第一部分纤维.docx
《第一部分纤维.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一部分纤维.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
第一部分纤维
第二部分：
纺纱
2.1.纱的构造
纺织这名词系由搭拉丁字Texere所演译而来的，因此广泛使用到所有纺织品如棉、毛、蚕丝、等适合被纺或织成布，而纺织工业也被推广至包括纺纱、织布及其它，因此对纺织的认识不能不从纱线着手。
纱（Yarn）是纤维原料中最基本的素材之一，一论及单纱，难免有缝纫纱或手勾纱、编织纱之连想，但在平织品、针织物的构成中，所用的平织纱、针织纱亦以纱的型态存在，其它诸如网状物、绳索用等资材用料中，纱亦扮演重要角色。
因此配合多重目的、品质，要求能广泛应用的纱之开发倍受瞩目。
对纱线的认识，除了由于原料状态及纤维的长度致纱线的构成方法有所不同外。
2.1.1.纱线的构成方法
●短纤维〔棉、麻、毛、废蚕茧、棉状（Staple）纤维〕纺纱（SpunYarn），（短纤维纱）
缫丝练丝
●蚕丝─→生丝─→蚕丝→丝状纤维（Filament）
纺丝
●合纤粘液（化学纤维）─→各种化纤丝状纤维
不论是单纱、捻纱、合纱、合捻纱，对纱线的认识不外乎由捻纱的方法、捻纱的强度、纱的卷取方法着手。
2.1.1.1.单纱
单纱，以一条就能纺织的纱称为单纱。
单纱在纺纱时可加上轻捻。
2.1.1.2.捻纱
捻纱，在棉纱及麻纱的制造过程中，加上轻捻的纱普通不称作捻纱。
捻纱是指做好的纱加上强捻，以及由单纱或２条以上所捻成的纱。
2.1.1.3.合纱
合纱，由数条单纱所捻成的纱通称为合纱。
依单纱的合纱条数而有双股纱、三股纱、四股纱、五股纱、六股纱等称呼。
这些总称为合纱。
2.1.1.4.合捻纱
合捻纱，由数条蚕丝及化学长纤所形成的连续纤维纱，加上轻捻者称为片捻纱。
由两条以上的片捻所合捻而成的纱就称为合捻纱。
片捻纱依条数的不同而有２条合、３条合等的称呼。
2.1.2.捻的方法
捻度就是表示纱每一吋长时间所加捻之次数，称为捻度（TwistPerInch）简称T.P.I例如16捻（写为16TPI）.... 即此纱每一吋间有16回转之捻数之意。
S捻和Z捻，依其捻向可分成S捻与Z捻，如图2-1所示，这是由捻所产生的斜线以相当于罗马字所表示的记号。
图2-1
图2-2
我国及日式的表示法是Ｓ表右捻（LeftHandTwist），Ｚ表左捻（ RightHandTwist ）。
但由于和欧美的念法正好相反，所以，最近就直接称为Ｓ捻、Ｚ捻。
此外，双纱（图2-2所示）以上合捻时，其捻的方向必定与单纱的捻方向相反，如此一来合捻时不会恢复原状。
此时，最初单纱之捻称为下捻，后来合纱的合捻称为上捻。
普通上捻的捻度是下捻的捻度之80％为宜。
2.1.3.捻的强度
捻的强弱与纱之使用目的有密切关系，因此捻的程度区分有如下的名称。
普通Spun纱是以１吋间的捻数来表示，而长纤则以１米间的捻数表示之。
捻的强弱及捻数间的关系表示如表2-3，其范围依纱的种类而有所回异。
表2-3捻的强弱及捻数间的关系：
捻的种类
1米长度的捻数
轻捻纱
中捻纱
强捻纱
高强捻纱
300回以下
300～1000回
1000～3000回
3000回以上
2.1.4.纱的卷取方法
捻过的纱依使用的目的而被卷成各种形状。
从工厂制造的阶段开始就以绞纱卷取、筒纱（Cheese）卷取、纱饼卷取等方式而卷在各种大小的纱管上，以备供给的目的使用。
市面亦售有适合家庭用的绞纱卷、线卷、圆片卷、圆卷等方式的纱线。
2.2.纱的粗度与表示方法
纱依使用的目的而被纺制成各种粗细、大小。
当有人问及『纱的粗细大小大概是什么程度』时，不知如何表达是好，可真伤脑筋。
纱是由一束束的纤维集合而成的，其间的密合度与集合状态很复杂，且纤维的侧面及横面的形态也各式各样，因此若以普通的方法测试其直径是很牵强。
由于纱的全部构造还处于柔软且易变形的形态，因此不能以铁丝大小的粗来测。
此处我们将设定一表达纱之粗度的方法，即设定一基准单位，以此基准单位的倍数来表示。
2.2.1.纱支粗细的表示
2.2.1.1.支数、丹尼、Tex（德式）
支数法（恒重式）：
订定标准重量，用以表示相对于标准重量的标准长度的倍数的数值，即为支数。
表2-4 短纤粗度的标准（支）:
纱的种类
方 式
标准重量
标 准
棉、蚕丝、化纤短纤
麻
毛
英制式
英制式
公制式
1Lb（453.6g）
1Lb（453.6g）
1g
840码（768.1m）
300码（274.3m）
1km
N=（W/L）X（L0/M）
L0：
测定的长度
N：
支数W：
标准重量
W：
测定重量
L：
相对于准重量的标准长
W/L=K
K是依纤维种类所制定的定数
棉纱、蚕丝、化纤纺绩纱K＝0.591
麻（纱）K＝1.654
毛（纱）K＝1
2.2.1.2.丹尼尔（Denier）法（恒长式）：
订定标准长、标准重之倍数的数值，并以号码来表示的方法。
以标准重量除标准长之纱长所得的结果即为Denier（以长纤为对象的方式）：
表2-5 长纤粗度之标准:
纱的种类
标 准 长
标准重量
蚕丝、化纤（长纤）
450m（或9000m）
0.5g（或1g）
D=（L/W）X（W/L0）
D＝Denier
L＝标准长W＝标准重
L0＝测得长度W＝测得重量
L/W=K=9000（定数）
∴D=（W/L0）X9000
2.2.1.3.Tex（共通式）：
恒重式的支数其依纱的种类来决定标准的定夺，有其烦杂之处。
而这种方法是任何种类的纱皆以相当于1000公尺的重量单位（克）来表达其支数。
单位以Tex表示：
N：
毛纱支数（公制）N'：
棉纱支数（英制）D：
denierT：
Tex支数
[例] 标准长 单位重 粗度单位
[1000m] [1g] [1Tex]
[1000m] 1mg 1mgTex
[1000m] 1kg 1kgTex
表2-6 支数换算表:
所得支数
已知支数
纱支数
（共通式）
棉纱支数
长纤纱
（denier）
Tex支数
毛纱（公制）1000g,1000m
1
0.591×N
9000/N
1000/N
棉 纱（英制）453.6g（1磅）768.1m（840码）
1.695×N'
1
5315/N'
591/N'
长纤（denier式）9000m,1g
9000/D
5315/D
1
0.1111×1
Tex支数（共通式）1000m,1g
1000/T
591/T
T/0.1111
1
N：
毛纱支数（公制）N'：
棉纱支数（英制）
D：
denierT：
Tex支数
2.2.2.纱的表示法
依纱的构成而设定其表示法
2.2.2.1.棉、麻、粘胶、蚕丝、化纤短纤：
以英支数来表示。
[例] 20支单纱 20s或20;S/1
30支双股纱 30/2s或30'S/2
60支三股纱 60/3s或60'S/3
20支五股的３条捻纱 20/5/3s或20'S/5/3
20支单股纱及30支双股纱的捻纱 20、30/2/2s或20×30/2s
30支双条合捻纱 30//2s或30'S//2
2.2.2.2.毛（纱）：
以公制支数来表达。
[例] 20支单股纱 1/20
30支双股纱 2/30
60支三股纱 3/5/20
20支单股纱及30支双股纱的捻纱 2/1/20，2/30或1/20×2/30
30支双条合捻纱 2//30
2.2.2.3.以Tex支数表达。
[例] 20支单股纱 20tex
30支双股纱 30tex×2
60支２根合捻纱 60tex//2
2.2.2.4.纱之混纺率的表示
支数与混纺率的合记如下：
支数（混纺纤维名A、混纺率。
混纺纤维名B、混纺率）
混纺纤维名A、混纺率
或 支数（混纺纤维名B、混纺率）
[例]20支粗的A纤维70％与B纤维30％混纺的情形。
以棉支数法表达为20s（A70、B30）或A/B70/3020'S
公制支数法为1/20（A70‧B30）
2.2.2.5.捻纱的捻向的表示：
棉支数以下捻方向∕上捻方向来表示。
[例１]单股纱Ｚ捻再添２条以上做S捻的情形........Z/S
[例２]单股纱Ｚ捻后，加２条以上做S捻，复再添２条以上做Ｚ捻....Z/S/Z
公制支数法则以上捻方向∕下捻方向来表示。
[例１]单股纱Ｚ捻后，添２条以上纱做Ｓ捻........S/Z
[例２]单股纱Ｓ捻后，与２条以上纱做Ｚ捻，复再与２条以上纱做Ｓ捻....S/Z/S
2.2.2.6.捻数与捻向并记的情形：
●以棉支数表示时
单股纱..捻向，捻数/2.54cm
[例]捻数18的Ｚ捻的单股纱....Z18/2.54cm
捻纱....下捻方向，下捻数∕上捻方向，上捻数。
[例１]Z18的单股纱２条以上合捻，上捻数12的Ｓ燃的纱表示为：
Z18/S12/2.54cm
[例２]Z18的单股纱以３条以上合捻后，以S12下捻所得之物再与２条以上纱合捻，上捻数为６的Ｚ捻的纱表示为：
Z18/S12/Z6/2.54cm
●以公制支数法表示时
单股纱是....捻向，捻数/m
[例] 捻数480的Ｚ捻的单股纱....Z480/m
捻纱....上捻方向，上捻数∕下捻方向，下捻数。
[例１]Z500的单纱二股以上合捻，上捻数为480的Ｓ捻的纱表示为：
S480/Z500/m
[例２]2条以上Z500的单纱合捻，以S480下捻之后再以２条合捻，Z250/S480/Z500/m
2.2.2.7.长纱的粗度：
在表示长纱粗度的数字之后加上D或d较好。
[例１]120denier粗度表为1202D或1202d
[例２]120denier的纱２条合捻的情形120//D或120//d
2.3.纤维工业中常用之主要单位的换算
2.3.1.序言
在纤维工业上的各种测试，除了特殊事例外、均是以数值来表示。
甚至在我们的日常生活中，也常有使用度量衡来表达数值之习惯。
如长度的公尺、重量的公斤、时间的分、温度的℃等均溶入于生活中。
此种单位可进行高精度的表达，亦可赋与正确性，藉此表达亦可获知正确的意义。
又，此在国际上亦通用，以10米来表达时，其长度在世界各地均是相同的。
为了表达科学和技术上的知识，以及日常生活的一般性目的，故必需有各式各样的单位。
兹举一简单例说明之；如汽车的速度每小时时120公里或炮弹的速度每秒1200米一般，速度单位系长度单位的公尺与时间单位的时、分、秒之组合，这些单位的标准全部是经由国际性的定义而所表达的。
不过，因为在以往所使用的单位中也有意义不太清楚者，故而从科学上或产业上研究出了具有正确的科学性之国际单位（SI）。
在此，就一事例说明之；卡洛里（Calorie）在SI里并没有规定，从以前在热关系等方面上，Calorie就已广为使用，但后来则是采用使用焦耳（J）或瓦特（W）此种单位。
Calorie也能使用在水的方面，但为了将1g的水的温度提高１℃所需的能源会因温度而改变故如下表所示般，有各式各样的定义，据此，而以Ｊ来加以统一、而Calorie就被废止不用了。
1Cal15：
4.1855J（15℃Calorie）1CalIT：
4.1868J（ITCalorie亦称为国际Calorie，在工学上广为全球所使用）
实际上，问题之所在系因蒸气表、比热、热导率等对焦耳的换算很不容易，而在各方面的数值换算时，必需要确定该Calorie是上表的哪一种。
我们在表达食品的热量时，使用每天需2500Calorie这种表达，而此Calorie实际上即是指Kcal。
为了解决此种混淆，故需有科学上及国际上均通用的单位。
2.3.2.国际单位制SI
在计量单位上，以英美的码、磅制及米为主流，但在英美也是有打算转换成米制的企图，该米制也混用了MKS制、CGS制、重力制而使得全球的计量单位杂乱无章，故而拟以国际性的单位制进行标准化。
发动此种标准化的是英国，英国计量单位的复杂是有目共睹的，兹举长度来看，有吋（Inch）、呎（Feet）、码Yard、Fathom、Pole、Chain、Furlong、Mile，此非＋进制，不但复杂且按用途各不相同。
英国是从1965年开始转换成国际单位，现今仍在进行转换中。
世界各国均在进行此种国际单位制的移转中。
国际单位制SI（Syst'emeInternationale）系1960年由国际度量衡总会的决议所命名者，系由７个基本单位和２个补助单位共计９个单位及这些单位的组合所成之许多单位所构成的。
只要使用这些基本单位、补助单位及组合单位，几乎全部的物理量均可计测之。
而像非SI单位但是以前就广受使用的单位，有许多是在实用上颇具重要性者，这些单位可与SI单位并用之。
例如：
以时间单位的秒来说，可与时、分、日等并用。
另，SI单位在10的整数倍时，必需附加一定的接头词。
在后面将论述之纤维工业关系上被广为使用的有K（Kilo）＝103、d（deci）＝10-1、C（Centi）＝10-2、M（Milli）＝10-3、μ（micro）＝10-6等。
2.3.3.纤维工业上单位的进展
纤维工业在初期系按地域性、各自独立分开发展的。
在一个国家里就分别有许多称为纤维工业产地者。
其中也有纤维原料不同的情形，甚至还有原料产地和机织业地区也不相同的。
此种纤维中心地的差异，在纤维工业创始人的英国尤其显著，当然生产者之计量单位也会产生产地独特者。
在纺纱技术受教自英国的日本，棉纺支数及公制支数、麻支数、精纺毛支数、粗纺毛支数、以及后来根据出口观点之丹尼尔支数等，各式纱线针对所使用之原料别而有各种的支数表示。
在其发源地之英国是使用何种支数公式呢﹖观1953年的TextileMercury之YearBook可知有如下各种。
2.3.3.1.定重制
棉（英国式）840yd.hanks/lb
棉（大陆式）1000m.hanks/0.5kg
棉bumpyarnyds/oz.
绢丝840yd.hanks/lb
嫘萦短纤纱840yd.hanks/lb
亚麻（湿式纺）300yd.hanks/lb
精纺毛560yd.hanks/lb
粗纺毛（Yorkshiresks.）256yd.hanks/lb
粗纺毛（Galashielscut）300yd.cuts/240z
粗纺毛（Hawick）500yd.cuts/260z
粗纺毛（W.ofEngland）Snaps（320yd/hanks）/lb
粗纺毛（Dewsbury）yds/lb
粗纺毛（Alloa）11,520yd.Spyndles/24lb
粗纺毛（Americancut）300yd.hanks/lb
粗纺毛（AmericanRun）100yd.hanks/lb
蚕丝1000yd.hanks/lb
公制式kmhanks/kg
Typp1000yd.hanks/lb
2.3.3.2.定长制
丹尼尔9000m之g数
亚麻（干式纺），大麻，黄麻）14,400yd之lb数
粗纺毛（Aberdeen）14,400yd之lb数
粗纺毛（Americangrain）grain/20yd
如此多而复杂的支数当然是很难登上国际性的流通机构。
随着纤维产业朝国际性发展成长，当然对于国际贸易所需之绝对标准就要有所企划了。
藉属于制定国际标准之机关的ISO（国际标准化组织）之手，已制作了在纤维工业及纤维产业上之利用SI单位系的单位。
2.3.4.纤维工业上之SI单位
在纤维工业中仍存在着旧习，在采用SI单位方面较为延缓。
而且所使用的公式仍未国际化，但已逐渐在转换成SI单位之中。
如从以前之度量衡制转换成公制法般，虽然在法律上未行转换，但来自欧洲之纤维机械型录上，已经施行此种SI单位制之记载了。
如使用min-1取代表旋转数之rpm，荷重方面也使用3N（牛顿）而不再使用kgf。
像这般世界所到之处均采用SI单位，故对其也需要充分地理解之必要。
2.3.4.1.纤维与长丝
表纺织用的纤维与长丝之纤度所使用之SI单位，每单位长度的重量或纱线密度是以tex单位为基础。
若把某纤维、长丝或纱线的tex值视为Ｔ，则每1000m就具有Tg的重量。
此种tex的单位对纱线很适当，但对纤细物，即对于制织用或针织物用纱纤维，在线线密度上为求方便而使用decitex（dtex）。
即是说；每1000m为0.1g，换言之即每1000m为１公克（g）。
纤维及长丝的dtex值系和丹尼尔支数之每900m为1g之值相近似，故以dtex来表示，容易获知与丹尼尔支数具有亲近感之关系者。
细棉纤（棉、毛）在以往系以mg/cm×105来表其重量，若使用tdx单位时则为Millitex（mtex），即每1,000,000m之公克（g）量，换言之即是以每1000m之m公克量来表示。
在表纤维长度时，单纤维系以mm表之，但棉纤维在习惯上仍是使用英吋单位而以1/32"之倍数表之。
衣服及家庭用品所使用之人造纤维系因用途而有所差异，亦有与天然纤维之混纺用者，范围大致在1-3dtex内。
在绒毛地毯纱线用途上更有使用6dtex及6dtex以上之粗纤维。
棉类中最细的有海岛棉，平均纤维密度150（即1.5dtex）。
反之，粗者有印度棉，平均为300mtex，美棉之中级短纤型为200mtex，被广泛使用在各种用途上。
最细的美丽诺羊毛约5dtex、粗者约为杂交种的12dtex。
亚麻在3-5dtex的范围内、蚕丝纤维约1dtex。
人造纤维中的短纤依用途及目的而可制成适当的直径或长度。
棉纤维的长度系和粗细呈反比关系，细海岛棉的纤维长为50mm，美棉之中级型为25mm、印度棉之粗者则为20mm。
羊毛和亚麻这种关系则相反，美丽诺种羊毛的纤维长为40～120mm、且最粗的杂交种差毛长达400nm、细亚麻为300nm、粗亚麻为500mm。
2.3.4.2.丝
纤维纱线的粗细，采用tex单位表示。
此种tex单位亦适用于产业资材用之类的连续性长丝纱，不过，连续长丝纱大致是以dtex使用最多。
单纱方面的写法如24tex般，双股线为R24/3tex、三股线为R24/3tex般，Ｒ字头意味着结果或最终。
R24/2tex其构成的tex为12。
换言之；tex为定长制，故拟算出捻纱支数（tex）时，只要加上捻纱前之纱线支数即可，计算上很轻松。
现在，在长丝纱方面仍是使用丹尼尔、而棉或嫘萦短纤纱之英式支数、粗纺毛、精纺毛仍是使用公制支数，但将逐渐转换成tex制了。
表纱之纱支支数tex与丹尼尔支数相同系纱越粗、数字越大，故和感觉上很一致，但若为其它的支数时，则是纱越细则数字越大。
接着将表tex支数、丹尼尔及棉支数之换算表示于图１。
有关各支数的换算请参考最后的列表。
兹就tex之实例说明之；蚕丝的单纤维约1tex、绢丝的15丹尼尔为16.6tex，府绸和衬衫料所使用之40支数大致为15tex，被单料所使用之20支数约为30tex，厚窗帘用之粗纬纱10支数之粗纺毛纱约为60tex。
2.3.4.3.捻度
捻度系以每米之捻数表之。
一般是以以前之英式来表每英吋之捻数（TPI）或每cm之捻数。
捻转的方向系为以前就有之Ｓ捻和Ｚ捻两方向。
在研究捻数方面，如图２所示般，观察粗纱和细纱的捻数时，即使捻转的角度α相同，但每米的捻数也会不同，为了获得相同的纱线起见，粗纱要比细纱进行更多的捻数。
因此，每米的捻数系和纱线的线支有关，纱线本身所示之捻数角度不具充份的示度。
此时，即使纱线的粗细有差异，但为了使捻转、程度均相同，而使用捻系数。
换言之，这些以相同的捻系数所施捻的纱线、其捻转状态是相同的，和纱线的粗细并没有关联，捻系数可如下表示之。
纱系数＝捻数/m×√tex÷100
此种相同捻系数的纱线，在外观上、纱支支数看起来并不相同。
以往在计算捻系数时系以下式来进行的。
捻系数＝捻数/英吋÷√棉支数
若为棉纱纺纱法之短纤维细纱织成之一般织物所使用之纱线，则使用30～40的捻系数，以此程度的捻转可获得纱线的最大强力。
有关对纱线强力最适当的捻系数系因纤维的种类、纤维的粗细、尤其是因纤维的长度而有所差异，原则上，长纤维的强力会较低。
以针织用纱来说；捻系数不需如此多，而以要求具柔软性、制成稍微松捻之纱线者居多。
但也有如巴里纱（Voile）用之强捻纱（捻系数约50）或如绉类织物用般更为强捻（捻系数约70）般之特殊纱。
捻转的范围很广泛，从长丝连续纱之无捻到强捻纱均有，而有各式各样的捻系数。
2.3.4.4.纤维与纱线的强力
SI单位系使用牛顿（N）作为力的单位。
因此在纤维工业关系上，纤维及纱线等均是以此单位来进行标示，目前除了特别的公定物之外，均是使用kg/cm2、g/d、d/ted。
1N＝1kg、m/s2
从kgf转换成Ｎ之理由，虽非正题，但为供参考而拟说明之。
在地球上，物体具有和其质量成正比之重力作用，我们即是藉此力、即重量来感受物体质量的大小。
因此，在机械工学上系不同于MSK单位，而是使用以质量一kg等于一千克为基本之重力单位制。
但在其单位记号上是使用和质量相同的kg。
因此为了预防混淆，而在重量千克上逐渐使用kgW、kp、但世界通用的是kgf。
但，重力强度（指每单位质量的重力、因单位为m/s2，故亦称为重力加速度，
升级会员 