纱线测试实验.doc

实验2 纱线测试实验一、实验的目的与要求掌握纱线认识与纱线支数的测试；纱线捻度的测试；单纱强度及伸长率测试试验。要求学生认识常规纱线的外观特征，掌握纱线支数的测试方法，并进行细度指标间的换算。了解捻度机仪器的结构，掌握各种单纱及股线的捻度的测试方法，并掌握单纱强力机的结构和原理，掌握纱线强伸度的测试方法。二、基础知识1纱线的线密度测定线的线密度（细度）是表示纱线的粗度程度的指标， 纱线线密度决定着织物的品种、风格、用途和物理机械的性质。线密度低的纱线其强力一般较低，织物的厚度轻薄，单位面积的重量也较轻，适于作轻薄性衣料；线密度高的纱线，其强力则较高，织物厚实，单位面积的重量也较重，故适于作中厚型衣料。纱线的线密度指标有两类，即直接指标和间接指标，直接指标用纱线的直径来表示。间接指标是利用纱线的长度和重量间的关系来间接表示纱线的线密度的因为纱线柔性体，截面并非圆形，在不同外力作用下可能呈椭圆形、跑道形、透镜形等形状。纱线的理论直径通常是由纱线的线密度换算而得。纱线表面有毛羽，截面形状不规则，并容易变形，较难实际测量，故纱线的线密度常用间接指标表。纱线线密度间接指标有定长制（特克斯和旦尼尔）和定重制（公制支数、英支支数）两种。定长制系指一定长度纱线的重量，它的数值越大，表示纱线越粗。定重制系指一定重量纱线的长度，它的数值越大，表示纱线越细。我国法定计量单位线密度的单位为特克斯（tex），它是指1000m长纱线在公定回潮率时的重量克数，目前我国棉纱线、棉型化纤纱线和中长化纤纱线的线密度规定采用特克斯为单位。采用绞纱称重法来测定纱线的特数：绞纱周长为1m，每缕l00圈，每批纱线取样后摇30绞，烘干后称总重量，将总重量除以30，得每绞纱的平均干量。根据下式可求得所测纱线的线密度，单位为特克斯(tex)。如下：Ntex= 10G0式中：Ntex 纱线的线密度（tex） G0 绞纱平均干态质量（g） WK 纱线的公定回潮率（%）在毛纺和绢纺生产中，习惯采用公制支数为单位以往曾采用以公制支数为单位。采用绞纱称重法来测算纱线的公支支数：绞纱周长为1m，每绞精梳毛纱为50圈长50m，每绞粗梳毛纱为20圈长20m，每批纱取样后摇20绞，烘干后称总重，求得每绞纱的平均干态质量后，按下式计算所测纱线的公制支数：Nm= 式中：Nm 纱线的公支支数 L 绞纱长度（m） G0 绞纱平均干态质量（g） WK 纱线的公定回潮率（%）纱线以往使用英支支数，英支支数是指在公定回潮率时，每1磅纱线中有多少个840码长度数，其计算公式为： Ne= 式中：Ne 棉型纱线的英支支数 Le 绞纱的长度（码） Gek 纱线的公量（磅）棉型纱线英支支数与公支支数特克斯间的指标换算时，应注意公制、英制公定回潮率的不同。对纯棉纱来说，英制公定回潮率为9.89%，特克斯制公定回潮率为8.5%，其换算公式为：Ne=590.6= 精梳毛纱的英制支支数是指公定回潮率时1 磅纱线中有多少个560码的长度数。粗梳毛纱的英制支数是指公定回潮率时1 磅纱线中有多少个1600码的长度数（称为粗梳毛纱纶），也有的是指公定回潮率时每磅纱线长度为300码的倍数（称为粗梳毛纱克特）。常见纱线的公定回潮率见表2-1：表2-1 各种纤维的公定回湖率纤维种类公定回潮率（%）纤维种类公定回潮率（%）原棉8.5苎麻12洗净细羊毛16黄麻14洗净粗毛15亚麻12山羊绒15粘胶纤维13干毛条18.25铜氨纤维13油毛条19醋酯纤维7桑蚕丝11维纶5锦纶4.5氨纶1腈纶2丙纶、氯纶0涤纶0.4混纺纱线的公定回潮率，是按混纺组分的纯纺纱线的公定回潮率()和混纺比例加权平均而得，取一位小数，以下四舍五入，其计算公式如下：Wk（%）=式中：Wk 混纺纱的公定回潮率（%） Wk1、Wk2、Wkn 混纺各组分的纯纺纱线的公定回潮率()A、B、N 混纺各组分的干态重量比2纱线的捻度和捻缩测定纱线捻度是纱线单位长度上的捻回数，即纱线绕其自身轴向的旋转度。捻度能表示相同品种相同粗细纱线的加捻程度，但当纱线粗细不同时，捻度不能反映纱线的加捻程度。棉纱及棉型纱线采用特制捻度Tt，即10cm长度内的捻回数：精梳毛纱及化纤长丝采用公制捻度Tm，即每米长度内的捻回数。试样的实际捻度按下式计算：21 特数制实际捻度Tt：22 公制支数实际捻度Tm：纱线加捻方向，分别根据纤维在单纱上或单纱在股线上的倾斜方向不同，分为Z捻和S捻两种。如果单纱上的纤维或股线上的单纱，在加捻后由下而上系自右向左倾斜的称为S捻（顺手捻）；而由下向上系自左向右倾斜者为Z捻（反手捻）。如图2-1所示。图 2-1 S捻与Z捻加捻程度对纱线的结构、物理机械性能和织物风格，如拉伸性能、直径、体积重量、刚柔性、毛羽、织物外观和手感等有很大影响。对生产企业而言，加捻多少对纱线的产量影响很大。一般不影响纱线质量的条件下，降低捻度可以提高生产效率。捻度的多少，应根据纱线的用途（机织用纱、针织用纱和股线用纱等）而定。在工厂中捻度实验，各品种、各机台每季度至少轮试一次。试样应在各机台上随机取得，每台不少于个纱管，并不得在同一锭带上拔取。每个纱管取样次数，以及每次试验总数均有国家标准规定。试样退绕时，必须与实际加工退绕方式一致，管纱头端纱线应去掉，各试样之间应有m以上的随机间隔。当纺纱机的捻度齿轮调换，或其他机械工艺上的调整影响捻度时，应随机检验纱线的捻度，以保持纱线品质的稳定。捻度指标仅能度量相同特数和体积重量的纱线的加捻程度。当特数和体积重量不同时，捻度不能完全反映纱线的加捻程度。因此，采用捻系数指标来衡量纱线的加捻程度。试样的捻系数可用下面二个公式计算：当捻度用捻m表示时，当捻度用捻10cm表示时， 式中：Kl捻度以捻m表示的公制支数捻系数； K2捻度以捻10cm表示的特数制捻系数； T没捻度，捻m； T他捻度，捻10cm； 式中：Tt、Tm为平均捻度（计算到5位有效数，修约到4位有效数），tex为纱线特数；Nm为纱线公制支数。纱线捻缩是指纱线因加捻而缩短或伸长的程度，纱线捻缩用纱线原长与加捻后长度之差对纱线原长之比的百分率来表示。即： =100捻缩的大小主要与加捻程度有关。单纱的捻度增加，捻缩增大；股线合股时的捻向与单纱捻向相同时，捻缩随捻度的增加而增加，当合股时的捻向与单纱捻向相反时，则捻缩在某一范围内可能产生负值，即在加捻时股线有所伸长，负捻缩的大小与合股时的单纱根数有关，根数越多，负捻缩产生的可能性越小。纱线捻度测试方法常用的有3种：(1) 直接退捻法(直接计数法)：适用于股线、缆绳、复丝；在退捻过程中纤维不易缠结的短纤维单纱也可采用该法，但不常用。直接退捻法的原理是在一定张力下，夹住已知长度纱线的两端，通过试样的一端对另一端向退捻方向回转，直至股线中的单纱或单纱、复丝中的单纤维完全平行为止，退去的捻回数即为该纱线试样长度内的捻回数。其试验参数表2-2。表2-2 直接退捻法的试参数品 种夹持长度(mm)预加张力(cN/tex)棉、毛、麻股线2500.25缆线5000.25绢丝股线、长丝线5000.25(2) 一次退捻加捻法：适用于短纤纱，不适用于自由端纺纱、喷气纺纱的产品及张力从0. 5cNtex增至1. 0cNtex时，其伸长超过0. 5的纱线。一次退捻加捻法的原理是在规定张力下，夹持一定长度的试样，测量经退捻和反向加捻后回复到起始长度时的捻回数。其试验参数见表2-3。表2-3 退捻加捻法的试验参数类 别试样长度（mm）预加张力（cN/Tex）允许伸长限位（mm）精纺毛纱捻系数80时250010.022.5精纺毛纱捻系数=80150时2500.250.052.5精纺毛纱捻系数150时2500.500.052.5棉纱250050.104其它纱线250050.102.5 (3) 三次退捻加捻法：适用于气流纱。3单纱强力试验纱线的外形与纤维相似，细而长。引起纱线受力最基本的型式为轴向拉伸。这是因为纤维在纱线中、纱线在织物和其它它制品中都沿纵向排列的缘故。同时纱线的拉伸强力与构成织物的强力有直接关系。因此纱线的强力实际上反映了织物耐用性能的一个重要指标，也是最常规的检验项目。棉纺厂、织布厂为了考核经纱上浆的效果，以降低布机断头率，提高产品品质，也经常测定浆纱的单纱强力和断裂伸长率。测试单纱强力机有等速牵引强力试验机（CRT）量程的选取应使平均断裂强力在强力试验机最大读数的20%80%范围内；等速伸长强力试验机（CRE）在强力机启动2s之后，其单位时间内的夹头间距离增加率应保持均匀，波动不超过5%；等速加负荷强力试验机（CRL）在强力机启动2s之后，其单位时间内的负荷增加率应保持均匀，波动不超过10%；随着纺织测试仪器自动化程度的提高，全自动单纱强力试验机已逐渐取代普通单纱强力机。国家标准GB/T39161997纺织品卷装纱线断裂强力和断裂伸长率规定采用等速伸长型强力试验机（CRE）。该标准适用于除玻璃纱、弹性纱、芳纶纱、陶瓷纱及聚丙烯扁丝纱以外的所有纱线。三、实验设备、仪器与用品1纱线的线密度测定试验仪器为Y802K型快速烘箱及天平、缕纱测长仪2纱线的捻度和捻缩测定试验仪器为Y331LN型纱线捻度仪，试样为单纱和股线各一种，试验仪器见图2-2。 操作键盘及显示屏说明：Y331L代表仪器型号 V205.01.10代表版本信息第二行分别代表时、分、秒、年、月、日C：试验次数 T：线密度（纱号）L：试验长度 F：试验方法NX：捻向 NS：捻回数 复位状态：CS：试验次数 NS/1m：每米捻回数K1：每米的捻系数 NX：捻向NS：捻回数 试验状态仪器测试方法：F0 直接计数法F1 一次退捻加捻法（A法）F2 退捻加捻法B法F3 三次退捻加捻法图 2-2 捻度试验仪器3单纱强力试验试验仪器为YG021D型电子单纱强力仪。试样为不同品种的纱线。本试验使用的YG021D型电子单纱强力仪，采用等速伸长（CRE）检测机理，微机控制，液晶显示，自动处理数据，可打印输出。仪器由机座，传动升降，测力传感器，上、下夹持器，电气控制部件及控制面板等部件组成。传动升降机构是由一只电机经一级皮带传动副将运动传递给同步带，由同步带带动下夹持器升降，并设直线导轨，增加传动平稳性。下夹持器下降速度为：505000mmmin 数字调速，下夹持器上升速度为3500mmmin。测力传感器选用高精度电阻应变片式负荷传感器，测力范围06000cN，示值最小分度值为1cN。试样夹持器根据试验时不同的使用情况将上、下试样夹持器设计成二种不同的型式。上夹持器为偏心夹板形式，直接安装在传感器座上。下夹持器为偏心夹紧形式，并与安装在其下端的预张力秤联动。当试样纱线嵌入下夹持器钳口内，首先由预张力钳夹紧并施加张力于试样，然后再由下夹持器夹紧。电气控制部分由两部分组成，即微机控制部分和调速控制部分。微机控制部分：装于显示/控制面板后，它是以MSU2064单片机为核心，由力值传感器、光电编码器、运算放大器、AD转换器、接口电路、设定及控制按键、显示器（中文液晶屏）和打印机等部分组成。该部分控制仪器的运行状态，并对测试值进行数据处理，然后由显示器或打印机输出。调速控制部分：装于机柜内，仪器的下夹持器下降、上升及其运转速度调节由安装在机柜外的控制面板进行控制调节。四、实验内容与步骤1纱线的线密度测定纱线线密度常用绞纱称重法和单根纱线测长称重法测定。11 绞纱称重法该法适用于纱、线及有支持的卷装丝（简装高弹丝除外）。(1) 在周长为1m的缕纱测长仪上，按标准规定的试样长度和摇纱张力，摇取一定数量绞纱。长丝纱至少4个卷装，短纤纱至少10个卷装。每个卷装至少摇取一绞纱(若要计算线密度变异系数，至少应测20个试样)。绞纱摇好后将纱头尾接好，结头长应小于1cm。摇纱周长推荐为1000mm0.5。摇纱张力：一般纱线和合纤长丝(非变形纱及膨体纱)为(0.50.1)cNtex；粗纺毛纱为(0.250.05)cNtex；其他变形纱为(1.00.2)cNtex。(2) 称各组绞纱总重，精确至0.01g。(3) 烘干并称其干燥质量。称重时，须关断气流和电源，1min后起称，10min内称完。如果干燥质量是在非标准大气条件下测得的，则需将其修正到标准大气条件下的干燥质量。12 单根纱线测长称重法当纱线试样度度有限，不宜用绞纱法时，可采用测长称重法。将调湿后的纱线试样在一定张力下伸直，量取一定长度，并称重，然后计算调湿后的纱线线密度。根据测试的结果计算各组纱线的特数，精确至小数点后1位。2纱线的捻度和捻缩测定21直接退捻法(直接计数法) 将仪器放置平稳，打开电源开关，捻度仪显示屏显示“Y331 LN”及试验参数(复位状态)。如果显示屏显示试验状态，请先按“总清”键再按“复位键，进入复位状态。 如需要打印数据，请将打印机电源开关置丁ON位置。 调节左、右纱夹之间距离(即试样长度)：顺时针拧五星把手松开螺丝，沿导轨移动滑块，按表1使定位指针指向规定的标尺处，然后拧紧五星把手螺丝，试样的长度就设定完毕 设定试验参数：在复位状态下，按“设定”键，光标在纱号百位数处闪烁，光标在哪一位闪烁，即可以改变哪一位数字，按“十”或“一”键可设定数字，按“位选”键，可在百、十、个位上移动光标，纱号设定完后，按“设定”键，光标移到捻回数处，改变参数同上，依此类推每按一下“设定”键，光标依次在试验方法、次数、长度、时间、年月日、捻向之间循环。(如有些参数无需改动，即可以按“设定”键跳过)。 按测速键，调节转速旋钮l改变转速，选择合适转速(一般棉、丝为1500r/min，毛、麻为750r/min)，转速设定好后，按“复位”键。 根据标准中的规定，计算予加张力，选择合适的砝码放到张力法码盘处，调整放纱支座位置，使纱线在引出时，不受任何意外损坏。 试验参数、预张力、长度设置完毕后，按下“试验”键，打印机打出设置参数，仪器进入试验状态。 弃去试样始端纱线数米，在不使试样受到意外伸长和退捻的情况下，压起左夹持器上压片，将试样从左夹持器后面穿过，引至于右夹持器，夹紧左夹持器，打开锁紧装置，按开右夹持器夹片，使纱线进入定位槽内，牵引纱线使左夹持器指针对准弧形标尺的零位，零位指示灯亮。松开右夹持器夹片将纱线夹紧，切断多余纱线。(纱线可用割纱刀割断) 按下“启动”键，右夹头旋转开始解捻，至预置捻数时自停，观察解捻情况，如末解完捻，再按“十”或“一”键(如速度过快可用调速旋钮2调速)或用手旋转右夹头直至(能够把分析针从左夹器处平移到右夹持器处)完全解捻。此时显示屏显示的是捻回数，按“处理”键后，显示次数、捻数和捻系数，记录捻回数和捻伸(退捻后试样的伸长值或缩短值)重复以上操作进行下一次试验直至达到设置次数后，显示屏左上角显示CS：0K，表示本组试验已做完。这时，如果您想删除本组某一次数据，按“暂停”键，仪器进入删除状态，然后按“+”或“一”键找到您需要删除的某一次数据，按“停止删除”键，仪器删除本次数据，再按“暂停”键，仪器进入试验状态，重复的做法，补足删除次数，使本组试验完整。 按“打印”键，显示屏显示、打印机打印本组建试验的统计值。22 一次退捻加捻法 试验参数设置、试样长度、电机转速调整等与直接计数法相同。（注：不需要设置捻回数） 根据标准中的规定，计算予加张力，选择合适的砝码放到张力砝码盘处，然后打开锁定装置，调整左夹头定位螺栓，使左夹头能位移至规定允许伸长限位，锁紧定位螺杆上的螺母，调整完毕后，关闭锁定装置。 调整放纱支座位置，使纱线在引出时，不受任何意外损坏。 按测速键，调节转速旋钮1改变转速，选择合适转速，转速设定好后，按“复位”键。 试验参数、予加张力、长度设置完毕后，按下“试验”键，打印机打出设置参数，仪器进入试验状态。 弃去试样始端纱线数米，在不使试样受到意外伸长和退捻的情况下，压起左夹持器上压块，将试样从左夹持器后面穿过，引至于右夹持器，夹紧左夹持器，打开锁定装置，按开右夹持器夹片，使纱线进入定位槽内，牵引纱线使左夹持器指针对准弧形标尺的零位，零位指示灯亮。松开右夹持器夹片等纱线夹紧，切断多余纱线。(纱线可用割纱刀割断) 按下“启动”键，右夹头旋转开始解捻，然后再反向加捻，直到左夹持器指针返回零位后自停，仪器自动显示次数、捻度和捻系数(注：无需按“处理”键)。重复以上操作进行下一次试验直至达到设置次数后，显示屏左上角显示CS：0K，表示本组试验己做完。这时，如果您想删除本组某一次数据，按”暂停”键，仪器进入删除状态，然后按“+”或“一”键找到您需要删除的某一次数据，按“停止/删除”键，仪器删除本次数据，再按“暂停”键仪器进入试验状态，重复的做法补足删除次数。注意：若从同一卷装中取多个试样，则各个试样之间至少有l米以上的间隔。 按“打印”键，显示屏显示、打印机打印本组试验的统计值。3单纱强力试验31 操作调整 试样长度调整根据要求试样长度（通常采用500 mm；仪器拉伸动程不适应500 mm的试样或者按协议可采用其它隔距）。打开右侧门，将夹距限位霍而开关移至夹距调节导轨上相应孔的位置并予以紧固。（导轨上标有100mm、250mm、500mm三档夹距位置）按启动键，使下夹持器下降，下降一定距离后，按停止键，使下夹持器停止。按上升降键，使下夹持器至夹距限位位置，使之自动下降至停止，用钢板尺测量上、下夹持器的距离，应符合试样长度要求。 预张力调整根据试样纱线的规格，按试验标准计算出夹紧试样所需的预张力值，调节预张力秤上的张力游码位置，（如游码量程不足可加挂砝码）使张力示值所需预张力值相同。预加张力：调湿试样为（0.50.010）cN/tex，湿态试样为(0.250.05)cN/tex。变形纱施加既能消除纱线卷曲又不使之伸长的预张力。 试验参数设定根据标准要求，按液晶屏提示输入。注：以上参数设定应该在做试验前完成，否则参数为前次所设定的参数。 拉伸速度调整定时法须联接电脑进行测试，按GB391697标准设定断裂时间：203S（如为加速试验：101.5S）。仪器预测后自动调整拉伸速度，以是断裂时间落在设定范围。定速试验，按GB3916-97标准中拉伸速度为100试样长度值的测试，即隔距长度500mm采用500mm/min的拉伸速度，隔距长度250mm采用250mm/min的拉伸速度。直接设定拉伸速度。32 装夹试样 取一只待测试样管纱，插入纱架中，并将纱头用左手引出，使之通过仪器上的导纱钩，然后用右手下上拨开上夹持器的夹柄，使钳口张开，左手将纱线通过上夹持器钳口，并使通过钳口的纱线有足够长度（较试样长度长150200mm），再向下压紧夹柄，使上夹持器夹住纱线。 左手握住纱头不放，右手移至下夹持器手柄处，将手柄往上提，下夹持器钳口由于弹簧力的作用将自行张开，同时与之联动的预张力秤的夹持口亦张开，左手将纱线嵌入下夹持器与预张力秤的夹持口内（左手不能对纱线加力，但须保持纱线基本平直的情形），然后右手向下推置下夹持器手柄，纱线在此过程中，先由预张力秤对其施加一定的张力使其拉直，最后由下夹持器钳口将其夹紧。至此纱线装夹完毕。33 拉伸测试按控制面板启动键，下夹持器下降，此时试样进行拉伸试验，纱线断裂后下夹持器能自动返回原位，仪器自动记录并显示该次断裂时的最大强力值（峰值强力值）、拉伸长度及断裂时间和试验次数。34 测试结果检查与处置 检查试样断裂位置，如断口距上、下夹持器钳口距离5mm，废除该次试验值，重新进行试验。 如试样断裂位置正常，该次测试有效，再检查试验次数值，如样次（单管试验次数）显示值(该种试样的试验次数)与设定值一致，表明该种（该管）试样试验完毕。换上新（管）试样继续进行试验，如显示值小于设定样次值，则重复对该种试样继续试验。35 打印试验报告试样按要求进行完规定的试验次数后，即样次显示值与设定样次值一致时，表示该种试样测试