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1、第三章第三章 纤维的形态尺寸及表征纤维的形态尺寸及表征 第一节第一节 纤维的长度纤维的长度 纤维长度：指纤维伸直而未伸长时两端的距纤维长度：指纤维伸直而未伸长时两端的距离离。（伸直长度）（伸直长度）天然纤维：长度天然纤维：长度天然纤维：长度天然纤维：长度随动物、植物的种类、品系与生随动物、植物的种类、品系与生长条件等而不同长条件等而不同;品种不同，差异很大；同品种品种不同，差异很大；同品种的天然纤维，长度离散也很大。的天然纤维，长度离散也很大。棉、麻、毛棉、麻、毛 短纤维，长度一般为短纤维，长度一般为25250mm25250mm化学纤维：化学纤维：化学纤维：化学纤维：人工制造的，根据需要而定，
2、有长丝人工制造的，根据需要而定，有长丝和短纤维。和短纤维。短纤维：有等长化纤或不等长化纤之分。而等长短纤维：有等长化纤或不等长化纤之分。而等长纤维又有棉型、毛型、中长型之分。纤维又有棉型、毛型、中长型之分。棉型化纤：棉型化纤：30-40mm30-40mm用棉纺设备纺纱用棉纺设备纺纱 纯纺或纯纺或混纺混纺毛型化纤：毛型化纤：70-150mm70-150mm用毛纺设备纺纱用毛纺设备纺纱 纯纺或纯纺或混纺混纺中长纤维：中长纤维：51-65mm51-65mm用棉纺或化纤专纺设备纺用棉纺或化纤专纺设备纺纱纱 仿毛织物仿毛织物特点：化学纤维的长度离散性小，但其中的超长特点：化学纤维的长度离散性小，但其中的
3、超长纤维和倍长纤维对纺纱工艺危害较大。纤维和倍长纤维对纺纱工艺危害较大。纤维长度指标纤维长度指标 1 1、主体长度：纤维中含量最多的纤维长度。、主体长度：纤维中含量最多的纤维长度。（1 1）根数主体长度：纤维中根数最多的一部分纤维的长度）根数主体长度：纤维中根数最多的一部分纤维的长度 （2 2）重量主体长度：纤维中重量最重的一部分纤维的长度）重量主体长度：纤维中重量最重的一部分纤维的长度 棉的手扯长度棉的手扯长度 主体长度。主体长度。2 2、平均长度：是纤维长度的平均值、平均长度：是纤维长度的平均值 （1 1）根数平均长度）根数平均长度L L：各根纤维长度之和的平均数。：各根纤维长度之和的平均
4、数。（2 2）重量加权平均长度）重量加权平均长度LgLg：各组长度的重量加权平均数：各组长度的重量加权平均数 3 3、品质长度（右半部平均长度）：比主体长度长的那部分纤维的平、品质长度（右半部平均长度）：比主体长度长的那部分纤维的平均长度（是棉纺工艺中决定罗拉隔距的重要参数）均长度（是棉纺工艺中决定罗拉隔距的重要参数）4 4、短绒率：长度在某一界限以下的纤维所占的百分率（表示长度整、短绒率：长度在某一界限以下的纤维所占的百分率（表示长度整齐度的指标）。齐度的指标）。界限：细绒棉界限：细绒棉 16mm16mm、长绒棉、长绒棉 20mm20mm；毛；毛30mm30mm；苎麻；苎麻 40mm40mm
5、纤维长度的测定纤维长度的测定 常用的纤维长度测试方法有：常用的纤维长度测试方法有：1.1.罗拉式长度分析仪法（适用于棉纤维的长度测罗拉式长度分析仪法（适用于棉纤维的长度测定）定）2.2.梳片式长度分析仪法（适用于羊毛纤维、苎麻、梳片式长度分析仪法（适用于羊毛纤维、苎麻、绢丝或不等长化纤的长度测定）绢丝或不等长化纤的长度测定）3.3.中段切断称重法适用于等长化纤的长度测定）中段切断称重法适用于等长化纤的长度测定）4.4.排图法（适用于棉或不等长化纤、羊毛、苎麻、排图法（适用于棉或不等长化纤、羊毛、苎麻、绢丝等长度分布的测定）绢丝等长度分布的测定）5.ALMETER5.ALMETER电容测量法（适
6、用于毛条、棉、麻电容测量法（适用于毛条、棉、麻纤维条子的长度测定）纤维条子的长度测定）长度与成纱质量、纺纱工艺的关系长度与成纱质量、纺纱工艺的关系 1.1.纤维长度与成纱强度的关系纤维长度与成纱强度的关系 在其它条件相同下，纤维越长，成纱强度越大，在保在其它条件相同下，纤维越长，成纱强度越大，在保证成纱具有一定强度的前提下，纤维长度越长，纺出纱的证成纱具有一定强度的前提下，纤维长度越长，纺出纱的极限细度越细（棉纤维）极限细度越细（棉纤维）2.2.纤维长度与成纱毛羽的关系纤维长度与成纱毛羽的关系 成纱的毛羽是由伸出成纱表面的纤维端头、纤维圈等成纱的毛羽是由伸出成纱表面的纤维端头、纤维圈等形成。形
7、成。在其它条件相同情况下，较长的纤维成纱表面比较光滑，在其它条件相同情况下，较长的纤维成纱表面比较光滑，毛羽较少。毛羽较少。3.3.纤维长度整齐度、短绒率与成纱强度、条干的关系纤维长度整齐度、短绒率与成纱强度、条干的关系 当纤维长度整齐度差时，短绒率大时，成纱条干变差，当纤维长度整齐度差时，短绒率大时，成纱条干变差，强度下降，生产高档产品时，需经过精梳以去除短纤维。强度下降，生产高档产品时，需经过精梳以去除短纤维。第二节第二节 纤维的细度纤维的细度 一、纤维细度的指标两种表示方法：直接法：用直径、投影宽度（非圆形截面的纤维）、截面积（测量困难）、周长、比表面积（计算值）等指标表示；间接法：用纤
8、维长度与重量之间的关系表示，如特数Ntex、分特Ndtex、旦数Nden、公制支数Nm等。2 2、间接法：、间接法：用长度重量关系衡量用长度重量关系衡量（1 1）特数）特数 textex国际标准单位国际标准单位 定义：在公定回潮率下，定义：在公定回潮率下，10001000米长的纤维所具有重量的克米长的纤维所具有重量的克数。数。GkGk纤维在公定回潮率下的重量，称为标准重量（纤维在公定回潮率下的重量，称为标准重量（mgmg或或g g）；）；LL纤维长度（纤维长度（mmmm或或mm）同品种纤维，同品种纤维，NtexNtex，纤维越粗，纤维越粗。分特分特dtexdtex：在公定回潮率下，：在公定回潮
9、率下，1000010000米长的纤维所具有重米长的纤维所具有重量克数。量克数。1tex1tex10dtex10dtex（2 2）旦数（旦尼尔数）旦数（旦尼尔数）NdenNden绢丝，化纤常绢丝，化纤常用指标用指标定义：在公定回潮率下，定义：在公定回潮率下，90009000米长的纤维所米长的纤维所具有重量的克数。具有重量的克数。同品种纤维，同品种纤维，NdenNden，越粗，越粗.（3 3）公制支数）公制支数 NmNm常用于棉纤维常用于棉纤维 定义：在公定回潮率下，单位重量（定义：在公定回潮率下，单位重量（g g、mgmg）的纤维所具有的长度）的纤维所具有的长度（mm、mmmm）：）：同品种纤维
10、，同品种纤维，NmNm，纤维越细。，纤维越细。间接细度指标的间接细度指标的换算式换算式换算式换算式如下：如下：直接细度指标（直径直接细度指标（直径d d）与间接细度指标的换算：）与间接细度指标的换算：式中：式中：dd纤维直径（纤维直径（mmmm）；）；纤维密度（纤维密度（g/cm3g/cm3）马克隆值马克隆值MM（用于棉）（用于棉）本身无量纲，相当于单位长度（英寸）的重本身无量纲，相当于单位长度（英寸）的重量（微克）；量（微克）；反映细度、成熟度的综合指标。反映细度、成熟度的综合指标。MNmMNm2540025400；NtNt0.0394M0.0394M；NdNd0.354M0.354M 品质
11、支数品质支数（用于毛）（用于毛）沿用下来的指标，曾表示该羊毛的可纺支数，沿用下来的指标，曾表示该羊毛的可纺支数，现表示直径在某一范围的羊毛细度。现表示直径在某一范围的羊毛细度。二、纤维细度的测定二、纤维细度的测定 1 1、中段切断称重法：、中段切断称重法：棉纤维或化纤的细度测定棉纤维或化纤的细度测定 该法只能测算纤维的间接平均细度指标，无法得到细度的离散性指标。该法只能测算纤维的间接平均细度指标，无法得到细度的离散性指标。将纤维排成一端不齐，平行伸直的棉束，然后用纤维切断器在纤维中段将纤维排成一端不齐，平行伸直的棉束，然后用纤维切断器在纤维中段切取一定长度（棉切取一定长度（棉10mm10mm）
12、的纤维束，在扭力天平上称重）的纤维束，在扭力天平上称重GG，然后计数中段纤，然后计数中段纤维的根数维的根数n n，计算，计算NmNm。梳理梳理切断切断称重称重数根数数根数计算计算 NmNmL/G=10n/GL/G=10n/G 22、气流仪法（棉，羊毛）、气流仪法（棉，羊毛）原理：原理：在一定容积的容器内放置一定重量的纤维，容器两端有网眼板，可以在一定容积的容器内放置一定重量的纤维，容器两端有网眼板，可以通过空气，当两端有一定压力差的空气流过时，则空气流量与纤维的比表面通过空气，当两端有一定压力差的空气流过时，则空气流量与纤维的比表面积平方成反比例关系。积平方成反比例关系。见余序芬主编的见余序芬
13、主编的“纺织材料实验技术纺织材料实验技术”。3 3、显微镜投影法、显微镜投影法 常用于羊毛细度和截面为圆形纤维的纵向投影直径的测量。常用于羊毛细度和截面为圆形纤维的纵向投影直径的测量。投影放大倍数一般为投影放大倍数一般为500500倍，用放大倍，用放大500500倍的锲形卡尺测量纤维直径。倍的锲形卡尺测量纤维直径。通常用分组计数法，计算出纤维的平均直径和直径变异系数。通常用分组计数法，计算出纤维的平均直径和直径变异系数。三、纤维细度与成纱质量、纺纱工艺的关系三、纤维细度与成纱质量、纺纱工艺的关系 1.1.与成纱强度的关系与成纱强度的关系在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱强在其它条件相同的条
14、件下，纤维越细，成纱强度越高；度越高；2.2.与成纱条干的关系与成纱条干的关系在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱条在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱条干越均匀；干越均匀；在保证一定成纱质量的前提下，细而均匀的纤在保证一定成纱质量的前提下，细而均匀的纤维可纺较细的纱；维可纺较细的纱；3.3.与纺纱工艺的关系与纺纱工艺的关系纤维越细，加工过程中容易扭结、折断而产生纤维越细，加工过程中容易扭结、折断而产生棉结、短纤维。棉结、短纤维。第三节第三节 纤维的卷曲纤维的卷曲 一、纤维卷曲产生的原因一、纤维卷曲产生的原因 1.1.羊毛羊毛 自然卷曲。是由于内部结构中的正、偏皮质细胞呈双自然卷曲。是由于
15、内部结构中的正、偏皮质细胞呈双边结构或偏皮芯结构或不均匀的混杂结构所致。边结构或偏皮芯结构或不均匀的混杂结构所致。卷曲形态差异较大，无规律性明显。卷曲形态差异较大，无规律性明显。根据羊毛纤维卷曲的深浅（即波高），以及长短（即根据羊毛纤维卷曲的深浅（即波高），以及长短（即波宽）不同，卷曲形状可以分为三类，波宽）不同，卷曲形状可以分为三类，（1 1）弱卷曲：）弱卷曲：特点是卷曲的弧不到半个圆周，沿纤维特点是卷曲的弧不到半个圆周，沿纤维的长度方向比较平直，卷曲数较少。半细毛的卷曲属此类。的长度方向比较平直，卷曲数较少。半细毛的卷曲属此类。（2 2）常卷曲）常卷曲特点：卷曲的波形近似半圆形。细毛的卷特
16、点：卷曲的波形近似半圆形。细毛的卷曲属于此类。用于精梳毛纺，纺制有弹性和表面光洁的纱曲属于此类。用于精梳毛纺，纺制有弹性和表面光洁的纱线和织物。线和织物。（3 3）强卷曲）强卷曲特点：卷曲的波幅较高，卷曲数较多。细特点：卷曲的波幅较高，卷曲数较多。细毛羊腹毛属此类。用于粗梳毛纺，纺制表面和毛茸丰满、毛羊腹毛属此类。用于粗梳毛纺，纺制表面和毛茸丰满、手感好、富有弹性的呢绒。手感好、富有弹性的呢绒。2.2.化学纤维化学纤维化学短纤维为了改善其可纺性和织物性能，一化学短纤维为了改善其可纺性和织物性能，一般都要人为赋予卷曲，化学长丝（大部分）也不般都要人为赋予卷曲，化学长丝（大部分）也不例外。赋予化纤
17、卷曲的方法有机械卷曲法、复合例外。赋予化纤卷曲的方法有机械卷曲法、复合纺丝法、三维卷曲纺丝法以及各种变形加工方法纺丝法、三维卷曲纺丝法以及各种变形加工方法等。等。（1 1）复合纺丝法（是永久卷曲）：）复合纺丝法（是永久卷曲）：利用纤维的内部结构的不对称而在热空气、利用纤维的内部结构的不对称而在热空气、热水等处理后产生的。热水等处理后产生的。（2 2）机械卷曲法（是暂时卷曲）：）机械卷曲法（是暂时卷曲）：利用纤维的热塑性采用机械方法挤压而成。利用纤维的热塑性采用机械方法挤压而成。二二 表示纤维卷曲性能的指标表示纤维卷曲性能的指标 1.1.卷曲数：指每厘米长纤维内的卷曲个数。是反映卷曲多少的指标。
18、卷曲数：指每厘米长纤维内的卷曲个数。是反映卷曲多少的指标。一般化学短纤维的卷曲数的卷曲数为一般化学短纤维的卷曲数的卷曲数为12121414个个/25cm/25cm，羊毛的卷曲数随羊毛细度和生长部位而异。羊毛的卷曲数随羊毛细度和生长部位而异。2.2.卷曲率：指纤维单位伸直长度内，卷曲伸直长度所占的百分率。或卷曲率：指纤维单位伸直长度内，卷曲伸直长度所占的百分率。或表示卷曲后纤维的缩短程度。表示卷曲后纤维的缩短程度。卷曲率的大小与卷曲数及卷曲波幅形态有关。卷曲率的大小与卷曲数及卷曲波幅形态有关。一般短化纤的卷曲率在一般短化纤的卷曲率在101015%15%为宜。为宜。3.3.卷曲回复率：卷曲回复率：
19、指纤维经加载卸载后卷曲的残留长度对卷曲伸直长度指纤维经加载卸载后卷曲的残留长度对卷曲伸直长度的百分率。的百分率。反映卷曲牢度的指标。数值越大，表示回缩后剩余的波纹越深，反映卷曲牢度的指标。数值越大，表示回缩后剩余的波纹越深，即波纹不易消失，卷曲耐久。即波纹不易消失，卷曲耐久。一般短化纤的该值约为一般短化纤的该值约为707080%80%。4.4.卷曲弹性率：指纤维经加载卸载后，卷曲的残留长度对伸直长度的卷曲弹性率：指纤维经加载卸载后，卷曲的残留长度对伸直长度的百分率。百分率。反映卷曲牢度的指标。数值越大，表示卷曲容易恢复，卷曲弹性反映卷曲牢度的指标。数值越大，表示卷曲容易恢复，卷曲弹性越好，卷曲
20、耐久牢度越好。越好，卷曲耐久牢度越好。一般短化纤的该值约为一般短化纤的该值约为10%10%。K1K1，K2K2单位长度内纤维左、右侧分别数得的卷曲数单位长度内纤维左、右侧分别数得的卷曲数单位长度内纤维左、右侧分别数得的卷曲数单位长度内纤维左、右侧分别数得的卷曲数 L0L0纤维加轻负荷后的长度（纤维加轻负荷后的长度（纤维加轻负荷后的长度（纤维加轻负荷后的长度（mmmm）L1L1纤维加重负荷后的长度（纤维加重负荷后的长度（纤维加重负荷后的长度（纤维加重负荷后的长度（mmmm）L2L2纤维除去重负荷一定时间后再加纤维除去重负荷一定时间后再加纤维除去重负荷一定时间后再加纤维除去重负荷一定时间后再加 轻负荷的长度轻负荷的长度轻负荷的长度轻负荷的长度（mmmm）