Линейная плотность и структурные характеристики текстильных нитей и швейных ниток. Определение толщины швейных ниток Методика выполнения работы

Единицей измерения толщины нитей является текс. Толщина нитей Т в системе текс определяется величиной массы (весом), приходящейся на единицу ее длины:

где g - масса (вес в г); L 0 - длина нити в км; L - длина нити в м.

Размерность текса - г/км.

Система текс является прямой, поэтому чем толще и тяжелее нити, тем больше их численные характеристики. Тонину нитей обозначают номером. Это-величина, обратная тексу. Тонина нити, обозначаемая номером, представляет собой отношение длины нити L к ее весу g.

Номер показывает длину нити в единице веса (количества метров в грамме или километров в килограмме). Поэтому чем тоньше нить, тем выше ее номер. Связь между тексом и номером выражается следующим образом:

Запроектированная толщина (в текс) или номер нити называются номинальными. По номинальной толщине или номеру рассчитывают вес материала, указываемый в прейскурантах и ГОСТах. Фактическая, т. е. установленная при лабораторной проверке, толщина или номер нитей не всегда соответствует номинальной. Отклонение показателей, полученных при лабораторной проверке, не должно превышать 2% от указанных в ГОСТах. Отклонение определяют по формулам:

где Т 0 и N 0 - номинальная толщина нити в текс и номинальный номер; Тф и Nф - фактическая толщина нити в текс и фактический номер; ΔT и ΔN - отклонение фактической толщины нити и номера от номинального.

Толщина (тонина) пряжи и комплексных нитей даны в табл. 1-1, 1-2.

Для крученых нитей можно определять номинально-расчетную толщину или номинально-расчетный номер без учета укрутки, т. е. укорачивания от спирального расположения скручиваемых нитей и нормальную толщину (или номер) с учетом укрутки.

Таблица 1-1. Толщина (тонина) пряжи

При скручивании нитей одинаковой толщины номинально-расчетную толщину или номер определяют по формуле:

где Т р - номинально-расчетная толщина нити в текс; Т 0 - номинальная толщина одиночной нити в текс;

N p - номинально-расчетный номер; N 0 - номинальный номер одиночной нити; п - число скручиваемых нитей.

Таблица 1-2. Толщина (тонина) комплексных нитей:

При скручивании двух нитей различной толщины номинально-расчетную толщину (тонину) определяют по формулам:

Для вычисления нормальной толщины или тонины должна быть определена величина укрутки, в результате которой из нитей длиной L 1 получается крученая нить длиной L 2 .

Отсюда нормальная толщина Т н и тонина N H нити равны:

Для некоторых расчетов необходимо знать величину поперечника нити. При одинаковой толщине в тексах нити из разных волокнистых материалов, с разной степенью распрямленности и ориентированности волокон, при разной интенсивности крутки, сжимающей волокна в нитях, имеют разный объемный вес и неодинаковые размеры видимого поперечника.

Так как определение фактической величины поперечника нити под микроскопом сопряжено с большой затратой времени, обычно подсчитывают диаметр нити расчетным путем. Вес нити g находят, умножая ее объем на объемный вес β (вес, отнесенный к объему, измеренному по внешнему контуру):

Условно принимая нить за правильный цилиндр, можно написать:

Решая уравнение относительно диаметра d, имеем:

Принимая:

получаем конечную формулу расчетного диаметра нити:

Толщину волокон, нитей и швейных ниток принято оценивать косвенными характеристиками: линейной плотностью, торговым номером (условным обозначением) и диаметром.

Линейная плотность (толщина, Т), текс характеризуется отношением массы волокон или нитей т, г к их длине L v км:

где Т - линейная плотность нитей, текс (г/км);

т - масса нитей, г;

L 1 - длина нитей, км;

1000 - коэффициент для перевода метров в километры;

L - длина нитей, м.

Для льняного волокна, которое является комплексным, иногда определяют линейную плотность по расщепленности. Линейная плотность по расщепленности характеризует способность волокон к дальнейшему расщеплению. Чтобы ее определить, необходимо считать одно волокно в вырезке длиной 10 мм с усиком больше 5 мм за 2 волокна, волокно с двумя усиками больше 5 мм - за 3 волокна и т. д.

Единица измерений линейной плотности в г/км названа текс от слова “текстильный”. По ГОСТ 10878-70 “Материалы текстильные. Линейная плотность в единицах текс и основной ряд номинальных линейных плотностей” предусматривается применение кратных и дольных единиц линейной плотности. Так, линейную плотность волокон, которая обычно менее 1 текс, рекомендуется выражать в мил- литексах - мтекс (мг/км), а толщину полупродуктов прядильного производства (холста, ленты, ровницы и других), толстых нитей и крученых изделий (ниточных, шнурочных, канатно-веревочных и других), которая обычно составляет более 1000 текс, - в кило- тексах - ктекс (кг/км). При этом 1000 мтекс = 1 текс = 0,001 ктекс.

Для краткости вместо термина “линейная плотность” допускается применять термин “толщина в тексах”. Однако нельзя заменять наименование характеристики “линейная плотность” наименованием ее единицы измерения “текс”. Поэтому нельзя писать “текс волокна Т = 0,2”, а следует писать “линейная плотность (или толщина) волокна Т = 0,2 текс”.

Линейная плотность нитей прямо пропорциональна их площади поперечного сечения (т. е. чем больше числовое значение линейной плотности, тем толще нити).

До 1 января 1971 г. поперечные размеры волокон и нитей оценивали через метрический номер. Метрический номер представлял собой косвенную характеристику тонины волокон и нитей, обратно пропорциональную их площади поперечного сечения, и определялся как отношение длины волокон и нитей L, м к их массе т, г:

где N - метрический номер, мм/мг, м/г, км/кг.

Между линейной плотностью Т и метрическим номером N имеется следующая зависимость:

или

Номер волокна iV, м/г, мм/мг, км/кг характеризует его тонину. Численные значения номера волокон не изменяются при использовании одноименных кратных или дольных единиц длины и массы, указанных в формуле (1.7).

Значение толщины (тонины) волокон. Чем тоньше волокна, тем тоньше и равномернее по прочности вырабатываемая из них пряжа. При этом значение тонины, т. е. малой толщины волокон, заметнее для более тонкой пряжи.

Возможность получения наиболее тонкой пряжи определяется минимально возможным числом волокон в ее поперечном сечении. Для каждого способа прядения это число постоянно, поэтому наивысший выпрядаемый номер пряжи, равный отношению номера волокон к их числу в поперечном сечении, пропорционален номеру перерабатываемых волокон.

Условный и расчетный диаметры. При сравнении толщины волокон или нитей следует учитывать, что при одинаковом показателе толщины они имеют одинаковую площадь поперечного сечения, заполненную веществом, но размеры их видимого поперечника могут быть разными вследствие наличия каналов или различной плотности укладки волокон в сечении пряжи или элементарных нитей в сечении комплексной. Если необходимо знать поперечные размеры нитей и волокон, их измеряют с помощью микроскопа или вычисляют условный (d yc) и расчетный (d p) диаметры.

Условный диаметр подсчитывают по формуле (1.11), выведенной из равенства (1.10) в предположении, что S = 7rd yc 2/4, т. е., что волокно или элементарная нить не пустотелы и имеют цилиндрическую форму:

где т - показатель толщины, определяемый по формуле

у - плотность вещества, мг/мм 3 (значения у см. в табл. 1.4).

Таблица 1.4

Плотность разных текстильных материалов

Для округлых элементарных волокон и нитей без канала d yc близок к фактическим размерам поперечника. Размер поперечника для пустотелых волокон и нитей больше соответствует расчетному диаметру (d p). При вычислении его величины необходимо знать среднюю плотность, т. е. массу единицы объема волокон или нитей, измеренного по внешнему контуру, 8, мг/мм 3 . Так, для пустотелого волокна длиной L, мм, и массой т, мг

где 8 - средняя плотность волокон и нитей, мг/мм 3 (значения 8 см. в табл.1.5).

Таблица 1.5

Средняя плотность разных текстильных материалов

Величины расчетного и условного диаметров нитей используются для определения некоторых характеристик строения и заполнения тканей и трикотажных полотен.

Для определения расчетного диаметра швейных ниток применяется также следующая формула:

где А - коэффициент, зависящий от плотности вещества, (значения А см. в табл. 1.6).

Значения коэффициента А для некоторых видов ниток (пряжи), используемых в швейной промышленности

Таблица 1.6

Линейная плотность нитей. Различают номинальную Т 0 , фактическую Т ф, кондиционную Т к, расчетную Т р и результирующую T R линейные плотности нитей.

Номинальной называют линейную плотность однониточной пряжи или нити, запланированной к выработке на производстве (ГОСТ 10878-70, ГОСТ 11970.(0-4) ГОСТ 21750-76 ). Номинальную линейную плотность рассчитывают при заправке прядильных машин исходя из линейной плотности ровницы и вытяжки.

Номинальную линейную плотность однониточной пряжи обозначают целым числом, номинальную линейную плотность крученых нитей из одинаковых по толщине одиночных нитей - рядом стоящих чисел, разделенных знаками умножения (например, Т 0 х 2; Т 0 х 5 х 3 и т. д. Первое число - это номинальная линейная плотность одиночных скручиваемых нитей, второе - число сложений при первом скручивании, третье - число сложений при втором скручивании и т. д.). Номинальная линейная плотность крученых нитей из разных по толщине одиночных нитей обозначается их суммой (например, + Т 2 + Т 3 +

Т п, или Т г х 2 + Т 2 , или (Т: + Т 2) + (Т 3 + Т 4) и т. д.

В первом примере обозначена номинальная линейная плотность однокруточной нити, а в двух последних примерах - двух- круточной). Линейную плотность комплексных химических нитей обозначают двумя числами. Первое число указывает линейную плотность комплексной нити, а второе в скобках - количество элементарных нитей в ней (например, Т () (120)).

Фактической называют линейную плотность однониточной пряжи или комплексной нити, определенную опытнолабораторным путем и рассчитываемую по формуле (1.6).

Фактическая линейная плотность часто не совпадает с номинальной вследствие неравномерности строения волокон или элементарных нитей; непостоянства во времени технологического процесса на производстве; изменения атмосферных условий; разладки и износа рабочих органов прядильных и крутильных машин; невнимательности обслуживающего персонала и других причин. Поэтому в стандартах на нити и нитки установлены допуски отклонений фактической линейной плотности от номинальной, превышение которых недопустимо.

Допуски в стандартах устанавливаются в определенных границах числового значения линейной плотности, по неравномерности линейной плотности (%) и по отклонению фактической линейной плотности от номинальной (%). В первом случае пределы отклонений фактической линейной плотности от номинальной указываются в стандартах для каждой линейной плотности в отдельности; во втором неравномерность по фактической линейной плотности определяется согласно формулам математической статистики и сравнивается с нормативом стандарта;

в третьем отклонение АТ (%), фактической линейной плотности Тф от номинальной Т 0 определяется по формуле

Кондиционная линейная плотность вычисляется по формуле

где Т к - кондиционная линейная плотность нитей, текс;

Тф - фактическая линейная плотность нитей, текс;

W K - нормированная (кондиционная) влажность нитей, %; ТУф - фактическая влажность нитей, %.

Нормированная (кондиционная) влажность для смешанных и неоднородных по составу нитей определяется по формуле

где а. - долевое содержание г-го компонента смеси, La. = 1,0; W.- кондиционная влажность г-го компонента, %. Кондиционная линейная плотность нитей используется в расчетах, если при приеме нитей стандартом предусматривается определение их длины на паковках. Расчет ведут по формуле

где L - длина нити на паковке, км;

т к - кондиционная масса нитей, г;

Т к - кондиционная линейная плотность нити, текс. Расчетную линейную плотность подсчитывают для трощеных нитей, в которых отдельные составляющие не подвергаются совместному скручиванию:

где Тф Т 2 ,..., Т п - номинальная линейная плотность отдельных строщенных нитей, текс.

Ряд артикулов тканей и трикотажных полотен вырабатывается из трощеных нитей, знать линейную плотность которых необходимо для расчета и оценки структуры и некоторых физико-механических свойств указанных материалов, а также для правильного обоснования технологических режимов обработки этих материалов в швейном производстве.

Результирующей называют линейную плотность крученой пряжи или нитей из одинаковых или разных по толщине нитей, подсчитанную с учетом их укрутки. Для крученой нити однократного кручения, состоящей из пряжи (нитей) одинаковой толщины, результирующая линейная плотность определяется по формуле

Результирующая линейная плотность крученой нити многократного кручения, состоящей из пряжи (нитей) одинаковой толщины (в частности, швейных ниток), рассчитывается по формуле

В формулах (1.21) и (1.22) приняты следующие обозначения:

Т 0 - номинальная линейная плотность одиночной нити, текс;

п р п 2 ,..., п. - число сложений нити соответственно при первом, втором, j -м скручивании;

y v у 2 ,..., у. - укрутка нити соответственно от первого, второго, j-то скручивания, % (определение укрутки см. ниже).

Для расчета линейной плотности нитей необходимо определить их длину и массу. Согласно ГОСТ 6611.1-73 “Нити текстильные. Метод определения линейной плотности” от образцов паковок отматывают определенное число мотков нитей - пасм длиной 5, 10, 25, 50, 100 или 200 м и отрезки нитей длиной 0,5 или 1 м. Для отматывания нитей в мотки нужной длины применяется прибор, называемый мотовилом. Полученные на мотовилах мотки обычно используют для установления прочности нитей, а затем определяют их массу на технических или аналитических весах или на весовом текстильном квадранте и по формуле (1.6) рассчитывают фактическую линейную плотность нитей (ГОСТ 6611.1-73).

Торговый номер швейных ниток. Это понятие применяется для характеристики тонины швейных ниток в торговле. Торговый номер имеет условное числовое обозначение. Чем оно больше, тем тоньше швейные нитки. Торговый номер не определяют, он указывается на этикетках, наклеиваемых на паковке ниток.

Диаметр швейных ниток. Эта характеристика толщины ниток всегда учитывается в швейном производстве при пошиве одежды. Ширина ушка швейной иглы должна составлять 1,45-1,65 диаметра ниток, а сама нить должна утопать в пазу ушка иглы, в противном случае может наблюдаться повышенная прору- баемость тканей, трикотажных и нетканых полотен при изготовлении из них одежды. Диаметр ниток может быть определен расчетным и экспериментальным путем. Ориентировочно расчетный диаметр ниток d p (мм), определяется по формулам (1.14) или (1.15).

Экспериментальным путем диаметр швейных ниток определяют измерением их под микроскопом, микрометром (толщиномером) или на приборе ЦНИХБИ.

• ГОСТ 11970.0-2003. Материалы текстильные. Нити. Ряд номинальных линейных плотностей одиночной хлопчатобумажной пряжи. ГОСТ11970.1-70. Нити текстильные. Ряд номинальных линейных плотностейодиночной чистошерстяной и полушерстяной пряжи. ГОСТ 11970.2-76.Нити текстильные. Ряд номинальных линейных плотностей одиночнойпряжи из лубяных волокон. ГОСТ 11970.3-70. Нити текстильные. Ряд номинальных линейных плотностей комплексных химических нитей, мононитей и одиночной пряжи из химических и шелковых волокон. ГОСТ11970.4-70. Система текс. Номинальные толщины комплексных стеклянных нитей и однониточной пряжи из стеклянного волокна.
• ГОСТ 21750-76. Волокно и жгут химические. Ряд номинальных линейных плотностей.

Толщина является одним из важнейших показателей, характеризующих пряжу. Толщину пряжи оценивают с помощью различных показателей: диаметра поперечного сечения волокна, площади этого сечения, системы тексов и номера. (Правда, посредством номера определяется собственно уже не толщина, а тонина пряжи.)

Номер пряжи

На этикетке мотка фабричного производства часто указывается номер пряжи, выраженный дробным числом, например, № 32/2. Цифры до черты указывает метрический номер пряжи: чем больше число, тем тоньше нить.

Метрический номер выражает длину одного грамма пряжи в метрах (м/г или, что то же самое, км/кг). Цифра после черты показывает, из скольких нитей скручена пряжа.

Пример. Идеальная пряжа для машинного вязания (тонкая) — 32/2 в 1 кг имеет длину 16 км, потому что состоит из двух нитей.

В мотке 100 г — 1600 м
в 2 сложения — 1600:2 = 800 м /100 г;
в 3 сложения — 1600:3 = 533 м /100 г;
в 4 сложения — 1600:4 = 400 м /100 г;
в 5 сложений — 1600:5 = 320 м /100 г;
в 6 сложений — 1600:6 = 267 м /100 г и т.д.

Текс

По международной системе тексов вместо тонины следует измерять толщину волокон в тексах (единица линейной плотности).
Текс — это величина массы, приходящаяся на единицу длины.
1 текс — это масса одного километра нити в граммах.
Номер и текс взаимообратные величины.
Слово текс происходит от лат. ткать.

Витки на дюйм (wraps per inch)

Можно определить номер пряжи, если взять линейку и плотно намотать нитку (или на карандаш и приложить к линейке), подсчитывая, сколько ниточек или витков поместится в одном сантиметре или дюйме. Этот способ не применим для тонкой пряжи, например, мохера (поэтому клетки в таблице ниже не заполнены для тонкой и очень тонкой пряжи).

Количество нитей (Ply)

Ply — это количество нитей, составляющих пряжу. 2-ply yarn, к примеру, скручивается из двух нитей (скручивание позволяет «сбалансировать» нить). Пряжа, продающаяся в магазинах, чаще всего скручена более чем из 2 нитей.

Понятно, что между толщиной пряжи, плотностью вязания и количеством нитей, из которых спрядена пряжа, нет прямой зависимости. Скажем, и тонкая пряжа (мулине) и толстая (шерсть) может быть спрядена из 6 нитей. Однако по старым стандартам 4-ply есть синоним тонкой пряжи (критика )

Цель и задачи работы:

Цель работы - Изучить различные методы определения линейной плотности нитей и швейных ниток.

Задача работы - Ознакомиться с устройством и принципом работы применяемой аппаратуры.

Теоретическое обоснование работы:

Толщину нитей и швейных ниток принято оценивать косвенным и характеристиками: линейной плотностью, торговым номером (условным обозначением) и диаметром.

Линейная плотность нитей прямо пропорциональна их площади поперечного сечения (т. е. чем больше числовое значение линейной плотности, тем толще нити) и определяется как отношение массы нитей, г, к их длине, км

Т = m/I г/км (1)

Линейная плотность нитей. Различают номинальную 1 о, фактическую Тф, кондиционную Г,с расчетную Гр и результирующую Тк линейные плотности нитей.

Номинальной называют линейную плотность однониточной пряжи или нити, запланированной к выработке на производстве.

Фактической называют линейную плотность однониточной пряжи или комплексной нити, определенную опытно-лабораторным путем.

Расчетную линейную плотность подсчитывают для трощеных нитей, в которых отдельные ее составляющие не подвергаются совместному скручиванию.

Результирующей называют линейную плотность крученой пряжи или нитей из одинаковых или разных по толщине нитей, подсчитанную с учетом их укрутки. Для крученой нити однократного кручения, состоящей из пряжи (нитей) одинаковой толщины.

Описание лабораторной установки:

Для расчета линейной плотности нитей необходимо определить их длину и массу. Согласно ГОСТ 6611.0--93 от образцов паковок отматывают определенное число мотков нитей -- пасм длиной 5, 10, 25, 50, 100 или 200 м. Для отматывания нитей в мотки нужной длины применяется прибор, называемый мотопилой. Полученные на мотовилах мотки обычно используют для установления прочности нитей, а затем определяют их массу на технических или аналитических весах или на весовом текстильном квадранте и по формуле (1) рассчитывают фактическую линейную плотность нитей

Один из распространенных приборов для отматывания нитей в мотки требуемой длины -- автоматизированное мотовило МПА-1М, выпускаемое заводом «Ивмашприбор». Прибор состоит из кроны 4 (рис. 24), электродвигателя 7 с приводом к счетному механизму 3, нитераскладчиков 2 и нитеироводников /. Нитераскладчики и нитепроводники смонтированы на металлических стойках 8, укрепленных на столе 10 мотовила; на стойках также (слева) установлены шпильки 9 для надевания на них паковок с нитями.

Крона 4 состоит из шести лопастей, одна из которых имеет две спицы на шарнирах, закрываемых муфтами.

При сдвиге муфт к лопасти кроны верхние части спиц могут сгибаться в шарнирах, уменьшая при этом периметр мотовила, чем облегчается съем мотков нитей. При прямом расположении спиц этой лопасти периметр мотовила составляет 1 м.

На втулке 6 посажен блок 5, связанный ременной передачей с блоком электродвигателя. Нити с паковок, надетых на шпильки 9, заправляются в глазки нитепроводников 1, в нитераскладчики 2 и закрепляются пружинами, имеющимися на одной из лопастей кроны мотовила. Нитепроводники, укрепленные на стержнях нитераскладчиков 2, во время работы мотовила совершают медленное возвратно-поступательное движение в плоскости, перпендикулярной прохождению нитей. Возвратно-поступательное движение иитераскладчик получает от пружины, находящейся на одном конце его стержня во втулке, и ролика, закрепленного на другом, загнутом конце (на рисунке не показаны).

Счетный механизм 3 состоит из зубчатого колеса, на котором имеется шкала отсчета, где нанесено 100 делений. За один оборот кроны 4 шкала перемещается относительно неподвижной стрелки на одно деление. Так как периметр кроны мотовала равен 1 м, то число делений, показываемое на шкале стрелкой, соответствует числу метров нитей, намотанных на крону.

На крону можно наматывать одновременно пять пасм. Ча стота вращения кроны -- 200 об/мин. Для автоматического ос танова мотовила после намотки на его крону нитей заданном длины (25, 50 и 100 м) имеется специальный механизм.

Весовые текстильные квадранты -- это циферблатные весы, работающие по принципу равновесия трехплечего рычага. Масса материала указывается на градуированной шкале и определяется по величине угла отклонения рычага с указательной стрелкой от первоначального равновесного положения.

Общий вид весового текстильного квадранта показан на рис. 25. На оси 3 стойки 6 крепится трехплечий рычаг. На первом плече / рычага подвешен крючок 2, на втором плече 13 закреплена стрелка 11 (указатель массы), а на третьем плече 4-- уравновешивающий груз. По шкале 12 с помощью стрелки // определяется масса нити. Стойка 6 укреплена на подставке 9 с установочными винтами 7, 8 и уровнем 10. Перед определением массы нитей квадрант устанавливают по уровню. При этом стрелка 11 должна находиться на нулевой отметке шкалы.

Для определения массы моток нитей (пасму) подвешивают на крючок 2 и, положив палец на ребро шкалы, открывают вилочный арретир 15, который служит для удержания рычага в исходном положении при навешивании на крючок мотка нитей.

Методика проведения работы

Определить фактическую линейную плотность однониточной хлопчатобумажной пряжи, используя мотовило и весовой текстильный квадрант.

По объединенным результатам испытаний подсчитать среднюю линейную плотность нитей и неравномерность по ней.

Определить диаметры испытуемых нитей расчетным путем.

Используя один из известных экспериментальных путей, определить диаметр хлопчатобумажных швейных ниток.