技术 | 乌斯特仪器纱线毛羽测试方法概述

一、前 言

随着纺织市场日趋激烈的竞争以及高质量、高附加值的产品发展趋势，纺织企业更加重视纱线质量在产品中的影响，对从原料到纺纱到织物成形等各道工序的半制品及成品质量管控也更加严格。毛羽过多不仅会影响纱线表面的光洁程度和光泽，还会影响织造工序的生产效率以及成品的性能和外观质量，因此，纱线毛羽是反映纱线质量的重要指标之一。对织物的产品外观及其性能控制有重要作用。如何快速对纱线的毛羽做出最精确的测定显得非常重要。

二、纱线毛羽概况

2.1 毛羽的形态

按纱线断横截面形态分类，如图1所示：

端毛羽：纤维的一端或两端伸出纱条主体表面, 其余部分卷入纱条主体内；

圈毛羽：纤维的两端卷入纱条主体内, 中间部分伸出纱条主体表面形成“圈状”或“环状”；

浮游毛羽：附着于纱条主体表面的松散纤维(如飞花)也会形成成纱毛羽, 即称为浮游毛羽(较易处理)。

图1 毛羽的基本形态

2.2 毛羽的形成

原料：纤维的长度越长、细度越细、成熟度越好、整齐度越高，则纱线毛羽越少；而原料中短绒含量越多，纱线的毛羽也越多。

前纺工序：开清棉采用的打手速度；梳棉期间若刺辊速度过高、盖板速度过慢、吸尘装置不良都会导致毛羽的增多；精梳时采用过小的落棉隔距会导致毛羽偏多；粗纱捻系数、牵伸对毛羽的影响也是至关重要。

细纱工序：（1）加捻三角区是纱线毛羽产生的重要地方之一。在此区域里，罗拉和胶辊握持的扁平纤维须丛被加捻卷绕成圆柱体的纱线，皮辊的硬度，前冲量均对成纱毛羽有一定的影响。（2）牵伸区域对纤维控制。控制的好，纱线毛羽较少；牵伸倍数越大,浮游纤维的头尾端越不容易控制, 纱线毛羽越多。（3）钢领和钢丝圈配合。如配合不当，钢丝圈运转稳定性差,气圈不易控制, 会使得纱线毛羽增加。（4）细纱机的锭速。锭速越高，离心力大，使在加捻卷绕过程中已捻入纱线主体的纤维一端被甩出，而造成毛羽增加。

络筒工序：络筒工序纱线的纱路。纱线经过纱路时的摩擦力，气圈破裂环的高度，导纱距离，槽筒表面状况均对纱线的毛羽有一定的影响。

其他：整经不匀、织造时穿筘工艺不当、吊综不良或车间相对湿度过大都易使毛羽增加；而后上蜡工序可以减少静电积聚进而减少毛羽。

三、纱线毛羽的测试方法

3.1 Uster®Zweigle HL400毛羽测试

3.1.1 工作原理

Uster® Zweigle HL400运用光度学的基本原理。纱线由一对罗拉以400m/min的速度传送进入包含了平行光的测试区域中，突出的纤维阻挡了激光束并引起亮度的改变，9个传感器分别分布在距离纱体不同间距的区域内，同时检测伸出纱体的纤维数量。在纱线一侧由光学观察到的纤维突出长度是以纱线的本体表面为基准，这种检测是一维测量，显然，它检测的长度并非突出纤维的实际长度，而是纤维投影的突出长度。

光学图像的分析在光接收器的一侧进行。对通过测试区域的突出纤维进行识别和计数，并检测纤维长度。分级系统对所有长度超过1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm, 和10 mm的突出纤维进行计量，如图2所示。

图2 Uster® Zweigle HL400的测试原理

3.1.2 长度分级

毛羽在7个长度间距中被分别计数，突出纤维的数量分别在长度级别1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm, 和10 mm内被计量，如图3所示。

每个长度级别的突出纤维数量以每100米来计量（绝对值，不累计）。S1+2值是所有1 mm和2 mm长度级别内的毛羽纤维数量（1 mm+2 mm）之和。这个值描述了纱线上突出的短纤维毛羽的数量。S3是3 mm及3 mm以上的长度级别的纤维总数（3 mm+4 mm+6 mm+8 mm+10 mm）。这个值用来描述纱线上突出的长毛羽纤维。

图3 HL400毛羽长度分级

3.2 UT6毛羽测试—HL模块

USTER® TESTER 6条干均匀度仪，同时使用了投影计数法和漫反射法来测试纱线毛羽，其最新研制的HL传感器是基于一个新的测试原理测试毛羽根数1 mm, 2 mm…S3u和S1+2u等值。其测试的根数毛羽是经气流吹直的真正的毛羽，是乌斯特基于UT6针对毛羽长度分级推出的新标准。

3.2.1 HL模块测试原理

USTER® TESTER 6的毛羽长度分级测试是基于一个新的测试原理。关注于突出毛羽的真正长度，在纱线经过测试区域是，压缩空气吹入到测试区域，气流用于吹直突出纤维使其达到其真正长度，并且确定实际的毛羽分级，如图4所示。

图4 UT6 HL模块投影计数法测试原理

3.2.2 长度分级

毛羽在7个长度间距中被分别计数，突出纤维的数量分别在长度级别1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm, 和10 mm内被计量，也就是检测范围在1-10 mm。

每个长度级别的突出纤维数量以每100米来计量（绝对值，不累计）。

S1+2u值是所有1 mm和2 mm长度级别内的毛羽纤维数量（1 mm+2 mm）之和。这个值描述了纱线上突出的真实的短纤维毛羽的数量。

S3u是3 mm及3 mm以上的长度级别的纤维总数（3 mm+4 mm+6 mm+8 mm+10 mm）。这个值用来描述纱线上突出的真实的长毛羽的数量。

3.3 UT6毛羽测试—OH模块

3.3.1 OH模块测试原理

UT6 OH模块测试毛羽采用的是漫反射法，它的工作原理如图5所示：一束持续的单色平行光源照射在纱体的毛羽上，毛羽把平行光散射出去。纱体本身不透明，因此是暗的。由突出在纱体外的毛羽造成的散射光，被透镜系统积聚并被光学传感器检测到。散射光由单根纤维对平行光的折射、衍射和反射产生，也就是说突出纤维显示为亮的。

光学传感器的输出电信号与纱线的毛羽成比例，这些信号被转化为数值并由UT6的计算机来评估。

如果测试区域中没有纱线，就不会有光投射在图像接收器上，也就不会产生电信号。

图5 UT6 OH模块检测原理

3.3.2 重要的测试指标

（1）毛羽值H

如前所述，传感器测试1cm长度上的毛羽值。毛羽值H为整个测试长度的平均值。

（2）毛羽变异sH

标准差 sH是纱线毛羽变异的量度。毛羽标准差sH计算时所对应的测试区域长度是1 cm。“sH”值用来测定纱线是否存在任何明显的毛羽变异。

除了常规标准差 “sH”计算时所对应的1 cm外，还可以根据以下长度计算：1 m，3 m，10 m，50 m和100 m。

在纺织测试中，通常用变异系数CV来说明变异的程度。为了计算变异系数CVH，用标准差sH除以毛羽平均值H。已经证实，一个批次内的毛羽H可能变化非常大。因此，变异系数CVH会发生与标准差同样大的变化，从而，变异系数CVH就不适宜用来进行随机试样的比较。

出于以上原因，决定用标准差sH作为毛羽变异的量度

（3）毛羽不匀率曲线图

毛羽不匀率曲线代表了一段时间内的纱线毛羽变异，即横坐标表示材料长度，纵坐标表示纱线的毛羽值。不匀率曲线图可以选择不同的切割长度。这样就可以测试短片段，中片段和长片段毛羽变异。可以选择以下切割长度：常规长度，0.1 m，0.3 m，1 m，3 m，10 m，30 m，100 m，300 m和1000 m。

在纺织厂，毛羽不匀率曲线图直接传达了关于毛羽变异的大致信息。不匀率曲线经常被用来测试非周期性毛羽变异，已经确定的是，1 m切割长度尤其适合进行毛羽测试。

（4）毛羽波谱图

毛羽波谱图能够表明毛羽的周期性变异。

3.4 两种测试原理的对比

UT6 OH 和 UT6 HL 的毛羽测试系统互为补充，对于致力于优化品质，降低成本和提升效率的纺厂而言都不可或缺。UT6 OH的测试原理，通过乌斯特公报，成为行业的标杆。UT6 HL的测试原理，和UT6 OH的数据一起，提供了更进一步的实验数据，使得纺厂能够进行完整的效率分析和优化。UT6 OH 和 UT6 HL两种毛羽测试系统为所有的毛羽测试需求提供了全面而完美整合的解决方案，如表1所示。

下面的图6展示了这两种测试原理的对比，所有毛羽的真实长度都是10 mm，但在传统的测试系统中，它们的测试长度为4 mm和6 mm，然而新的测试系统所测量的毛羽长度是真实的长度10 mm。

图 6 HL400毛羽长度分级与UT6 HL模块毛羽长度分级测试对比

这就是为什么新的系统提供 S3u 和 S1+2u值的原因，它们不能与以前的 S3和 S1+S2 值进行对比，然而它们将为纺织行业提供毛羽长度分级的新的标准。

关于两种仪器的应用范围对比如表2所示。

三、结语

随着测试机理和测试技术的越来越完善，人们对于毛羽真实长度的毛羽的认知也越来越准确，纺织企业中引进毛羽测试仪器不仅可以更加低成本且高效的生产，而且可以通过减少关于毛羽问题的投诉以增加收益。Uster® Zweigle HL400毛羽仪的测试数据在预见纱线外观及其在后道工序中的性能表现有重要作用，尤其是S3值堪称紧密纺纱线的全球质量标杆。UT6 HL模块对原有投影计数法的优化将使其对毛羽的测量与控制效果更为凸显。UT6 OH模块由于可以测量出毛羽的周期性变异，所以能够帮助优化导致纱线毛羽大量增多的机件以消除周期性毛羽变异；同时也可以预测机织物和针织物的外观及手感，如：纱线质量变异低，但是毛羽变异高的纱线织成的织物可能会产生起球起毛等问题。

作者：庄粟裕 乌斯特技术（中国）有限公司

编辑：中国纱线网新媒体团队

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