第二章 纺织品生产质量控制
第一节 原料的质量控制
一、纤维的检验及其鉴别
(一)原棉检验的内容
原棉检验的内容主要是:检验棉纤维的断裂强度,对棉纱强力做到心中有数,以便合理调整工艺设计的参变数,从而适应原棉性状;对原棉含杂、含水的检验,以减少各种原棉混和的含杂、含水差异,使配棉质量稳定。
检验的方式,一般实行三段检验制,就是磅前检验、仪器检验和逐包检验。磅前检验是先采用手感检验方式,得出初步资料,在原有分级的基础上提高一步,得出细度、强力、成熟度、整齐度等数字。若发现一批中差异较大,就分批处理,差异小的合并为一批,可以避免不同性状原棉混杂堆桩,不致造成后续检验及混用时发生困难。在仪器检验中,是利用仪器找出品质鉴定的标准依据。在逐包检验中,主要是掌握原棉含杂、长度、色泽等的差异,掌握原棉性能。
还可以进行快速试纺,在原棉未投入混用前,通过测算或试纺程序预先掌握和控制原棉性状。对于棉结杂质与强力方面可通过试纺迅速了解成纱后的具体情况。一般采取试纺到细纱为止,也有到梳棉为止。试纺分单唛试纺和成分试纺两种。快速试纺能较正确地掌握原棉性状,并预见性地有效控制成纱质量。
以上检验方法体现了手感、仪器、试纺三结合,全面掌握原棉性能,保证成纱质量不断提高,满足稳定生产的必要条件。三结合的方法是从各方面的因素来决定原棉使用价值,可以减少误差,相互参证,得出比较全面的数据,充分掌握原棉性能,从而达到控制成纱品质及保证生产的稳定。
(二)原棉的分类排队和合理配棉
1.原棉的分类
分类就是根据下达的配棉成分通知单,将适用于某型纱的原棉划为一类。原棉的分类实际上就是对原棉的选择。由于工厂中所纺的纱支品种较多,各种纱支就要求使用不同性能的原棉。因此,选用原棉时应注意以下几个方面。
(1)到棉趋势。为使混棉品质长期保持稳定,要求对混棉中的原棉产地尽量少变。由于到棉的品质不会十分稳定,因此在选用原棉时,尽可能地适当保留一部分品质较好的原棉,作为库存棉备用。
(2)气象条件。为了弥补霉湿季节纺纱生产的困难,尽可能先保留一部分品质较高、含水较低的原棉备用,以保持车间生产和成纱质量的稳定。
(3)纤维性质差异。在混合棉中的纤维一般都有性质差异,但是差异不应过大,否则会影响成纱品质。在原棉分类中,要考虑不同原棉以不同工艺进行处理,以取得较好的效果。
2.原棉的排队
排队就是将同一类的原棉排成几队,将原棉产地、性质和相近的排号排在一个队里,以便“接批”使用,其目的是实现稳定生产的成纱质量。一般在排队中要注意的有以下几个方面。
(1)掌握主体:应有意识地安排几个批号性能指标相近的原棉为主体。一般以地区为主体,也可以长度或细度为主体。主体原棉在配棉成分中应占70%左右,从而避免特别好或特别差的原棉和用过多,影响成纱质量。
(2)队数与和用百分率。这两者有直接关系,当队数多时,则和用百分率可以少些;反之,则可多些。目前配棉队数一般为5~8队,最大的和用百分数为25%,若再大就有波动,如“接批”的差异过大。最初的和用百分率应控制在1%以内,逐渐增加,以保证生产和质量的稳定。
(3)勤调少调。勤调是指调换次数要勤,少调是指调换的数量要少,勤调是为了少调。要贯彻少调,可以采取“分段增减,交叉抵补”的办法,从而避免大调大换,不致影响成纱质量。
3.合理配棉
根据原棉的不同品种、不同性状和有关工艺要求等各种因素,通过研究考虑,加以合理分类、排队使用,以便控制混棉质量的稳定。有时配棉可根据原棉含杂量而进行合理分卷处理。为了克服棉包之间差异过大的问题,应采取多唛多批的混棉方法。认真做好分类排队工作是合理安排和使用原棉的关键之一。在纺织企业的连续性生产过程中,对配棉要努力做到“瞻前顾后,细水长流”,以保证产品质量稳定。
原料的接替和调用应掌握原料质量的基本不变、少变、慢变的原则,采取多唛、小量增减、交叉抵补的方法,以减少生产波动。如原料抽调比例过多,质量影响或色泽变化较大时,需要进行快速试纺、试织或试染,做到半成品先做先用,成品先进先出,必要时应全面翻改,并通知用户注意分清,防止发生质量事故。
(三)化学纤维管理
由于化学纤维在纺织工业中使用的比重不断增加,天然纤维和化学纤维混纺的新型纺织品不断出现,所以化纤原料管理也是非常重要的。对化纤原料要逐包检验质量,要进行物理与化学分析,如弹力、伸长、卷曲、纤度、超长、倍长、回潮、染色等项目,根据原料的各自性状,同原棉一样,也应建立原料合理混用排列表,做到搭配使用,主唛稳定,防止波动,保证质量稳定。
1.涤纶
涤纶学名聚酯纤维。涤纶有长丝和短纤维两种。长丝主要用于工业、农业方面,如做过滤布、防护服、水龙带、电气绝缘材料、轮胎帘子线等。目前,长丝在衣着方面也有发展。短纤维主要用于衣着,一般与天然纤维混纺。
(1)混用棉花等级。中特纱混纺用的原棉以细绒棉为主,细特和特细特精梳纱混纺则采用长绒或细绒棉,国产细绒棉的质量较好,已在细特混纺纱广泛采用。
混纺特数与混用原棉长度关系见表2-1。
表 2-1混纺特数与混用原棉长度关系
(2)混纺比例。涤棉混纺时,由于两种纤维的断裂伸长率相差很大,混纺纱在拉断过程中,伸长率达到7%~8%时,混纺纱中的棉纤维已开始断裂,而涤纶伸长超过20%才开始断裂。如涤纶含量为50%左右时,纱线中只有一半的纤维承受拉伸强力,纤维强力利用率较低,随着涤纶含量增加,免烫、抗皱和耐磨性能越好。结合透气、吸湿、抗静电等服用性能,涤棉混纺比例一般是涤65%,棉35%。外衣织物的混纺也采用涤75%、棉25%;针织内衣织物要求吸湿性好,常采用涤/棉比例为50/50、40/60及30/70等含棉成分较多的混纺比例。
2.维纶
维纶学名聚乙烯醇纤维。维纶的可纺性接近棉花,但比棉花强度高、耐磨性好。维纶的吸湿性高于其他合成纤维。
维棉混纺时,混用原棉一般采用2~3级、含杂较低、成熟度较好的细绒棉,长度一般采用29~31mm。对纺制针织用纱或对条干有特别要求的产品,可和混用部分长绒棉。混纺比例常用的有两种,维/棉分别为50/50、33.3/66.7。如织物以服用性能为主,对强力要求不高,则选用维/棉比例为33.3/66.7的混纺纱。
3.锦纶
锦纶学名聚酰胺纤维,俗称尼龙。这种纤维的品种很多,如锦纶6和锦纶66。锦纶的用途广泛,是民用、工业及国防上的重要材料。特点是强力高,耐磨性能比棉纤维高10倍左右,用作织袜美观耐穿,不霉不蛀,耐腐蚀。但吸水性较差,不透气,不耐晒。锦纶与棉混纺可改善服用性能,降低静电现象。
4.黏胶纤维
黏胶纤维是人造纤维的主要品种,简称黏纤,亦称人造棉。高湿模量黏胶纤维简称富纤,黏胶纤维的原料来源广泛,制造成本低廉,适合在棉纺设备上纯纺和混纺。黏胶纤维应根据长度、细度、等级、生产厂家、品种、含油率、回潮率等分别堆桩存放,不能随便并批、并桩。按黏胶纤维的品种和用途分类排队,分别使用。当原料成分变动时,也应按照原料成分变动办法处理。
黏纤与原棉混纺或混并,可改善织物风格和服用性能。如外观比纯棉织物光洁、棉黏纱合股的纱线织成的织物染色后有花呢感。对于针织用纱,则原棉选用2~4级,长度29~31mm,短绒少、成熟度较好的纤维。
5.腈纶
腈纶弹性好,耐光、耐气候性好,耐酸碱,耐霉,缩水率低。腈纶的比重比棉轻30%,比羊毛轻13%,保暖性好。腈纶纯纺织物染色后色泽鲜艳。腈纶的强度约为锦纶的1/2,与棉、黏纤混纺不能达到提高织物强度的要求。目前腈纶纯纺主要用于针织复制品。由于它的比重轻,毛型感强,保暖性高,且色泽鲜艳,所以一般制作毛型织物,如针织衫、围巾等冬季防寒衣着用品。腈纶与其他化纤混纺制成的织物也日益增多,一般用于制作毛毯、冬季呢料外衣、家具及装饰用布等。
6.中长化纤
中长纤维混纺有涤/黏、涤/腈、黏/锦、涤/锦/黏、腈/锦/黏等种类。中长纤维混纺产品的牢度和耐磨性能较好,染整加工后外观和手感具有仿毛风格,纺制针织用纱更为适宜,纺纱成本较毛纺设备低,利用棉纺设备,可纺制2.8~3.3dtex(2.5~3旦)、51~76mm的中长纤维混纺产品。
机织用纱以涤纶混纺占多数,针织用纱以腈纶混纺占多数。中长纤维混纺多数采用原料混棉,尽可能采取多包混棉。严格掌握纤维性能差异和正确比例,以保证各类纱支质量和特性。
(四)纺织纤维的鉴别
鉴别纤维的方法很多,有手感目测法、燃烧法、显微镜观察法、化学溶解法、药品着色法、熔点法和光谱法等。各种方法各有特点,在鉴别纤维时,往往需要综合运用多种方法,才能做出准确的判断。
1.手感目测法
根据纤维的外观形态、色泽、手感、伸长、强度等特征来判断天然纤维或化学纤维。手感目测法最简便,不需要任何仪器,但需要丰富的实践经验,而且有一定的局限性,难以鉴别化学纤维中的具体品种。
2.燃烧法
燃烧法是最常用的一种方法,基本原理是利用各种纤维的不同化学组成和燃烧特征来粗略地鉴别纤维种类。鉴别方法是用镊子夹取一小束纤维,慢慢移近火焰,仔细观察纤维接近火焰时、在火焰中以及离开火焰后,烟的颜色、燃烧速度、燃烧后灰烬的特征以及燃烧气味,并加以记录,对照表2-2来进行判别。燃烧法也有一定的局限性,只适用于单一成分的纤维、纱线、织物的鉴别。对于混纺产品、包芯纱产品以及经过防火、阻燃或其他整理后的产品不适用。
表 2-2几种纤维的燃烧特征
3.显微镜观察法
借助显微镜观察纤维的纵表面和横截面特征,对照纤维的标准显微照片和资料,可以正确地区分天然纤维和化学纤维。这种方法适用于纯纺、混纺和交织产品。各种常见纤维的纵表面与横截面的形态结构见表2-3。
表 2-3各种常见纤维纵横截面形态结构
4.溶解法
溶解法是利用各种纤维在不同的化学溶剂中的溶解性能来鉴别纤维的方法,这种方法适用于各种纺织材料。鉴别时,对于纯纺织物,只要把一定浓度的溶剂注入盛有待鉴别的试管中,然后观察纤维在溶液中的溶解情况,如溶解、微溶解、部分溶解和不溶解等,并仔细纪录溶解温度,如常温溶解、加热溶解、煮沸溶解。对于混纺织物,需把织物先分解为纤维,然后放在凹面载玻片中,一边用溶液溶解,一边在显微镜下观察,观察两种纤维的溶解情况,以确定纤维种类。
用溶解法鉴别纤维时,应严格控制溶剂的浓度和溶解时的温度。各种常见纤维的溶解性能见表2-4。
表 2-4各种纤维的溶解性能
注S—溶解;SS—微溶解;P—部分溶解;I—不溶解。
5.药品着色法
药品着色法是根据各种纤维对不同化学药品的着色性能的差别来迅速鉴别纤维的一种方法,此法只适用于未染色产品。有通用和专用两种着色剂。通用着色剂是由各种染料混合而成,可对各种纤维着色,再根据所着颜色来鉴别纤维;专用着色剂是用来鉴别某一类特定纤维的。通常采用的着色剂为碘—碘化钾溶液,还有着色剂1号、着色剂4号和HI等若干种。各种着色剂和着色反应情况见表2-5和表2-6,用此法鉴别纤维时,为了不影响鉴别结果,应先除去待测试样上的染料和助剂。
表 2-5几种常见纤维的着色反应情况(一)
注(1)杜邦4号为美国杜邦公司的着色剂。
(2)日本纺检1号是日本纺织检验协会的纺检着色剂。
(3)着色剂1号和着色剂4号是纺织纤维鉴别试验方法标准草案所推荐的两种着色剂。
表 2-6几种常见纤维的着色反应情况(二)
注(1)碘—碘化钾溶液是将碘20g溶解于100mL的碘化钾饱和溶液。
(2)HI着色剂是东华大学和上海印染公司共同研制的一种着色剂。
6.熔点法
熔点法是根据合成纤维的不同熔融特性,在化纤熔点仪上或在附有加热台的测温装置的偏振光显微镜下观察纤维消光时的温度来测定纤维的熔点。这种方法不适用于不发生熔融的纤维素纤维和蛋白质纤维,而且不单独使用。各种合成纤维的熔点见表2-7。
表 2-7各种合成纤维的熔点
7.红外吸收光谱鉴别法
各种材料由于结构不同,对入射光的吸收率也不相同,对可见的入射光会显示不同的颜色。利用仪器测定各种纤维对红外波段各种波长入射光的吸收率,可以得到各自的红外吸收光谱图。这种鉴别方法比较可靠,但要求有精密的仪器,因此应用不普遍。
此外,鉴别纤维的方法还有双折射法、密度法、X射线衍射法等。
(五)纤维强力
1.纤维强力与成纱强力
一定的强度是纤维具有纺纱性能和使用价值的必要条件之一,纤维强度高,则成纱强度也高。棉纤维的强度常采用断裂强力和断裂长度表示。细绒棉的断裂强力为3.5~4.5cN,断裂长度为21~25km;长绒棉的断裂强力为4~6cN,断裂长度为30km。由于单根棉纤维的强力差异较大,所以一般测定棉束纤维强力,然后再换算成单纤维的强度指标。棉纤维的断裂伸长率为3%~7%,弹性较差。其他条件相同时,单纤维强力高,则成纱强力也高,但当纤维单强增加到一定限度时,由于纤维线密度增大(纤维单强高,则成熟度好,线密度大,纤维柔软性下降,且纱条截面内纤维根数减少),成纱强力不再显著上升。成纱强力很大程度上取决于纤维的线密度,因此纺纱生产多以纤维的断裂长度(纤维的绝对断裂强度与纤维公制支数的乘积)来比较不同线密度纤维的强力。当纤维的断裂长度大时,必然是纤维的线密度小或单强高,因此成纱强力就好。
2.纤维强力、断裂伸长率与纱线条干
单纤维强度较差时,在纺纱过程中容易折断,增加短绒,影响条干均匀,断头率增高,用棉量增多,生产效率降低。
一般纤维断裂伸长率和回弹性与纱线条干不匀的关系不大,但某些新型纤维具有很大的断裂伸长率和良好的弹性,对纱线条干不匀影响较大,如涤纶改性纤维PTT(对苯二甲酸丙二醇酯纤维)、PBT(聚对苯二甲酸丁二酯纤维)等。PTT纤维断裂伸长率高达500%以上,弹性回复率达90%以上,在纺纱牵伸较小,从慢速纤维转变为快速纤维时,可使须条(纤维束)只伸长不变细或少变细,随后弹性回复成原来长度,从而导致牵伸力极大,牵伸效率降低,纺纱质量偏差难以控制,条干节粗节细,尤其在5倍以下小牵伸时更易发生。
为此,纺制这类纤维时,需在牵伸倍数较小的后区牵伸适当增大牵伸倍数,或者采用较大的后区中心距和较小的粗纱捻系数以及加大牵伸区罗拉压力。因为并条工序前后区牵伸都小于5倍,也易产生牵伸力剧增、牵伸效率降低、条干节粗节细的现象,必要时可增加一道并条工序,减少条干凹凸不平的现象。
原料方面要求纤维的断裂伸长率和弹性保持稳定,切忌混有超长纤维和倍长纤维,并控制混纺比。
3.纤维成熟度
棉纤维成熟度可以作为评定棉纤维内在品质的一个综合指标,它直接影响棉纤维的色泽、强度、细度、天然转曲、弹性、吸湿、染色等性能,因此,可以根据棉纤维的成熟度来估计或衡量棉纤维的其他各项物理性能指标。棉纤维的成熟度不同,不仅会引起纤维性能的变化,而且对纺纱工艺及成纱、织物的质量也会产生很大的影响。棉纤维的成熟度差异很大,正常吐絮后采摘的同一批棉花也含有成熟和不成熟的纤维,通常纤维成熟度是指一批原棉的平均成熟度。成熟度的表示与试验方法:
成熟度系数是指棉纤维中段截面恢复成圆形后相应于双层壁厚与外径之比的标定值。成熟度系数M与2δ/D成线性关系。
即最不成熟的纤维M为0,此时2δ/D=0.05;标准成熟的纤维M=2;最成熟的纤维M=5。
实际上,棉纤维已经被压扁,按此测定法是极不方便的,因此实际检验中采用中腔胞壁比值法来测定。我国现在规定以可见中腔宽a对可见一侧壁厚b的比值法测定。一般测定200根纤维,计算平均成熟度系数和未成熟纤维的百分率两项指标。
正常成熟的陆地棉成熟度系数一般在1.5~2.2,低级棉在1.4以下。从纺纱工艺与成品品质考虑,成熟度系数在1.7~1.8最为理想。用对比法测定时,海岛棉的成熟度系数较陆地棉高,在2.0左右。
4.单纤维强度测定
用Y162束纤维强力仪测定纤维强度,可与中段称重法结合进行。试样夹持距离为3mm,棉束重量在3mg左右,使棉束在1500~2000cN断裂。一般测定5束棉样,求平均强度。
考虑到一束纤维拉断时纤维断裂的不同时性,造成束纤维强度偏低,故强度值必须进行修正,公式如下:
二、纱线的质量检验
(一)纱线细度及不匀的测定
1.细度的测定
实验室常采用绞纱称重法来测量纱线的线密度,棉及棉型纱线在摇纱器上摇取绞纱,每缕绞纱100圈,每圈周长1m,共100m,精梳毛纱为50m,粗梳毛纱为20m,生丝为450m。每批纱样摇取30绞,烘干后称总重。将总重除以30,得到每绞纱的平均干重。以棉纱线为例,根据下式求得所测纱线的线密度:
Nt=10×G0×(1+Wk)
式中:G0——每绞纱的平均干重,g;
Wk——纱线的公定回潮率。
2.细度不匀的测定
(1)测定方法。
①目光检验法。又称黑板条干检验法。将纱线利用摇黑板机均匀地绕在一定规格的黑板上,然后将黑板在规定的光照和位置下与标准样品(照片或实物)进行目测对比评定,同时观察其阴影、粗细节及严重疵点等情况,以此判断纱线的条干级别。这种方法实际上所检验的是纱线的表观直径或投影。该方法简便易行,直观性强,目测结果与织物疵点的规律较为接近,但评定结果受检验人员的主观因素的影响。
②切断称重法。又称测长称重法。是测定纱线粗细不匀的最基本的方法。切取若干个等长的纱线片段,分别称重,然后按规定计算平均差系数、重量变异系数或极差系数。纺织生产中,条子、粗纱和细纱普遍采用此方法来测定细度不匀,切取的片段长度棉条为5m,粗纱为10m,棉及棉型纱线为100m,精梳毛纱为50m,粗梳毛纱为20m,生丝为450m。测试的试样个数一般为30个。
切断称重法可以测量各种片段长度的重量不匀,片段可短到0.01m,也可长达几百米。但当切取的片段较短时,需切取的数量很多,工作量极大,因此短片段切取称重法多用于准确度较高的研究工作或校正仪器时使用。
③电容式条干均匀度仪检测法。当前广泛使用的电容式条干均匀度仪有中国YG135、YG136系列和瑞士Uster Tester4型为主的新一代条干均匀度测试仪。电容式条干均匀度仪器的主机上有几组平行金属极板组成的间距不同的电容器(测量槽)应依据纱条的粗细选用合适的测量槽,使电容器极板间的纤维有合适的填充率,以保证电容传感器有良好的线性转换关系,进而减小测量结果偏差。测试的基本原理是:当纱条进入平行极板组成电容器时,电容器的电容量随纱条线密度的变化而变化,将电容量的变化转换成电量的变化,即可反映纱条线密度的变化。
(2)细度不匀测试方法分析。前述目光检测法、切断称重法和电容式条干均匀度仪检测法,第一种反映的是表观直径不匀,后两种测试方法反映的是重量不匀,它们都没有考虑纱条的密实程度。当纱条粗细变化较大时,因粗处抗扭刚度大,捻度倾向于分布在细的地方,所以细处纱条更紧密,直径更小,黑板条干会变差,但不影响乌斯特条干均匀度。因此,所用测量方法的测量原理不同,测试的同一种纱的均匀度可能不同,这是测量工作者和研究人员应该注意的地方。
(3)纱线细度不匀与片段长度的关系。纱线的细度不匀与切取的片段长度密切相关。所以不同片段长度间的不匀率是没有可比性的。根据纱线片段长度不同,细度不匀率可分为外不匀率、内不匀率和总不匀率。外不匀率即片段间的不匀率,是指将纱线分成若干个等长的片段,分别称重后求得的不匀率;内不匀率即片段内的不匀率,是指将上述任一片段纱再分成若干个等长的小片段,分别称重后求得的不匀率;总不匀率是指将全部纱线分成若干个极小的片段,分别称重后求得的不匀率。当不匀率用变异系数表示时,根据变异(变异系数的平方)相加定理,可得:
CV2=CVB(l)2+CVI(l)2
式中:CV——总不匀;
CVB(l)——外不匀;
CVI(l)——内不匀。
上述变异间的关系即为:纱线的总不匀等于纱线的内不匀与外不匀之和。
理论上,纱线总不匀是不随片段长度的变化而变化的,为定值。外不匀随片段长度的增大而减小,并趋近于零;内不匀随片段长度的增大而增大,并趋近于总不匀,可表示为:
CV2=CVB(l)2+CVI(l)2=CVB(0)2=CVI(∞)2
因此,对于切断称重法,若切取的片段长度l较大则不能反映纱线的总不匀;对于电容式条干均匀度仪,采用的金属平行板电容器的长度为8mm时,测试的是8mm片段间的不匀,而所测纱条的总长度又较长,因此接近于纱线的总不匀。
(二)纱线的强度
纱线的强度是评定纱线品质所要考核的项目之一,是最重要的常规检验项目。有两种测试纱线强度的仪器和表示纱线强度的方法。
1.单纱强力和断裂长度
拉断单根纱线所需要的力,叫单纱强力,单位是牛(或克力)。单根测试的优点是能够反映出纱线的强度分布,同时可得到纱线的断裂伸长。随着单纱强力机自动化程度的提高,它的应用日趋广泛。
单纱强力的大小,不仅和纱线本质的强弱有关,而且和纱线的粗细有关。为了反映纱线本质的强弱,以便不同特数的纱线进行比较,可采用断裂长度L,它等于单纱强力P(gf)与纱线公制支数Nm的乘积除以100,或等于单纱强力P与纱线特数Nt之比,单位是CN/tex(gf/tex)。
或
2.缕纱强度与品质指标
棉纱线和棉型化纤纱线的强度,生产上采用缕纱强力机测定。首先在纱线测长器上摇取缕纱,每个缕纱长100m(公制纱框周长为1m,摇取100圈;英制缕纱80圈,每圈长1.5码,缕纱长120码),然后在缕纱强力机上测缕纱强度。
在拉伸断裂过程中,缕纱中的各根纱线不是同时断裂,所以缕纱强度小于缕纱中各根单纱强度的总和,它们的比值叫缕比,棉纱线和毛纱线的缕比一般在0.7~0.8。
为了在不同线密度的纱线间进行比较,对缕纱强度Q来说,可采用品质指标Dt:
在英制系列中,品质指标De等于缕纱强度Q0(磅力)与纱线的英制支数Ne乘积:
De=Q0×Ne
断裂长度和品质指标是两个意义相同的纱线强度指标,在不同特数或支数的纱线间,可用它们来比较纱线强度的大小。
(三)纱线捻度测定
1.捻度测试方法
(1)直接计数法(解捻法)。将试样在一定的预加张力下固定在距离一定的两个夹头中,其中一个夹头为回转夹头,使回转夹头按解捻方向转动直至试样完全解捻为止。对于股线的测试,随着回转夹头按解捻方向的慢速回转,用挑针自固定夹头向回转夹头挑开试样,直到股线中的单纱完全分离,此时股线完全解捻。根据读数盘上的回转数和夹头的距离可计算试样的捻度。对于短纤维纱,因纤维在纱中的内外转移和相互纠缠,退捻作用往往不能将纱中的纤维完全伸直、平行,不宜采用此测试方法。
(2)退捻加捻法(张力法)。将一定长度的试样在一定的张力下固定在距离一定的两个夹头中,使回转夹头按解捻方向连续转动,纱线先行退捻到一定程度后,自然会被反向加捻,当纱线长度恢复到原长度时,回转夹头停止转动。在此过程中,因退捻时纱线的伸长与反向加捻时纱线的缩短相等,退捻数与反向加捻数相同。根据捻度测定仪读数盘上的夹头回转数和试样的长度可计算试样的捻度。计算公式如下:
式中:Tt——特数制捻度(捻/10cm);
n——回转夹头的回转数;
L——试样长度(cm),通常取25cm。
(3)纱线的捻缩。当测定股线时,除了测定捻度之外,还需要测定捻缩。纱线加捻后,纤维发生倾斜,使纤维沿纱轴向的有效长度变短,引起纱的长度缩短。这种因纱线加捻而引起的长度缩短称为捻缩。捻缩直接影响到纺成纱的实际特数和实际捻度,在纺纱和捻线工艺设计中,必须加以考虑。捻缩的大小通常用捻缩率来表示,即加捻前后纱条的长度之差与加捻前原长的比值,用百分数表示。计算公式如下:
式中:μ——捻缩率;
L0——纱条原长;
L1——加捻后纱条的长度。
捻缩率μ为正值表示加捻后纱条缩短,为负值表示加捻后纱条伸长。单纱的捻缩率随捻系数的增加而变大。
2.捻度的测定标准
一般测定30个数据,计算平均捻度及捻度不匀率。
式中:——平均值;——小于平均值以下的平均值;
n小——小于平均值的个数;
n——试验总个数。
(四)纱线的品质评定
1.棉纱线的品质评定
纱线是纺纱厂的产品,又是织布厂和针织厂的原料。为了在企业内部和企业之间作为考核纱线品质和交付验收的依据,国家主管部门特批准和颁布各种纱线的品质指标。有国家技术监督局批准颁布的国家标准,有纺织工业联合会批准颁布的部标准或专业标准,还有省、市工业部门制定的地方标准和企业自身考核用的企业标准。纱线品质标准内容,一般包括技术条件、评定等级的规定、试验方法、包装、标志以及验收规定等。
在品质标准中,评定纱线的等级,基本上都是根据物理指标和外观疵点来进行。不同种类和不同用途的纱线,所要考核的具体项目不同。目前的国家标准规定,棉纱线的品质,根据品质指标和重量不匀率这两项物理指标来评定。棉纱的品级,根据棉结杂质粒数和条干均匀度这两项外观疵点来评定。棉线的品级,根据棉结杂质粒数一项评定。中长涤黏(65/35)混纺纱线的品等,根据单纱线断裂强度和重量不匀率来评定。纱的品级由条干均匀度评定。
精梳涤棉混纺本色单纱的品等由单纱断裂强度、单纱断裂强度变异系数、百米重量变异系数、条干均匀度变异系数等来评定。股线的品等由单纱断裂强度、单纱断裂强度变异系数、百米重量变异系数等来评定。
(1)纱线品等评定规则。
①棉纱线的品等分为优等、一等、二等,低于二等指标者作为三等。
②棉纱分等的质量指标包括五项,即单纱断裂强力变异系数CV(%)、百米重量变异系数CV(%)、条干均匀度、1g内棉结粒数、1g内棉结杂质总粒数,当上述各项的品等不同时,按其中最低的一项定等。棉线分等的质量指标包括四项,即不测条干均匀度。
③单纱(线)断裂强度或百米重量偏差超出允许范围时,在单纱(线)断裂强力变异系数(%)和百米重量变异系数(%)原品等的基础上作顺序降一个等处理,如两项都超出范围,亦只顺序降一次,降至二等为止。
④优等棉纱另加10万米纱疵作为分等指标。
⑤检验条干均匀度可选用黑板条干均匀度或条干均匀度变异系数CV(%)两者中的任意一种,但一经确定,不得随意更改。发生质量争议时,以条干均匀度变异系数CV(%)为准。
(2)重量偏差。纺纱工厂生产任务中规定生产的最后成品纱线的特数称为公称特数,一般应符合国家标准中规定的公称特数系列。纺纱工艺中,考虑了筒摇伸长、股线捻缩等因素后,为使纱线成品特数符合公称特数而设计的细纱特数,叫设计特数。用抽样试验方法实际测得的成品纱线的特数,称为实际特数。
纱线的实际特数和设计特数的偏差百分率称为重量偏差或特数偏差。实际测试时,以百米重量偏差来表示,计算公式如下:
重量偏差将影响该纱线的品质评定等级。在纱线和化纤长丝的品质评定标准中,重量偏差都规定有一定的允许范围。如果抽样实验所测得的重量偏差没有超出允许范围,表明试样所代表的该批纱线的实际特数与设计特数没有显著差异。如果重量偏差超出允许范围,则说明该纱线的定量偏重(重量偏差为正值)或偏轻(重量偏差为负值)。
(3)纱线细度不匀率。纱线的细度不匀,是指纱线沿长度方向上的粗细不匀,常用纱线细度不匀率来表征。纱线的粗细不匀不仅会影响织物的外观质量,如出现条花状疵点,而且还会降低纱线的强度,造成织造过程中断头和停机的增加。因此,纱线的细度不匀是评定纱线质量的最重要的指标之一。
①平均差系数。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。计算公式如下:
式中:xi——第i个数据;——数据平均值;
n——数据个数。
②变异系数(又称离散系数)。指各数据与平均值之差的平方的平均值之平方根(即均方差)对平均值的百分比。计算公式如下:
式中:CV——变异系数;
δ——均方差。
当测试个数少于50时,均方差应按下式计算:
③极差系数。指数据中最大值与最小值之差(即极差)对平均值的百分比。计算公式如下:
式中:r——极差系数;
xmax——测试数据中的最大值;
Xmin——测试数据中的最小值。
在上述三个指标中,变异系数被广泛用来表示纱条细度不匀率。
(4)关于纱线品名。纱线品名包括原料代号、混纺比、生产工艺过程代号、细度和用途代号五部分,各部分代号见表2-8。
表 2-8主要品种代号
如“精梳65/35涤棉混纺13tex筒子纬纱”用“T/C65/35JD13W”表示。普梳棉纱的质量指标及品等见表2-9。
表 2-9普梳棉纱的质量指标及品等
2.毛纱的品质评定
精梳毛织物,一般属高档纺织品,对其手感和风格,要求较高。因此毛纱线的品质必须符合织物的这种要求。毛纱线的等级,也是根据物理指标和外观疵点来评定。物理指标中,除线密度和强度外,纱线的捻度对织物的手感和风格影响较大,也是重要考核项目。物理指标项目包括线密度偏差率、重量变异系数、断裂长度、捻度变异系数、捻度偏差率等。外观疵点规格检验的项目有毛粒、大肚纱、羽毛纱、纱疵等。此外,由精细节的数量和分布决定的毛纱的条干均匀度,另行检验和分级。
一般毛纱线均作为企业内部的半制品加以考核,没有国家标准,只有行业标准或地方标准。在本书中,精梳毛纱和粗梳毛纱的品质是按纺织行业标准评定等级的。
(1)精梳毛纱的品质评定。精梳毛纱线的品质评定按照物理指标和外观两项来评等、评级。根据物理指标评等,分为一等、二等,低于二等为等外;根据外观评级,分为一级、二级,低于二级为级外。另外,还须检验条干一级率。
①评等。精梳毛纱评等的物理指标包括线密度偏差、重量变异系数、捻度偏差、捻度变异系数、单纱平均强力等。具体指标见表2-10。
表 2-10精梳毛纱物理性能评等指标
②评级。精梳毛纱评级的外观检验分为条干均匀度和外观疵点两项。
(a)条干均匀度。可用黑板条干均匀度或乌斯特条干均匀度指标考核。黑板条干均匀度以10块黑板的一面按标样评定达到一级纱的块数,评级标准见2-11;乌斯特条干均匀度以均方差变异系数(%)表示,评级标准见2-12。
表 2-11精梳毛纱的黑板条干评级标准
表 2-12精梳毛纱的均方差变异系数CV值(%)
注此表使用于精梳纯毛单纱。
(b)外观疵点。可用黑板法和乌斯特纱疵分级仪法进行分级。黑板法以10块黑板所绕取长度内的毛粒及其他疵点数来进行评级,具体评级指标见表2-13。乌斯特纱疵评级指标见表2-14。
表 2-13精梳毛纱黑板表面疵点评级指标
表 2-14精梳毛纱乌斯特纱疵评级指标
(2)粗梳毛纱的品质评定。粗梳毛纱也是根据物理指标评等,根据外观质量评级。粗梳毛纱的评等、评级指标分别见表2-15和表2-16。
表 2-15粗梳毛纱评等的物理指标
表 2-16粗梳毛纱评级的外观品质指标
3.纯苎麻纱的品质量评定
纯苎麻纱根据物理指标评等,根据外观质量评级。
(1)评等。纯苎麻纱的等别有上等、一等和二等。评等的物理指标包括单纱断裂强力变异系数、重量变异系数、单纱断裂强度和重量偏差。先由单纱断裂强力变异系数和重量变异系数根据表2-17评定基本等,然后根据单纱断裂强度和重量偏差决定降等的情况,若单纱断裂强度和重量偏差超出标准规定范围,在原品等的基础上顺降一等;单纱断裂强度和重量偏差两项同时超出标准规定范围时,亦只降一等,但降至二等为止。
表 2-17纯苎麻纱的品等评定标准
(2)评级。纯苎麻纱的级别有优级、一级和二级。评级的外观质量指标包括条干均匀度变异系数CV(%)、细节、粗节和结杂。评级时,各项的品级不同时,按如下规定进行:
四项中有三项优级,一项为二级时,评为一级;
四项中有二项优级,一项一级,一项二级时,评为一级;
四项中有一项优级,二项一级,一项二级时,评为二级;
其余均按四项中最低一项的级别评定。
总之,在工厂中对每一批纱线都要抽取样品进行检验,检测内容有单纱强力、捻度、捻度不匀率、细度、缕纱强度。
为了获知最终产品的质量是否满足要求,必须对反映纱线物理性能、外观疵点和均匀性的品质指标进行评定。但是,不同种类、不同用途的纱线所考核的内在质量和外观质量的具体项目有所不同。国家主管部门特批准和颁布了各种纱线的品质标准,作为企业内部和企业之间考核纱线品质和交付验收的依据。纱线品质标准的内容一般包括产品品种规格、技术要求、试验方法、包装、标志以及验收规定等。