第0章-纺织工艺学基础

现代纺织工艺与设备（纺织工艺学基础与现代纺织机械）梅顺齐[e-mail]@umich.edu0、《纺织工艺学》中国纺织出版社1、《棉纺设备》黄故主编，中国纺织出版社，20022、《棉织设备》陆再生主编，中国纺织出版社，20013、夏金国、李金海主编，《织造机械》，中国纺织出版社，19994、周炳荣主编，《纺纱机械》，中国纺织出版社，1999本章主要内容纺织工程的一般概念纱线的主要性质和棉纱质量的检验与评定纺纱过程概述§1纺织工程的一般概念纺纱工程—spinningengineering纺纱的目的：将大量紊乱而有纺纱价值，但又含有多种杂质、疵点的纤维纺制成具有一定性能的连续纱线。织造工程---weavingengineering棉花树棉包棉条粗纱细纱纱线是什么样子？纱线是什么样子？纱线是什么样子？§2纱线的主要性质和棉纱质量的检验与评定一、纱线的主要性质1、纱的细度（fineness）2、纱的捻度（twist）3、纱的强力（strength）4、纱的延伸性（dilatability）5、纱的不匀率（unevenness）6、纱的洁净度(neatness)以纱中合有杂质，疵点数的多少来衡量。7、纱的光滑和毛茸程度（roughness,hairiness）1、纱线的细度fineness表示纱线的粗细，一般用长度与重量的关系来间接表示，通常以特数T（或支数N）来度量2、纱线的捻度twist以单位长度内的捻回数表示，捻回使纤维紧紧地抱压在一起，从而增加了纤维间的摩擦力和抱合力，使纤维可连接成很长且具有一定强力的纱线3、纱的强力strength,tenacity以拉伸断裂时的负荷来量度，在一定限度内它随捻度的增加而增加。4、纱的延伸性elongation,extension指纱在受到张力作用时，长度有所伸长的性质。一般以延伸度来表示。延伸度：指纱线的伸长量和原来长度的百分比，纱的弹性延伸度愈大，则品质愈强，所织成的织物也较耐用。5、纱的不匀率（unevenness,irregularity）不匀率是表示均匀程度的一种指标，它是指细纱各片段上的某一项特性与该项特性平均值之间的偏差或离散度。纱的重量不匀和条干不匀是影响其它不匀的主要因素之一，如强力不匀率是随其重量不匀率和条干不匀率的增大而增大。6、纱的洁净度（neatness）以纱中含有杂质、疵点数的多少来衡量，它取决于所用原料的含杂多少以及纺纱过程中除杂作用的完善与否。7、纱的光滑和毛茸程度（smooth,fluffy）用纱线的毛羽数来表示，可用毛羽根数/10cmg表示。注意：对纱线的多种特性的要求是根据其用途的不同而有所不同的：经纱比纬纱要求的强力高、捻度多、较光滑；细簿织物的用纱要求纱线细度小，特别清洁与光滑；针织用纱要求捻度小，均匀度要求比机织用纱更严格。二、棉纱的质量检验与评定检验项目包括细度是否合乎规格，强力是否达到要求，不匀率（如长片段或短片段）以及棉纱表面的棉结杂质是否超出规定范围，捻度是否控制在范围之内。（一）棉纱质量的检验项目1、棉纱的细度（1）特数（tex）（定长制）1000米长的棉纱在公定回潮率（8.5%）称的重量克数，即为该棉纱的特数（或1米长……的毫克数）棉纱特数Nt=可见，特数越小，纱线越细，可用下式将任何实际回潮率时称得的实际重量换算成公定回潮率时的重量：1000米棉纱长度克量公定回潮率时的棉纱重（2）公制支数与英制定数（定量制）（count,number）公制支数：在公定回潮率（8.5%）时1克重的棉纱长多少米，其公制支数就是多少支纱线越粗，其公制支数Nm越小。实际重量实际回潮率公定回潮率公定回潮时的重量11公制支数Nm=克量棉纱在公定回潮时的重米棉纱长度英制支数：在英制回潮率（9.89%）时重1磅的纱，其长度为多少个840码，其英制支数就是多少支。注：1磅（pound）=0.4536kg=453.6g=0.907斤1码（yard）=91.44cm=0.9144m=3英尺1英尺foot=12inch（=12×2.54cm）=30.48cm=0.9144市尺英制支数Ne=840磅重量棉纱在英制回潮率时的码棉纱长度（3）公制支数Nm，英制支数Ne的换算设：英制回潮率（9.89%）时纱线重Me（磅），则公制回潮率时纱线重Mm为：或Me=1.0128Mm/453.6=0.9874Me×453.66.4530989.1085.16.453%89.91%5.81MeMeMm据定义则有：或：NmNmNe5831.08406.453/0128.19144.0/1NeNeNm71.1583.01同样可推出特数与英制支数或公制支数间的换算关系。（4）对于纤维的细度（为天然丝或化纤）通常用旦数来表示定义：在公定回潮率时（8.5%）每9000米长度的纱线重量为多少克，就称多少旦。583.1583.110000.5831NtNeNmNm9000米纱线长度克维重量公定回潮率时纱线或纤旦数=可见，D=9NT且纤维愈粗，则旦数D越大。归纳起来，几种细度间的换算关系式为下：特数Nt——公支NmNt=1000/Nm特数Nt——英支NeNt=583.1/Ne公支Nm——英支NeNm=1.71Ne旦数D——特数NtD=9Nt例如：若Nm=20（公支）,则Nt=50tex;若Ne=40（英支）则Nt=583.1/40=14.575tex（5）纱线的直径diameter表示纱线直径的直接指标，直接测量直径困难较大，可通过直径与特数或支数间的关系换算而得，为方便一般都假定纱线为一圆柱体（截面为圆）设纱线直径为dt，则可有dt=0.0357δ——纱的体积重量（克/cm3），棉纱的体积重量一般为0.8~0.9克/cm3或800~900kg/m3Nt：棉纱特数其它还可通过英制支数、公制支数Nm或其它关系式求出纱线直径。/Nt注意：目前国际上通用的细度：特数制我国目前也已推广特数制，原来（早期）广泛使用英制支数，后少部分地试用过公制支数Nm。2、棉纱的细度偏差一般所纺棉纱的实际细度与设计细度间总是不可避免地存在差异，这种差异可用百分率表示，称为重量偏差。而：重量偏差（%）=%100设计特数设计特数实际特数生产中必须将此重量偏差控制在国家标准规定的范围内，否则，则将成为不合格品。或重量偏差（%）=%100设计干燥重量设计干燥重量实际干燥重量3、纱的细度不匀通常纱所谓的纱线细度（特数或支数）是指平均值而言。纱线粗细不匀有长片段不匀与短片段不匀之分，前者称为重量不匀率，用切段称重法来检验；后者称为条干均匀度，用目测法进行检验。重量不匀率为切段称重法所得的棉纱长片段不匀率。对于每一批纱，抽样30支管纱，从每只管纱摇取一缕纱线（每缕纱长100米）分别称重，然后算出其平均差系数，即为该批纱的重量不匀率H（%）——30缕纱的平均重量——平均以下的平均数n1——平均以下的次数N——实验总的次数，在常规实验N=30H（%）=%100211xNnxxx1x重量变异系数CV值：2()1(%)100(1)ixxCVnxn----缕纱件数可见，棉纱的重量不匀率反映了一批纱的机台与机台，锭子与锭子之间的细纱重量差异情况。条干均匀度是反映细纱短片段的粗细不匀情况（见《纺织工艺学P4》）测试方法：将纱绕在小黑板上，与样照对比，确定粗细均匀、疵点等情况（P4下段）4、棉纱的强力与品质指标单纱强力：拉断一根单纱所需的力。单位常用厘牛（CN=N）由于单纱强力不匀比较大，测试次数必须较多才有代表性，一般测试次数不应少于50次。缕纱强力：是指缕纱（1缕纱为100圈，每圈长1米）被拉伸直断裂时承受的最大负荷（单位为牛）210缕纱强力的测试是在缕纱强力仪上进行的，由于缕纱受拉时每圈纱线断裂的不同时性，缕纱强力缕纱中各根单纱强力之和，两者之比称为缕比，一般棉纱缕比为0.85左右。品质指标：指单位特数纱线所具有的强力。可作为单位纱线强力的相对指标，可使不同特数的纱线进行强力对比。5、棉纱的棉结杂质通常用1克棉纱所含有的外观棉结杂质粒数来作为棉纱分级的依据之一，故是棉纱质量检验的一个重要指标。（《纺织工艺学》P5）棉结的形式：棉纺加工过程中，部分长度短、成熟度差、卷曲纱、弹性差的薄壁纤维，由于机械作用和工艺处理不当而纠缠，聚集形成棉结。棉花的杂质：附有或不附有纤维的籽屑、碎叶、碎枝杆、棉籽软皮，毛发及麻草等杂物。在成纱中，棉结杂质一部分包含在纱的内部但不影响外观，一部分却露在纱的表面而影响外观，成为外观疵点，甚至影响织物外观。（二）棉纱的质量评定---棉纱的分度分级棉纱的质量评定是按分等分级的方法进行的。棉纱的品等按其品质指标和重量不匀率进行评定，有优等、一等、二等，低于二等指标者作三等，也叫等外。当品质指标和重量不匀率分别对照国家标准所评出的品等不同时，按两者中较低的一项评定其品等。重量偏差若超出国家标准规定的范围时则作为不合规格，应在原评品等基础上顺降一等处理，降至三等为止。棉纱的品级由棉结杂质粒数及条干均匀度评定，当两者分别对照各自的标准所评的品级不同时，按其中的较低的品级评定，棉线的品级则由棉结杂质粒数单项进行评定。纺纱过程包括以下一些加工过程：1、开清工程（openingandcleaningblowing）2、梳理工程（carding,combing）3、并条工程（drawing）4、粗纱工程（roving）5、细纱工程（spinning）6、后加工工程（downstreamprocessing）包括络纱（winding）并筒（doubling）捻线（twisting）纺纱过程包括以下一些加工过程：1、开清工程（openingandcleaningblowing）2、梳理工程（carding,combing）3、并条工程（drawing）4、粗纱工程（roving）5、细纱工程（spinning）6、后加工工程（downstreamprocessing）包括络纱（winding）并筒（doubling）捻线（twisting）练习题：1、纺纱的目的是什么？2、纱线的主要性质有哪些？3、纱线的细度有几种表示方式？（叙述每种方式，列出计算的式子）。4、什么是纱线的重量不匀率和条干均匀度？5、以棉纺为例，写出从原棉到细纱所需经过的工艺过程。