心压力。,外层纤维由于在纱中所处半径和捻回角最大，因此其张力和向心压力最大，在它克服了周围纤维对它的阻力后，向纱的中间转移，而中间的比较松散的被挤到外面来。多次内外转移后就形成了复杂的圆锥形螺旋线。,纤维在纱中排列形态 正常转移圆锥形螺旋线 短纤维圆柱形螺旋线 未伸直纤维屈曲纤维；折迭纤维；弯钩纤维（相当于：减少了同时承受拉力的纤维的根数，减少了纤维长度，增加纤维长度的离散性）,环锭纺纱采用罗拉牵伸，

21、加捻与卷绕在同一机件上进行，大多数纤维被握持，承受张力较大，内外转移激烈，正常转移的圆锥形螺旋线纤维比例大。,新型纱线自由端纱和非自由端纱自由端纱主要有转杯纱，其加捻与卷绕是分开的，加捻区的纤维未被充分握持，所受张力小，伸直度较差，正常的内外转移纤维少，故强力低，伸长大。,2.纤维转移的测试方法,图11-18 示踪染色纤维的几何形态,示踪纤维法：将低于1的染色纤维混入未染色的纤维中共同纺纱，然后将这种混入示踪染色纤维的纱浸入与纤维折射率一致的溶液中，当光线通过溶液时，纱条基本上不发生折射现象，变得较为透明，在投影屏幕上可以清晰地观察到失踪染色纤维的几何形态。,二、纤维在纱截面中的径向分布1.纤

22、维在纱截面中径向分布规律,a.长度:长向内，短向外;b.细度:细向内，粗向外;c.初始模量：大的纤维向内；d.抗弯刚度：大的纤维向内；e.截面形状:异形截面纤维向外;圆形纤维优先向内转移;f.卷曲与表面状态：摩擦系数大的纤维易向外,2.纤维径向分布参数,图11-19 汉密尔顿指数计算流程及等分同心圆,M0 向外转移，M表示向外转移程度越大，M=100%，表示该纤维最大向外转移。M0 混纺纱中纤维呈均匀分布 M0 纤维向内转移，M表示向内转移程度越大，M100%纤维为最大向内转移。,（1）Hamilton指数：以计算纤维在纱截面中的分布矩为基础，求出两种纤维中一种纤维的向外（内）转移分布参数。,（2）Onion指数,1：表示两种纤维在外层均匀分布；1：A纤维较多地集结在纱的表层；1：B纤维较多地集结在纱的表层。,混纺比P/Q,