1、紡織材料纖維的形態及表征第1頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二第一節 纖維的長度及其分布 纖維長度：一般指伸直長度，即纖維伸直而未 伸長時兩端的距離。 另有自然長度（自然長度：纖維在自然伸展狀 態下的長度）：例毛叢長度 第2頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二天然纖維隨動物、植物的種類、品系與生長條件而不同。 棉、麻、毛 ：短纖維，纖維長度一般25250mm；長度差異很大（不同品種或同品種） 蠶絲 ： 長絲，一個繭子上的繭絲長度可達數百米至上千米。第3頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二 天然纖維長度（mm）范圍 棉纖維： 2

2、5-45 亞麻單纖維：15-20 亞麻工藝纖維：500-750 黃麻單纖維：2-4 黃麻工藝纖維：2000-3000 大麻單纖維：10-15 大麻工藝纖維：700-1500 細毛、半細毛：50-100 粗毛、半粗毛：50-200 第4頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二化學纖維人工制造，可根據需要而定。 長絲：可無限長； 短纖維：等長或不等長。 長度離散性小，但超長纖維和倍長纖維對 紡紗工藝危害較大。 棉型化纖：30-40 mm 用棉紡設備紡紗 純紡或混紡 毛型化纖：70-150 mm 用毛紡設備紡紗 純紡或混紡 中長纖維：51-65 mm 用棉紡或化纖專紡設備紡紗 仿毛

3、織物第5頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二纖維長度的測試及指標手扯法 指標：手扯長度 手扯長度接近原棉中大多數纖維的長度，即接近纖維的主體長度。 在原棉的工商貿易中使用，人工操作。第6頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二儀器檢測法 通過儀器測量得到纖維長度分布情況，根據統計理論計算得到相應的纖維長度指標。 第7頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二一.纖維長度指標 主體長度 平均長度 品質長度 短絨率第8頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二1、主體長度：纖維中含量最多的纖維長度。（1）根數主體長度：纖維中根

4、數最多的一部分纖維的長度。 （2）重量主體長度：纖維中重量最重的一部分纖維的長度 棉的手扯長度主體長度 細絨棉手扯長度以1mm為級距，分級如下： 25mm 25.9mm以下； ； 。 ； 31mm 31mm 以上 。 28mm為標準級 第9頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二2、平均長度：是纖維長度的平均值。（1）根數平均長度L：各根纖維長度之和的平均數。 其中：Li為各組纖維的長度，Ni為各組纖維的根數。（2）重量加權平均長度 Lg： 各組長度的重量加權平均數。 其中：Li為各組纖維代表長度，gi為各組纖維的重量。第10頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分

5、，星期二3.品質長度（右半部平均長度）（Lp） ： 比主體長度長的那部分纖維的平均長度。 （是棉紡工藝中決定羅拉隔距的重要參數）4.短絨率：長度在某一界限以下的纖維所占的百分率。 （表示長度整齊度的指標） 界限：細絨棉 16mm； 長絨棉 20mm； 毛 30mm， 苧麻 40mm 短纖維多制成本低成本高，不宜紡細支紗第11頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二設纖維長度的重量頻率為f(L)，則長度頻率曲線包含的面積，即重量頻率之和為式中，W為最長纖維的長度W第12頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二幾個指標主體長度品質長度平均長度短絨率Ls為短纖維界

6、限第13頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二二、纖維長度的測量 常用的纖維長度方法有： 1、羅拉法 （適用于棉纖維的長度測定） 2、梳片法 （適用于羊毛、苧麻、絹絲或不等長化纖 的長度測定） 3、中段切斷稱重法（適用于等長化纖的長度測定） 4、排圖法 （適用于棉或不等長化纖、羊毛、苧麻、 絹絲等長度分布的測定） 5、ALMETER電容測量法 （適用于毛條、棉、麻纖維條子的長度測定） 第14頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二分組法1、羅拉法：將纖維整理成伸直平行、一端平齊的纖維束后，利用羅拉的握持和輸出，將纖維由短到長按一定組距（即羅拉每次輸出的長度

7、，2mm）分組后稱重，從而得到纖維長度重量分布，求出各指標。第15頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二1蓋子，2彈簧，3壓板，4撐腳，5上羅拉，6偏心杠桿，7下羅拉，8蝸輪，9蝸桿，10手柄，11溜板12偏心盤，13二號夾子，14號夾子，15指針Y111型羅拉式纖維長度分析儀第16頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二2、梳片法： 利用彼此間隔一定距離的梳片，將羊毛或不等長毛型化纖整理成伸直平行，一端平齊的纖維束后，由長到短按一定組距（梳片間的距離）分組后稱量，從而得到纖維長重量分布，計算有關指標。第17頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13

8、分，星期二 Y131型梳片式長度分析儀（第一臺梳片儀）第18頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二3、中段切斷稱重法： 利用纖維切斷器切取一端排列整齊纖維束的中段，稱取中段和兩端重量后，經計算求得纖維各項長度指標。 W0 ：纖維總質量，mg； Wt ：切下的纖維束兩端質量，mg； Wc ：中段纖維質量，mg； Ws ：短纖維質量，mg； Woz：超長纖維質量，mg； Lc ：中段纖維長度，mm。第19頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二4.排圖法 用人工或借助梳片式長度分析機，將纖維經過整理后，由長到短，一端平齊、密度均勻地排列在黑絨板上，從而得到纖維

9、長度排列圖。 可得到： 有效長度B4L4 中間長度B0L0 短纖維率(B3B/BA)*100 長短差異率 (B5L5/B4L4)*100 第20頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二5、光電式：530型數字式纖維照影儀。第21頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二6、電容式：ALMETER長短儀一定質量、一定厚度且一端平齊的纖維束通過電容傳感器時，電容量的變化與測試區內纖維試樣的質量變化成比例關系，通過專用軟件可算出纖維長度-質量分布和長度指標。第22頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二三、長度與成紗質量、紡紗工藝的關系 1、纖維長

10、度與成紗強度的關系 在其他條件相同下，纖維越長，成紗強度越 大，在保證成紗具有一定強度的前提下，纖維 長度越長，紡出紗的極限細度越細（棉纖維）。第23頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二2、纖維長度與成紗毛羽關系 成紗的毛羽是由伸出成紗表面的纖維端頭，纖維圈等形成。在其它條件相同情況下，長度較長的纖維成紗表面比較光滑，毛羽較少。式中：nf為每米成紗中纖維端頭的平均數 Ty為單紗平均線密度（tex) Tf為纖維的平均線密度（tex) lf為纖維長度的平均值第24頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二3、纖維長度整齊度和短絨率與成紗強度、條干的關系 當纖維

11、長度整齊度差，短絨率大時，成紗條干變差，強度下降。 生產高檔產品時，需經過精梳以去除短纖維。第25頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二總結：纖維長度與成紗質量的關系與成紗強度的關系 纖維長度越長，成紗強度越高與成紗毛羽的關系 纖維長度長，毛羽少纖維長度及其整齊度與成紗條干的關系 纖維長度長、整齊度高，紗線條干好第26頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二第二節 纖維的細度細度：指纖維的粗細程度（沿長度方向）。 細度是纖維重要的形態尺寸和質量指標之一，與紡紗工藝 、成紗質量有密切關系，且直接影響織物風格。第27頁，共59頁，2022年，5月20日，10點

12、13分，星期二一、纖維細度的指標 直接法：用直徑、投影寬度、截面積、 周長、比表面積； 間接法：用長度與重量之間的關系表示。 如: 特數Ntex ,分特Ndtex , 旦數Nden ,公制支數Nm第28頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二1、直接法： 直徑 直觀，用于圓形截面的纖維。 如：羊毛。 投影寬度 用于非圓形截面的纖維； 截面積 測量困難； 比表面積 計算值。 廢時廢力，單個指標不一定確切第29頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二 2 間接指標 利用纖維長度與重量的關系間接地來表示纖維的細度。 測量方便第30頁，共59頁，2022年，5月20

13、日，10點13分，星期二 （1） 特克斯 Ntex（tex） 國際標準單位 在公定回潮率下，1000米長的纖維所具有重量的克數。 Gk L Gk 纖維在公定回潮率下的重量，稱為標 準重量（g） L纖維長度（m） 1000Ntex =第31頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二 分特dtex：在公定回潮率下，10000米長的纖維所具有重量克數。 1tex10dtex 同品種纖維，Ntex，纖維越粗 。 第32頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二 （2）旦數（旦尼爾數）Nden （den） 絹絲，化纖常用指標 在公定回潮率下，9000米長的纖維所具有重量的

14、克數。 Gk L Gk 纖維在公定回潮率下的重量，稱為標 準重量（g） L纖維長度（m） 同品種纖維，Nden，纖維越粗. 9000Nden =第33頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二 （3）公制支數 Nm 常用于棉纖維 在公定回潮率下，單位重量（克）的纖維所具有的長度（米）： L Gk Gk 纖維在公定回潮率下的重量，稱為標 準重量（g） L纖維長度（m） 同品種纖維，Nm，纖維越細。Nm =第34頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二 間接細度指標間的換算關系： Ntex Nm = 1000 Nden Nm = 9000 Nden = 9 Nte

15、x 第35頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二（4）英制支數Ne 在公定回潮率9.89時，一磅重的棉紗線所具有的長度的840碼的倍數。 第36頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二Cotton countGk: mass of yarn at U. K. metric moisture regain (Cotton: 9.89%) (lb)L: length of yarn (yard)Cotton yarn, cotton type yarn, cotton blended yarn第37頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二 直

16、徑細度指標（直徑）與間接細度指標的換算：式中：d-纖維直徑（mm） -纖維密度（g/cm3)第38頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二另有指標： 馬克隆值M(用于棉）-本身無量綱，相當于單位長度（英寸）的重量（微克）反映細度、成熟度的綜合指標。MNm25400；Nt0.0394M；Nd0.354M 品質支數（用于毛）-沿用下來的指標，曾表示該羊毛的可紡支數，現表示直徑在某一范圍的羊毛細度。第39頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二羊毛品質支數和平均直徑的關系如下表：第40頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二二、纖維細度的測定 1

17、、中段切斷稱重法： -棉纖維或化纖的細度測定 該法只能測算纖維的間接平均細度指標，無法得到細度的離散性指標。第41頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二 將纖維排成一端整齊，平行伸直的棉束，然后用纖維切斷器在纖維中段切取一定長度（棉10mm）的纖維束，在扭力天平上稱重，然后計數中段纖維的根數，計算Nm。 梳理 切斷 稱重 數根數 計算 NmL/G=10n/G 其中n是根數，G 是中段纖維重量（mg）第42頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二2、氣流儀法；（棉，羊毛）原理：在一定容積的容器內放置一定重量的纖維，容 器兩端有網眼板，可以通過空氣，當兩端一

18、定壓力差的空氣流過時，則空氣流量與纖維的 比表面積平方成反比例關系。參考“紡織材料實驗技術”。第43頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二苛仁納公式： 其中Q：空氣流量（測定時儀器的讀數） A、L：試樣筒內截面積、高度（固定值）P：試樣筒兩端壓力差（定值） S0：纖維比表面積（單位體積纖維的表面積） u：空氣粘滯系數（與環境溫濕度有關可通過 溫濕度修正使其保持一致） ：樣筒內纖維的空隙率（即纖維集合體內的 空間體積與纖維集合體總體積之比）；第44頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二其中：G-纖維重量；r-纖維比重。 如果纖維密度r相同，只要控制纖維重量

19、G,就 可使保持定值。 K-常數；該值與值及纖維的排列狀態有 關，可通過控制值及規范操作（如式樣 需開松式扯松，并用長鑷子將試樣裝進樣 筒等）使K值保持常數。第45頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二3、顯微鏡投影法常用于羊毛細度和截面為圓形纖維的縱向投影直徑的測量。 投影放大倍數一般為500倍，用放大500倍的鍥形卡尺測量纖維直徑。 通常用分組計數法，計算出纖維的平均直徑和直徑變異系數。第46頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二三、纖維細度與成紗質量、紡紗工藝的關系與成紗強度的關系 在其它條件相同的條件下，纖維越細，成紗強度越高；與成紗條干的關系

20、在其它條件相同的條件下，纖維越細，成紗條干越均勻； 在保證一定成紗質量的前提下，細而均勻的纖維可紡較細的紗；與紡紗工藝的關系 纖維越細，加工過程中容易扭結、折斷而產生棉結、短纖維。第47頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二第三節 纖維的卷曲卷曲 沿纖維縱向形成的規則和不規 則的彎曲。 它與纖維的可紡性、 成紗質量關系密切，對織物的 柔軟性、蓬松性、彈性、冷暖 感等影響很大。第48頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二一、纖維卷曲產生的原因及方法1.羊毛 自然卷曲。是由于內部結構中的正、偏皮質細胞呈雙邊結構或偏皮芯結構或不均勻的混雜結構所致。第49頁，共

21、59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二 根據羊毛纖維卷曲的深淺（即波高），以及長短（即波寬）不同，卷曲形狀可以分三類：弱卷曲 特點是卷曲的弧不到半個圓周，沿纖維的長度方向比較平直，卷曲數較少。半細毛的卷曲屬此類；第50頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二常卷曲 特點是卷曲的波形近似半圓形。細毛的卷曲屬于此類，用于精梳毛紡，紡制有彈性和表面光潔的紗線和織物；第51頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二強卷曲 特點是卷曲的波幅較高，卷曲數較多。細羊毛腹毛屬于此類。用于粗梳毛紡，紡制表面毛絨豐滿、手感好、富有彈性的呢絨。第52頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二2、化學纖維 化學纖維一般都要人為賦予卷曲以改善其可紡性和織物性能。 賦予化纖卷曲的方法：機械卷曲法 利用纖維熱塑性（暫時卷曲）復合紡絲法 利用內部結構的不對稱經熱 處理（永久卷曲）三維卷曲法其他各種變形加工方法第53頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二二、表示纖維卷曲性能的指標1、卷曲數： 指每厘米長纖維內的卷曲個數，是反映卷曲多少的指標。 一般化學短纖維的卷曲數為1214個/25cm，羊毛的卷曲數隨羊毛細度和生長部位而異。第54頁，共59頁，2022年，5月20日，10點13分，星期二 卷曲率的大小與卷曲數及卷曲波