纺织材料学：第八章 纱线

《纺织材料学：第八章 纱线》由会员分享，可在线阅读，更多相关《纺织材料学：第八章 纱线（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第八章第八章 纱线纱线第一节第一节 纱线的分类纱线的分类 由纺织纤维加工而成的细长柔软制品。 1 按纱线的最终用途分： 有针织用纱线 、机织用纱线以及缝纫用线、绣花用线和装饰用线等。 2 按纤维原料分： 有棉纱线、毛纱线、麻纱线、绢丝(桑蚕绢丝、柞蚕绢丝、蓖麻蚕绢丝等)、及各种化学纤维纱线等。 第一节第一节 纱线的分类纱线的分类3 按组成纱线的纤维成分分为： 纯纺纱线以及由两种及以上纤维混合纺制的各种混纺纱线等。 4 按组成纱线的纤维长度分： 有短纤维纱线和连续长丝纱线。 短纤维纱线分为棉型、中长型和毛型纱线三类。 第一节第一节 纱线的分类纱线的分类第一节第一节 纱线的分类纱线的分类连续纤维长

2、丝：单丝、无捻丝、有捻丝、复丝、变形丝等。第一节第一节 纱线的分类纱线的分类第一节第一节 纱线的分类纱线的分类第一节第一节 纱线的分类纱线的分类5 根据加捻方式分为： 自由端和非自由端纱。 （1）自由端纺纱：气流纱、静电纱、尘笼纱、涡流纱等。（2）非自由端纺纱：自捻纱、包缠纱、无捻纱等。 第一节第一节 纱线的分类纱线的分类 6 按照纺纱工艺分： 有环锭纱线(包括紧密环锭纱、赛络纺纱线、赛络菲尔纺纱线、缆型纺纱线等)。 转杯纺纱线、喷气纺纱线、摩擦纺纱线、自捻纺纱线、缆型纺纱线、平行纺纱线和涡流纺纱线等。7复杂结构纱线 （1）包芯纱 第一节第一节 纱线的分类纱线的分类第一节第一节 纱线的分类纱线

3、的分类第一节第一节 纱线的分类纱线的分类 （2）花式纱线 花式(色)纱线是利用不同原料、不同纱特(支)、不同颜色、不同捻度、不同捻向和不同并合长度组合以及其他方式，加工制成的艺术性纱线第一节第一节 纱线的分类纱线的分类各种混色纱各种混色纱第一节第一节 纱线的分类纱线的分类 各种环圈线各种环圈线第一节第一节 纱线的分类纱线的分类第一节第一节 纱线的分类纱线的分类100%羊毛,转杯纺纱第二节第二节 纱线的细度及细度不匀纱线的细度及细度不匀一、纱线的细度（一）细度指标 公称细度（名义细度），设计细度，实际细度。（一）特克斯Nt 股线细度的表示：单纱公称细度乘以股数来表示。如：142。若合股线中单纱细

4、度不同，则用公称号数相加表示如（18+14）。 （二）公制支数 股线的公制支数：以组成股线的单纱公制支数除以股数表示，如28/2。（注意不同细度纱的合股）（三） 旦尼尔 第二节第二节 纱线的细度及细度不匀纱线的细度及细度不匀第二节第二节 纱线的细度及细度不匀纱线的细度及细度不匀（四） 英制支数Ne（五） 直径 (mm)纱线的体积重量（g/cm3）（注意混纺纱的体积重量计算）（六） 细度偏差率=（实际细度-名义细度）100/名义细度二、二、 纱线的细度均匀度纱线的细度均匀度（一）概念 纱线的细度不匀指的是沿纱线长度方向粗细的变化程度。 纺织品的质量，有很大程度上取决于纱线细度均匀度，用不均匀的细

5、纱织成布时，织物上会呈现各种疵点，影响织物质量和外观。在织造工艺过程中，会导致断头率增加，生产效率下降。 （二）表示不匀率的指标 讨论纱条不匀率，实质上是讨论纱条中各截面的面积、截面纤维根数或单位片段长度重量的离散性问题，所以，不匀率的指标是用数理统计中度量离散性的特征指标来描述，它有三种：1、平均差d，平均差不匀率H（或平均差系数）2、均方差，均方差系数CV3、极差R，极差系数m。 （三）产生不匀的主要原因1.极限不匀(随机不匀、理论不匀) 纤维在纱中随机分布产生的不匀，这是纤维在目前的生产技术条件下所能达到的最理想状况。其数值可以用下面的公式来估算。（假设纤维是均匀的） 如果纤维是不均匀的

6、，由马丁戴尔（martindale）公式计算2.加工不匀(1)纤维集结及工艺设备不甚完善引起的不匀（机械随机不匀）(2)牵伸波（纺纱的牵伸机构所造成附加不匀）(3)周期性不匀（机件状态不良所造成的一粗一细周期性不匀）3.偶发不匀 偶然事件引起的不匀 （四）纱条细度均匀度的测量方法 1、测长称重法 该方法简单，正确性高，所以我国和世界许多国家一直沿用至今。（中长片段不匀） 2、目光检验法（黑板条干）（短片段） 该方法简便、迅速、直观，与布面疵点关系密切，但受主观因素影响。（四）纱条细度均匀度的测量方法3、电容式均匀度试验仪（段片段 、中长片段） 通过电容变化，检测纱线条干变化。指标多，信息全面，

7、是进行质量分析与质量预测的有力工具。 4 光电子均匀度试验仪 采用图像采集方法，检测纱线条干的变化，可以真实反映纱线直径的变化。 (五)纱条不匀的分析1. 不匀指数（I值不会小于1，应用）实际不匀率与极限不匀率的比值。反映设备的纺纱能力。2. 波谱图 波形图是一种以振幅对波长作图得到的曲线，又称波长谱图或波谱曲线。将纱条不匀的实测曲线用傅里叶级数分解成许多波长不同、振幅不同的正弦曲线，对应所在的频率叠加可得到波形曲线。 它除了研究分析纱线不匀结构即周期性不匀的波长与振幅的关系外，还可用来分析不匀产生的工艺因素。（1）理想纱条的波谱图（画图）（2）实际纱条的波谱图（画图，并说明与理想波谱图不同的

8、原因）（3）质量异常纱条的波谱图（画图，讲特征）牵伸波在波谱的表现：凸出一小山包。周期波在波谱上的表现，凸了一柱（烟囱）状。 典型的四种波谱图波谱图的应用评价纱条均匀度分析不匀结构纱条疵病诊断，解决机械工艺故障（六）纱线的细度不匀与纱线质量及布面质量的关系 纱线细度不匀影响强力和强力不匀 纱线细度不匀会造成捻度不匀，进而造成密度不匀、色差。 长片段不匀（纤维长度的1003000倍）和短片段不匀（纤维长度的1100倍） 长片段不匀主要由前纺工序造成，在织物上会出现明显的横条、竖纹，对布面质量影响大。 短片段不匀主要由细纱工序的牵伸机构造成，严重时会形成阴影或云斑。 （七） 不匀与取样长度的关系

9、当取样长度增加，测得的不匀减小，当取样长度无穷小时，才能反映纱条的总不匀。 电容式的测量长度为8毫米，接近总不匀。光电式小于1毫米，可以认为等于总不匀。 第三节第三节 纱线的加捻及结构特征纱线的加捻及结构特征一、 纱线的加捻指标（一） 捻度：T 单位长度纱线上的捻回数。常用单位有：捻/10厘米，捻/米，捻/吋。分别以：Tt, Tm, Te表示 第三节第三节 纱线的加捻及结构特征纱线的加捻及结构特征（二） 捻回角：纱表面纤维对纱轴的倾斜角称捻回角 (三) 捻系数 结合细度表示纱线加捻程度的相对指标。特数制捻系数第三节第三节 纱线的加捻及结构特征纱线的加捻及结构特征公制支数制捻系数： 英制支数制捻

10、系数：特克斯制捻系数：第三节第三节 纱线的加捻及结构特征纱线的加捻及结构特征（四）捻向 可分为S捻（右手捻）和Z捻（左手捻）两种。 第三节第三节 纱线的加捻及结构特征纱线的加捻及结构特征第三节第三节 纱线的加捻及结构特征纱线的加捻及结构特征第三节第三节 纱线的加捻及结构特征纱线的加捻及结构特征 经、纬纱线捻向的配合，对织物的外观和手感有一定的影响。利用经、纬纱捻向和织物组织配合，织成不同外观、风格和手感的织物。 若经、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。 若经、纬纱铝向相反，则织物表面的纤维朝一个方向倾斜，从而使织物表面反光一

11、致，光泽均匀、组织点不明显；交织点纤维反向交叠、易于移动，织物较为松厚柔软。（五）捻缩 纱线因加捻而引起的长度的缩短，叫捻缩。通常用捻缩率表示：单纱的加捻会使纱线捻缩增加。二、 加捻对纱线性质的影响（一）加捻对纱线强伸度的影响1、对强度的影响 积极因素：纤维间的摩擦力增大，滑移的纤维根数减少，且加捻使强度不匀得到改善；消极因素：纤维因倾斜扭转所承受的预负荷增加，轴向分力在减小。捻度小时，前一种有利因素起主要作用，捻度大时，后一种不利因素起主要作用。因此纱线在某一捻系数时达到强力最高值，继续加捻，纱线强力将下降。二、 加捻对纱线性质的影响纱线强力达到最大值时的捻系数叫临界捻系数。 2、对断裂伸长

12、的影响纱线的断裂伸长由三部分组成：（1）滑移伸长（纤维间），（2）纤维本身受力伸长，（3）纱线捻回角和直径变小而产生的伸长。在正常捻系数范围内，总的趋势是随捻系数的增加，断裂伸长值增大。（二）对纱线体积重量和直径的影响（简述规律）（四）纱线其它性质的影响（1）光泽:（2）手感: 三、 纱线的结构特征（一）内外转移 环锭纱是由扁平状的纤维须条逐渐变成圆柱形的细纱。而须条因加捻作用宽度逐渐收缩而形成的三角形过渡区，我们叫它加捻三角区。 三、 纱线的结构特征 处于加捻三角区中的纤维因受纺纱张力和加捻的影响，纤维产生向心压力，最外层纤维，向心压力最大，最内层最小，甚至为零。 外层纤维将克服纤维间的阻力

13、向内部挤去，即内转移，而被挤出纤维的向外运动，称为外转移。同时，被挤出的纤维又会因产生了大的向心压力，又挤向内部，以此反复进行。 在加捻三角区，有剧烈的内外转移现象，一根纤维不但可能反复发生多次转移。 三、 纱线的结构特征（二）混纺纱中纤维的径向分布： 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，在它的横截面上会产生不同的分布径向分布。有两种极限情况：均匀分布，皮芯分布。 影响径向分布的因素：影响因素大致可分为两个方面：1、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初始模量：大的优先向内，小的向外。（4）抗弯刚度大的纤维容易

14、分布在纱的内层。 （5）截面形状： 圆形截面容易转移到内层。 （6）纤维卷曲性、摩擦系数、纱的细度和捻度也影响纤维的转移。（三）纤维在纱中的排列形态 圆锥形螺旋线纤维向内或向外转移 圆柱形螺旋线没有发生转移 不规则螺旋线纤维内外转移 纤维折叠、圈状、束状等个别形态。（四） 包芯纱 和混纺纱的纤维分布（四）、纱线毛羽1概念 短纤维纱线上有毛羽，这是一个客观存在，所谓毛羽一般来讲，指的是伸出纱线主体的纤维端或圈。三、 纱线的结构特征三、 纱线的结构特征2.毛羽的形成 (1)加捻形成毛羽 (2)过程形成毛羽 3.毛羽的基本形态I端毛羽、圈毛羽和浮游毛羽4毛羽指标毛羽指数：在单位纱线长度的单边上，投影

15、长度超过某一数值的毛羽根数。5 影响纱线毛羽的因素纤维性能 纤维长度与纤维的比电阻加工条件 摩擦部件、温湿度纺纱方式 结构和复合纺纱可以有效地降低纱线的毛羽，加紧密纺纱、喷气纺纱、平行纺纱、赛络纺纱、赛络菲尔纺纱等。 第四节第四节 纱线的力学性质纱线的力学性质 在纤维机械性能一章中，我们学过许多力学指标，如：断裂点的应力应变； 屈服点的应力应变； 初始模量； 断裂长度； 断裂功； 湿干强比等等，可以说纤维的力学性能指标都可应用或推广到纱线中去。本节只介绍与纱线有关且较特殊的地方。 一、纱线的拉伸断裂机理（breakage mechanism of yarn ）（一）纱线的一次拉伸断裂特性（一）

16、纱线的一次拉伸断裂特性纱线的断裂强度远比纤维的断裂强度要小纤维强力利用率（strength efficiency）小于1，短纤纱小于50% 加捻长丝纱的断裂伸长一般大于组成纤维的断裂伸长 ：倾斜纤维拉伸后沿纱线轴向的排列，增加了纱线长度。短纤维纱的伸长率情况较复杂 （二）纱线强力的构成（二）纱线强力的构成纱线强力=滑脱纤维贡献的力 + 断裂纤维贡献的力 滑脱长度（ Slide length ）：短纤维纱中周围纤维对一根纤维切向阻力的总和等于该纤维断裂强力时的纤维间接触长度，用lc表示。要降低滑脱纤维的根数，要求减少长度小于2lc的纤维根数，即减少短纤维含量不同结构状态的纱，滑脱长度不一样，如捻

17、度大，滑脱长度就短。 1 短纤维加捻纱 因加捻作用，纱中纤维相互紧密抱合，纱线的断裂过程就是纱中纤维的断裂和相互滑移过程。 外层纤维断裂，抱合力减弱，纤维滑移，同时也伴随断裂，直至纱线断裂。 纱中纤维的断裂的不同时性 纤维头端滑移的问题纤维越短，捻度越低，滑脱部分纤维比例越多。对于正常的环锭纺纱线，纤维的断裂是主要的。（三）纱线的断裂机理（三）纱线的断裂机理2长丝纱的断裂机理（1）无捻长丝纱各根单丝分别在各自到达自身的断裂伸长值时断裂，而各断裂伸长值的差别不大，单丝的断裂几乎是同时发生的。（2）低捻度长丝纱由于加捻的作用，纤维间存在摩擦力，增加了单个纤维的强力 ，强力增加。（3）高捻长丝纱中各

18、根单丝的断裂不同时性增加，断裂强力随捻度的增加而下降，且断裂早于低捻长丝纱，并在开始整个断裂破坏过程在一个较长的伸长区间完成。 （四）影响短纤维纱强伸度的因素 影响纱线强、伸度的因素主要是组成纱线的纤维性质和纱线结构两个方面。混纺纱的强、伸度还与混纺纤维的性质差异和混纺比密切相关。温、湿度和强力测试条件等外因对纱线强、伸度的影响基本上与纤维相同。 1、纤维性质纤维的长度、线密度： 纤维长度较长，纤维较细时，成纱中纤维间的摩擦阻力较大，不易滑脱，所以成纱强度较高。当纤维长度整齐度较好，纤维细而均匀时，成纱条干均匀，弱环少而不显著，有利于成纱强力的提高。纤维的强度：纤维的强、伸度大时，则成纱的强、

19、伸度也较大；纤维强、伸度不匀率小，则成纱强度高。纤维的表面摩擦性能： 当纤维表面摩擦系数增加，纤维间滑动阻力大，滑脱长度lc减小，滑脱纤维数的比例减少，成纱强度增加。提高纤维的卷曲数能增加纤维间滑动阻力。 2、纱线结构（1）短纤维纱结构对其强、伸度的影响，主要反映在捻度上。细纱捻系数对断裂伸长的影响 短纤纱强度与捻度间的关系 （2）混纺纱（blended yarn ）的拉伸性质混纺纱的断裂强度与混合组分纤维的拉伸性能和混纺比密切相关。拉伸两组分的混纺纱时，纱中伸长较小的组分纤维先被拉断，另一组分将要承受原来是由伸长小的组分纤维承担的额外负荷。而另一组分纤维能否承受此额外负荷，要看其拉伸性能和混

20、纺比而定。混纺纱强度的理论预测图（a）：有临界混合比bcri和最小强度混合比bmin。图（b）SASABSB，所以混合纱不存在临界和最小混合比，其中强度最小的纱，断裂不影响强度大的纱线继续承力。 S1为混纺纱第一断裂点的强度（cN/dtex）；S2为混纺纱第二断裂点的强度（cN/dtex）； a和b分别为A和B的混纺比（%）； Sa和Sb分别为纤维A和纤维B的断裂强度（cN/dtex）；SAB为混纺纱在第一断裂点时断裂伸长率大的纤维的拉伸比应力(cN/dtex)， S1 和S2 较大者为混纺纱的断裂强度。不同混纺纱的拉伸性能 （1）若两种纤维的强度相差不大而伸长能力有较大差异时，由于分阶段被拉

21、伸断裂，成纱强度随混纺比变化的曲线将出现有极低值的下凹形。（2）如果两种纤维的伸长能力差异不大而强度差异较大时，则曲线呈现渐升或渐降的形状。第五节第五节 股线的结构与性质股线的结构与性质 一、股线的结构特点 1.加捻方向与单纱相反，纤维顺直，结构稳定。二、股线的性能特点 1.与单纱相比，强度高。 2.光泽比单纱好。 3.条干均匀 4.捻缩有不同变化第五节第五节 纱线的品质评定纱线的品质评定 根据纱线的内在质量和外观质量分为不同的等和级。一、内在质量 细度偏差（重量偏差）、断裂强力和不匀率、捻度及捻度不匀率。二、外观质量二、外观质量（一）纱线的疵点：1.细节：比正常线密度低30%，长度12320mm。2.粗节：比正常线密度高35%，长度12320mm.3.糙节：比正常线密度高出140%，长度小于4mm。分为多种类型，不再详述。4.杂质、污物作业1.造成纱线细度不匀的原因有哪些？2.纤维在纱线中处于什么样的几何形态？3.影响纱线强度的因素有哪些？混纺纱的强度与纤维性能有什么关系？4.纱线捻度对纱线的哪些性能有影响？5.纤维在纱线中的径向转移有哪些规律？6.股线与单纱相比，有什么特点？7.解释：临界捻度、临界捻系数、捻缩率、波谱图、细度偏差率