纱线毛羽的测试指标及方法

（一）毛羽指标

1.毛羽值 毛羽值指的是1m纱线的检测长度内，所有突出纱线主体外的纤维总长度。例如，毛羽值为40，表示在1m纱线上，突出纱线主体外纤维的总长度为40m。

2.毛羽指数 毛羽指数指的是单位长度纱线内，单侧面上伸出长度超过某设定长度的毛羽累计数，单位为根/m。

3.毛羽伸出长度 毛羽伸出长度指的是纤维端或圈凸出纱线基本表面的长度。

4.毛羽量 毛羽量指的是单位长度纱线上毛羽的总量，与全部露出纱体纤维所散射的光量成正比。

（二）毛羽测试方法

自20世纪50年代以来，已有50多种测试方法相继开始使用。目前比较成熟的方法有目测法、重量法、静电法、数字图像处理法、投影计数法和全毛羽光电测试法等。

1.目测法 目测法是指直接对管纱目测对比或将纱线绕在黑板上，拍成照片进行对比。这种方法适用于不同纺纱条件的纱线对比。另一种目测法是将毛羽进行定量分级，做好各级毛羽的标准黑板，再将试准黑板对比定级。目测法所得的结果是单位长度的毛羽根数形态。目测法的特点是直观，但取样少，效率低，易产生人为的误差。

2.重量法 重量法是取一定长度的纱线，测试其经高温烧毛前后的质量损失，以质量损失率来表征毛羽数量。这种方法简单，但结果受纤维种类的影响，如涤纶等合成纤维烧毛时产生熔融，无法反映出毛羽的数量；再者，由于难以控制烧毛条件，也不能准确地反映纱线毛羽的多少。

3.静电法 当纱线匀速通过高压电场时，在电场的作用下，毛羽竖起，利用光电法计数。这种方法虽效率高，但破坏了毛羽的形态。

4.数字图像处理法 纱线以一定速度运动，利用CCD（ChangeCoupledDevice）摄像机捕捉运动着的纱线图像，然后通过A/D转换，将图像信号数字化，再将数据传入软件系统，运用高性能计算机快速处理大量数据的能力分析纱线图像，最后根据要求输出各种指标。

EIB-S型纱线电子检测仪是基于此原理开发的用于测量短纤纱外观的测试仪器。EIB-S型纱线电子检测仪本身是一个纱线供送系统。纱线以100m/min的正常测试速度经过一个数码镜头。这个数码系统由CCD镜头组成，有着非常高的分辨率（达3.5×10-3mm），每0.5mm的纱线直径会被精确测量，对高速运动着的纱线不会产生图像的模糊。纱线直径数据经微机处理，产生纱线外观的数据，其测试原理如图1-33所示。

图1-33　EIB-S型纱线电子检测仪的测试原理

光源1的光线射向光电元件2，运动着的纱线3在光电元件2中形成一个阴影，光电元件接受的光量以及电路中的电流量随着纱线细度而变化。这种电流的波动经过放大器放大后被自动记录下来。EIB-S型纱线电子检测仪的测试方法和传统的纱线测试方法相比，能够找出长度为0.5mm和直径3.5×10-3mm的疵点。这是目前所有测试方法中的最高水平。测试结果不受相对湿度、颜色和混纺的影响。它的重要功能是测试纱线毛羽长度和一定长度范围内毛羽个数，从而模拟出纱线的黑板条干进行客观评定以及模拟出一定组织结构的织物。

5.投影计数法 投影计数法是将纱线投影成平面，测量离纱线表面L处单位长度上的毛羽数，如图1-34所示。检测点是1个光敏三极管，当纱线以速度v通过检测点时，从纱体上伸出的长度大于设定长度L的毛羽（a，b，c，d），就会遮挡光线使光敏三极管产生电脉冲，经放大整形后，用计数器计出单位长度内脉冲的个数，即毛羽指数。检测点至纱线距离L或称设定伸出长度是可以调节的。由于纱线表观直径存在不匀，L的基线是直径的平均值，又因直径边界有一定的模糊性，所以毛羽的设定长度不小于0.5mm。

图1-34　投影计数法测试原理

投影计数法是常用的毛羽测试方法之一，代表性的测试仪器包括德国Zweigle公司的G566型毛羽仪、英国锡莱公司的SDL-Y96型电子纱线毛羽度测试仪、国产的YG172型纱线毛羽测试仪等。

（1）德国Zweigle公司的G566型毛羽仪。德国Zweigle公司的G566型毛羽仪，可能是首次同时在纱线12个长度区间对毛羽计数的测试仪器。此即意味着只需一个单独的实验操作就能有效地测定任何纱线全程范围的毛羽值。在以前的程序中，纱线必须分别通过每一长度区间，不仅费时，而且测试结果不真实，因为在多次实验中纱线毛羽是变化的。

测定方法是将12个光敏二极管分别按照距离纱线1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、18mm、21mm、25mm的位置排列；光束直射在纱线，纱线以恒定的速度通过检测区，突出纱线的毛羽形成的阴影，根据其长度被相应位置的二极管检测，计数；将测得的毛羽分类至下列长度：1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、18mm、21mm、25mm，即各二极管的排列距离。(www.xing528.com)

12个长度区间的实验结果和毛羽指数是一个综合数值，也可从数学上看作毛羽的分布。一个条线图可以显示出毛羽的控制情况，实验长度可在键盘上输入，以lm为单位，实验长度为11～9999m，输入的数据以及剩余的实验长度均显示出来。测试时速度不变，为50m/min。一个磁滞刹车和易于启动引导罗拉保证纱线表面在通过装置时不发生变化，凸出于纱线表面的任何纤维阴影都会被投射到光电晶体管上，并被计数。G566型毛羽仪的零点由全计算机化系统辅助调整，为了能把毛羽仪的测试数据输入计算机同时还设置了1个通用接口，通过一记录装置把测试数据输入计算机，从而检查纱线毛羽的周期性变异。

（2）英国锡莱公司的SDL-Y96型电子纱线毛羽测试仪。英国锡莱公司的SDL-Y96型电子纱线毛羽测试仪，可检测特定长度纱线上伸出的毛羽和纤维数量。仪器提供可调的张力输入端，测试头在0～10mm内无级可调，通过对测试头LED（发光二极管）光束中的遮盖物的数目而计算毛羽指数，发光二极管可安装于纱线上方一定高度处，并照在细纱表面或长丝纱的断丝上。纱线在发动机作用下通过钳口罗拉，走速可为50～300m/min，空气吸除实验后的废纱。SDLY96型毛羽测试仪以外边定位来检测毛羽，其优点是能保持受检毛羽原来形态，但受检毛羽长度随纱条粗细而变。

（3）国产的YG172型纱线毛羽测试仪。YG172型纱线毛羽测定方法是将光电检测元件根据设定的毛羽检测长度调整到距离纱线的相应位置上，检测元件为光敏元件。纱线以恒定的速度通过检测点（图1-35），突出纱线且超过设定检测长度的毛羽扫过光敏元件，引起光敏元件光通量变化，使之转变为电信号，形成计数脉冲。在设定的纱线片段长度内所有计数脉冲的总和即为设定的毛羽长度的毛羽指数。

图1-35　YG172型毛羽测试仪测定过程

6.全毛羽光电测试法 全毛羽光电测试法的原理如图1-36所示。光源1是氦氖激光器，发出的激光经凸透镜2之后变成平行光，经过光阑3后成为平行光柱6照射到纱线上。该光线一部分照射到毛羽上产生强烈的散射，另一部分则直接照射到吸收器7被吸收掉，由毛羽散射的光量经透镜8会聚至光电传感器转换为电量。大量实验表明，纱上全部露出纤维所散射的光通量大小与纱线单位长度内毛羽量成正比，根据散射光的光通量变化可以知道毛羽量的多少。

图1-36　全毛羽光电测试原理

1—光源 2—凸透镜 3—光阑 4—纱线 5—散色光 6—直射光7—激光吸收器 8—透镜 9—光电感应器

全毛羽测试法所得结果包括毛羽量、毛羽波谱、毛羽变异长度曲线、直方图等。该法取样多，效率高，也是目前测试毛羽的常用方法之一，乌斯特UT3型毛羽测试装置就是基于此原理开发的。

图1-37为Uster-Test3/4型毛羽仪中光线照射下的纱线，纱线主体是暗的，而被毛羽散射的通量可以被光电传感器检测到，从而得到纱线的毛羽量。

图1-37　Uster-Test3/4型毛羽仪测试原理

Uster-Test3/4型毛羽仪既能由所测样本纱线的毛羽值H给出毛羽的分部特性偏差SH，也可以根据需要输出一个反映毛羽变化的不匀曲线图（图1-38）和波谱图（图1-39）。

图1-38　毛羽指数变化曲线

图1-39　毛羽指数变化波谱

毛羽的标准差SH是考核毛羽分布的第二指标，是描述纱线卷装内部毛羽变异的数值，相对于筒子纱卷装而言，相邻两个纬纱间毛羽的差别也会影响织物的外观。

毛羽的变异系数CVH描写整体毛羽分布的情况，是考核批量生产的纱线毛羽分布的均匀情况。

Uster-Test3/4纱线测试仪能通过对毛羽值和图表的分析确定纺纱机的某个运行环节的恶化导致毛羽的恶化。由于毛羽值H统计的是纱线本体两侧的突出纤维值，所以H值是相当可信的；但因为其值反映的是在1cm的测量长度内突出的纤维的总长度，长毛羽和短毛羽无法区别分类。