Transcript 五、纱线的细度不匀
第十一章 纱线的基本特征参数 第一节 纱线的细度及其不匀 一、细度指标 直接指标（直径d）、间接指标（特克斯、纤 度等） （一）特克斯Ntex（俗称号数、tex） ISO采用的纱线细度指标，棉纱线、棉型化纤纱线、 中长化纤纱线等 1000Gk Nt L Ntex表示方法 单纱：如14tex； 股线：如14tex×2或14×2； 复捻股线：如14tex×2×3或14×2×3。 不 同 线 密 度 的 纱 合 股 ： 如 1 8 tex+16tex 或 18+16 （二）公制支数（metric count ） 毛纺及毛型化纤纯纺或混纺纱线的细度仍习惯沿 用传统的公制支数 L L K Nm G k G 0 (1 Wk %) G 0 G0，绞纱平均干重（g）； K，常数，由细纱的公定回潮率Wk 和绞纱长度L而定 股线公制支数 表示方法：48/2、 24/48 计算：N m 1 1 1 N1 N 2 1 Nn （三） 旦尼尔（纤度） 通常用来表示化学纤维和蚕丝的细度 Gk N den 9000 L （四） 英制支数Ne （English count ） 在公定回潮率9.89％（英制）时，一磅重的棉纱 线所具有的长度的840码的倍数。 L Ne 840 Gk L’：长度（码，1码=0.9144米），G’K：公定重量 （磅，1磅=453.6克） 细度指标间的关系： (100 Wk )/100 590.5 C Ne (100 We )/100 N t Nt 纯纺棉纱，We=9.89，C＝583； We＝Wk时，C＝590.5 二、纱线的直径 1、直接测量（direct measurement ） 显微镜、投影仪、光学自动测量仪测量等。 I d dI/dt d I(t) 0 t 图11-1 纱线直径的测量示意图（光学自动测量 ） 2、理论估计平均值 设纱线为圆柱体，长L（mm），重量G（mg），截面积S （mm2），直径d（mm），体积重量δ（g/cm3），则： Ntex 4G 4 103 d Ntex 0.03568 L d 1.1284 Nm y d 0.01189 ND y 3.复合纱的细度计算 N tC N tB ND / 9 1 B 1 f ft NtC为复合纱的线密度（tex）；NtB为纤维须条的线密度； ND为长丝束的线密度（Den）；μB和μf分别为纤维须条和 长丝束的捻缩；μft为长丝束张力造成的伸长率 三、重量偏差（weight deviation ） 公称特数 纺纱加工成品名义上的纱线特数 设计特数 考虑到筒摇伸长、股线捻缩等因素，为使纱线 成品符合公称特数而设定的细纱特数 实际特数 实际生产中，因随机因素决定的实际纱线的特 数 重量偏差 纱线实际特数和设计特数的偏差百分率 四、纱截面中的纤维根数n 一般棉纱截面中的纤维根数，环锭纱中 不少于60根，转杯纺纱中不少于130根 毛纺高支纱截面中一般不少于35或42根 纤维 理论估计： ny 若考虑捻缩μ： N ty N tf n NDy NDf Nmf Nmy N ty N tf (1 ) 五、纱线的细度不匀（fineness 1、表示不匀率的指标 平均差系数U 1 n xi x n U i 1 100% x 均方差σ n ( x x) 2 /(n 1) i CV x 100 极差系数J p 100 R / x R xmax xmin unevenness ） 2. 纱条理论不匀 对理想均匀纱条，设纱截面中纤维平均根数为n， 纱截面中纤维根数分布的不匀率为 n 1 Cn n n 如纤维粗细不匀，设A为纤维平均截面积； σA 为纤维截面积的均方差， CA＝σA/A CV 1 n 1 CA 2 马丁代尔（Martin-dale）纱条极限（理论）不匀率公式 2、细度均匀度的测量方法 测长称重法（或切断称重法） 长度规定：粗纱10m，棉条5m，棉卷1m，棉纱线 缕纱长度为100m，精梳毛纱为0m，粗梳毛纱20m， 生丝450m。 实验次数或缕纱个数，一般为30。 目光检验法（黑板条干） 电容式均匀度试验仪 基本原理：电容极板感应的电容量C与极板间纤维介电常数和 填充度λ有关，而此两者取决于纱条的质量和组成 光电式均匀度试验仪 C C0 1 1 1 ( 1) C0为无纱条时的平行板板间的电容 量；λ＝d /L为电容器的充满度，d 为纱条的厚度，L为极板间距。当 ε>>1和λ<<1时可得 C C0 纱条长度 波长 图11-2 纱条不匀直观图（上）和波谱图（下） 四、变异长度曲线 片段长度越长，则片段间的不匀率CVB(l)越小，而片 段内的不匀率CVI(l)越大，总不匀CV则不随片段长度 而变 定义：变异系数的平方叫变异。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。 CV 2 CVB (l ) 2 CVI (l ) 2 五、纱条不匀波长谱分析 1、随机波动造成的不匀 （最低的理论不匀或极 限不匀率limit irregularity ） 2．纤维集结及工艺设备作用不完善引起的不匀 （机械随机不匀） 3．牵伸波（ draft wave irregularity ） （纺纱的牵伸机构所造成附加不匀） 4．机械波不匀（mechanical wave unevenness ）（机件状态不良所造成的粗－细 周期性不匀） 5．偶然事件引起的不匀 在实际工作中分析纱条的波长谱图，主要分清两种不匀： 1、由机械件缺陷造成的周期性不匀； 2、在牵伸区内因对纤维控制不良，由牵伸波造成的不匀。 不同不匀成分在波谱图、布面上的表现 短片段不匀 纱条不匀波长＜50cm 粗节或细节并在布面的概率大，易形成条影或云斑 中片段不匀 50cm＜纱条不匀波长＜5m 在布面上经常表现不出来 长片段不匀 纱条不匀波长＞5m 一般会在布面形成疵点 作业 P206：T3 名词解释：线密度、英制支数Ne、变形纱、 复合纱 画出纱线变异——长度曲线，作出说明。 第二节 纱线的加捻程度 一、 表征纱线加捻程度的指标 （一）捻度（twist ）T ： 纱线两截面的相对回转数称为捻回数 。 纱线单位长度内的捻回数称为捻度。 10cm长的捻回数Tt；1英寸长的捻回数Te；1米长 的捻回数Tm Tt 3.937Te 0.1Tm （二） 捻回角（twist angle ） ：加捻后纱表面纤维 对纱轴的倾斜角称捻回角。 （三） 捻系数（twist factor ）α 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。 d dTt tan = h 100 d 0.03568 tan Nt y Tt Nt 892 令 t Tt N t 892 tan （四）捻向（direction of twist） (1) S捻或称顺时针捻，捻回的方向由下而上，自 右向左，见图 (a)； (2) Z捻或称逆时针捻，捻回的方向由下而上，自 左向右，见图 (b)。 (3)单纱一般用Z捻，合股线常用S捻，见图(c) 捻向：ZS 捻向 相同 经 表观 反向 捻向 相反 经 表观 同向 纬 纬 (a) 交织点 同向 (b) 交织点 反向 纱线捻向对织物性质的影响 (a)：经纬纱捻向相同，表面纤维反向倾斜，纱线反光不一 致，组织点清晰；交织点纤维同向相嵌、不易移动，织物 紧密稳定。 （五）捻幅（twisting length ） 单位长度纱线加捻时，纱线截面上任意一点在该截 面上相对转动的弧长，称为捻幅P 捻幅可表示纱线截面内任意一点的加捻程度及方向 (a) (b) tan AA P （六）捻缩（twist shrinkage ） 纱线加捻后纤维倾斜，使纱的长度缩短，该现 象称为捻缩，通常用捻缩率μ表示 L0 L1 100(%) L0 L0 和L1分别表示加捻前后纱线长度 μ 纱线捻向相同 纱线捻向相反 O 捻系数 股线的捻缩 二、 加捻指标的测定 1．解捻法（untwist method ）： 直接退捻至无捻所转的圈数，即为所加捻回数。 2．退捻加捻法（张力法）（twist and untwist method ） 假设在一定张力下，纱线解捻引起纱线伸长量与反 向加捻时纱线缩短量相同的前提下进行测试的 典型的测试装置 三、影响捻度测试的因素 1、预加张力 预加张力过大会导致反向加捻的捻度增加 滑移法中，预加张力过大会导致纤维提前滑移 2、允许伸长值 允许伸长值大，实测捻度值越大 过大，弱环处纤维发生滑移影响试验 3、纱线条干不匀 会影响所加张力的正确性，导致附加的测试误差 三、 加捻对纱线性质的影响 1、对强度的影响 纱线强力随捻度的增加而增加，捻度增加到一定程度纱线强力 达最大值，此后捻度再增加纱线强力反而减小。 使纱线强力达到最大值时的纱线捻度称为临界捻度。 Fmax F Fmax 长丝束 短纤纱 cri cri 捻系数 捻系数与断裂强度的关系 2、对断裂伸长的影响 纱线断裂伸长的组成：(1)纤维间滑移伸长;(2)纤维 本身受力伸长;(3)纱线捻回角和直径变小产生的伸长 多数纤维随捻系数的增加而断裂伸长增加 原因：纱线伸长时，倾斜的纤维会发生转动和伸长， 转动量随螺旋角θ的增加而增大 l 2 h 2 4 2 r 2 ldl hdh dl h 2 dh 2 l h l f dl l y y f cos2 dh h 3、对纱线体积重量和直径的影响 在一定范围内，捻系数↑→纤维间空隙减小，纱内纤 维紧密度增加→δy↑；d↓ 当捻系数增大到一定程度，由于纤维过于倾斜，纱 的捻缩增大→ d ↑ 股线与单纱捻向相同与相反的情况略有差异 (a) 体积质量 (b) 纱线直径 (c) 股线体积质量 第三节 纱线的毛羽与特征 一、概念 纱线的毛羽（hair）是指伸出纱线体表面的纤维，毛羽性 状是纱线的基本结构特征之一。 二、毛羽存在的利弊 利：防风、保暖、柔软、吸水等，可使布面形成浓密的 毛绒（如：起绒织物） 弊：影响织物的透气、抗起毛起球、外观、织纹清晰和 表面光滑；影响加工工艺（如机织经纱开口不清）等； 三、毛羽的形成 1、加捻过程中形成的毛羽 原因：须条出前罗拉钳口时，表层纤维不受约束；加 捻纤维的尾端不在须条包卷内侧，且无力拉入 形态：前向和后向端毛羽 2、过程形成毛羽 原因：后加工过程中的磨擦、刮擦、离心力和空气阻 力等因素作用的结果 形态：端毛羽（end hair ）、圈毛羽（loop hair ）和 浮游毛羽 四、毛羽的基本形态 前向（加工方向） C C DH CH 后向（反加工方向） a－端毛羽、b－圈毛羽、c－浮游毛羽、DH－双向毛羽、 CH－假圈毛羽 （a）端毛羽 （2）圈毛羽 （c）浮游毛羽 （d）假圈毛羽 五、影响纱线毛羽的因素 ①原料（纤维）的特性 棉纤维，毛羽短、多 毛纱，毛羽长度较长 ②纱线的结构、捻度 粗纱线，较多毛羽；环锭纱随着纱的捻度的增 加，烧毛重量损失百分率减少。 ③纺纱方式以及包括工艺、机械和空调等 方面的纺纱条件 对比环锭纱，自由端纱的毛羽数目较多，平均 长度较短。 六、毛羽的特征指标 1、毛羽总根数N：指单位长度内纱体单侧的毛羽 累加根数（根/m）； 2、毛羽总长度L：指单位长度纱线内毛羽的总长 度（mm/m） 3、毛羽平均长度 L L NL 4、毛羽指数（hair index ）：单位长度纱线内， 单侧面上伸出长度超过某设定长度的毛羽累计数， 单位(根／m)。 Ne (l / L ) 纱线毛羽指数与毛羽伸 出长度是负指数关系： 毛羽越长，毛羽数量越 少。但毛羽越长，对织 造等后工序的危害越大。 14.5tex原纱的毛羽指数η与毛羽长度l间关系曲线 用于常规实验的毛羽设定伸出长度 七、毛羽的测量方法 八、减少纱线毛羽的措施： 1.合理选择原料 可选择较长的、抗静电性较好的短纤纺纱， 以减少毛羽。 2.改善加工条件 防止纤维的扩散； 减少对纤维的摩擦 3.改变纺纱方法 结构和复合纺纱可以有效的降低纱线的毛羽 第四节 纱中纤维的转移与分布 一、纤维在纱中的转移 1、几何转移（geometric migration ）机理 原因：纤维在扁平须条上的位置不同，当须条发生 包卷或圈捻时，上层纤维会进入纱体的芯层；下层 纤维留在表面；两侧的纤维在纱芯和纱表面过渡。 仅发生在环锭纺中 2、张力转移（tension distribution ）机理 原因：纤维在纱外层走的路径要大于纱内层，伸长产 生张力向内挤入；或压缩起拱向外移动。 存在于环锭纺、转杯纺、静电纺、塞络纺、分束纺等 转移机理对转移频率的影响 二、纤维转移的测试方法 1、示踪纤维法 2、连续切片法 示踪染色纤维的几何形态 三、混纺纱中纤维的径向分布（radial distribution ） 1.概念： 由于纤维的内外转移，对于由两种不同性能的纤维纺 成的混纺纱，在其横截面上会产生不同的径向分布。 有两种极限情况：均匀分布，皮芯分布。 涤/棉混纺纱中纤维的径向分布 2. 纤维径向分布参数 汉密尔顿(Hamilton )指数M：衡量混纺纱中不同品种 的纤维在截面上向外或向内分布程度的指标 M＞0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； M＝0混纺纱中纤维呈均匀分布； M＜0纤维向内转移，M↑表示向内转移程度越大；M＝ －100％纤维为最大向内转移。 Onion指数：表征纱表层纤维的混和比 Ω=1，表示A、B纤维在外层均匀分布 3. 影响径向分布的因素 纤维性质方面： （1）长度：长的优先向内转移，短的优先向 外转移。 （2）细度：细的向内，粗的向外。 （3）模量：大的优先向内，小的向外。 （4）抗弯刚度：抗弯刚度大的纤维容易分布 在纱的内层。 （5）截面形状：圆形纤维优先向内转移。 工艺条件方面： （1）纺纱方式 方式不同转移程度不同，如：环锭、 气流； （2）并合次数及并合加捻前纤维的排列位置； （3）对纤维分离度。 4. 径向分布规律的应用 1）为提高纱强力，应将强力高的纤维分布在 纱中心； 2）为获得毛感，应将粗而富有弹性的纤维分 布在纱表面； 3）为改善静电效应，易起静电的纤维分布在 中心； 4）为提高磨损牢度，应将耐磨纤维分布在纱 表面。 作业 名词解释：捻度、捻系数 P223: T8、T10、T11、T12（试述汉密尔顿指数 的含义）