捻度、捻系数、临界捻系数的计算及对纱线的影响

纱线的加捻程度用捻度、捻系数来表征。
+ N' f4 L$ o6 I/ U+ i' C捻度是指单位长度纱线上的捻回数，即单位长度纱线上纤维的螺旋圈数，其单位长度随纱线种类或者纱线线密度指标而取值不同，特克斯制捻度的单位长度为１０ｃｍ，公制捻度的单位长度为１ｍ，英制捻度的单位长度为１英寸。
粗细不同的纱线，单位长度上施加一个捻回所需的扭矩是不同的，纱的表层纤维对于纱轴线的倾斜角也不相同。因此，相同捻度对于纱线性质影响程度也不同。对于不同线密度的纱线，即便具有相同的捻度，其加捻程度并不相同，没有可比性。当需要比较时，需采用捻回角或捻系数。
3 \$ m0 O$ I6 L6 o. D8 X$ v2 t加捻后纱线表层纤维与纱线轴向所构成的倾斜角，为捻回角，简称捻角，如下图所示。捻回角虽能表征纱线加捻紧程度，可用于比较不同粗细纱线的捻紧程度，但由于其测量、计算等都很不方便，实际中较少应用。
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捻回角

为此，定义一个指标———捻系数（ｔｗｉｓｔｍｕｌｔｉｐｌｅ），其计
, ~$ S& @/ A' h算及推导如下：
设：Ｔ_ｔｅｘ为纱线的捻度（捻／１０ｃｍ）；β为捻回角；λ为捻距或螺距（ｍｍ），λ＝１００/Ｔ_ｔｅｘ（ｍｍ）；Ｄ为纱线的直径（ｍｍ）。
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可见，如上定义的捻系数α_ｔ与捻回角的正切成正比，即与捻回角成单调增函数关系，可以用于表征不同线密度纱线的捻紧程度，并能够由纱线捻度Ｔ_ｔｅｘ与线密度Ｔｔ简单地推算，避开捻回角β的复杂测量，这就是捻系数指标的优越性。
4 K$ F/ |: F) q9 m& V! D( k类似地，可推导出公制捻系数αｍ的计算公式：

在相同的公定回潮率条件下，其间的关系是：α_ｔ＝３．１６２αｍ。

加捻会对纱线的物理力学性能、外观、手感等诸多方面都产生很大影响，纱线拉伸断裂强度随捻系数的变化呈现下图所示的曲线变化，这是因为加捻使纱线中纤维间摩擦力增大、纱线强度不匀率减小，使纱线强度增加；另一方面，加捻作用使纱线中纤维产生预应力，且减少纤维强度的轴向分力，使纱线强度降低。这两种因素的共同作用导致了纱线的强度随着捻度的增加呈现出先增加后减小的趋势。使纱线强度达到最大值的捻度，称临界捻度，相应的捻系数称临界捻系数α_ｃ，如下图所示。
但织物强度达到最大的临界捻系数略小于纱线的临界捻系数，故生产中采用的纱线捻系数，一般略小于下图的临界捻系数。当纱线采用的原料种类和质量规格不同，其临界捻系数也不同。混纺纱线的临界捻系数，还与混纺比有关，如涤棉混纺纱的临界捻系数随着涤纶混纺比的增加而下降。
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捻系数与纱线强度的关系

加捻对于纱线的断裂伸长率也有较大影响。一般而言，纱线拉伸断裂所产生的伸长是由三部分构成的，第一部分是纱线中纤维之间相互滑移；第二部分则是纤维自身在外力作用下产生的伸长；最后一部分是因捻回角和直径变化产生的。随着捻度的增加，第一部分产生的伸长会逐渐减小，但是在临界捻度范围内，后两部分则呈增大趋势，而且这两部分所产生的伸长是主要的。所以，在常用捻系数范围内，随着捻度的增加，纱线的断裂伸长率增大。加捻对于纱线的直径、长度的影响也很大。纱线直径起初随着捻度的增加而减小，当捻度超过一定的范围以后，纱线的直径一般变化很小，有时甚至会出现纱线直径随着捻度的增加而增加的现象。由于在加捻后，纱线中的纤维从平行于纱线轴线而逐渐转绕成一定升角的螺旋线，使得纱线长度相应缩短。纱线因加捻引起长度缩短的现象叫捻缩。此外，随着捻度的提高，纱线的光泽变暗，手感渐硬。