第八章：紗線結(jié)構(gòu)與性能12/24/20251紡織與材料學(xué)院紡織工程系

內(nèi)容提要：

紗線的細(xì)度指標(biāo)及其計算；紗線的條干不勻率及其產(chǎn)生的原因、測試方法、分析；紗線的加捻程度和結(jié)構(gòu)特征；紗線的強伸度。

重點難點：

產(chǎn)生條干不勻的原因及測試分析；內(nèi)外轉(zhuǎn)移與徑向分布；影響紗線強度的因素。難點是變異長度曲線、波譜圖、滑脫長度。

解決方法：

循序漸進，充分利用基礎(chǔ)知識。

12/24/20252紡織與材料學(xué)院紡織工程系第一節(jié)：紗線的分類第二節(jié)：紗線的細(xì)度及其檢測第三節(jié)：紗線的細(xì)度均勻度第四節(jié)：紗線的加捻程度及結(jié)構(gòu)特征第五節(jié)紗線的力學(xué)性質(zhì)12/24/20253紡織與材料學(xué)院紡織工程系第一節(jié)紗線的分類

一、依結(jié)構(gòu)和外形分：

（一）、單絲

（二）復(fù)絲（復(fù)合絲、復(fù)合捻絲）

（三）單紗

（四）股線

（五）花式線

（六）變形紗

12/24/20254紡織與材料學(xué)院紡織工程系二、依纖維長度分：

（一）短纖維紗

（1）棉型紗

（2）中長纖維紗

（3）毛型紗

（二）長絲紗

（三）短纖維與長絲組合紗

三、依纖維種類分：

（一）純紡紗

（二）混紡紗。

12/24/20255紡織與材料學(xué)院紡織工程系四、依紡紗方式分

（一）傳統(tǒng)紗（環(huán)錠紗）

（1）粗梳紗

（2）精梳紗

（3）廢紡紗

（二）新型紗

（1）自由端紡紗：氣流紗、靜電紗、塵籠紗、渦流紗等。

（2）非自由端紡紗：自捻紗、包纏紗、無捻紗等。

12/24/20256紡織與材料學(xué)院紡織工程系五、依用途分：

（一）機織用紗

（二）針織用紗

（三）起絨用紗

（四）特種紗12/24/20257紡織與材料學(xué)院紡織工程系第二節(jié)紗線的細(xì)度及其檢測

一、細(xì)度指標(biāo)

公稱細(xì)度（名義細(xì)度），設(shè)計細(xì)度，實際細(xì)度。

（一）特克斯Nt

股線細(xì)度的表示：單紗公稱細(xì)度乘以股數(shù)來表示。如：14×2。若合股線中單紗細(xì)度不同，則用公稱號數(shù)相加表示如（18+14）。

12/24/20258紡織與材料學(xué)院紡織工程系（二）公制支數(shù)

股線的公制支數(shù)：以組成股線的單紗公制支數(shù)除以股數(shù)表示，如28/2。（注意不同細(xì)度紗的合股）

（三）旦尼爾

（四）英制支數(shù)Ne

L—長度（碼，1碼=0.9144米），GK—公定重量（磅，1磅=453.6克）

K—系數(shù)（紗線類型不同，其值不同，棉紗:K=840，精梳毛紗：K=560，粗梳毛紗：K=256，麻紗：K=300）12/24/20259紡織與材料學(xué)院紡織工程系（五）直徑

(mm)

δ—紗線的體積重量（g/cm3）（注意混紡紗的體積重量計算）

（六）細(xì)度偏差率η

η=（實際細(xì)度-名義細(xì)度）×100/名義細(xì)度12/24/202510紡織與材料學(xué)院紡織工程系二、細(xì)度測量

（一）測長稱重法

（二）顯微鏡投影法

12/24/202511紡織與材料學(xué)院紡織工程系第三節(jié)紗線的細(xì)度均勻度

一、概念

紗線的細(xì)度不勻指的是沿紗線長度方向粗細(xì)的變化程度。

紡織品的質(zhì)量，有很大程度上取決于紗線細(xì)度均勻度，用不均勻的細(xì)紗織成布時，織物上會呈現(xiàn)各種疵點，影響織物質(zhì)量和外觀。在織造工藝過程中，會導(dǎo)致斷頭率增加，生產(chǎn)效率下降。

12/24/202512紡織與材料學(xué)院紡織工程系二、表示不勻率的指標(biāo)

討論紗條不勻率，實質(zhì)上是討論紗條中各截面的面積、截面纖維根數(shù)或單位片段長度重量的離散性問題，所以，不勻率的指標(biāo)是用數(shù)理統(tǒng)計中度量離散性的特征指標(biāo)來描述，它有三種：

1、平均差d，平均差不勻率H（或平均差系數(shù)）

2、均方差σ，均方差系數(shù)CV

3、極差R，極差系數(shù)m。

12/24/202513紡織與材料學(xué)院紡織工程系三、產(chǎn)生不勻的主要原因

（一）極限不勻

纖維在紗中隨機分布產(chǎn)生的不勻，這是纖維在目前的生產(chǎn)技術(shù)條件下所能達(dá)到的最理想狀況。其數(shù)值可以用下面的公式來估算。（假設(shè)纖維是均勻的）

12/24/202514紡織與材料學(xué)院紡織工程系（二）附加不勻（介紹概念和表現(xiàn)形式）

1．纖維集結(jié)及工藝設(shè)備不甚完善引起的不勻（機械隨機不勻）

2．牽伸波（紡紗的牽伸機構(gòu)所造成附加不勻）

3．周期性不勻（機件狀態(tài)不良所造成的一粗一細(xì)周期性不勻）

4．偶然事件引起的不勻

12/24/202515紡織與材料學(xué)院紡織工程系（三）紗條細(xì)度均勻度的測量方法

1、測長稱重法

該方法簡單，正確性高，所以我國和世界許多國家一直沿用至今。

2、目光檢驗法（黑板條干）

該方法簡便、迅速、直觀，與布面疵點關(guān)系密切，但受主觀因素影響。

3、機械式紗條均勻度試驗儀（薩氏條干儀）

4、電容式均勻度試驗儀

這是目前技術(shù)含量最高，也是最貴的條干測試儀。指標(biāo)多，信息全面，是進行質(zhì)量分析與質(zhì)量預(yù)測的有力工具。

12/24/202516紡織與材料學(xué)院紡織工程系四、紗條不勻的分析（重點與難點之處，注意概念、邏輯、表達(dá)，速度放慢）

1、不勻指數(shù)Ⅰ（強調(diào)：I值不會小于1，應(yīng)用）

實際不勻率與極限不勻率的比值。反映設(shè)備的紡紗能力。

12/24/202517紡織與材料學(xué)院紡織工程系2、變異長度曲線（用數(shù)據(jù)舉例法，了解實際算法）

（1）紗條片段內(nèi)不勻VC（L）

（2）紗條片段外不勻CB（L）

總不勻=內(nèi)不勻+外不勻

精確的變異長度曲線反映了紗條不勻率的水平和紗條不勻的結(jié)構(gòu)，是進行質(zhì)量分析、質(zhì)量預(yù)測和織物合理設(shè)計的依據(jù)。

12/24/202518紡織與材料學(xué)院紡織工程系3、波譜圖（突出概念，弱化數(shù)學(xué)算法）

它是一種以振幅對波長作圖得到的圖形，具體些就是：

橫坐標(biāo)是波長的對數(shù)，縱坐標(biāo)是各種波動成份的振幅的相對大小。

12/24/202519紡織與材料學(xué)院紡織工程系它除了研究分析紗線不勻結(jié)構(gòu)即周期性不勻的波長與振幅的關(guān)系外，還可用來分析不勻產(chǎn)生的工藝因素。

（1）理想紗條的波譜圖（畫圖）

（2）實際紗條的波譜圖（畫圖，并說明與理想波譜圖不同的原因）

（3）質(zhì)量異常紗條的波譜圖（畫圖，講特征）

①牽伸波在波譜的表現(xiàn)：凸出一小山包。

②周期波在波譜上的表現(xiàn)，凸了一柱（煙囪）狀。

12/24/202520紡織與材料學(xué)院紡織工程系不同不勻成分在波譜圖、布面上的表現(xiàn)：

12/24/202521紡織與材料學(xué)院紡織工程系（4）波譜圖的應(yīng)用

①評價紗條均勻度

②分析不勻結(jié)構(gòu)

③紗條疵病診斷，解決機械工藝故障

④預(yù)測布面質(zhì)量

⑤設(shè)計織物結(jié)構(gòu)，隱蔽條干疵點

⑥與不勻率結(jié)合，對設(shè)備進行綜合評定

12/24/202522紡織與材料學(xué)院紡織工程系第四節(jié)紗線的加捻程度及結(jié)構(gòu)特征一、表征紗線加捻程度的指標(biāo)

（一）捻度：T

單位長度紗線上的捻回數(shù)。常用單位有：捻/10厘米，捻/米，捻/吋。分別以：Tt,Tm,Te表示

捻向可分為S捻（右手捻）和Z捻（左手捻）兩種。（畫圖說明）（二）捻回角：

紗表面纖維對紗軸的傾斜角稱捻回角。

12/24/202523紡織與材料學(xué)院紡織工程系（三）捻系數(shù)α

結(jié)合細(xì)度表示紗線加捻程度的相對指標(biāo)。

特數(shù)制捻系數(shù)：

公制支數(shù)制捻系數(shù)：

英制支數(shù)制捻系數(shù)：12/24/202524紡織與材料學(xué)院紡織工程系（四）捻縮

紗線因加捻而引起的長度的縮短，叫捻縮。通常用捻縮率表示：二、加捻指標(biāo)的測定：

使用捻度測量儀測量各項指標(biāo)。有兩種方法：

1．解捻法：直接退捻至無捻所轉(zhuǎn)的圈數(shù)，即為加捻的回數(shù)。

2．退捻加捻法：（簡介其原理）12/24/202525紡織與材料學(xué)院紡織工程系三、加捻對紗線性質(zhì)的影響

（一）加捻對紗線強伸度的影響

1、對強度的影響

對于無捻的須條，它的強力是很低的，隨著加捻的程度不斷提高，纖維間的摩擦力增大，滑移的纖維根數(shù)減少，且加捻使強度不勻得到改善，所以隨著捻系數(shù)的增加，強度不斷增加。但是，隨著加捻系數(shù)的提高，纖維因傾斜扭轉(zhuǎn)所承受的預(yù)負(fù)荷增加，軸向分力在減小，所以，前一種有利因素與后一種不利因素綜合作用的結(jié)果，使紗線在某一捻系數(shù)時達(dá)到強力最高值，繼續(xù)加捻，紗線強力將下降。此時的捻系數(shù)叫臨界捻系數(shù)。

12/24/202526紡織與材料學(xué)院紡織工程系2、對斷裂伸長的影響

紗線的斷裂伸長由三部分組成：（1）滑移伸長（纖維間），（2）纖維本身受力伸長，（3）紗線捻回角和直徑變小而產(chǎn)生的伸長。

在正常捻系數(shù)范圍內(nèi)，總的趨勢是隨捻系數(shù)的增加，斷裂伸長值增大。

（二）對紗線體積重量和直徑的影響（簡述規(guī)律）

（三）對紗線耐磨性的影響

（四）紗線其它性質(zhì)的影響

（1）光澤；（2）手感；（3）條干均勻度等。

12/24/202527紡織與材料學(xué)院紡織工程系四、紗線的結(jié)構(gòu)特征（只簡介環(huán)錠紗）

（一）、內(nèi)外轉(zhuǎn)移

環(huán)錠紗是由扁平狀的纖維須條逐漸變成圓柱形的細(xì)紗。而須條因加捻作用寬度逐漸收縮而形成的三角形過渡區(qū)，我們叫它‘加捻三角區(qū)’。

12/24/202528紡織與材料學(xué)院紡織工程系處于加捻三角區(qū)中的纖維因受紡紗張力和加捻的影響，使處于須條中不同部位的纖維產(chǎn)生不同的向心壓力，最外層纖維，向心壓力最大，最內(nèi)層最小，甚至為零。所以外層纖維將克服纖維間的阻力向內(nèi)部擠去，即內(nèi)轉(zhuǎn)移，而被擠出纖維的向外運動，稱為外轉(zhuǎn)移。同時，被擠出的纖維又會因產(chǎn)生了大的向心壓力，又?jǐn)D向內(nèi)部，以此反復(fù)進行。在加捻三角區(qū)，有劇烈的內(nèi)外轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，一根纖維不但可能反復(fù)發(fā)生多次轉(zhuǎn)移，而且一根纖維的不同部位轉(zhuǎn)移的劇烈程度也是不同的。纖維的兩端露出紗身，成為毛羽，尤其是尾端。

12/24/202529紡織與材料學(xué)院紡織工程系影響內(nèi)外轉(zhuǎn)移的因素：

1、紡紗張力，內(nèi)外轉(zhuǎn)移的必要條件；

2、加捻程度，程度高時，轉(zhuǎn)移較劇烈；

3、成紗前須條中纖維位置的影響，左面（Z捻）的纖維趨于表面；

4、纖維的性能。

必須強調(diào)的一點是，只有在纖維通過加捻三角區(qū)這一瞬間才有可能發(fā)生轉(zhuǎn)移。12/24/202530紡織與材料學(xué)院紡織工程系（二）、混紡紗中纖維的徑向分布：

由于纖維的內(nèi)外轉(zhuǎn)移，對于由兩種不同性能的纖維紡成的混紡紗，在它的橫截面上會產(chǎn)生不同的分布——徑向分布。有兩種極限情況：均勻分布，皮芯分布。

12/24/202531紡織與材料學(xué)院紡織工程系影響徑向分布的因素：

影響因素大致可分為兩個方面：

1、纖維性質(zhì)方面：

（1）長度：長的優(yōu)先向內(nèi)轉(zhuǎn)移，短的優(yōu)先向外轉(zhuǎn)移。

（2）細(xì)度：細(xì)的向內(nèi)，粗的向外。

（3）模量：大的優(yōu)先向內(nèi)，小的向外。

（4）高收縮纖維膨化后向內(nèi)轉(zhuǎn)移。

（5）截面形狀

（6）摩擦系數(shù)

12/24/202532紡織與材料學(xué)院紡織工程系2、工藝條件方面：

（1）紡紗方式方式不同轉(zhuǎn)移程度不同，如：環(huán)錠、氣流；

（2）并合次數(shù)及并合加捻前纖維的排列位置；

（3）對纖維分離度。

纖維在紗中內(nèi)外轉(zhuǎn)移所造成的徑向分布是一個很復(fù)雜的問題，即使在同一根紗線上不同截面間，轉(zhuǎn)移指數(shù)也可能有很大差異，所以必須用統(tǒng)計的方法來找其變化規(guī)律。12/24/202533紡織與材料學(xué)院紡織工程系徑向分布規(guī)律的應(yīng)用：

充分發(fā)揮混紡紗中各組分的特點，獲得預(yù)期性能的紗線。如：

1）為提高紗強力，應(yīng)將強力高的纖維分布在紗中心；

2）為獲得毛感，應(yīng)將粗而富有彈性的纖維分布在紗表面；

3）為改善靜電效應(yīng)，易起靜電的纖維分布在中心；

4）為提高磨損牢度，應(yīng)將耐磨纖維分布在紗表面。

總之，掌握徑向分布規(guī)律，控制紗線性能。

12/24/202534紡織與材料學(xué)院紡織工程系（三）、紗線毛羽

1．概念

短纖維紗線上有毛羽，這是一個客觀存在，所謂毛羽一般來講，指的是伸出紗線主體的纖維端或圈。毛羽的情況錯綜復(fù)雜，千變?nèi)f化，伸出紗線的毛羽有端，有圈，有團，如下圖：而且具有方向性和很強的可動性。（毛羽對后道工序及產(chǎn)品質(zhì)量的影響這里就不講了

12/24/202535紡織與材料學(xué)院紡織工程系影響紗線毛羽的因素很多，主要求：①原料（纖維）的特性；②紗線的結(jié)構(gòu)、捻度；③紡紗方式以及包括工藝、機械和空調(diào)等方面的紡紗條件。所以，通過測試紗線毛羽的變化，反過來，間接反映纖維性能，工藝條件等方面的情況，進而，紗線的毛羽可用來評定紗線的質(zhì)量，并做為一項重要參考項目。

12/24/202536紡織與材料學(xué)院紡織工程系2．指標(biāo)

毛羽指數(shù)：在單位紗線長度的單邊上，超過某一定投影長度（垂直距離）的毛羽累計根數(shù)。（該指標(biāo)數(shù)值的大小受測試長度、和投影長度的影響）

12/24/202537紡織與材料學(xué)院紡織工程系3．毛羽變化的一些現(xiàn)象

(1)、毛羽指數(shù)隨著毛羽投影長度的減少而呈指數(shù)曲線上升（解釋為什么出現(xiàn)捌點，引出基本表面概念）。

(2)、毛羽似乎亦隨周期性渡動。

(3)、終簡后毛羽劇增。

(4)、燒毛后，不同毛羽長度，毛羽降低量不同，有時會惡化短毛羽。

(5)、紗線結(jié)構(gòu)對毛羽亦有影響。

如：①紗線粗細(xì)的影響，粗產(chǎn)生較多毛羽。

②靜電、氣流紡紗的毛羽相對環(huán)錠紗的毛羽，不論毛羽長短，多少，都要小得多。12/24/202538紡織與材料學(xué)院紡織工程系講到這里，我們應(yīng)當(dāng)清楚，毛羽概念的內(nèi)涵應(yīng)包括：

（1）頻數(shù)（毛羽指數(shù)）；

（2）毛羽長度：是指纖維突出基本表面的情況，注意區(qū)別伸出長度與伸出投影長度的不同，目前都以投影長度作測量對象；

（3）毛羽形態(tài)：區(qū)分端、圈、團。一般以端為測試對象和基礎(chǔ)。

12/24/202539紡織與材料學(xué)院紡織工程系第五節(jié)紗線的力學(xué)性質(zhì)在纖維機械性能一章中，我們學(xué)過許多力學(xué)指標(biāo)，如：①斷裂點的應(yīng)力應(yīng)變；②屈服點的應(yīng)力應(yīng)變；③初始模量；④斷裂長度；⑤斷裂功；⑥濕干強比等等，可以說纖維的力學(xué)性能指標(biāo)都可應(yīng)用或推廣到紗線中去。本節(jié)只介紹與紗線有關(guān)且較特殊的地方。12/24/202540紡織與材料學(xué)