纱线的结构参数与性能指标

第七章纱线的结构参数与性能指标,.,2,第一节纱线的细度指标,衡量细度的指标有直接指标和间接指标。直接指标：直径、截面积；间接指标：号数、公制支数等。纱线的细度通常用间接指标来表示。,.,3,一、纱线的回潮率与重量换算1.纱线的回潮率实际回潮率Wa：实际环境条件下的回潮率。公定回潮率Wk：为了计重与核价的需要，国家统一规定的回潮率。不管实际回潮率是多少，都要折算到公定回潮率进行计算，公定重量也叫标准重量。,.,4,各种纱线的公定回潮率见教材P176，表8-1。,公定回潮率接近于标准环境下（温度20左右，湿度65左右）的回潮率。大多数纤维或纱线，世界各国规定的公定回潮率相同或相近。,.,5,Wk混纺纱的公定回潮率；Wki各组分纯纺纱线的公定回潮率；ai各组分的干重混纺比。,2、混纺纱的公定回潮率按各组分的纯纺纱线的公定回潮率和干重下混纺比的加权平均来计算。,.,6,例，求65/35的涤/棉混纺纱的公定回潮率。因纯涤纶纱Wk1=0.4%、纯棉纱Wk2=8.5%，据公式：,.,7,3纱线的重量换算,所谓重量换算就是同一试样在不同回潮率时的重量换算。,式中：Gk公定回潮率时的重量（标准重量或公定重量）Wk公定回潮率；G0干重,式中：Ga实际回潮率时的重量（实际重量）Wa实际潮率；,.,8,计算举例：已知某种棉纱样品湿重为66g，烘干后重60g，试求该纱线的实际回潮率和标准重量。,.,9,二、纱线的细度指标,间接指标，包括特克斯、旦尼尔、公制支数、英制支数，这些指标也称线密度。分为定长制和定重制。定长制一定长度的质量（特克斯、旦尼尔），值越大，纱线越粗。定重制一定质量的长度（公制支数、英制支数），值越大，纱线越细。,.,10,1.定长制（1）特克斯(tex)：公定回潮率时1000m纱线的重量克数，国内也叫“号数”。国际统一标准单位。测试：100m长棉纱线烘干后重量为G0，则：,.,11,股线表示方法：两合股，单纱细度相同，如14tex2两合股，单纱细度不同，如14tex+20tex复捻股线：单纱特数初捻合股线复捻合股数,如14tex23,例题：已知某棉纱线长100米，湿重2.75g，烘干后重2.5g，求其实际回潮率、特数。,.,12,（2）旦尼尔（den）：公定回潮率时9000m纱线的重量克数。用于蚕丝、化纤的细度表示。,复丝：用“复丝总细度/单丝的根数”表示，如240D/35F（F表示Filament长丝）；复捻丝；用“复丝细度/单丝的根数复捻丝束合股数”表示，如240D/35F2；,.,13,2.定重制（1）公制支数（Nm）：公定回潮率时1克重的纱线所具有的长度米数，简称公支。股线的公制支数表示：两合股，单纱细度相同，如14/2两合股，单纱细度不同，如60/40（教材中表示为“”），计算：,.,14,（2）英制支数（Ne）简称英支在公定回潮率（9.89）下1磅重的棉纱线所具有的长度的840码的倍数。*1码=0.9144米；1磅=453.6克,（棉纱为840码，精梳毛纱为560码，粗梳毛纱为256码，麻纱为300码。）,通常表示为：21s、32s或21s、32s。股线的英制支数表示和公制支数的表示方法一样。,.,15,三、线密度偏差（重量偏差）,公称特数：纺纱厂生产任务中规定生产的最后成品纱线的特数，一般应符合国家标准中规定的公称特数系列。,.,16,设计特数：纺纱工艺中考虑各种因素后，为使纱线成品特数符合公称特数而设计的细纱特数。实际特数：用抽样试验方法实际测得的成品纱线的特数。,.,17,1.细度偏差线密度偏差：实际特数与设计特数的差值与设计特数之比称为特数偏差，也称重量偏差。实际测试时，以百米重量偏差来表示：2.影响偏差为正值：纱线偏粗，一定重量的纱线会偏短，影响产量。偏差为负值：纱线偏细，会影响织物厚度、平方米重量。,.,18,例题：已知设计号数为20tex的纯棉纱，测得平均每缕纱干重为2.0g，每缕纱长为100m，求：（1）该纱实际号数为多少？（2）若该种纱的百米重量偏差的允许范围为2.5%，问该纱线是否合格？是偏粗还是偏细，合格的范围是多少？（3）折算成Nm。,.,19,四、纱线的体积与直径,不同种类的纱线，不能直接用特数等指标表示直径的粗细，因为纱线的体积密度不同。纱线直径可用显微镜测量，实际生产中常由特数等指标进行换算。,式中：d纱线直径(mm)Ntex，Nm，Nden特数，公支，旦数体积密度（g/cm3）,.,20,纱线的体积质量（表8-3）,.,21,五、纱线细度指标间的关系,1Ntex、Nden、Nm之间的换算NtexNm=1000Nden=9Ntex,.,22,2Ntex、Ne之间的换算试样长Lm米（1码=0.9144米，Le=Lm/0.9144码），干重为G0克（1磅=453.6克,Ge=G0/453.6磅），则有,将以上各式代入得：,.,23,纯棉：Wk=8.5(%)，We=9.89(%)；NtNe=583纯化纤：Wk=We；NtNe=590.5混纺纱：如65/35涤棉Wk=650.4+358.5%=3.2%We=650.4+359.89=3.7%NtNe=588通式NtNe=C（C为常数）,.,24,证明：,例题：测得65/35涤/棉混纺纱30绞（每绞长度100m）的湿重为66g，烘干后总重60g，试求该纱线的：（1）实际回潮率；（2）特数、公制支数、英制支数、直径（纱的体积密度为0.88g/cm3）。,.,25,第二节常用纱线的规格与品质特征,一、纱线标志纤维品种（汉字或字母）+线密度（特克斯）纱线常用纤维原料的标志代号,.,26,26,混纺纱的命名：含量多的在前，少的在后，如涤纶65，棉35的混纺纱表示为：“涤/棉（65/35）”或“T/C（65/35）”。二、棉型纱线的主要品种、规格和用途棉型纱线按粗细可分为粗特纱、中特纱、细特纱、特细特纱和超细特纱五类。1.粗特纱32tex以上，织制粗厚织物，粗布、绒布等。2.中特纱22-31tex，织制中厚织物，斜纹布等。,.,27,3.细特纱10-21tex，织制细薄织物，T恤、针织内衣等。4.特细特纱（高支纱）5-10tex，用于高档精细面料。5.超特细纱5tex以下，2006年纯棉纱最细可纺1.97tex。纯棉，14tex以上常用普梳，14tex以下需用精梳。纯棉普梳：C18.5或C32s纯棉精梳：CJ18.5或CJ32s,.,28,三、毛型纱线的主要品种、规格和用途精梳毛纱：采用精梳毛纺生产线制成毛条再纺成纱线，纱线条干均匀，强度高，外观光洁，织物成为精纺毛织物，即精纺呢绒。5.5-28tex，以股线居多。粗梳毛纱：采用粗梳毛纺生产线纺成，纱线茸毛多、线密度大而不光滑，织物较厚，称为粗纺毛织物，即粗纺呢绒。50-250tex。半精梳毛纱：工艺比精梳简单，比粗梳精细，产品性能介于粗梳和精梳之间。绒线：毛线或编织线，绵羊毛或腈纶制成的股线，结构蓬松、手感柔软。,.,29,四、化纤长丝的主要品种、规格和用途氨纶长丝、锦纶钓鱼线一般为单丝，其他长丝为复丝。规格：“总线密度/丝的根数”，如165dtex/30f，复丝总线密度165dtex，单丝总根数30根。,.,30,各种类型的化纤长丝的代号：POY：Pre-orientedYarn，预取向丝。未完全拉伸，有一定的取向度长丝，一般不用于织造，而用于生产假捻变形丝。FDY：FullDrawYarn，全拉伸丝（用于纺织）。DTY：DrawTexturedYarn，拉伸变形丝。利用POY做原丝，进行拉伸和假捻变形制成，有一定的弹性及收缩性。ATY：AirTexturedYarn，空气变形丝。BCF：BulkedContinuouslyFilament，膨化变形丝。,.,31,第三节纱线的细度均匀度,纱线的细度均匀度是指沿纱线长度方向粗细的变化程度。如，截面面积或直径的变化，或单位长度纱线重量的变化。纱线的细度均匀度是评定纱线质量的重要指标。一、不匀的危害内在质量：强度下降外观质量：织物上会出现条花状疵点工艺性：断头率增加，生产效率下降。,.,32,二、不匀率的指标及测定方法,（一）不匀率的指标1.平均差与平均差系数设：X1,X2,Xn为纱条单位片段重量平均差:平均差系数:,（平均数）,.,33,2.极差（R）与极差系数(r)3.变异系数（CV值）均方差：变异系数：,（CoefficientofVariation）,.,34,（二）测试方法1.测长称重法（切断称重法）切取若干个等长的纱线片段，分别称重，然后按规定计算。可以测量各种片段长度的重量不匀，片段可短到0.01m、也可长到几百米。切取的片段较短时，工作量大，因此短片段切断称重法仅用于准确度较高的场合（科研或仪器校正）。实际生产中：棉条5m，粗纱10m，细纱100m，个数一般30。测得的是长片段不匀，也称重量不匀。,.,35,2.电容式条干均匀度仪,目前广泛使用的有中国YG135、YG136系列和瑞士Uster（乌斯特）测试仪。仪器上有几组平行金属极板组成的间距不同的电容器，以适应不同线密度的纱条。,.,36,工作原理：电容法反映的是电容极板间纱条片段的重量变化，而不管纱条在极板内表观粗细的变化。测量结果:受回潮率的影响，需进行调湿平衡处理。测得的是短片段不匀情况，也称条干不匀。,纱线线密度变化纱条在极板中的质量变化极板感应的电容量变化电量变化,.,37,功能：可测不同线密度的纱条（纱线、粗纱、条子），因此仪器上有多种不同间距的极板。绘出不匀率曲线给出CV值作出纱条不匀曲线所分解成的正弦波的波长和振幅的关系曲线波谱图，能够检测造成纱线不匀的原因。累计一定长度内有多少棉结、粗节、细节。,.,38,纱条不匀直观图（上）和波谱图（下）,.,39,3.黑板条干检验法将纱线均匀的绕在黑板上（彩色纱线用白板），在规定条件下与标准样照目测对比，评判该纱的均匀度级别。,.,40,黑板条干法，检验的实际上是纱线的表观直径或投影，检验结果为短片段均匀情况。,（1）优点简单易用，适用于各种纤维和纱;有综合性效果（不匀、毛羽、含杂等）;直观，适用于生产现场。（2）缺点主观评定，与检验人员的水平有关；缺乏客观性与可重复性。,.,41,所用测量方法的测试原理不同，测试的同一种纱的均匀度可能不同。,.,42,三、片段长度对不匀的影响,纱条的细度不匀与取样长度密切相关。1.不匀分类外不匀：纱线分成很多等长片段，称量后求得的不匀率（片段间不匀）。内不匀：任一片段再分成更小的等长片段，称量后求得的不匀率（片段内不匀）。片段越长，外不匀越小，内不匀越大。,.,43,总不匀：全部纱线都分成极小的片段，称量后求得总不匀。理论上，纱条的总不匀不随片段长度的改变而变化，为一定值。根据变异（变异系数的平方）相加定理：总不匀等于内、外不匀之和，即CV2=CVB(L)+CVI(L)式中：CV总不匀；CVB(l)外不匀；CVI(l)内不匀。,.,44,2.变异长度曲线,纱条的变异与纱条切段片段长度间的关系曲线，叫变异长度曲线。CV2=CVB(L)+CVI(L)=I()=B(0),变异长度曲线,.,45,1.定义是一种以振幅对波长作图得到的图形。横坐标是波长的对数，纵坐标是各种波动成份的振幅的相对大小。,四、波谱图（波长谱图）,周期性变化曲线及波长谱图,.,46,2.意义判断纺纱工艺与设备是否存在缺陷，以及产生缺陷的原因和部位，如工艺设备不良、牵伸配置不合理以及机械部件缺陷等。为及时消除缺陷，提高纱线质量服务。,.,47,波动曲线及波长谱图,纱条的不匀曲线（随机波动）傅立叶变换无数个振幅与波长不同的正弦波以波长为横坐标，振幅为纵坐标波长谱图（见上图）。若在随机波动成分中增加一波长为，振幅为C1的正弦波，则波长图如下图a、b所示。,.,48,3纱线不匀分析,（1）理论不匀（随机不匀）理想条件下纺纱，即纤维等长、等粗细、纤维完全伸直，得到的理想波谱图为一光滑曲线。,峰值在纤维平均长度的2.5-3倍之间。,理论波谱图,.,49,（2）正常不匀,实际纺纱时，纤维有纠缠现象，不完全伸直平行，纱条的整体不匀增大。波谱图上振幅在整个波长范围上增大。,正常细纱波长谱图,.,50,（3）牵伸波造成的不匀,因牵伸工艺不当，浮游纤维运动的随机性引起，为非周期性的粗细节。波谱图上在一定波长范围上出现比较突出的连续谱(凸出一“小山包”)。,梳棉熟条的牵伸波,.,51,（4）机械缺陷造成的周期不匀,罗拉、齿轮等旋转件不良造成，在纱条上形成明显的周期不匀。波谱图上会出现一烟囱状凸起。,有疵点的细纱波长谱图及在布面上的表现,.,52,波谱图总结,主要分清两种不匀:（c）、（d）,.,53,一、纱线的加捻（一）加捻的作用加捻是成纱的必要手段加捻使纤维倾斜成螺旋线，受拉时倾斜纤维产生向心压力，纤维不易滑脱，从而纱条具有一定的强力。加捻影响纱线的性质加捻的多少影响纱线的力学性能、光泽、手感等。,第四节纱线的加捻与纤维在纱中的配置,（二）纱线加捻的指标纱的表层纤维相对于纱轴的倾斜程度，倾斜角（，称捻回角）越大，加捻程度越大。衡量纱线加捻程度的指标有捻度、捻系数等。1、捻度T纱线单位长度内的捻回数。Ttex特数制捻度（捻/10cm）Tm公制捻度（捻/m）Te英制捻度（捻/英寸）换算：1英寸=2.54cmTtex=0.1Tm=3.937Te,.,55,相同条件下，纱线的捻度越大，加捻程度越大。但捻度不能用来比较不同粗细纱条的加捻程度。,.,56,2、捻系数捻回角最客观、最直观的表示了加捻程度，但不易测量。捻系数：反映不同粗细纱线的加捻程度，值越大加捻程度越大，无单位。可根据纱线的捻度和特数（或支数）计算而得。捻系数、捻度和纱线细度的关系推导如下：,纱的表层纤维螺旋线展开图,设：Ntex特数体积重量（g/cm3）d直径，d=0.03568Ttex捻度（捻/10cm）h螺距捻角,（1）特数制捻系数,（2）公制捻系数,（3）英制捻系数,65/35涤棉纱：纯化纤：纯棉纱：,.,59,捻系数的选则：细长纤维，捻系数可低些；经纱，捻系数应大些；纬纱和针织用纱，捻系数应小些；起绒用纱，捻系数应小些；薄爽织物和针织外衣用纱，捻系数应大些。,捻系数的选择：主要由原料性质和纱线用途决定。,说明：应用方便，可以比较不同粗细纱线的加捻程度；但不能比较不同原料纱线的加捻程度。,.,60,.,61,（三）加捻作用对纱线的影响,1.对强力的影响积极作用捻度大纤维对纱轴的向心压力增大，纤维间的摩擦力增大，不易滑脱。加捻使捻度较多地分布在细段部分，使细段的强力得以改善，即纱的强力不匀得以改善。,.,62,消极作用加捻使纱线中的纤维产生了预应力（已产生了伸长和张力），削弱了以后承受拉伸的能力。各层纤维倾斜程度不同，产生不同时断裂。加捻使纱中纤维与纱轴成倾斜，纤维强度的轴向分力减小。,.,63,综合效果捻度小时，有利因素大于不利因素，纱的强度随捻度的增加而增大。当捻度增大到一定程度后，纱线的强度随捻度的增加而开始下降。临界捻度：使纱线强力达到最大值时的捻度临界捻系数：使纱线强力达到最大值时的捻系数生产上采用的捻系数略小于临界捻系数。,.,64,2.对纱线断裂伸长的影响断裂伸长由三部分组成：纤维间滑移产生的伸长、纤维自身产生的伸长、纱的捻角变小和直径变小而产生的伸长。捻度增加，伸长减小纤维在纱中不易移动，即减少了滑移量纤维伸长增大，削弱以后拉伸时变形的能力捻度增加，伸长增加纤维倾斜角增加，受拉时纤维倾角减小，有利于伸长增加在正常捻度范围内，总的趋势是随捻度的增加，断裂伸长值增大。,.,65,3.对纱线的体积质量和直径的影响捻度，纱的密度增加；直径，捻度增加到一定程度后，密度和直径变化不大，直径可能稍有加粗。4.对光泽和手感的影响捻度大时，光泽较差，手感也较硬。,.,66,（四）捻缩,纱线因为加捻而引起的长度缩短，称捻缩。捻缩的大小直接影响纺成纱的特数和捻度，在纺纱工艺设计中必须考虑。,式中：纱的捻缩率；L0须条加捻前的长度；L1加捻后纱的长度。,.,67,（五）捻向纱线加捻的方向，有S捻和Z捻。,股线的捻向表示：ZS：单纱Z捻（看纤维的斜向），股纱S捻（看股线中单纱的斜向）ZZ：单纱Z捻，股纱Z捻ZSZ：单纱Z捻，股线初捻S捻，复捻Z捻,单纱通常为Z捻，股线为S捻，所形成的股线结构稳定。,.,68,（六）捻度的测定,解捻法（直接记数法）：适用于长丝纱和股线试样固定在距离一定的两个夹头中，其中一个夹头为回转夹头，使回转夹头按解捻方向转动直至试样完全解捻为止。退捻加捻法（张力法）：短纤纱均采用此法试样固定在距离一定的两个夹头中，使回转夹头按解捻方向连续转动，纱线先行退捻然后会反向加捻，在此过程中，因退捻时纱线的伸长与反向加捻时纱线的缩短相等，退捻数与反向加捻数相同。,.,69,（七）股线1.并捻根数：5根，5根以内形成空心结构，股线的强力较高。2.捻向配合：同向捻：捻回不稳定，退捻力矩大，结构不稳定，手感发硬光泽差。反向捻（ZS）：结构稳定，手感柔软。,.,70,二、环锭纱中纤维的径向转移（一）纤维径向转移的原因,外层纤维向心压力最大,Ty,加捻三角区,外层纤维挤入内层，内层纤维转移到外层,这种纤维由外向内、由内向外的转移称作纱中纤维的径向转移或内外转移。,纤维在加捻三角区附近不停的发生内外转移，1根30mm长的纤维可发生数十次内外转移。,.,71,即纤维在纱中沿纱线长度方向的形态：纤维在纱中为圆锥形螺旋线。,（二）纤维在纱中的纵向形态,.,72,纤维纵向形态测试,测试方法主要有：切片法染色后的纤维混入原料，纺纱后切成0.2mm的切片，依次观察切片中有色纤维的迹点。示踪纤维法（浸液投影法）纺纱时混入有色示踪纤维（0.5左右)。将纱置于折射率等于纤维折射率的溶液中，使纱成基本透明状态，在显微镜或投影仪下观察。描绘或记录纱中有色示踪纤维的轨迹，即为纤维的排列形态。,.,73,纱中的示踪纤维,.,74,径向分布：纤维在混纺纱截面内的分布。织物的手感、光泽、耐用性等取决于混纺纱外层的纤维。研究纤维较多地分布在纱芯层或外层的原因，有助于设计物美价廉的纺织品。,（三）混纺纱中纤维的径向分布,.,75,1、影响纤维径向分布的因素,影响纤维径向分布的因素包括纤维性能和纺纱工艺。纤维性能包括纤维的长度、细度、初始模量等，纺纱工艺包括纺纱张力，捻度，混纺比等。,.,76,（1）纤维方面a.纤维长度长向内，短向外。b.纤维线密度（细度）细向内，粗向外。c.纤维截面形状异形截面向外，圆形截面纤维优先向内转移。,.,77,d.纤维初始模量EE大（同伸长量需用的力大）的向内，E小的向外e.弹性恢复性弹性恢复好易向外转移f.卷曲与摩擦系数卷曲多向外，卷曲少向内；摩擦系数大不易向内转移而分布在纱的外层。（2）纺纱工艺纺纱张力、捻度、混纺比等也有影响。,.,78,在生产实际中，自觉地运用纤维径向分布的规律，有助于提高织物的服用性能。纤维内外转移规律的应用举例：羊毛/粘胶混纺，为增加混纺织物的毛型感可选用涤/棉混纺，为提高织物的耐磨性以及滑爽的手感，可选用,细而长的粘胶纤维；,较棉粗些的涤纶纤维。,.,79,M以百分数表示，100%M100%。M=0,两种混纺纤维在纱的横截面内均匀分布；M0，该纤维向外转移；M0，该纤维向内转移，M的绝对值越大，纤维向外或向内转移的程度越大M=+100，纤维集中分布在纱的外层M=-100，纤维集中分布在纱的内层,2、指标Hamilt