第十章纱线的分类与结构特征 第一节纱线的分类 按纱线的体系分类 所谓纱,亦称单纱,由短纤维经纺纱加工,使短纤维沿轴向排列并经加捻而成 短纤维纱丝束双股线多股线 复捻股纱 图10-1各种纱线结构的理想图形 (1)按纤维喂入轴系分 按纤维须条喂入的条数,常见的有双须条,如自捻纺纱、AB纱、赛络( Sirospun)纺纱等;有多 须条的分束纺纱( Solospun)、多罗拉喂入系统纺纱等。 按引入其它轴系纤维的有纤维须条+丝,纤维须条+纱;有单束或单根,也可多束或多根,是典型 的引入连续体的复合纺纱,可以在环锭纺、摩擦纺、转杯纺等纺纱方法上实现。 (2)按短纤维的类型分 棉纱、毛纱、绢纱、化纤纱 (3)按纱的粗细分 表10-1棉与毛纱的粗细划分 细度 棉或棉型 毛或毛型 特细支 ≤10tex 公支 细支 11-20te 32~80公支 中支 粗支 2公支 (4)按纺纱方法分 环锭纱,甚至直接称“纱 非环锭纺纱,依据纤维握持作用分为自由端纺纱,如转杯(气流)纺、涡流纺、静电纺、摩擦(尘 笼)纺等:非自由端纺纱,如自捻纺、喷气纺、平行纺、包缠纺、粘合纺等。 另外,有近年来工业化趋势明显的复合与结构纺纱技术产生的纱,主要是在传统环锭细纱机上加
1 第十章 纱线的分类与结构特征 第一节 纱线的分类 一、按纱线的体系分类 1. 纱 所谓纱，亦称单纱，由短纤维经纺纱加工，使短纤维沿轴向排列并经加捻而成。 短纤维纱 丝束 双股线 多股线 复捻股纱 图 10-1 各种纱线结构的理想图形 （1） 按纤维喂入轴系分 按纤维须条喂入的条数，常见的有双须条，如自捻纺纱、A/B 纱、赛络（Sirospun）纺纱等；有多 须条的分束纺纱（Solospun）、多罗拉喂入系统纺纱等。 按引入其它轴系纤维的有纤维须条+丝，纤维须条+纱；有单束或单根，也可多束或多根，是典型 的引入连续体的复合纺纱，可以在环锭纺、摩擦纺、转杯纺等纺纱方法上实现。 （2）按短纤维的类型分 棉纱、毛纱、绢纱、化纤纱。 （3）按纱的粗细分 表 10-1 棉与毛纱的粗细划分 细度 棉或棉型 毛或毛型 特细支 ≤10tex ≥80 公支 细支 11~20tex 32~80 公支 中支 21~31tex / 粗支 ≥32tex <32 公支 （4）按纺纱方法分 环锭纱，甚至直接称“纱”。 非环锭纺纱，依据纤维握持作用分为自由端纺纱，如转杯（气流）纺、涡流纺、静电纺、摩擦（尘 笼）纺等；非自由端纺纱，如自捻纺、喷气纺、平行纺、包缠纺、粘合纺等。 另外，有近年来工业化趋势明显的复合与结构纺纱技术产生的纱，主要是在传统环锭细纱机上加
装特殊装置制得的纱,其成纱分别以专用外来名加上纱构成称谓。如复合纺纱的塞络纺纱( sirospun yarn)、塞络菲尔纺纱( sirofil yarn);如结构纺纱的分束纺纱( solospun yarn)、集聚纺纱( compact yarn) 皮芯结构纺纱等 2.丝 所谓丝,俗称长丝纱。 复丝加捻可形成捻丝;捻丝再经一次或多次并合、加捻成为复合捻丝 3.线 所谓线是由两根或两根以上的单纱合并加捻制成的股线;股线再合并加捻为复捻股线。由芯纱、 饰线和固纱加捻组合而成,具有各种不同的特殊结构性能和外观的,称花饰线,如图10-2 套 a疙瘩线,b螺旋线,c竹节纱,d毛圈线,e结子花线, f雪尼尔花线,g菱形金属丝包芯线 图10-2花饰纱线示意图 二、按纤维组成分类 1.以纤维组成分 2.以混合纤维的分布分 按纱线的用途分类 1.加工用纱线 (1)织物主体用纱 (2)织物辅用纱线 成品用纱线 四、其他分类 捻向分别称作顺手(S捻)纱和反手(Z捻)纱 回丝、废丝、废纱、接头纱等: 管纱、筒子纱、绞纱 原色纱、漂白纱、染色纱、烧毛纱、丝光纱等
2 装特殊装置制得的纱，其成纱分别以专用外来名加上纱构成称谓。如复合纺纱的塞络纺纱（sirospun yarn）、塞络菲尔纺纱（sirofil yarn）；如结构纺纱的分束纺纱（solospun yarn）、集聚纺纱（compact yarn）、 皮芯结构纺纱等。 2. 丝 所谓丝，俗称长丝纱。 复丝加捻可形成捻丝；捻丝再经一次或多次并合、加捻成为复合捻丝。 3. 线 所谓线是由两根或两根以上的单纱合并加捻制成的股线；股线再合并加捻为复捻股线。由芯纱、 饰线和固纱加捻组合而成，具有各种不同的特殊结构性能和外观的，称花饰线，如图 10-2。 a 疙瘩线, b 螺旋线, c 竹节纱, d 毛圈线, e 结子花线, f 雪尼尔花线, g 菱形金属丝包芯线。 图 10-2 花饰纱线示意图 二、按纤维组成分类 1. 以纤维组成分 2. 以混合纤维的分布分 三、按纱线的用途分类 1. 加工用纱线 （1）织物主体用纱 （2）织物辅用纱线 2. 成品用纱线 四、其他分类 捻向分别称作顺手（S 捻）纱和反手（Z 捻）纱； 回丝、废丝、废纱、接头纱等； 管纱、筒子纱、绞纱； 原色纱、漂白纱、染色纱、烧毛纱、丝光纱等
第二节纱线的加工与发展 、纱线加工的基本原理 1.短纤纱的加工 过程为:纤维开松(除杂和混合)→梳理成网→成条→并条混合→牵伸加捻→成纱→卷裝成形 2.长丝纱的加工 初生丝、牵伸、「成长纱丝 热定形 异截面圆形高速 异组份异形纺丝 网络 异粗细超细‖POY 异弹性复合FOY 加工 异卷曲 图10-3化纤长丝加工基本原理 3.线绳的加工 线加工的基本过程为:张力预控→并合→加捻→卷装 绳是纺织工业的一个特殊品种,是有多股纱或线捻合而成,直径较粗。两股以上的绳复捻后成为 索,直径更粗的称为缆。 二、纱紗线加工的进展 纱加工技术的发展 环锭纺 自由端或非自 复合与结构纺 (19世纪初至 由端纺20世纪520世纪80年代至今 世纪60年代) 年代至60年代) ?可拓展 复合纺纱技术(包芯纺、长短复合纺)、 结构纺纱技术(以环锭纺为基础和特征) (始于20世纪60年代) 且份连续与非连续、渐变与突变 有引入纺纱其他工序趋势 始于20世纪80年代) 图10-4纺纱技术的演变进程
3 第二节 纱线的加工与发展 一、纱线加工的基本原理 1. 短纤纱的加工 过程为：纤维开松（除杂和混合）→梳理成网→成条→并条混合→牵伸加捻→成纱→卷装成形。 2. 长丝纱的加工 熔融， 干法、湿法 初生丝 牵伸、 热定形 高速 纺丝 POY FOY 异截面 异组份 异粗细 异弹性 异卷曲 圆形 异形 超细 复合 变形 网络 混合 加工 成长纱丝 图 10-3 化纤长丝加工基本原理 3. 线绳的加工 线加工的基本过程为：张力预控→并合→加捻→卷装。 绳是纺织工业的一个特殊品种，是有多股纱或线捻合而成，直径较粗。两股以上的绳复捻后成为 索，直径更粗的称为缆。 二、纱线加工的进展 1. 纱加工技术的发展 ？可拓展 环锭纺 (19 世纪初至 20 世纪 60 年代) 复合纺纱技术（包芯纺、长/短复合纺）、 结构纺纱技术（以环锭纺为基础和特征） （始于 20 世纪 60 年代） 组份连续与非连续、渐变与突变技 术、有引入纺纱其他工序趋势 （始于 20 世纪 80 年代） 自由端或非自 由端纺(20 世纪50 年代至 60 年代) 复合与结构纺 (20 世纪 80 年代至今) 图 10-4 纺纱技术的演变进程
(1)自由端纺纱 自由端纺纱是把纤维分离为单根并使其凝聚,在一端非机械握持状态下加捻成纱,故称自由端纺 纱。典型代表纱有转杯(纺)纱、静电(纺)纱、涡流(纺)纱和摩擦(纺)纱。 (2)自抢纱 利用搓辊的往复运动对两根须条实施同向加捻,靠须条自身的退捻力矩相互反卷在一起,形成 个双股的稳定结构的纱,称自捻纱(ST)。 (3)包芯纱 以长丝为芯,短纤维为皮的包缠结构的纱,称为包芯纱,属复合纱。 (4)喷气纱 利用喷嘴内的旋转气流对须条假捻,靠头端自由纤维包缠无捻短纤维纱芯成纱,称喷气纺纱。 (5)无捻纱和粘合纱 利用粘合剂使须条抱合成纱,称粘合纺纱。短纤维的粘合纱为无捻纱。 (6)新型复合结构纱 这类纱线主要是指在环锭纺纱线上通过短短、短/长纤维加捻而成的复合纱和通过单须条分束或 须条集聚方式得到的结构纱,并被认为可以进行单纱织造的纱。 典型技术有:赛络纺( Sirospun) 短/长复合纺(如 Sirofil) 分束纺( Solospun)、 集聚纺纱( Compact yarn) 2.丝加工的发展 (1)变形加工 变形加工是对伸直状态的化纤长丝束进行卷曲、螺旋、或环圈等形态的加工。有热(机械)变形 法、空气变形法和组合纱变形法。 一级热箱(变形) 假捻器 级热箱(变形) ○○高弹丝 图105假捻法变形加工示意图
4 （1）自由端纺纱 自由端纺纱是把纤维分离为单根并使其凝聚，在一端非机械握持状态下加捻成纱，故称自由端纺 纱。典型代表纱有转杯（纺）纱、静电（纺）纱、涡流（纺）纱和摩擦（纺）纱。 （2）自捻纱 利用搓辊的往复运动对两根须条实施同向加捻，靠须条自身的退捻力矩相互反卷在一起，形成一 个双股的稳定结构的纱，称自捻纱（ST）。 （3）包芯纱 以长丝为芯，短纤维为皮的包缠结构的纱，称为包芯纱，属复合纱。 （4）喷气纱 利用喷嘴内的旋转气流对须条假捻，靠头端自由纤维包缠无捻短纤维纱芯成纱，称喷气纺纱。 （5）无捻纱和粘合纱 利用粘合剂使须条抱合成纱，称粘合纺纱。短纤维的粘合纱为无捻纱。 （6）新型复合结构纱 这类纱线主要是指在环锭纺纱线上通过短/短、短/长纤维加捻而成的复合纱和通过单须条分束或 须条集聚方式得到的结构纱，并被认为可以进行单纱织造的纱。 典型技术有：赛络纺（Sirospun）、 短/长复合纺（如 Sirofil）、 分束纺（Solospun）、 集聚纺纱（Compact yarn）。 2. 丝加工的发展 （1）变形加工 变形加工是对伸直状态的化纤长丝束进行卷曲、螺旋、或环圈等形态的加工。有热（机械）变形 法、空气变形法和组合纱变形法。 一级热箱(变形) 高弹丝 假捻器 二级热箱(变形) 低弹丝 图 10-5 假捻法变形加工示意图
高弹丝。 低弹丝 空气变形纱 组合纱法 其他 (2)丝的变性加工 聚丙烯腈纤维(PANP 预氧化(空气介质) 200℃~300℃几十~几百分钟 预氧化(OF)↓ 炭化惰性气氛(N2) 1200℃~1600℃几~几十分钟 碳纤维(CF) 石墨化惰性气氛 2000℃~3000℃几~几十秒 石墨纤维(GrF) →表面 产品 图10-6PAN纤维的炭化加工流程示意图 3.线加工的发展
5 高弹丝。 低弹丝。 空气变形纱。 组合纱法。 其他。 （2）丝的变性加工 石墨纤维(GrF) CF 产品 碳纤维(CF) 预氧化(OF) 聚丙烯腈纤维(PANF) 预氧化(空气介质) 200℃~300℃ 几十~几百分钟 炭化 惰性气氛(N2) 1200℃~1600℃ 几~几十分钟 石墨化 惰性气氛 2000℃~3000℃ 几~几十秒 表面处理、深加工 图 10-6 PAN 纤维的炭化加工流程示意图 3. 线加工的发展
第三节纱线的结构特征 、纱线的基本结构特征 1.纱线的主要结构特征要求 纱线结构的要求是外观形态的均匀性,内在组成质量和分布的连续性,以及纤维间相互作用的稳 定性。 2.纱线结构特征参数 描述上述结构特征的参数主要是四类。 反映纤维堆砌特征的纱线的体积密度 表达因加捻纤维排列方向的捻回角,或因变形纤维的空间构象及卷曲、膨松、弹性仲长参数 反映多股加捻和多重复捻纱线的根数、加捻方向等参数,或因张力及超喂,或编织引起的纱线形 态特征变化频率及超喂指标 反映纱线外观粗细及变化的直径及直径变异系数,或纱线质量及其均匀性的线密度及线密度不匀 (条干不匀);表达纱线结构稳定性的纤维间的摩擦系数、缠结点或接触点数、作用片段或滑移长度等 另外,短纤纱还必须考虑纱体表面的毛羽特征,包括量、长短、方向等指标。 二、常用纱线的结构特征 1.短纤纱的结构特征 (1)环锭短纤纱的结构特征 (2)自由端纱的结构特征 (3)自抢纱的结构特征 (4)复合和结构纱的结构特征 须条张力大 长丝张力大 ⊙O0回 包芯纱 复合纱 图10-7长/短复合纱结构示意图
6 第三节 纱线的结构特征 一、纱线的基本结构特征 1. 纱线的主要结构特征要求 纱线结构的要求是外观形态的均匀性，内在组成质量和分布的连续性，以及纤维间相互作用的稳 定性。 2. 纱线结构特征参数 描述上述结构特征的参数主要是四类。 反映纤维堆砌特征的纱线的体积密度； 表达因加捻纤维排列方向的捻回角，或因变形纤维的空间构象及卷曲、膨松、弹性伸长参数； 反映多股加捻和多重复捻纱线的根数、加捻方向等参数，或因张力及超喂，或编织引起的纱线形 态特征变化频率及超喂指标； 反映纱线外观粗细及变化的直径及直径变异系数，或纱线质量及其均匀性的线密度及线密度不匀 （条干不匀）；表达纱线结构稳定性的纤维间的摩擦系数、缠结点或接触点数、作用片段或滑移长度等。 另外，短纤纱还必须考虑纱体表面的毛羽特征，包括量、长短、方向等指标。 二、常用纱线的结构特征 1. 短纤纱的结构特征 （1）环锭短纤纱的结构特征 （2）自由端纱的结构特征 （3）自捻纱的结构特征 （4）复合和结构纱的结构特征 须条张力大 长丝张力大 包芯纱 复合纱 图 10-7 长/短复合纱结构示意图
2公转 皮芯分布 分束纺 多毛羽松少毛羽紧 图10-8典型结构纱的结构示意图 2.长丝纱结构特征 (1)无抢长丝纱结构特征 (2)有捻长丝纱结构特征 (3)变形纱结构特征 -06RQR60 0 图10-9正反两个方向的螺旋形圈 SSS 混纤丝 花色丝 图10-10空气变形丝的形态 器 图10-11膨体纱的形态
7 公转 自转 皮芯分布 分束纺 多毛羽松 少毛羽紧 图 10-8 典型结构纱的结构示意图 2. 长丝纱结构特征 （1）无捻长丝纱结构特征 （2）有捻长丝纱结构特征 （3）变形纱结构特征 图 10-9 正反两个方向的螺旋形圈 单一丝 混纤丝 花色丝 图 10-10 空气变形丝的形态 图 10-11 膨体纱的形态
参经 填塞箱变形丝 刀口变形丝 编结拆散变形丝 轮卷曲变形丝 图10-12上述各种变形纱的形态 3.股线的结构特征 8868 图10-13股线各根单纱的排列
8 填塞箱变形丝 刀口变形丝 编结拆散变形丝 齿轮卷曲变形丝 图 10-12 上述各种变形纱的形态 3. 股线的结构特征 图 10-13 股线各根单纱的排列