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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
2、适用于棉纱、棉型纱线 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
3、；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: 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(finen
4、ess 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
5、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：
6、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,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
7、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
8、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=C实际/C理论 1 2.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
9、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 takeup,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
10、 (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 am 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 Nte
11、x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） 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
12、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 （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
13、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。 （
14、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=1.414，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
15、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
16、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
17、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
18、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
19、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,