Характеристики скрученности и извитости нитей, ворсистость.

Угол кручения. При скручивании волокна и нити располагаются примерно по винтовым линиям. Угол наклона наружных волокон или нитей к продольной оси, угол кручения β, является универсальной мерой интенсивности скрученности нитей. Чем больше угол β, тем сильнее скручена нить. Для нескрученных нитей, например комплексных, угол кручения равен нулю. По углу кручения можно сопоставить степень скрученности нитей любой толщины.

Крутка определяется средним числом кручений (витков) нити на единицу длины нити, равную 1 м. Как сравнительная мера интенсивности скрученности крутка пригодна только для нитей одинаковой толщины и плотности. Чем больше диаметр нити, тем больше угол кручения.

Коэффициент крутки. Коэффициент крутки α как характеристика скрученности широко применяется в производственных условиях. В качестве сравнительной меры интенсивности скрученности нитей коэффициент крутки пригоден при различной их толщине и примерно одинаковой плотности [3].

Для расчета коэффициента крутки используют формулу:

              (2)

где К - число кручений на 1 м; N - номер нити, м/г; Т - линейная плотность нити, текс.

Крутка нитей оказывает существенное влияние на их свойства. С увеличением степени скрученности уплотняются волокна нити, следствием чего является повышение средней плотности и уменьшение их диаметра. При этом уплотнение волокон в начальный период скручивания происходит наиболее интенсивно, сопровождается сдвигом (скольжением) волокон, укруткой. На рис. 7 показаны зависимости различных характеристики от коэффициента крутки.

С увеличением крутки прирост средней плотности уменьшается (рис. 7.а). При скручивании комплексных нитей вследствие

Рис. 7 – Кривые зависимости характеристик от крутки (коэффициента крутки): а – средней плотности; б – диметра нити; в – напряжения при разрыве; г – выносливости нити при растяжении; д – стойкости к истиранию; е – разрывного удлинения

укрутки при большой скрученности поперечник нитей иногда может увеличиваться (рис. 7.б).Влияние крутки на прочность нити сложное. Так, разрывная нагрузка пряжи увеличивается с повышением крутки, достигая максимума, а затем уменьшается (рис. 7.б). Крутка, при которой нить имеет максимальную разрывную нагрузку называется критической.

Положительное влияние крутки на прочность заключается в увеличении сил трения между волокнами при скручивании до значений, превышающих прочность волокон, и равномерности пряжи за счет того, что ее утоненные места больше скручиваются, чем утолщенные. Однако с повышением скрученности пряжи увеличивается разрушение волокон от деформаций кручения, сжатия, вследствие чего уменьшается прочность пряжи. Для комплексной нити положительный эффект от увеличения крутки значительно меньше, чем для пряжи. При повышении степени скрученности пряжи и комплексных нитей значительно повышается их долговечность (рис. 7.г). Усиление межволоконных и межнитевых связей от крутки оказывается таким, что при многократном растяжении нагрузками, намного меньшими разрывных, отрицательное влияние, связанное с уменьшением прочности волокон от деформации кручения, оказывается несущественным и за пределами критической крутки.

В случае многократного деформирования нитей на изгиб, на истирание положительный эффект от крутки значительно меньше, чем при многократном растяжении (рис. 7.д, е), особенно для комплексных нитей. Стойкость комплексных нитей многих видов к многократному изгибу имеет максимум, после которого происходит снижение показателя долговечности. Такое же наблюдается и при истирании некоторых комплексных нитей различной крутки.

Усиление межволоконных связей с повышением крутки приводит к повышению разрывного удлинения (рисунок 7е). Последнее объясняется увеличением спиральности волокон (нитей), составляющих скрученную нить.

Другим показателем является укрутка нитей, определяемая как разница между длиной некрученой нити и длиной ее после скручивания, выраженная в процентах к первоначальной длине: .

Крутку и укрутку нитей определяют с помощью специальных приборов - круткомеров [4].

Кончики волокон, отдельные петельки, выступающие на поверхности пряжи, образуют ворс, или ворсистость, пряжи. Практически каждое волокно может иметь ворсинку от входящего или выходящего кончика или петельки при заработанных в тело пряжи концах. Важны как количество, так и длина ворсинок. Ворсистость нитей, пряжи зависит от многих факторов, например при увеличении линейной плотности, ее крутки показатели ворсистости пряжи уменьшаются. В качестве показателей ворсистости используют следующие: число ворсинок на единицу длины; средняя длина ворсинок; суммарная длина ворсинок, суммарная площадь ворсинок. Существует несколько методов определения ворсистости: гравиметрический (определение разницы масс нити с ворсом и без. Для удаления ворса нити опаливают); оптический (проекционный) метод (проекция пряжи (нити) на экран и подсчет числа ворсинок на 1 мм длины); электростатические методы; фотоэлектрические методы.

Под извитостью понимают непрямолинейность, волнистость продольной оси волокон и нитей. Извитость волокон и нитей может быть пространственной и плоской, синусоидального характера. Волокна шерсти имеют природную извитость. Синтетическим волокнам, текстурированным нитям извитость придают специально в процессе их получения для повышения цепкости, растяжимости, объемности. Извитость является важным свойством, от нее зависит выбор системы прядения, протекание технологических процессов переработки волокон в пряжу, качество получаемых пряжи и изделий. Интенсивность извитости связана с числом извитков на единицу длины и высотой извитков. В качестве показателей извитости волокон и нитей применяют частоту извитости (число волокон, приходящихся на 1 см длины), степень извитости (показывает приращение длины волокна или нити к моменту ее полного распрямления, выраженное в процентах относительно длины в нераспрямленном состоянии) и устойчивость извитости (степень извитости волокон и нитей после приложения к нему нагрузок или деформаций, выраженная в процентах к начальной степени извитости). Для определения этих характеристик используют метод зарисовки на экране, заключающийся в том, что увеличенное изображение зарисовывают на экране, затем по зарисовкам определяют длину нераспрямленного волокна, истинную длину и число извитков.