第十章 纱线的分类与结构特征

第一节 纱线的分类

一、按纱线的体系分：纱（单纱）、丝（长丝纱）、线（多根纱或丝）。

短纤维纱 丝束 双股线 多股线 复捻股纱

（一）纱：由短纤维经纺纱加工，使短纤维沿轴向排列并经加捻而成。 1. 按纺纱方法（细纱成纱原理）分类：

（ 1 ）环锭纱（传统纱，占的比例大） （ 2 ）非环锭纺纱

自由端纺纱：如转杯纺、涡流纺、静电纺、摩擦纺等； 非自由端纺纱：如自捻纺、喷气纺、平行纺、包缠纺等

（ 3 ）复合纺纱：如塞络纺纱（ sirospun yarn）、塞络菲尔纺纱（ sirofil yarn）

（ 4 ）结构纺纱：分束纺纱（ solospun yarn）、集聚纺纱（ compact yarn）、皮芯结构纺纱

2. 按纺纱隔距等工艺特征分： 棉型纱、毛型纱、中长型纱、麻纺纱、绢纺纱、

铀丝纺纱。 3. 按纱线的粗细分

细度 棉或棉型 毛或毛型

特细支 ≤10tex ≥80公支细支 11~20tex 32~80公支

中支 21~31tex /

粗支 ≥32tex <32公支

棉与毛纱的粗细划分（纱支或特数范围仅对相同纤维类型的有效）

（二）长丝纱 1. 按化纤纺丝后加工方法分

（ 1 ）牵伸丝（ FDY） （ 2 ）弹力丝（ DTY），包括高弹（变形）丝、低

弹（变形）丝 （ 3 ）空气变形丝 （ 4 ）网络丝

2. 按复丝的混纤状况分 （ 1 ）单丝：一根无限长的单纤维 （ 2 ）复丝：由多根无限长单纤维组成 （ 3 ）复合（捻）丝：由两股或两股以上的复丝并合

（加捻）而成。

（三）线 由两根或两根以上的单纱合并加捻制成的股线；

股线再合并加捻为复捻股线

a 疙瘩线 , b 螺旋线 , c 竹节纱 , d 毛圈线 , e 结子花线 ,f 雪尼尔花线 , g 菱形金属丝包芯线

花式纱线示意图

二、按纤维组成分类 1. 以纤维组成分

（ 1 ）纯纺纱线 （ 2 ）混纺纱线 （ 3 ）伴纺纱线

2. 以混合纤维的分布分 （ 1 ）均匀混合纱线 （ 2 ）变化混合纱线 （ 3 ）组合或复合纱线

三、按纱线的用途分 1. 机织用纱 2. 针织用纱 3. 起绒用纱 4. 编结、缝纫用纱 5. 特种工业用纱

第二节 纱线的加工与发展 一、纱线加工的基本原理

短纤纱的加工 纤维开松（除杂和混合）→梳理成网→成条→并条混

合→牵伸加捻→成纱→卷装成形 长丝纱的加工 熔融，

干法、湿法 初生丝

牵伸、

热定形

高速纺丝 POY FOY

异截面异组份异粗细异弹性异卷曲

圆形异形超细复合

变形网络混合加工

成长纱丝

图 10-3 化纤长丝加工基本原理

线绳的加工 线的成形：将纱或丝、或纱—丝经加捻组合在一起，

基本过程为：张力预控→并合→加捻→卷装 绳为纺织工业的特殊品种，由多股纱或线捻合而成

二、纱线加工的进展 1. 纱加工技术的发展

？可拓展

环锭纺

(19世纪初至 20

世纪 60年代)

复合纺纱技术（包芯纺、长/短复合纺）、结构纺纱技术（以环锭纺为基础和特征）

（始于 20世纪 60年代）

组份连续与非连续、渐变与突变技

术、有引入纺纱其他工序趋势

（始于 20世纪 80年代）

自由端或非自

由端纺(20世纪 50

年代至 60年代)

复合与结构纺

(20世纪 80年代至今)

图 10-4 纺纱技术的演变进程

（ 1 ）自由端纺纱 把纤维分离为单根并使其凝聚，在一端非机械握持状态

下加捻成纱 ① 、转杯纱（或气流纺）

利用转杯内负压气流输送纤维和转杯的高速回转凝聚纤维并加捻制成的纱

适纺 18 ～ 100tex 的纯棉纱，及毛纱、麻纱或与化纤的混纺纱

② 、静电纱 利用高压静电场使纤维极化，凝聚成须条，由高速运

转的空心管加捻制成

③ 、涡流纱 利用涡流的旋转气流对须条加捻制成的纱 适纺 60 ～ 100tex 化纤纱或混纺纱，多用作起绒纱

④ 、摩擦纺纱 利用尘笼内的负压气流吸附纤维和尘笼回转对须条摩

擦加捻成纱 广泛用于地毯、衬布和粗厚装饰织物

（ 2 ）自捻纱 利用搓辊的往复运动对两根须条实施同向加捻，靠须条

自身的退捻力矩相互反卷在一起，形成一个双股的稳定结构的纱，属非自由端纺纱

（ 3 ）包芯纱 以长丝为芯，短纤维为皮的包缠结构的纱，属复合纱 可在环锭纺纱机或捻线机，转杯纺，涡流纺，尘笼纺，

自捻纺上实现

典型的包芯装置

1 长丝筒子、 2 输出罗拉、 3 弹性长丝、 4 定位器、 5 前皮辊、 6 包芯纱、 7 前罗拉、 8 纤维须条

（ 4 ）喷气纱 利用喷嘴内的旋转气流对须条假捻，靠头端自由纤维包

缠无捻短纤维纱芯成纱 强力比环锭纱低，直径略粗，外包纤维有明显的方向性

（ 5）无捻纱和粘合纱 利用熔融状态的高聚物或粘附有熔融性树脂的长丝和短

纤维一起通过一对罗拉，短纤维包在高聚物丝条外面，在半熔融状态，用气流进行加捻，冷却后得到纱

短纤维的粘合纱为无捻纱

（ 6 ）新型复合结构纱 主要指在环锭纺纱机上通过短 / 短、短 / 长纤维加捻成

的复合纱和通过单须条分束或须条集聚方式得到的纱 赛络纺（ Sirospun）、短 / 长复合纺（如 Sirofil）、分

束纺（ Solospun ）和集聚纺纱（ Compact yarn）

① 赛络纺（ sirospun）

1 粗纱须条 2 前集合器 3 前罗拉 4 纱线

原理：将 2 根粗纱以一定间距平行引入细纱机牵伸区内，同时牵伸，并在集束三角区内汇合加捻形成单纱，须条和纱均有同向捻度。

特征：有线的特征，表面较光洁、毛羽少、内松外紧，弹性好、耐磨性高。

② 赛络菲尔纱（ sirofil yarn）

1 长丝筒子 2 长丝 3 调节装置 4 前皮辊 5 纱线 6 前罗拉 7 须条

原理：由一根经牵伸后的须条与一根不经牵伸但具有一定张力的复丝在加捻三角区复合加捻形成的复合纱

特征：外形似单纱，结构似线，表面毛羽较环锭纱少，截面近似圆形。

③ 分束纺（ solospun ）或缆型纺

传统纺纱和缆型纺纱

原理：通过沟槽前罗拉，将纤维须条分劈成 3~5小束，从而使纺纱的加捻和转移机理发生变化。分开的纤维小束在汇聚前可能被加捻并在汇聚处再次捻合。特征：毛羽较少、表面光洁，强力高、耐磨性较好。

④ 集聚纺纱（ compact yarn）

集聚纺吸风鼓 在环锭细纱机的前罗拉输出须条处加装一对集聚罗拉，其中，下罗拉有吸风集聚作用，使须条在气动集束区集束，须条较紧密地排列，可减小传统加捻三角区须条的宽度，有利于将须条中的纤维可靠地捻卷到纱条中，从而减少毛羽

2. 丝加工的发展（ 1 ）变形加工

① 热（机械）变形法：代表为假捻变形法

一级热箱(变形)

高弹丝

假捻器

二级热箱(变形)

低弹丝

图 10-5 假捻法变形加工示意图

② 空气变形法： 空气变形纱：将稍有捻度的长丝束超喂送入高压喷气头，

由于射流的冲击，丝束中纤维紊乱生成大小不同的环圈，被丝束捻回夹持于丝束中成纱。

网络丝：丝束在垂直气流撞击下，分散成单丝，按一定间距交络缠结，形成较为蓬松的丝。

③ 组合纱法 将两种不同收缩率的纤维纺成纱线，放在蒸汽或热空气或沸水中，高收缩率纤维遇热收缩，将低收缩率纤维拉弯，整个纱线成蓬松状，如腈纶膨体纱

石墨纤维(GrF)

CF产品

碳纤维(CF)

预氧化(OF)

聚丙烯腈纤维(PANF)

预氧化(空气介质)

200℃~300℃ 几十~几百分钟

炭化 惰性气氛(N2)

1200℃~1600℃ 几~几十分钟

石墨化 惰性气氛

2000℃~3000℃ 几~几十秒

表面处理、深加工

图 10-6 PAN纤维的炭化加工流程示意图

（ 2 ）丝的变性加工 包括丝的表面改性，浸渍、镀覆、涂层处理和分裂、剥离处理，以及氧化、炭化处理

3. 线加工的发展 集中体现在外观与性能的变化、赋予功能性以

及向织物合成品靠拢

第三节 纱线的结构特征与主要性能

一、短纤纱 1. 环锭纱

1 ）基本结构特征是内紧外松； 2 ）半数纤维呈圆锥形螺旋线；小部分纤维不发生内外转移，呈圆柱形螺旋线；

3 ）小部分纤维呈弯钩、打圈、对折等 4 ）多数纤维头端外露形成毛羽，少数头端弯曲、皱缩或卷绕其他纤维。

2. 自由端纱 1 ）纤维内外转移不显著，多数纤维呈圆柱形螺

旋线 2 ）纱条中纤维伸直度低，弯钩、打圈、对折的

纤维数量多； 3 ）转杯纺纱内松外紧、外层多包缠纤维、内层

纤维取向性高； 4 ）自由端纱表面粗糙，光泽差、手感硬，但条干均匀度好。

3 、复合纱的结构特征

须条张力大 长丝张力大

包芯纱 复合纱

由复合比例与张力所决定

公转 自转

皮芯分布 分束纺 多毛羽松 少毛羽紧

图 10-8 典型结构纱的结构示意图

结构纱的结构特征由纤维分布方式和聚集密度决定

（二） . 长丝纱结构特征 1 、无捻长丝纱结构特征 2 、有捻长丝纱结构特征 3 、变形纱结构特征

单一丝

混纤丝

花色丝

图 10-10 空气变形丝的形态

图 10-9 正反两个方向的螺旋形圈

图 10-11 膨体纱的形态

填塞箱变形丝

刀口变形丝

编结拆散变形丝

齿轮卷曲变形丝

图 10-12 上述各种变形纱的形态

（三） . 股线的结构特征

股线各根单纱的排列

一次并捻单纱的根数在 3 根以内股线结构稳定； 4~5 根有不稳定因素， 6 根及以上，必然回到 3 根的稳定态。

单纱和股线的捻向相反时，捻回稳定，股线结构均匀稳定