捻度、捻系數、臨界捻系數的計算及對紗線(xiàn)的影響

紗線(xiàn)的加捻程度用捻度、捻系數來(lái)表征。
捻度是指單位長(cháng)度紗線(xiàn)上的捻回數，即單位長(cháng)度紗線(xiàn)上纖維的螺旋圈數，其單位長(cháng)度隨紗線(xiàn)種類(lèi)或者紗線(xiàn)線(xiàn)密度指標而取值不同，特克斯制捻度的單位長(cháng)度為１０ｃｍ，公制捻度的單位長(cháng)度為１ｍ，英制捻度的單位長(cháng)度為１英寸。
粗細不同的紗線(xiàn)，單位長(cháng)度上施加一個(gè)捻回所需的扭矩是不同的，紗的表層纖維對于紗軸線(xiàn)的傾斜角也不相同。因此，相同捻度對于紗線(xiàn)性質(zhì)影響程度也不同。對于不同線(xiàn)密度的紗線(xiàn)，即便具有相同的捻度，其加捻程度并不相同，沒(méi)有可比性。當需要比較時(shí)，需采用捻回角或捻系數。
加捻后紗線(xiàn)表層纖維與紗線(xiàn)軸向所構成的傾斜角，為捻回角，簡(jiǎn)稱(chēng)捻角，如下圖所示。捻回角雖能表征紗線(xiàn)加捻緊程度，可用于比較不同粗細紗線(xiàn)的捻緊程度，但由于其測量、計算等都很不方便，實(shí)際中較少應用。
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捻回角

為此，定義一個(gè)指標———捻系數（ｔｗｉｓｔｍｕｌｔｉｐｌｅ），其計
算及推導如下：
設：Ｔ_ｔｅｘ為紗線(xiàn)的捻度（捻／１０ｃｍ）；β為捻回角；λ為捻距或螺距（ｍｍ），λ＝１００/Ｔ_ｔｅｘ（ｍｍ）；Ｄ為紗線(xiàn)的直徑（ｍｍ）。
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可見(jiàn)，如上定義的捻系數α_ｔ與捻回角的正切成正比，即與捻回角成單調增函數關(guān)系，可以用于表征不同線(xiàn)密度紗線(xiàn)的捻緊程度，并能夠由紗線(xiàn)捻度Ｔ_ｔｅｘ與線(xiàn)密度Ｔｔ簡(jiǎn)單地推算，避開(kāi)捻回角β的復雜測量，這就是捻系數指標的優(yōu)越性。
& |$ M2 D% n' P/ K: G1 O' J類(lèi)似地，可推導出公制捻系數αｍ的計算公式：

在相同的公定回潮率條件下，其間的關(guān)系是：α_ｔ＝３．１６２αｍ。

加捻會(huì )對紗線(xiàn)的物理力學(xué)性能、外觀(guān)、手感等諸多方面都產(chǎn)生很大影響，紗線(xiàn)拉伸斷裂強度隨捻系數的變化呈現下圖所示的曲線(xiàn)變化，這是因為加捻使紗線(xiàn)中纖維間摩擦力增大、紗線(xiàn)強度不勻率減小，使紗線(xiàn)強度增加；另一方面，加捻作用使紗線(xiàn)中纖維產(chǎn)生預應力，且減少纖維強度的軸向分力，使紗線(xiàn)強度降低。這兩種因素的共同作用導致了紗線(xiàn)的強度隨著(zhù)捻度的增加呈現出先增加后減小的趨勢。使紗線(xiàn)強度達到最大值的捻度，稱(chēng)臨界捻度，相應的捻系數稱(chēng)臨界捻系數α_ｃ，如下圖所示。
但織物強度達到最大的臨界捻系數略小于紗線(xiàn)的臨界捻系數，故生產(chǎn)中采用的紗線(xiàn)捻系數，一般略小于下圖的臨界捻系數。當紗線(xiàn)采用的原料種類(lèi)和質(zhì)量規格不同，其臨界捻系數也不同?；旒徏喚€(xiàn)的臨界捻系數，還與混紡比有關(guān)，如滌棉混紡紗的臨界捻系數隨著(zhù)滌綸混紡比的增加而下降。
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捻系數與紗線(xiàn)強度的關(guān)系

  l3 w5 [- o  [) [  E加捻對于紗線(xiàn)的斷裂伸長(cháng)率也有較大影響。一般而言，紗線(xiàn)拉伸斷裂所產(chǎn)生的伸長(cháng)是由三部分構成的，第一部分是紗線(xiàn)中纖維之間相互滑移；第二部分則是纖維自身在外力作用下產(chǎn)生的伸長(cháng)；最后一部分是因捻回角和直徑變化產(chǎn)生的。隨著(zhù)捻度的增加，第一部分產(chǎn)生的伸長(cháng)會(huì )逐漸減小，但是在臨界捻度范圍內，后兩部分則呈增大趨勢，而且這兩部分所產(chǎn)生的伸長(cháng)是主要的。所以，在常用捻系數范圍內，隨著(zhù)捻度的增加，紗線(xiàn)的斷裂伸長(cháng)率增大。加捻對于紗線(xiàn)的直徑、長(cháng)度的影響也很大。紗線(xiàn)直徑起初隨著(zhù)捻度的增加而減小，當捻度超過(guò)一定的范圍以后，紗線(xiàn)的直徑一般變化很小，有時(shí)甚至會(huì )出現紗線(xiàn)直徑隨著(zhù)捻度的增加而增加的現象。由于在加捻后，紗線(xiàn)中的纖維從平行于紗線(xiàn)軸線(xiàn)而逐漸轉繞成一定升角的螺旋線(xiàn)，使得紗線(xiàn)長(cháng)度相應縮短。紗線(xiàn)因加捻引起長(cháng)度縮短的現象叫捻縮。此外，隨著(zhù)捻度的提高，紗線(xiàn)的光澤變暗，手感漸硬。