第八章纱线的主要参数 教学目标： 1、使学生了解纱线主要参数的具体定义。 2、使学生掌握纱线各种参数的测量指标及测试方法，掌握测试仪器的使用。 3、使学生了解各种参数对纱线性质的影响。 教学重点与难点： 1、教学重点：纱线主要参数的测量指标和测量方法 2、教学难点：纱线主要参数的测量方法及测试仪器的使用 教学与学习建议： 1、教学建议 授课形式：讲解与讨论，实验 准备常规纱线的实物样品和显微镜标样，从宏观和微观两方面讲解纱线的主要参 数的意义： 通过举例示范讲解纱线主要参数的测试方法。 充分做好实验准备 2、学习建议 通过观察纱线实物样品和显微镜标样，从宏观和微观两方面理解纱线主要参数的 定义： 通过记忆和理解，掌握纱线主要参数的测量指标及测试方法；。 通过实验操作掌握纱线参数的测量方法及测试仪器的正确使用
第八章 纱线的主要参数 教学目标： 1、使学生了解纱线主要参数的具体定义。 2、使学生掌握纱线各种参数的测量指标及测试方法，掌握测试仪器的使用。 3、使学生了解各种参数对纱线性质的影响。 教学重点与难点： 1、教学重点：纱线主要参数的测量指标和测量方法 2、教学难点：纱线主要参数的测量方法及测试仪器的使用 教学与学习建议： 1、教学建议 授课形式：讲解与讨论，实验 准备常规纱线的实物样品和显微镜标样，从宏观和微观两方面讲解纱线的主要参 数的意义； 通过举例示范讲解纱线主要参数的测试方法。 充分做好实验准备 2、学习建议 通过观察纱线实物样品和显微镜标样，从宏观和微观两方面理解纱线主要参数的 定义； 通过记忆和理解，掌握纱线主要参数的测量指标及测试方法；。 通过实验操作掌握纱线参数的测量方法及测试仪器的正确使用
第八章纱线的主要参数 纱线的基本特征包括纱线的外观形态特征、加捻特征、纤维在纱线中的转移及分布 特征，以及纱线表面的毛羽和内部膨松性等。 第一节纱线的直径 纱线的直径是进行机织物、针织物设计和确定编织工艺的主要参数。在纺织生产中， 要根据纱线的直径来调整络筒机清纱器的工艺设定。 纱线直径是指纱线横截面的平均直径，由于纱线截面不呈圆形，表面还有毛羽， 而且存在粗细不均匀，因此纱线直径的测量比较困难，试样误差和试验误差都比较大， 一般常以计算估计。 一般棉纱的直径约为0.13~0.28mm,较粗的棉纱也只有0.4mm左右。 1、直接测量 纱线的直径或称投影宽度，常用显微镜、投影仪、光学自动测量仪测量等。 2、理论估计平均值 设：纱线为圆柱体，长度为L(m,重量为G(mg),截面积为s(mm),直径为d(mm) 密为8(g/cm),则： d=003568 (8-1) 6, 第二节纱线的线密度与体积密度 线密度是纤维很重要的物理特性和几何特征之一，它不仅影响纺织加工和产品质量， 而且还与织物的服用性能密切相关。同样，线密度也是纱线最重要的指标。纱线的线密度 影响到纺织品的物理机械性能、手感、风格等，它也是进行织物设计的重要依据之一。 线密度指标 纤维和纱线的线密度有多种表示形式， 一般采用与纱线截面积成比例的间接指标来表 示。常用的指标有特克斯（号数）、公制支数、英制支数、旦数等。 1、线病席Nt 特克斯制是IS0采用的纱线细度指标，是千米长的纱线在公定回潮率时的重量（标准 重量)。 Y=1000G 2、旦尼尔数D 旦尼尔数（旦数D)较多地在化学纤维中应用，因此长丝纱的粗细表达仍有应用D来 表示的。 N2-9000G I 3、公制支数N血
第八章 纱线的主要参数 纱线的基本特征包括纱线的外观形态特征、加捻特征、纤维在纱线中的转移及分布 特征，以及纱线表面的毛羽和内部膨松性等。 第一节纱线的直径 纱线的直径是进行机织物、针织物设计和确定编织工艺的主要参数。在纺织生产中， 要根据纱线的直径来调整络筒机清纱器的工艺设定。 纱线直径是指纱线横截面的平均直径，由于纱线截面不呈圆形，表面还有毛羽， 而且存在粗细不均匀，因此纱线直径的测量比较困难，试样误差和试验误差都比较大， 一般常以计算估计。 一般棉纱的直径约为0．13～0．28mm，较粗的棉纱也只有0．4mm左右。 1、 直接测量 纱线的直径或称投影宽度,常用显微镜、投影仪、光学自动测量仪测量等。 2、理论估计平均值 设：纱线为圆柱体，长度为L(mm)，重量为G(mg)，截面积为s(mm2 )，直径为d(mm)， 密为δ(g／cm 3 )，则： y t 0.03568 N d = （8-1） 第二节 纱线的线密度与体积密度 线密度是纤维很重要的物理特性和几何特征之一，它不仅影响纺织加工和产品质量， 而且还与织物的服用性能密切相关。同样，线密度也是纱线最重要的指标。纱线的线密度 影响到纺织品的物理机械性能、手感、风格等，它也是进行织物设计的重要依据之一。 一、线密度指标 纤维和纱线的线密度有多种表示形式，一般采用与纱线截面积成比例的间接指标来表 示。常用的指标有特克斯（号数）、公制支数、英制支数、旦数等。 1、线密度Nt 特克斯制是ISO 采用的纱线细度指标，是千米长的纱线在公定回潮率时的重量（标准 重量）。 2、旦尼尔数D 旦尼尔数（旦数D）较多地在化学纤维中应用，因此长丝纱的粗细表达仍有应用D 来 表示的。 3、公制支数Nm
毛纺及毛型化纤纯纺或混纺纱线的细度也应以特克斯为计量单位。国际上一些国家和 地区仍习惯沿用传统的公制支数来表示。 4、英制支数Ne 英制支数是我国计量棉纱线及棉型纱线细度曾用旧指标。目前，仍有国家和地区在使 用该细度指标。英制支数是指在英制公定回潮率下（表11-1），一磅重的棉纱线所具有多 少个840码的长度倍数，既多少英支。 00-元 在股线的线密度表示中，特数制以组成股线的单纱特数乘上合股数来表示，如14×2 当股线中单纱的特数不同时，则以单纱的特数相加来表示， 如16+18。 支数制以组成股线 的单纱的支数除以股数来表示，如50/2。如果组成股线的单纱的支数不同，则应把单纱的 支数并列，用斜线划开，如24/48。 化学纤维的复丝线密度，用组成复丝的单丝根数和总特克斯数表示。如：16.5tex/30 f,表示复丝总线密度为16.5tex,单丝根数为30根。化学纤维或蚕丝的复丝线密度为组 成该复丝的单丝线密度之和。 二、纱线的体积密度 纱线的体积密度是指单位体积纱线的质量。常用单位为克/厘米3(g/cm)。纱线的体 积密度δ随组成纱线的纤维材料、性质及纱线捻系数而不同。几种纱线的参考数值见表 1-1-16。 表8-2部分纱线体积重量 纱线种类 体积重量6 (g/cm) 棉纱 0.80-0.90 精梳毛纱 0.75-0.81 粗梳毛纱 0.65✉0.72 亚麻纱 0.90~1.00 绢纺纱 0.73~0.78 粘胶纤维纱 080-090 涤棉纱(65/35) 0.80~0.95 第三节纱线的捻度与纤维的径向转移 一、纱线的加捻 1、加捻在短纤维成纱中的作用 使纱条截面产生相对回转，纤维倾斜，纱条结构紧密，强力增大
毛纺及毛型化纤纯纺或混纺纱线的细度也应以特克斯为计量单位。国际上一些国家和 地区仍习惯沿用传统的公制支数来表示。 4、 英制支数Ne 英制支数是我国计量棉纱线及棉型纱线细度曾用旧指标。目前，仍有国家和地区在使 用该细度指标。英制支数是指在英制公定回潮率下（表11-1），一磅重的棉纱线所具有多 少个840 码的长度倍数，既多少英支。 在股线的线密度表示中，特数制以组成股线的单纱特数乘上合股数来表示，如14×2。 当股线中单纱的特数不同时，则以单纱的特数相加来表示，如16+18。支数制以组成股线 的单纱的支数除以股数来表示，如50/2。如果组成股线的单纱的支数不同，则应把单纱的 支数并列，用斜线划开，如24/48。 化学纤维的复丝线密度，用组成复丝的单丝根数和总特克斯数表示。如：16.5 tex/30 f，表示复丝总线密度为16.5 tex，单丝根数为30根。化学纤维或蚕丝的复丝线密度为组 成该复丝的单丝线密度之和。 二、纱线的体积密度 纱线的体积密度是指单位体积纱线的质量。常用单位为克/厘米3（g/cm3）。纱线的体 积密度δ随组成纱线的纤维材料、性质及纱线捻系数而不同。几种纱线的参考数值见表 1-1-16。 表 8-2 部分纱线体积重量 纱线种类 体积重量 δ （g/cm3） 棉纱 0.80～0.90 精梳毛纱 0.75～0.81 粗梳毛纱 0.65～0.72 亚麻纱 0.90～1.00 绢纺纱 0.73～0.78 粘胶纤维纱 0.80～0.90 涤棉纱（65/35） 0.80～0.95 第三节 纱线的捻度与纤维的径向转移 一、纱线的加捻 1、加捻在短纤维成纱中的作用 使纱条截面产生相对回转,纤维倾斜,纱条结构紧密,强力增大
2、纱线的加捻特征指标 (1)捻度 定义：单位长度的捻回数 加捻使纱线的两个截面产生相对回转，两截面的相对回转数称为捻回数。 特数制Tt 捻回/10cm 公制 Tm 捻回/m 英制 Te 捻回/英寸 Tt=3.937T=0.1T 捻度特点： 优：测量方便 缺：只能比较同特纱的加捻程度，不能比较不同特纱的加捻程度 (2)捻系数 ad =892ytgB 捻系数的特点 (1)既能反映同特纱的加捻程度，又能反映不同特纱的加捻 程度。 (2)与检度之间运算方便」 实际生产中常用它来表示纱线的加捻程度。 A.对于相同成分的纤维纺成的纱而言，at只与B有关，B1,tgB↑，at↑， 所以捻系数和捻回角一样既能反映同特纱的加捻程度又能反映不同特纱的加捻程度。 B.对于不同成分的纤维纺成的纱而言，捻系数没有可比性。 捻系数与捻度的换算关系 Tm=am√Nm Te=ae√/We (3)捻回角 加捻后表层纤维与纱条轴线的夹角，称为捻回角，如图8-5所示。 图8-5纱的捻回角 (4)检向 纱线加捻的方向。即加捻后纤维在纱中的倾斜方向。有Z捻和S捻
2、纱线的加捻特征指标 （1） 捻度 定义：单位长度的捻回数. 加捻使纱线的两个截面产生相对回转，两截面的相对回转数称为捻回数。 特数制 Tt 捻回/10cm 公制 Tm 捻回/m 英制 Te 捻回/英寸 T t = 3.937Te = 0.1Tm 捻度特点： 优:测量方便 缺:只能比较同特纱的加捻程度， 不能比较不同特纱的加捻程度 （2）捻系数 t = 892 tg 捻系数的特点 （1）既能反映同特纱的加捻程度，又能反映不同特纱的加捻 程度。 （2）与捻度之间运算方便。 实际生产中常用它来表示纱线的加捻程度。 A.对于相同成分的纤维纺成的纱而言，αt 只与β有关， β↑，tg β ↑， αt ↑， 所以捻系数和捻回角一样既能反映同特纱的加捻程度又能反映不同特纱的加捻程度。 B.对于不同成分的纤维纺成的纱而言，捻系数没有可比性。 捻系数与捻度的换算关系 Nt t Tt = （3）捻回角 加捻后表层纤维与纱条轴线的夹角，称为捻回角，如图8-5 所示。 图8-5 纱的捻回角 （4）捻向 纱线加捻的方向。即加捻后纤维在纱中的倾斜方向。有Z捻和S捻。 Tm =m Nm Te =e Ne
同官 交织点 同问 图8-6捻向示意图 图8-7纱线捻向对织物性质的影响 向应用 单纱多用Z捻，利于挡车操作. 船线多用S趁，检回同趋定 捻向配合影响织物外观，如图8-7。 (5)捻幅 加捻时，纱截面上的一点在单位长度内转过的弧长称为捻幅。（如图） 由图可见，捻幅实际就是捻回角的正切，所以它也能表示加捻程度的大小。 图8-8纱线捻幅 3、捻度与捻回角的测量 (1)解捻法 将试样完全解捻后在回转夹头的计数盘上读得回转数，即为该段试样的捻回 数，从而进一步计算出捻度。 此法适用于长丝纱和股线。 (2)解捻加捻法 使一定张力下一定长度的纱解捻，然后再反向加捻相同的捻回数，最后读数 是该段纱捻回数的2倍。 短纤纱采用此法。 两种方法所用仪器都是Y331型纱线捻度机。 (3)捻回角的测量
(a) 交织点 同向 捻向 相同 表观 反向 经 (b) 交织点 反向 捻向 相反 表观 同向 经 纬 纬 图8-6 捻向示意图 图8-7 纱线捻向对织物性质的影响 捻向应用： 单纱多用Z捻,利于挡车操作. 股线多用S捻,捻回稳定. 捻向配合影响织物外观，如 图8-7。 （5） 捻幅 加捻时，纱截面上的一点在单位长度内转过的弧长称为捻幅。（如图） 由图可见，捻幅实际就是捻回角的正切，所以它也能表示加捻程度的大小。 3、捻度与捻回角的测量 （1）解捻法 将试样完全解捻后在回转夹头的计数盘上读得回转数，即为该段试样的捻回 数，从而进一步计算出捻度。 此法适用于长丝纱和股线。 （2）解捻加捻法 使一定张力下一定长度的纱解捻，然后再反向加捻相同的捻回数，最后读数 是该段纱捻回数的 2 倍。 短纤纱采用此法。 两种方法所用仪器都是 Y331 型纱线捻度机。 ⑶ 捻回角的测量 图 8-8 纱线捻幅
单纱 股线 图8-9测量单纱和股线的捻回角 4、加捻对纱线性质的影响 (1)对纱线密度6、直径d的影响 ā↑，8↑，d!,超过一定范围后，影响不大 (2)对强度的影响：临界捻系数之前随捻系数的增大而，之后则下降 (3)对断裂伸长率的影响：↑，断裂伸长率增大 (4)对织物厚度、强度、手感、弹性等的影响 长丝束 短纤纱 抢系数 图8-11捻系数与断裂强度的关系 上 2r 图11-12拉伸中纤维与纱的伸长示意
单纱 股线 图 8-9 测量单纱和股线的捻回角 4、加捻对纱线性质的影响 （1）对纱线密度δ、直径 d 的影响 α↑，δ↑，d↓, 超过一定范围后，影响不大 （2）对强度的影响：临界捻系数之前随捻系数的增大而，之后则下降 （3）对断裂伸长率的影响：α↑，断裂伸长率增大 （4）对织物厚度、强度、手感、弹性等的影响 Fmax 捻系数 F cri cri Fmax 短纤纱 长丝束 图 8-11 捻系数与断裂强度的关系 图 11-12 拉伸中纤维与纱的伸长示意
沙线向相反 (a)体积质量b)纱线直径(c)股线体积质量 图11-13体积质量、直径和捻系数的关系 二、纤维在纱中的转移 前罗拉 （一)纤维在纱中的转移 网 1.纤维在纱中的转移 转移是指纤维不在原螺旋线上的向内 或向外移动。其主要原因是纤维所在扁平须 条的位置不同（几何机理）和纱中纤维所走 纱条 0 的路径不同（张力机理）。 对于传统环锭纺纱，处在加捻三角区中 的纤维因受到纺纱张力和加捻的作用，产生 了向心压力或径向压力。纤维在向心压力作 用下反复发生内外多次转移，纤维的两端露 图8-16环锭纱的加捻三角区 在纱体外面形成毛羽。整根转移纤维在环锭 纱中呈圆锥形螺旋线排列，因而纱体中纤维不是分层排列的。这个特征使成纱中纤维内外 缠绕连结，成纱结构紧密，强度增加。 综合机理 几何机理 一张力机理 临界张力 张力 图8-17转移机理对转移频率的影响
(a) 体积质量 (b) 纱线直径 (c) 股线体积质量 图 11-13 体积质量、直径和捻系数的关系 二、纤维在纱中的转移 （一） 纤维在纱中的转移 1. 纤维在纱中的转移 转移是指纤维不在原螺旋线上的向内 或向外移动。其主要原因是纤维所在扁平须 条的位置不同（几何机理）和纱中纤维所走 的路径不同（张力机理）。 对于传统环锭纺纱，处在加捻三角区中 的纤维因受到纺纱张力和加捻的作用，产生 了向心压力或径向压力。纤维在向心压力作 用下反复发生内外多次转移，纤维的两端露 在纱体外面形成毛羽。整根转移纤维在环锭 纱中呈圆锥形螺旋线排列，因而纱体中纤维不是分层排列的。这个特征使成纱中纤维内外 缠绕连结，成纱结构紧密，强度增加。 图 8-16 环锭纱的加捻三角区 图 8-17 转移机理对转移频率的影响
2.纤维转移的测试方法 目前研究纱线中纤维排列形态的方法主要有浸液投影法、切片法、x射线法和放射性 辐射法等。 图11-18示踪染色纤维的几何形态 (二)纤维在纱截面中的径向分布 1.纤维在纱截面中径向分布规律 早期的研究表明： ①纤维长度不等时，较长纤维会优先向纱内转移，较短纤维倾向于纱的外层，因为 长纤维与较多的纤维接触，在加捻时有被拉入纱内层的趋势，较短纤维则易被挤到纱的外 层： ②纤维粗细不等时，一般粗的纤维会较多地趋向纱的外层，而细的纤维则位于纱的 内层，这是因为粗纤维一般较硬挺，空间位阻大，在细纱加捻区中不容易挤入纱中心部分 细软的纤维则相对容易嵌入纱的内层： ③初始模量较大的纤维会较多地趋向纱的内层，因为加捻时纤维的张力较大，故产 生较大的向心压力： ④抗弯刚度大的纤维容易分布在纱的内层： ⑤圆形截面纤维因比表面积小，或体积小，则容易克服阻力挤入纱内层： ⑥除此以外，纤维的卷曲性、摩擦系数，纱的细度和捻系数也是影响纤维转移的因 素等。 2.纤维径向分布参数 ()汉密尔顿指数 汉密尔顿指数是以计算纤维在纱截面中的分布矩为基础，求出两种纤维中一种的向 外（内）转移分布参数
2. 纤维转移的测试方法 目前研究纱线中纤维排列形态的方法主要有浸液投影法、切片法、x射线法和放射性 辐射法等。 图 11-18 示踪染色纤维的几何形态 （二）纤维在纱截面中的径向分布 1. 纤维在纱截面中径向分布规律 早期的研究表明： ①纤维长度不等时，较长纤维会优先向纱内转移，较短纤维倾向于纱的外层，因为 长纤维与较多的纤维接触，在加捻时有被拉入纱内层的趋势，较短纤维则易被挤到纱的外 层； ②纤维粗细不等时，一般粗的纤维会较多地趋向纱的外层，而细的纤维则位于纱的 内层，这是因为粗纤维一般较硬挺，空间位阻大，在细纱加捻区中不容易挤入纱中心部分， 细软的纤维则相对容易嵌入纱的内层； ③初始模量较大的纤维会较多地趋向纱的内层，因为加捻时纤维的张力较大，故产 生较大的向心压力； ④抗弯刚度大的纤维容易分布在纱的内层； ⑤圆形截面纤维因比表面积小，或体积小，则容易克服阻力挤入纱内层； ⑥除此以外，纤维的卷曲性、摩擦系数，纱的细度和捻系数也是影响纤维转移的因 素等。 2. 纤维径向分布参数 ⑴ 汉密尔顿指数 汉密尔顿指数是以计算纤维在纱截面中的分布矩为基础，求出两种纤维中一种的向 外（内）转移分布参数。 示踪纤维 示踪纤维
切片、拍摄 画半径等分圆环 计算A纤维FMA、 Hamilton指数计算 图8-19汉密尔顿指数计算流程及等分同心圆 (2)0nion指数 第四节纱线的条干均匀度 (一)纱线的细度不匀 1.细度不匀率指标 (1)平均差系数U 指各数据与平均数之差的绝对值的平均值对数据平均值的百分比。 ×100 (2)变异系数C 又称离散系数，指均方差·对平均值x的百分比。 cr-是100 -2- (当试样数<50) (3)极差系数p 指数据中最大值与最小值之差（极差R)对平均值的百分比。 2.纱条理论不匀 此就是著名的马丁代尔(Martin-dale)纱条极限（理论）不匀率公式。 3.细度不匀率的测试方法 ()目测检验法
切片、拍摄 画半径等分圆环 点数 A、B 纤维 测纤维截面积 计算 A 纤维 FMA、 FMI、FMO Hamilton 指数计算 图 8-19 汉密尔顿指数计算流程及等分同心圆 ⑵ Onion 指数 第四节 纱线的条干均匀度 （一）纱线的细度不匀 1. 细度不匀率指标 ⑴ 平均差系数U 指各数据与平均数之差的绝对值的平均值对数据平均值的百分比。 ⑵ 变异系数CV 又称离散系数， 指均方差σ 对平均值x 的百分比。 (当试样数n<50) ⑶ 极差系数p 指数据中最大值与最小值之差（极差R）对平均值的百分比。 2. 纱条理论不匀 此就是著名的马丁代尔（Martin-dale）纱条极限（理论）不匀率公式。 3. 细度不匀率的测试方法 ⑴ 目测检验法
又称黑板条干检验法。 (2)测长称重法 又称切断称重法。 (③)电子条干均匀度测试法 电容式条干均匀度仪，即国际上通用的乌斯特(Ustr)条干均匀度仪。 ·纱条长度 :年行：设9行▣日 图8-2纱条不匀直观图（上）和波谱图（下） (4)光由子茎王均句疳局法 EIB-S的测量原理非常简单，就是利用CCD摄取纱条的投影宽度，见前图11-1。 (三)纱条细度不匀的构成及测量影响 1.纱条细度不匀的构成波谱表达 (I)纱条细度不匀的构成 纱条粗细不匀的经典说法包括三类：随机不匀、加工不匀和偶发不匀。 (2)条干不匀的波谱图 )牵神液不匀通 )理论不匀量 log 0g) 、正常不匀 log A 2.细度不匀测量的影响 ()方法的影响
又称黑板条干检验法。 ⑵ 测长称重法 又称切断称重法。 ⑶ 电子条干均匀度测试法 电容式条干均匀度仪，即国际上通用的乌斯特(Uster)条干均匀度仪。 纱条长度 波长 图8-2 纱条不匀直观图（上）和波谱图（下） ⑷ 光电子条干均匀度测量法 EIB-S 的测量原理非常简单，就是利用CCD 摄取纱条的投影宽度，见前图11-1。 （三）纱条细度不匀的构成及测量影响 1. 纱条细度不匀的构成波谱表达 ⑴ 纱条细度不匀的构成 纱条粗细不匀的经典说法包括三类：随机不匀、加工不匀和偶发不匀。 ⑵ 条干不匀的波谱图 2. 细度不匀测量的影响 ⑴ 方法的影响