纤维和纱线结构对纱线弯曲刚度的影响.pdf 106KB

织物硬挺性的一个重要的性质。
线弯曲刚度因素，从以下几个方面考虑：
! 纱线结构对弯曲刚度的影响 纱线是纺织纤维堆砌而成的纤 维 集 合
（!）纺纱方式 在纺纱的过程中，纱线 的力学性能将发生很大的变化，而不同的纺
体，由于纤维的柔性，在一般测定条件下抗 弯刚度极小，甚至是负值，并不能真正的反
纱方式对弯曲刚度的影响又不相同。以环锭 纺和 自 由 端 纺 为 例［#］，对 于 环 号北京纺织工程学会 邮编：";;;=<
电话：!<<!<>N= !<<!??<N !N=OO=>?
传真：!<<O"O>; !N=O"O>;
电子邮件：HR1STB55""!>HRUB(V
联系人：王惠明、李小宁、沈爱华
主办单万位方：北数京据市科协
承办单位：北京纺织工程学会 北京服装学院
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由于纤 维 的 内 外 转 移 次 数 多， 纱 线 相 互 缠 结，纱线的结构紧密，纱线的直径变小，这 样纱线的拉伸模量较大，纱线中纤维的填充 系数高，由公式（/）我们知道其弯曲刚度 较大；对于自由端纺纱来说，纤维的内外转 移次数较少，纱线结构疏松，纱线之间相对 滑移较容易，从而使弯曲刚度更趋向于公式 （#）所表达的弯曲刚度值。
会议主题：生态纺织品和信息技术。包括如下 专题：
（"）信 息 技 术 （ 电 子 商 务，’P#／’PF、&QA 及其它数码技术）在纺织、服装、纺织品贸易、设
计、管理、生产上的应用。 （=）绿色纤维（天然彩色棉、MJ(B*66纤维、聚
乳酸 （AMP） 纤 维、甲 壳 素 纤 维、大 豆 蛋 白 纤 维、 天然纤维等）、功能性纤维（永久性抗菌纤维、远红外 线、紫外线屏蔽、抗辐射、负离子、抗静电等）、转基因 技术纤维（高性能蜘蛛丝、牛奶丝等）等的研制、纤维 性能评价与后加工技术的研究和应用。
对于简单的 固 体 （ 而 不 是 织 物 ） 来 说， 它的弯曲刚度为拉伸模量与截面惯性矩的乘 积，但纺织材料大都是粘弹性材料，机械性 能一般表现为非线性，在实际处理问题的过 程中，可 以 将 纺 织 材 料 复 杂 的 性 能 进 行 简 化，对于某些因素进行条件允许的近似，利 用线性的理论进行解决，为实验探索和观察 到的现象的定性或半定性的解释提供理论基 础。对于纤维来说，由于截面不规则（如粘 胶），很难准确决定纤维的截面形状，通常 认为［#］给定类型的纤维除纤维的细度之外， 还要考虑纤维的‘截面系数’，其表达式为：
（>）符合生态纺织品要求的新染料（环保型活 性染料、分散染料、硫化染料等）、新助剂（多羧 酸、生物酶等）、新浆料等的研究与应用。
（N）具有绿色特征的新加工方式（起临界流体 技术、低温等离子体技术等）的研究与应用。
（<）与生态纺织品、绿色标志、清洁生产等相 关的国 际 标 准、 检 测 方 法、 认 证 程 序 的 实 施 与 推 介。
映纱线的抗弯性能。实际中往往根据纤维的 性状和纱线的结构来推测纱线的弯曲性能。 从理论上来说可以考虑弯曲的两种较为极端 的情况：
第一种情况：纱线间的纤维可以自由移 动，纤维间的相互作用很小，可以 忽 略 不 计，此时纱线的弯曲刚度近似等于各根纤维 弯曲刚度之和而纱线的弯曲长度等于纤维的
弯曲长度：!" # $!%……（#） $—纱线中纤维的根数 此时纱线的弯曲长度为： &" #（$!’%%／$’%）!／& # (’%!／& #&%……（’） 第二种情况：纱线中纤维间结合紧密，
释，纺 织 纤 维 的 模 量 范 围 从 韧 皮 纤 维 的
#+""克力／特克斯，到低至象羊毛和醋酯纤 维的)""克力／特克斯（玻璃纤维的数值除 外），这意味着硬挺性包括六倍的变化，但
是纤维细 度 的 差 异 从 抽 伸 超 细 嫘 萦 的 "<# 特克斯（# 微 克／厘 米）到 粗 羊 毛 的 接 近 #
! 结论 通过公式和实际的具体分析，了解了纤
维和纱线结构对弯曲刚度的影响。在实际中 可以调整这些影响因素设计性能符合需要的 纱线，为织物的科学设 计 系 统［!］服 务。具 体而言，可以通过改变纤维种类、改变纱线 中纤维的摩擦状况和改变截面的纤维根数等 因素来具体改变纱线的弯曲性能。
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"#世纪信息技术、生态纺织品国际研讨会
（邀请函）
为进一步发展信息技术的生态纺织品技术， 增强国际市场竞争力，由北京市科协主办，北京纺 织工程 学 会、北 京 服 装 学 院 承 办 的 “=" 世 纪 信 息 技术、生态纺织品国际研讨会”将于=;;=年";月 "N!"!日 （ 第 O 届 中 国 国 际 纺 织 机 械 展 览 会、 第 四届中国国际纺织化学品及环保技术展览会前夕） 在北京举办。会议将邀请国外专家、学者及著名公司 代表参会，国内有关研究院、所、高等院校及纺织、化 纤、染整、服装、商检、环保等企业和部门的专家、学 者和工程技术人员也将邀请参加。会议将在北京科 技活动中心（朝阳区小营育慧里N号）举行。
!" #!$"……（#）
,-———单根纤维的弯曲刚度； .-———纤维重量／单位长度； !———给定纤 维 类 型 的 常 数， 决 定 于 纤 维 的 横 界面的形状，纤维密度、实验温度和湿度下的弹性 模量。
早在)"年代初，/01230就进行了研究，
通过悬 臂 梁［!］的 方 法 来 测 量 纱 线 和 织 物 的
弯曲刚度，并且用弯曲长度来表示它们的弯
曲性能，并推出方程： % #（!／&）#／)……（!）
,———弯曲刚度； &———单位长度重量； 3———弯曲长度。
这个公式对于测试纤维的弯曲刚度并不
合适，但是我们可以很容易的从（!）中推 导出：%#（!$"!／$"）#／) # ’$"#／)……（)）
式中 4———给定纤维的常数
从以上的公式中我们可以知道：纤维抗
弯曲的 能 力 或 柔 曲 性 主 要 取 决 于 纤 维 的 形
状、拉伸模量和密度，而首先是它的细度。
对于单根纤维来说，将公式中与单位长度重
量的关系可以转化为与细度的关系，表现为 平方项。 普 通 纤 维［)］密 度 的 差 异 从 聚 丙 烯
的"5%# 到 嫘 萦 的 #5(!，截 面 系 数（67890 -83:;2）的范围 从 丝 的 "5(% 到 耐 纶 的 "5%#， 很明显 这 些 不 能 作 为 对 弯 曲 重 要 影 响 的 解
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纤维和纱线结构对 纱线弯曲刚度的影响
徐广标 王府梅
（东华大学纺织学院 上海 !"""(#）
文章编号：#""!$))*+（!""!）"*$""(+$"!
无论在纺织加工、在纺织物中及织物在 服用中都会受到弯曲力的作用，产生弯曲变 形。弯曲性能是纱线的重要力学性能，是影 响织物硬挺柔软度的重要因素。纱线的弯曲 受很多因素的影响，本文主要探讨纤维及纱 线的结构对纱线弯曲刚度的影响。 ! 纤维对纱线弯曲刚度的影响
参考文献
［"］#$%$&$’(()*+$,-*./011(12(3*4,*5/06*7［8］
,"<:$ ［!］王府梅$服装面料的性能设计［F］$中国纺
织大学出版社$
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要闻与简讯
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（%）捻度 捻度使纱线的结构发生很大 的变化，物理性能也较单纤维状态有很大的 差别［!］。对于弱捻的长丝 纱 线 而 言，纤 维 沿纱线长度方向平行分布，纤维间基本上可 以认为自由移动，纱线的弯曲刚度可以认为 是各根纤维之和，对于短纤纱来说，纤维在 纱线中 一 般 不 能 自 由 移 动， 曾 有 人［’］针 对 捻度的影响做过实验，结果表明：捻度自身 对弯曲刚度的影响仅限在小范围内而且并没 有方法从理论上加以介定。因此可以假定： 尽管加 捻 后 纤 维 趋 向 于 被 固 定 在 某 一 位 置 上，但是沿纤维长度方向上应力的某种程度 上的重新分布，以至于纤维的弯曲刚度仍然 是非常重要的因素。
纱线弯曲时纱中纤维丝毫不能相互滑动，此 时纱线的弯曲行为类似杠杆，此时的弯曲刚 度可表示为：
!" #!)’%"……（(） !)———给 定 纱 线 的 常 量， 由 拉 伸 模 量、 纱线横截面及纤维的挤压状况决定。
对于给定的!)和 *+,+ 和-+ 与纤维的 *. 没有直接的关系。
假设纱线和纤维的横截面均为圆形，纱 线的密度等于"!纤维的密度，对于由 $ 根纤 维构成的纱线而言，弯曲刚度和弯曲长度为：
收作稿者日简期介万： ：方!徐""广数#$标据#（!#$%!&%’$），东华大学研究生，主要从事纺织材料与产品设计方面的研究。