第五章 纱线的几何性质和 品质评定

1. 第五章 纱线的几何性质和 品质评定

2. 第一节 纱线的细度 一、纱线的回潮率与重量换算 G-纱线的湿重；G0－纱线的干重。 重量换算：

3. 纱线的公定回潮率

4. 二、纱线的细度指标 • 直接指标（直径 d）、间接指标（特克斯、纤度等） • （一）间接指标 • 1．特克斯（俗称号数、tex） • 棉纱、棉型化纤纱线 • 定义：1000米纱线在公定回潮率下的重量克数 • Ntex=(Gk/L)×1000;股线特数表示：若单纱特数相同，表示为单纱特数×合股数，如14 × 2。若单纱特数不同，则二者相加，如16+18。 • 分特：10000米长的纱线具有重量。它等于1/10特。毫特=1/1000特。 • 我国的特数系列从特细纱到粗特纱共有60个特数。

5. 2 公制支数 Nm • 定义：1克重的纱线在公定回潮率时所具有的长度的米数。 • Nm=L/Gk=L/[(1+Wk%)G0] • 长度L、公定回潮率Wk都是规定数值，可推得计算式：Nm=k/G0一般适用于毛纱及棉纤维；股线表示方法：单纱支数/股数或N1/ N2（单纱细度不同），计算公式Nm =1÷（1/N1 +1/N2+ 1/N3+ …+1/Nn），公式中没考虑捻缩。若考虑捻缩，对于一次并捻的异支纱，当各根纱捻缩相同时，公式中应再乘以1/（1+ų）；[ų为捻缩率]。当相同单纱一次并捻的股线， Nm =（N/n）×（1- ų）。 • G0 —绞纱平均干重（克） • L wk K • 精梳毛纱50 16.0 43.10 • 粗梳毛纱20 15.0 17.39

6. 3 英制支数 • 定义：在公定回潮率9.89％时，一磅重的棉纱所具有的长度（码）为840码的倍数。即绞纱长度越长， Ne数越大，表示纱线越细。属定重制。 • Ne=L’/(840×G’k)通常表示：单纱——21s、32s、45s…… • 股线——40s/2、60s/2…… • 我国旧标准规定棉型纱线的单位。 • 股线表示方法与计算方法与公制支数相同。

7. 4. 旦数（D）：多用于表示化学纤维、化纤长丝、蚕丝的细度。也称为纤度。 • 定义：9000米纱线在公定回潮率下的重量克数（定长制） • Nden=（Gk/L）×9000 • 纱线越粗，旦数越大。 • 对于长丝来说多根单丝组成的丝叫做复丝而不叫（短纤纱结构的）股线，复丝的表示方法：复丝旦数/单丝根数。计算方法：设单丝旦数N´den,单丝根数为n,则复丝旦数Nden=n N´den

8. （二）直接指标： • 纱线直径d（mm） • 可在投影仪下测量，也可由体积重量和细度的间接指标换算而得。直径用于确定上机参数如清纱器隔距等，也用于织物紧度的计算。

9. 三、纱线细度指标间的换算关系 1.特数与英制支数 Ne= L’/(840×G’k)= Ne=C/Ntex

10. 2.英制支数与公制支数 W’k=Wk时，如化纤纱Ne= =590.5/Ntex=(590.5/1000)×L/Gk,L/Gk= Nm 所以Ne＝0.5905Nm 或 Nm＝1.693 Ne 同理 W’k≠Wk时，如棉纱线 Ne＝0.583Nm 涤棉65/35混纺纱线为Ne=0.588Nm 注：混纺纱线公定回潮率的计算公式： 根据混纺纤维的纱线公定回潮率和混纺百分比来计算： Wk=

11. 3.特数与公制支数 Ntex×Nm=1000 4.特数与旦数 Nden=9 Ntex 5.直径与特克斯

12. 四、重量偏差 • 概念 重量偏差是百米纱线的实际干重与设计干重之差，除以设计干重的百分率。 是评定纱线品质的指标之一，国家标准规定有一定的允许范围。这个允许范围可以认为是抽样试验的误差范围，即：若抽样试验结果没有超出范围，就表明试样所代表的该批纱线的百米实际干重与设计干重基本是相同的。 • 重量偏差的实际意义 检验纱线的细度是否达到设计的要求。如果实际干重不等于设计干重，较轻或较重，即纱线偏细或偏粗。使织物的厚度和重量等发生变化。 它是纱线分等的依据，棉纱线分等是根据物理指标和重量不匀率的最低一项评等，然后再依据重量偏差是否超标来决定是否降等，超标应顺降一等。

13. 重量偏差和纱线细度的测定与计算 在计算纱线重量偏差时，试样的实际干重不用另取样品，可以结合细度的取样测试结果。如：测试棉纱线的细度，摇取100米长的缕纱30个，烘干后分别称重，并记录，计算平均百米纱线的干燥重量G0代入公式Ntex=(Gk/L)×1000=[G0 ×（1+8.5%）/100] ×1000。就得出Ntex。这里的G0就是试样的百米实际干重；试样的百米设计干重由公式 Ntex=(Gk/L)×1000得到，百米设计干重：一定细度规格的百米纱线应配置的纤维干燥重量（设计重量）。举例说明如下：计算纯棉28特的纱线百米设计干重。由公式Ntex=(Gk/L)×1000，先求出百米设计的公定重量Gk，即28= （Gk/100） ×1000，得Gk=2.8克。再求试样的百米设计干重G0’。 由于Gk=G0’（1+8.5%），得G0’=2.8/1.085=2.58克。即试样的百米设计干重G0’为2.58克。 重量偏差=（G0- G0’）/ G0’×100%

14. 第二节纱线的细度不匀 • 一、基本概念 • ——截面面积或直径的粗细不匀，或截面内纤维根数变化或单位长度纱线重量的变化。 • 不匀的危害： • ①内在质量↓ • ②外观质量↓ • ③工艺性↓ • 控制和检测不匀的重要性：贸易的重要质量指标、评级依据。 • 短纤维纱细度不匀的起因： • （1）纤维在纱中的随机分布(随机不匀，长度有没伸直的) • （2）机械缺陷造成的周期性不匀：罗拉、皮辊、齿轮等旋转件的偏心、缺齿、表面损 坏等 • （3）牵伸波造成的偶发性不匀：牵伸过程中，浮游纤维作不规则运动造成牵伸波，以及飞花、接头等操作不良 • （4）纤维细度不匀、集结和设备作用不完善造成纤维没完全松懈。

15. 二、不匀率指标 • 标准差σ与变异系数C • 标准差是各数据与平均数之差的平方的平均数的方根；变异系数的该值与平均数比值的百分率 • 平均差d与平均差系数（不匀率）H • 或 当n小于50时公式中n应变为n-1进行修正。一般为30。 • 极差R与极差系数 ：一般粗纱和条子的不匀用极差系数表示。

16. 三、不匀率测定方法 • 测长称重法 将纱线摇成一定长度的缕纱数缕（一般为30个），分别称得它们的重量，求出其重量不匀率。用重量不匀率来表示一定片段长度间的细度不匀情况。H=2n1(x-x1)/nx*100% x为数据平均值；x1为小于平均值的平均；n1为小于平均值数据个数； n实验总次数。该法测得的是纱线长片段不匀的情况。 • 目光检验法 即：黑板条干检验法。它是用摇板机将细纱以一定密度均匀地绕在一定规格的黑板上，然后在规定的光线和位置下用目光与条干标准样照对比，观察其阴影、粗节情况以评级别。该法表示的是纱线短片段不匀的情况。 • 电子均匀度仪法：乌斯特条干均匀度仪。由于纤维的介电系数大于空气的介电系数，纱线经过电容极板之间时，引起电容量增大，细度不同，会引起电容量的波动，通过电容量波动情况来检测细度不匀情况。它由监测仪、控制仪、波谱仪和纱疵仪组成，仪器能画出不匀率曲线，显示平均差系数或变异系数，作出波谱图以及记录粗节、细节、棉结疵点数等。该法既能测试出不匀率数值，又能通过波谱图测出不匀率的结构（按周期性不匀的波长来分短片段、中片段、长片段不匀）和分析不匀形成的原因。

17. 四、波谱图 • 1 概念 • 波谱图——表示纱条线密度变化曲线的各个正弦不匀分量的波长与幅值高的关系。是分析不匀率结构的，以分析不匀率形成的原因。 • 2 实际纱条的波谱图： • 正常纱（等长纤维双峰、不等长纤维单峰） • 含周期不匀：烟囱（牵伸机构或传动齿轮不良） • 含牵伸不匀：小山（牵伸波所造成的不很严格的周期性不匀，根据山所在的波长范围，可找到存在问题的牵伸工序。

19. 变异—长度曲线（表示纱线细度不匀与试样的片段长度的关系）变异—长度曲线（表示纱线细度不匀与试样的片段长度的关系） • ——变异系数的平方叫做变异。 • 1 概念 • 片段内变异＝（片段内变异系数）² • V(L)＝[CV(L)]² • 片段间变异＝(片段间变异系数）² • B(L)=[CB(L)]² • 2 短纤维纱条的变异—长度曲线 • 随L增加，通常B(L)下降，V(L)上升。即片段长度L增加，片段间不匀率（外）减小，片段内的不匀（内）增加。所以不同片段长短间的不匀率没有可比性。 • 当纱条存在严重机械波时B(L)波动 • 3 变异相加定理 • V(L)+ B(L)= V(µ)= B(0)

21. 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.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。

22. 第三节 纱线的捻度与纤维在纱中的配置 • 一、纱中纤维的排列形态及径向分布 • （一）纱中纤维的排列形态 • 短纤纱 • 环锭纺纱须条的加捻作用是在前罗拉和钢丝圈之间完成的，由前罗拉吐出的须条因加捻作用而宽度逐渐收缩所形成的三角形过渡区，叫加捻三角区。 • 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。发生内转现象，而内部的纤维则被挤出而外移。如此反复进行。纤维的两端露在外面形成毛羽。纤维在环锭纺纱中的排列情况是纤维的螺旋线呈圆锥形，各处具有不同的半径，这是纤维排列的主要特征。

23. 由此可知，在纺纱张力一定时，随着纤维在纱中所处的半径↑，β↑，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 。 • 目前研究纱中纤维排列形态的方法主要用浸液投影法。基本原理是在纺纱过程中加入少量有色纤维（示踪纤维0.5%）将样纱浸入折射率与纱中纤维的折射率相同的液体中。当光线透过纱条时，不发生折射现象，在投影屏上呈透明状纱条，能显出有色纤维的形态踪迹。

26. 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——①屈曲纤维； ②折迭纤维； ③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）

28. 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。

29. (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： ① 纤维性质 • ② 纺纱工艺（成纱结构）

30. 2.指标 • 转移指数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。

31. 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。

32. 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。

33. （三） 纱 的毛羽 • 1.纱线毛羽的定义 • ——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）

35. 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

36. 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↓ 。

37. 4.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。

38. (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。

39. (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。

40. 5.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

41. 二、 捻度与捻系数 • （一）捻度与捻向 • 1. 捻度T：单位长度的捻回数。 • 特数制Ttex(捻/10cm)，棉纱及棉型化纤纱 • 公制Tm(捻/m)，毛纱及毛型化纤纱 • 英制Te (捻/inch)，习惯用于棉纱及棉型化纤纱 • 2. 捻向 • Z捻向、S捻向 • 捻向组合： • ZS（单纱Z捻，股纱S捻） • ZZ（单纱Z捻，股纱Z捻）； • ZSZ(单纱Z捻，股线初捻向S捻，复捻Z捻)

42. （二）捻系数 加捻后，纱的表层纤维对纱轴的倾 角β，叫捻角。实际工作中用捻系数 表示。 如特数制下的捻系数与捻度的 关系

43. 类别 细纱特数或用途 捻系数αtex 经纱 纬纱 梳棉织布用纱 8～11 12～30 32～192 330～420 320～410 310～400 300～370 290～360 280～350 精梳棉织布用纱 4～5 5～15 16～36 330～400 320～390 310～380 300～350 290～340 280～330 梳棉织布、针织起绒用纱 10～30 32～88 96～192 不大于330 不大于310 不大于310 精梳织布、针织起绒用纱 14～36 不大于310 涤棉混纺纱 单纱织物用纱 股线织物用纱 针织内衣用纱 经编内衣用纱 362～410 324～362 305～334 382～400 棉型纱线常用捻系数

44. （三）捻缩 纱线因加捻而引起的长度的缩短，叫做捻缩。通常用捻缩率表示： L0–加捻前纱线长度；L1-加捻后纱线长度

45. 三、捻度的测定 1.解捻法 常用作股线及粗纱的捻度 2.张力法 也叫解捻加捻法，

47. 四、加捻对纱线、织物性能的影响 • 1 捻度及捻系数的影响 • ①对强力的影响：临界捻度αk前增大，而后纱线强力下降

48. ②对断裂伸长的影响：临界捻度附近，α↑，断裂伸长增大 • ③对纱线体积重量δ、直径d的影响 • α↑，δ↑，d↓, 超过一定范围后，影响不大 • ④ 对织物厚度、强度、手感、弹性等的影响

49. 2 捻向的影响 • ① 经纬纱捻向不同， • （1）交织点纤维不易镶嵌，织物松厚柔软 • （2）经纬纱纤维方向一致，织物光泽好 • ② 纱的捻向与织物纹路方向相反，斜纹清晰 • ③ 不同捻向的经纬纱可以形成隐条、隐格效应

50. 五、股线 两根和两根以上的单纱并合加捻后，成为股线或捻线。 实际生产中一次并捻的单纱根数不宜超过5根。 股线捻系数与单纱捻系数的比值，对纱线的直径、织物的厚度及手感等影响很大。 常用的比值范围为： 棉织物用经纱：1.2～1.4 棉织物用纬纱：1.0～1.2 针织汗布用棉线：1.3～1.4 精纺毛股线：1.2～1.8 毛绒线：1.8～1.9