织造学实验指导

织造学课程实验指导书

（纺织专业实验2）

第一章准备工程实验

第一节络筒张力的测定

络筒时,为了使筒子成形良好,并具有一定的卷绕密度,纱线必须具有一定的张力.但此张力要适当,张力过大将使纱线弹性损失,不利于织造;若张力过小,会造成筒子成形不良,卷绕密度较小,容纱量减少。张力波动会影响织物的外观(布面的平整、布面条影)和后道加工的正常卷绕，因此，对影响络筒张力的主要因素，必须进行研究，测定和分析。

一、实验目的：

1、明确络筒时纱线张力的作用；

2、了解络筒时纱线张力的变化；

3、对影响络筒张力的主要因素有感性认识；

二、实验仪器：

三罗拉张力仪、转速表、卷尺、钢尺、扳手、螺丝刀、管纱等。

三罗拉单纱张力仪的工作原理是被测的纱线从两个固定的和一个活动的带有滚动轴承的导辊上绕过。当纱线张力变化时，活动导轮摆动，并通过杠杆力的作用带动刻度表上的指针摆动，表示出相应的张力值，所测得的张力值因纱线本身张力波动大，且有惯性和机械振动的影响，仅能作定性分析之用。

三、实验内容和步骤：

内容：1、测定不同张力垫圈重量（W）时，纱线张力的变化；

2、测定不同导纱距离（H）时，纱线张力的变化；

3、测定不同纱号（Tex）时，纱线张力的变化；

步骤：1、先用转速表测出络筒机的转速（转/分）；

2、量槽筒的直径和导纱动程、圈数；

3、计算络筒速度；

4、安放张力仪；

张力仪放于张力装置与槽筒导纱点之间，测量时必须将纱线按进程直线放好，（即使纱线自张力装置至槽筒中间沟槽成直线）。

图1 三罗拉式张力仪

5、按实验内容中的顺序，当某一条件改变时，各测两个管纱，在离管顶4厘米和管4厘米处作上记号，并记上退绕管顶纱（满纱）与退绕管底纱（小纱）的张力值各两次平均之。

由于络纱时，纱线张力随各项因素变化波动很大，故指针可能摆动不已，读数时刻读其摆动范围（加5克－10克）。然后平均之。

实验报告一络筒张力的测定

一、实验条件；

机器型号

仪器名称

二、实验记录：

1、槽筒机的转速转/分。

2、槽筒直径毫米；导纱动程毫米；槽筒沟槽圈

数；

3、记录纱线的张力值；

表一

表二

表三

三、实验作业：

1、计算络纱速度。

2通过上述测定，说明络纱时，哪些因素影响纱线张力、结果如何？

第二节浆液的粘度和温度、浓度之间的关系测定

一、目的要求：

浆液粘度是衡量浆液流动性能好坏的标志，它对上浆率、浸透与被覆的比例等因素有很大的影响。浆液的粘度受到浆液温度及浓度的变化的影响，通过试验，熟悉仪器结构，掌握操作方法。

二、试验仪器和浆料

试验仪器为NDJ－79旋转式粘度计、CS501型超恒温水浴。浆料为PV A，此外还要准备烧杯、温度计等。

三、一般知识

上浆率：经纱浆后所得浆料的干重对经纱干重的比值用百分比来表示。

温度对粘度影响：温度升高，分子热运动加剧，分子间的作用力减弱，从而粘度下降。

浓度对粘度影响：浆液浓度大小是影响纱线上浆率主要因素，浓度大，粘度也大，对纱线渗透少；浓度小，粘度也小，偏重于浸透上浆。

要使浆液浓度和粘度适当，浆出的纱线不但内部渗入适当份量的浆液，而且在纱线表面包有完整的浆膜，这样的浆纱有较好的强力、耐磨性，保持适当弹性，不易断头，有利织造。

四、仪器原理：

NDT－79旋转式粘度计测试部分简图如图2所示

图2 NDT－79旋转式粘度计

使用一个圆筒，贮放一定量浆液，再将一个两端空的圆柱体放入其中，此圆柱体以圆筒轴线为旋转作等速旋转，使浆液也发生旋转。圆柱体回转速度过高，会使浆液发生涡流，造成测试误差，所以靠一个微型同步电动机以750转/分的恒速旋转。

阻力矩与粘度关系：

M=－4πηL ()

2

2

2

2

2

1

b

a

b

a

-

-ω

ω

NDJ-79型旋转式粘度计有三种单元测定器

第一单元：四个转片呈圆币型，测定器玻璃杯

第二、三单元：若干个圆柱状转筒，测定用一静止的测定容器

不同品种浆液有不同粘滞系数，因此粘度也不同，回转体规格也有很多种，由测量范围及液体容积需要而定。

四、浆液准备

PVA浆液，准确称取经过烘箱（105－110℃）烘3小时后的试样4克，加入96毫升蒸馏水，让其泡胀数分钟，再加热搅拌，至试样完全溶解均匀，然后使之冷却至20℃±0.5℃（补足加热挥发的水后再搅拌均匀），以回转式粘度计测定其粘度。

五、操作方法

将液体小心倒入测试容器直至液面达到锥形面下部边缘，将转筒放入液体直到完全浸没为止。将测试器放在仪器托架上并将转筒悬挂于仪器联轴器上，起动电动机，转筒从开始晃动直到对准中心，可将测试器向前后左右微量移动，至当指针稳定即读数。如读数小10倍，

应当换直径大一号的转筒。

使用回转式粘度计测得浆液的粘度是绝对粘度（厘泊）。 读取所示的数字乘以转动柱体的倍数称为测定值，而浆液的绝对粘度值为：＝测定值×校正系数（K ）

K 的确定：一般用甘油进行校正，用25ml 比重瓶测得25℃时甘油得密度，查25℃时甘油密度与粘度对照表，得粘度A ，再用回转式粘度计测同温度（25℃）时的粘度B 。

B K A

实验报告二

1、 测试一种浆液当浓度不变时，温度对粘度的影响 浆液名称 浓度

2、 测试一种浆液温度不变时，浓度对粘度的影响 浆液名称 测试温度

思考题：

1、通过实验结果说明某种浆料的粘度与温度、浓度之间的关系，并将测试数据绘出大体规律。

2、测定浆液粘度的方法有哪些？各有什么特点？适用何种场合？

第三节淀粉形状及其溶胀性的显微观察及测量

一、目的要求

使用普通生物显微镜观察几种淀粉粒子的形状及大小，有一感性认识，并比较糊化前后淀粉粒子的变化情况。

二、试验仪器和浆料

试验仪器一普通生物显微镜。CS501型超恒温水浴。

浆料为淀粉浆。此外还要准备目镜测微尺、物镜测微尺、盖玻片、温度计、烧杯、甘油等。

三、一般知识

淀粉对经纱上浆起着重要作用，它是由――葡萄糖缩聚而成的高分子化合物，淀粉种类很多，其性质也不同，有玉米淀粉、橡子淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉等。它们形状和大小都不同。马铃薯淀粉颗粒最大，一般为20－80μm。最大可达100μm,米淀粉为最小约3－5μm。

1、淀粉在水中的变化大致分为三个阶段

（1）、当水的温度不高时，淀粉粒子不溶于水，但由于水的渗透压力的作用，使少量水分子扩散到淀粉的粒子中去，淀粉粒子的体积略有膨胀，这是淀粉在水中膨胀糊化的第一阶段。

（2）、当淀粉液的温度升高到某一数值时，由于所有分子链间的空隙同时胀大，所以淀粉颗粒的体积突然膨胀很大，淀粉粒子便开始破坏，粘度急剧上升。这是淀粉在水中膨胀糊化的第二阶段。

（3）、若将淀粉浆继续加热时，其粘度随着加热时间的延长而下降，到某一时间，粘度就大致稳定下来，粘度稳定的状态叫完全糊化，这是淀粉在水中膨胀糊化的第三阶段。

2、显微镜测量淀粉直径

使用显微镜测量直径时，首先在目镜内装入目镜测微尺，然后将物镜测微尺在载物台上，调整显微镜焦距，用物镜测微尺标定目镜测微尺刻读大小，物镜测微尺上有刻度，一般在长度1毫米内刻有100格，每一小格为10微米（1微米＝1/1000毫米）。目镜测微尺上也有刻度，一般在5毫米内刻有50格或在1厘米内刻有100倍，每格在显微镜视野内代表的长度随显微镜放大倍数而不同。

使用时，先在显微镜载物台上装上接物测微尺，在目镜焦平面上放上接目测微尺，按显微镜操作步骤调节视野清晰，在视野中可观察到两根尺，转动目镜或载物台使接目测微尺与接物测微尺平行，并移动载物台上接物测微尺，使接目测微尺与接物测微尺的起始刻度对齐，然后寻找两根测微尺再次重合的刻度线，计算从起始刻度再次重

合刻读的格数。可按下式计算接目测微尺的每个刻度的大小X （微米）

1

2

10()n X n 微米

式中：1n ——接物测微尺在一个区段刻度数；

2n ——接目测微尺与接物测微尺在1n 刻度的重合区段内的刻度数。

取下接物测微尺，所测定淀粉颗粒直径即为接目测微尺上每个刻度的大小X 值与淀粉所占有的刻度数的乘积。 四、试验方法和程序

1、观察淀粉形状

在载玻片上放50％甘油一滴，以玻璃棒蘸取样品微量为搅拌入甘油滴中，再复以盖玻片，然后置显微镜下放大250－300倍，观察淀粉形状，做2－3个品种，分别用铅笔在纸上描下淀粉的形状。 移动载物台上的夹持器，逐粒测定淀粉颗粒的直径，即在接目测微尺上读出淀粉的刻度数，并作记录，每个品种测量10粒然后平均之。

2、“糊化”前后淀粉变化情况

将淀粉调成一定浓度，放入恒温水浴内，当温度升高到40℃、70℃、80℃时，分别将淀粉浆滴在载玻片上，放上盖玻片，在显微镜下观察淀粉粒子的形状并测量其直径。

实验报告三

1、画出各种淀粉粒子形状

2、记录接目测微尺刻度数

表一

淀粉种类表二

1、思考题

（1）、画出说明淀粉粒子在糊化前后的外形变化情况

（2）、试从淀粉内部分子结构的变化来说明淀粉在水中膨胀糊化的三个阶段。

第四节浆液含固率的测定

一、目的要求

上浆率是浆纱质量的主要工艺指标之一，而浆液含固率是影响上浆率的重要因素。为掌握混合浆液的浓度，使其变化范围控制在最低

限度，要进行浆液总固率的测定，本实验通过测定来确定混合浆的含固率和糖度值之间回归方程。 二、试验仪器和浆料

试验仪器为阿贝折射仪，浆料为PVA 、CMC 、淀粉。此外还要准备烧杯、量筒、温度计等。 三、一般知识

浆液浓度又称含固率，是干躁浆液重量的百分比，是影响上浆率的重要因素之一。

测定含总固率一般有两种方法 1、烘干法 ×100B C A

％ 式中：C －浆液含固率，即浆液种各种无水浆料的含量的百分率； B －浆液试样烘干后的重量（克）； A －浆液试样烘干前的重量（克）。

此方法测定浆液含固率费工费时，不能满足及时指导生产的要求。

2、折射率方法

在透明溶液中，由于溶质性质或浓度不同，光的折射也不同。因此，测定某一已知溶质的溶液折射率，就能确定它的浓度。折射率用阿贝折射仪测定。 四、仪器结构

由两部分组成，望远镜与读数系统。

望远系统：光线由反光镜（1）进入进光镜（2）与折射镜（3），被测定液体在（2）（3）之间，经阿米西棱镜（4）使抵消由于折射镜及被测物体所产生的色散，由物镜（5）将明暗分界线成象于分化板（6）上，经目镜（7）（8）放大后成象于观察者眼中。

读数系统：光线由小反射镜（14）经过毛玻璃（13）照明刻读盘（12），经转向棱镜（11）及物镜（10）将刻度成象于分化板（9）上，经目镜（7）（8）放大后成象于观察者眼中

图3 阿贝折射仪光路图

五．测试的基本数据和计算公式：

常用浆料折射率测定数据

式中：糖度线s X －指用糖度线表示的浆液含固率

1、混合浆的折射率（k N ）和含固率（s X ）之间的回归方程式：

1

1

1.3330 (1)

n

i si

i k s n si

i b X

N X X ===+

∑∑

式中：

s X －混合浆中对折射率有影响的浆料所构成的重量百分浓度简称含固率I 。

si X －混合浆中的各种浆料分别对浆液（不影响折射率的浆料除

外）的重量百分浓度。

i b －混合浆中的各种浆料的回归方程的斜率。

2、混合浆的糖度值（x X ）和混合浆的含固率I （s X ）之间的回归方程：

..................s X X =

x 糖度线斜率

（2）混合浆回归方程斜率

六、浆料准备略

七、操作方法

1、用标准玻璃块校正（酒精或乙醚清洗）。

2、在没有字的一面加一滴溴化奈，将测面透明玻璃向上，以接受光线，当读数镜内指示于标准玻璃块上之刻度时，观察望远镜内明暗分界线是否在十字线中间，若有偏差则用附件方孔调节扳手，转动示值调节螺钉，使明暗分界线调整至中央，在以后测定过程中螺钉不允许再动。

3、将调好浆液涂在磨砂面上，旋转二手轮，在望远镜中观察明暗分界线上下移动，同时旋转阿米西棱镜手轮，使视场中除黑白二色外无其它颜色，当视场中无色且分界线在十字线中心时，观察读数镜视场右边所指示刻度值为折射率。

实验报告四

1、实验记录

2、计算

3、思考题

（1）、工厂中测量浆液浓度的方法有哪几种？各有什么优缺点？（2）、对于淀粉浆和化学浆测定浆液浓度的方法各有什么异同？

第五节浆液浸透与被覆的显微观察，上浆后纱线性质变化一、目的要求

在上浆过程中浆液的一部分被覆于纱条的表面，使毛羽贴附在纱条上，并形成一层薄薄的浆膜，以提高经纱在织造时的耐磨性能。浆液的另一部分浸透到经纱的内部，增大了纤维之间的抱合力，从而使经纱增加强度，同时使浆膜具有牢固的基础，即增强浆膜与纱条之间的附着力。浆料对经纱的被覆和浸透要有适当的比例。工厂中常对浆纱作切片分析，用显微镜观察被覆和浸透的程度，作为判断浆纱质量的参考依据，通过本实验，可掌握这种切片分析方法。

二、试验仪器

Y172型纤维切片器、单纱强力机、电子天平、显微镜、双面刀片、火棉胶等。

三、一般知识

渗透上浆－经过浸轧以后，部分浆液渗入经纱内纤维之间的空隙，干躁后起粘结纤维作用，使经纱强度增加。

被覆上浆－另一部分浆液包覆在纱条表面，烘干后形成一层薄膜，使毛羽贴伏表面光洁，可起保护纱条、减少停经片、综、筘等对经纱的摩擦作用。

由此可见，“被覆与浸透”这两个参数是衡量上浆工艺合理性的重要指标，要提高纱线质量，必须合理控制浆纱被覆与浸透量。

经纱上浆后，一般地其强力有所增加，而伸长有所下降，其增加和下降的程度分别用增强率减伸率来表示：

×100=

浆纱的断裂强度－原纱的断裂强度

增强率％原纱的断裂强度

×100=

原纱的断裂伸长率－浆纱的断裂伸长率

减伸率％浆纱的断裂伸长率

浆纱的增强和保伸是相互矛盾的，纱线强度的增加往往会导致伸长率的减少，浆纱的增强率通常在15－30％左右，减伸率则不宜超过25％，这两项指标可以在单纱强力机上测定。 四、切片制作方法和程序

1、浆纱切片分析

图4 Y172型纤维切片器

Y172型纤维切片器有两块金属板，金属板1上有凸舌，金属板2上有凹槽，两块金属板啮合，凹槽和凸舌之间留有一定大小的空隙，试样就填在这个空隙中，空隙的正上方有与空隙大小相一致的小推杆，用螺杆控制杆的位置，切片时，转动精密螺丝3，将纤维从金属板的另一面推出，推出距离大小（即切片厚度）的精密螺丝控制，切片操作程度如下：

（1）、取Y172型纤维切片器，松开螺丝4，取1销子5，将螺座6转到金属板2成垂直的位置（或取出），抽出金属板1。

（2）、取一浆纱试样，包入羊毛纤维内，把一定量的纤维放入金属板2的凹槽中，将金属板1插入，压紧纤维，纤维数量以轻拉纤维束时稍有移动为宜。

（3）、用锋利刀片切去金属板正反面外的纤维。

（4）、将螺座转向工作位置，销子5定位，旋紧螺丝4。

（5）、旋转精密螺丝3，使纤维束稍伸出金属板表面，然后在露出的纤维上涂上一层薄薄的火胶棉。

（6）、待火胶棉干躁后，用锋利刀片金属表面切下第一片试样。由于一片厚度无法控制，一般舍去不用，然后由精密螺丝3控制切片厚度，重复进行数次切片，从中选择符合要求的作为正式试样。在切片时，刀片和金属板间夹角要小，并保持角度不变，使切片厚薄均匀。

（7）、把试样放在滴有甘油的载玻片上，盖上盖玻片即可放在显微镜下观察。

（8）用描图纸画出浆液浸透平均厚度和浆膜平均厚度，然后剪下用电子天平称取，计算出P值。

浆液浸透上浆工艺中浆液通过压榨、润湿和毛细管作用透入构成纱线的纤维间隙的厚度，一般以浆纱横截面切片的方法进行测量。

=浆液浸透平均厚度（mm）

浸透指数j值

纤维平均直径

浆液被覆在浆纱工艺中部分浆液（浆料）靠吸附作用留在浆纱表面，干躁后形成浆膜的厚度。

=浆膜平均厚度（mm）

被覆指数p值

纤维平均直径

注：细绒棉纤维平均直径＝0.018mm

通常j值应在0.5-2.5之间，在此范围内j值愈大则浆膜的集束性、浆纱的强力、浆膜与纱线之间的粘结力愈好，但j值过大会使浆纱弹性损失多。

P值应在0.5-2.0之间，当细特纱制织较密织物时，经纱上浆后的p值应较大，以便浆纱具有较好的耐磨性能，但p值过大会使落浆增加，浆纱僵硬，以致减弱上浆的功效。

2、测定浆纱增强率及减伸率

用单纱强力机分别测定50根浆纱及50根原纱的断裂强度及断裂伸长率，计算增强率及减伸率。

上下纱夹间距离选用500毫米，下纱夹下降速度选用每20秒300毫米一档。

步骤与方法

（1）、将读数指针校到“0”位

（2）、先将纱的一端夹入上夹钳，然后轻轻引到下夹头，并在下夹头处予加一定的初张力，再将下夹头夹紧开车。

（3）、纱线断裂时，记下断裂伸长，然后记下断裂强度。

实验报告五

1、分别计算增强率，减伸率及浸透被覆率

2、思考题

（1）、为什么经纱上浆后能提高可织性？联系实验结果加以说明。（2）、表示浆纱上浆后性能的优劣的指标有哪些？

第二章 织造工程实验 第六节 经纱织造张力的测试

一、实验目的：

1、测定织物上机张力的大小，开口和打纬过程中经纱张力的变化及经纱处于梭口上层和下层时的张力差异情况。

2、观察改变后梁高低位置，经纱张力的变化。 二、实验要求：

1、掌握织布机上经纱织造张力的测试方法；

2、了解经纱张力测试的基本原理，画出测试原理方框图；

3、画出织布机上经纱织造张力的变化曲线。 三、实验仪器与设备： 1、织布机一台； 2、动态电阻应变仪一台； 3、光线示波器一台；

4、光电转速传感器一台；

5、经纱张力传感器及时标刻度盘。 四、实验原理：

电阻应变片根据金属材料的应变效应，即金属材料的电阻变化率随其受力变形（伸长或压缩）而改变的物理现象制成。把这种电阻应变片粘贴再作为转换器的弹性元件上，当被测经纱的张力作用于弹性元件时，电阻应变片就会把张力变化这一非电量的物理量按

×R

K R

ε?＝的关系转换成电阻的变化。再应用电桥电路（本实验采用半桥电路）