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1、第十章 纱线的基本结构参数,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。,第一节 纱线的细度与不匀,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,英制支数：适用于适用于棉纱、棉型纱线
2、 棉纱为9.89%时，在公定回潮率时一磅纱线中包括多少个840码。NeL/（840Gk）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。,3.股线细度的表示 股线细度表示法 特数制
3、:单纱特数合股数,如 14tex 2 16tex+18tex 公制支数:单纱支数/合股数,如26/2 复丝细度表示法:复丝总旦数/单丝根数,如150D/48F,二、细度偏差 定长制：号数偏差，纤度偏差重量偏差定重制；公制指数，英制支数只用支数偏差公称号数：纱线名义上的号数（整数）设计号数：纺纱工艺上的设计号数（整数或小数）实际号数：用抽样试验方法测得的号数（有小数）,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,三、纱线的细度不匀(fineness unevenness)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
4、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H 平均差 d 平均差系数H 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)均方差，均方差系数c 均方差系数C/x100%,(3)极差、极差系数：极差 Rmaxmin 极差系数 m(R/)100%,2、纱线细度不匀的构成 造成纱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
5、匀附加不匀,（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.
6、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,四、纱条不匀的检测1、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,2、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、电容式均匀度仪（UST均
7、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，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,五、不匀率指标的分析1.不匀率指数 I I
8、=C实际/C理论 12.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。,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,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,第二节 纱线的捻度与捻缩 twist and twist takeu
9、p,一、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。,二、纱线加捻的特征指标与测试1、加捻指标(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 仅能表示相同品种的加捻程度，不能表示粗细不同纱线的加捻程度。,(2)捻回角(twist angle)the angle between fibers or plies in a yarn and the yarn axis.,(3)捻系数(twist factor)atex特数制捻系数 a
10、m 公制支数制捻系数 ae 英制支数捻系数 Ttex特数制捻度（捻/10cm)Tm 公制支数制捻度（捻/m)Te 英制支数制捻度（捻/英寸)Ntex纱线的特数 Nm 纱线的公制支数 Ne 纱线的英制支数,捻系数的物理意义，可按图示，将纱的表层纤维螺旋线展开。,由展开图可知：d纱的直径(mm)h螺距或称捻距(mm)Ttex特数制捻度（捻/10cm)捻回角 Ntex纱的特数 纱的密度（g/cm3）,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,(4)捻向、捻缩 a.捻向：(direction of twist)Z捻，S捻,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
11、）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。,b.捻缩(twist takeup)反映加捻前后纱条长度的变化。捻缩率u=（加捻前后纱条长度差值/加捻前原长）100%随纱的u；股线：ZZ 的u为正值，ZS的u较为复杂。,2、捻度测试：解捻法和张力法两种。（1)解捻法：Z S+S
12、（2)张力法（解捻加捻法）Z S Z+2S,三、加捻对纱线结构与性能的影响 1.加捻对单纱的影响（1）对单纱强力的影响 纱线强力由两部分构成 单纤维强力 纤维间的摩擦阻力,加捻对单纱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,（2）对单纱断裂伸长率的影响 单纱断裂伸长率由三部分组成：纤维间相对滑移产生的伸长 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
13、断裂伸长率随增加而增加，当捻度很大时，纱断裂伸长,（3）对纱线体积重量、直径d的影响。，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，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）,2.加捻对股线的影响（1）股线强力一般：股线强力组成股线的单纱强力之和 原因：并合改善了条干均匀度 并合作用使单纱之间及纤维之间的接触压力，不易滑移。,同捻时 a单纱较大，则股线强力随而；a单纱较小，则股线强力随a股线先后。异捻时 a股线，股线强力先可能，到一定程度后再；a股线/a单纱=1.4
14、14，股线强力最大。,（2）股线伸长率 同捻纤维的倾角随a股线而，异捻随着a股线，纤维倾角先是，而后，也是先而后。,（3）股线光泽取决于表面纤维倾斜程度，倾斜程度大，光泽差，手感硬。股线异捻，且a股线/a单纱=0.707时，外层捻幅为0，即纤维平行于股线轴线，此时股线光泽优良，手感柔软。,第三节 纱线的毛羽与表征,一、毛羽的形态1.纱线毛羽(yarn hairiness)加捻成纱时伸出于纱身外的纤维端或打圈纤维。有：线状的（纤维头端）圈状的（纤维圈）簇状的（纤维集合体）,2.毛羽的存在的利弊利：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
15、不清）缝纫线没有毛羽上蜡,3.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1.单位长度的毛羽数 nf 最常用，反映毛羽的密度。2.毛羽平均长度和总长度 3.毛羽的总面积,三、毛羽的测量方法 1.目测评定法直观，综合性强，但只能作比较判断，没有具体数据。,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。统观的、方便的，变化条件多难控制（如火焰温度、纱线速度、纤维品种、回
16、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.光学投影法原理：连续运动的纱线在通过检测区时，凡大于设定长度的毛羽就会相应地 遮挡投影光束，使光电传感器产生 信号，经电路工作而记数、显示和 输出。只能测试一个侧面的毛羽数，与纱线实际 存在的毛羽数成正比。,4.静电法原理：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。5.光电测量法 原理：利用附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。,四、减少纱线毛羽的措施 1.合理选择原料 2.合理的前纺工艺，提高纤维的平行伸直度 3.防止纤维的扩散 4.减少对
17、纤维的摩擦,第四节 纤维在纱中的几何配置,一、纤维在纱中的几何形状1.短纤纱 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。,纱线张力yTfcos 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。,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
18、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，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。,2.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。,二、混纺纱中纤维的径向分布 1.概念径向分布指纤维在混纺纱截面内的分布。纤维的内外转移决定于：纤维性质 纺纱工艺（成纱结构）,2.指标 转移指数M(transfer coefficient)衡量混纺纱中不同品种的纤维在截面
19、上向外或向内分布程度的指标。M0 表示这种纤维向纱的外层转移，M表示向外转移程度越大，M=100%，表示两种纤维在纱的断面内完全分离；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%纤维集中分布在纱的内层。,3.影响纤维径向分布的因素：（1）纤维方面：a.长度影响 长向内，短向外。b.细度影响 细向内，粗向外。c.截面形状 异形截面纤维，抗弯刚度大，不易弯曲,向心压力小向外 圆形纤维优先向内转移。,d.初始模量（纤维小负荷下的伸长张力）E大的向内，E小的向外，e.弹性恢复 纤维受张力产生变形后恢复能力好，一旦 离开握持点，就倾向于恢复到原长。易向外转移。f.卷曲与表面状态摩擦系数大的纤维不易向内，而向外。,(2)成纱工艺 捻度大转移 纱线张力大转移,
