3纤维形态的表征r1解析.pptx

第三章第三章 纤维形态的表征纤维形态的表征 l纤维的形态主要是指纤维的形态主要是指:纤维的纤维的长度长度、细度细度、截面形状、截面形状、卷曲或转曲卷曲或转曲等等l与纤维的与纤维的 可纺性可纺性、成纱质量成纱质量、手感手感、保暖性保暖性等关系密切等关系密切.l纤维长度：一般指伸直长度，即纤维伸直而未纤维长度：一般指伸直长度，即纤维伸直而未 伸长时两端的距离。伸长时两端的距离。另有自然长度（另有自然长度（自然长度：纤维在自然伸展状态下的长度）：例）：例毛丛长度毛丛长度 第一节第一节 纤维的长度及其分布纤维的长度及其分布天然纤维天然纤维随动物、植物的随动物、植物的种类、品系种类、品系与生长条件与生长条件而不同。而不同。l 棉、麻、毛棉、麻、毛 ：短纤维，纤维长度一：短纤维，纤维长度一般般2525250mm250mm；长度差异很大长度差异很大（不同品种（不同品种或同品种）或同品种）l 蚕丝蚕丝 ：长丝，一个茧子上的茧丝长长丝，一个茧子上的茧丝长度可达数百米至上千米。度可达数百米至上千米。天然纤维长度（天然纤维长度（mmmm）范围）范围 棉纤维：棉纤维：2525-4545 亚麻单纤维：亚麻单纤维：1515-20 20 亚麻工艺纤维：亚麻工艺纤维：500-750500-750 黄麻单纤维：黄麻单纤维：2-4 2-4 黄麻工艺纤维：黄麻工艺纤维：2000-3000 2000-3000 大麻单纤维：大麻单纤维：10-15 10-15 大麻工艺纤维：大麻工艺纤维：700-1500700-1500 细毛、半细毛：细毛、半细毛：50-10050-100 粗毛、半粗毛：粗毛、半粗毛：50-20050-200 化学纤维化学纤维人工制造，可根据需要而定。人工制造，可根据需要而定。长丝：可无限长；长丝：可无限长；短纤维：等长或不等长。短纤维：等长或不等长。长度离散性小，但超长纤维和倍长纤维对长度离散性小，但超长纤维和倍长纤维对 纺纱工艺危害较大。纺纱工艺危害较大。棉型化纤：棉型化纤：30-40 mm30-40 mm 用棉纺设备纺纱用棉纺设备纺纱 纯纺或混纺纯纺或混纺 毛型化纤：毛型化纤：70-150 mm70-150 mm 用毛纺设备纺纱用毛纺设备纺纱 纯纺或混纺纯纺或混纺 中长纤维：中长纤维：51-65 mm51-65 mm 用棉纺或化纤专纺设备纺纱用棉纺或化纤专纺设备纺纱 仿毛织仿毛织物物一、纤维长度指标的基本表达一、纤维长度指标的基本表达1 1纤维长度纤维长度 纤维长度是一个共性指标，其基本表达是纤维纤维长度是一个共性指标，其基本表达是纤维长度平均值（数学期望值）和离散值（长度变异系长度平均值（数学期望值）和离散值（长度变异系数）。根据加权对象不同分为：数）。根据加权对象不同分为：纤维根数加权长度纤维根数加权长度 纤维质量加权长度纤维质量加权长度 纤维截面加权长度纤维截面加权长度（1 1）纤维根数加权长度）纤维根数加权长度 以纤维根数加权平均的长度，简称根数（加权）以纤维根数加权平均的长度，简称根数（加权）平均长度，接近手排法、平均长度，接近手排法、WiraWira法、法、AFISAFIS法的测量结法的测量结果。表达式为：果。表达式为：根数加权长度的变异系数为：根数加权长度的变异系数为：图图3-1 3-1 纤维长度分布示意图纤维长度分布示意图（2 2）纤维质量加权长度）纤维质量加权长度 由分组称重方法得到，又称重量加权长度。一由分组称重方法得到，又称重量加权长度。一般采用罗拉法或梳片法。最为经典的表达是巴布长般采用罗拉法或梳片法。最为经典的表达是巴布长度度B B：巴布长度的变异系数：巴布长度的变异系数：（3 3）纤维截面加权长度）纤维截面加权长度 理论上是由质量加权长度引出的。假设对应某理论上是由质量加权长度引出的。假设对应某一长度的纤维密度不变，纤维长度的加权值只与截一长度的纤维密度不变，纤维长度的加权值只与截面的频数函数或频数密度函数相关。一般采用面的频数函数或频数密度函数相关。一般采用AlmeterAlmeter法测量。典型的表达为豪特长度法测量。典型的表达为豪特长度H H：豪特长度的变异系数：豪特长度的变异系数：2 2纤维长度界限及含量值纤维长度界限及含量值（1 1）长度界限）长度界限 或称界限长度，是在某特点纤维含量值或称界限长度，是在某特点纤维含量值C C（）（）条件下的纤维长度条件下的纤维长度L LC C，即超出此长度，即超出此长度L LC C纤维的含量纤维的含量只有只有C C。长度界限主要用于长纤维的表达，是控制牵伸长度界限主要用于长纤维的表达，是控制牵伸隔距的重要、甚至唯一的参数。隔距的重要、甚至唯一的参数。（2 2）短纤维含量）短纤维含量长度在长度在某一界限某一界限以下的纤维所占的百分率。以下的纤维所占的百分率。通常都以重通常都以重量加权法测量，故传统的短纤维含量是短纤质量的量加权法测量，故传统的短纤维含量是短纤质量的百分比：百分比：二、纤维长度分布的基本测量二、纤维长度分布的基本测量1 1一端整齐法：拜氏图，罗拉法、梳片法、一端整齐法：拜氏图，罗拉法、梳片法、AlmeterAlmeter法法图图3-2 3-2 拜氏图的意义及长度求法拜氏图的意义及长度求法（1 1）拜氏图：多用于羊毛、切断化纤、棉等）拜氏图：多用于羊毛、切断化纤、棉等可得到最大可得到最大长度、有效长长度、有效长度、短纤维百度、短纤维百分率、长度差分率、长度差异率等指标。异率等指标。图图3-3 Almeter3-3 Almeter长度测量仪工作原理示意图长度测量仪工作原理示意图图图3-4 3-4 累计分布和频率密度函数累计分布和频率密度函数（2）Almeter测量法：羊毛测量法：羊毛 可得到豪特长度分布、巴布长度分可得到豪特长度分布、巴布长度分布和须从曲线图，及各长度特征值。布和须从曲线图，及各长度特征值。图图3-5 3-5 累计分布和频率密度累计分布和频率密度（3）罗拉法：棉纤维）罗拉法：棉纤维可得到质量加可得到质量加权的长度分布权的长度分布数列或直方图。数列或直方图。图图3-6 3-6 梳片式长度测量原理图梳片式长度测量原理图（4）梳片法：毛、麻、仿毛类纤维）梳片法：毛、麻、仿毛类纤维 可得到重量加权的各项指标，一般给出重量加可得到重量加权的各项指标，一般给出重量加权平均长度、主体长度、基数、短毛率等指标。权平均长度、主体长度、基数、短毛率等指标。2 2逐根测量逐根测量图图3-7 Wira3-7 Wira单纤维长度仪机构及原理示意图单纤维长度仪机构及原理示意图 手工快速测量单纤维的伸直长度手工快速测量单纤维的伸直长度（1）Wira法：毛纤维法：毛纤维图图3-8 AFIS3-8 AFIS纤维长度测量原理图纤维长度测量原理图（2）AFIS法：棉纤维法：棉纤维 可得到长度指标：根数和质量加权平均长度、可得到长度指标：根数和质量加权平均长度、品质长度、上四分位长度、短纤维含量等。品质长度、上四分位长度、短纤维含量等。目前唯一自动化、高速测量单纤维长度的仪器。目前唯一自动化、高速测量单纤维长度的仪器。3 3纤维须丛法纤维须丛法图图3-9 3-9 纤维长度照影机测量原理解析图纤维长度照影机测量原理解析图（1）光照影法（）光照影法（HVI）可以测量原棉品质的多个指标，如长度和长度可以测量原棉品质的多个指标，如长度和长度均匀度、跨距长度、短纤维指数、强力和伸长率、均匀度、跨距长度、短纤维指数、强力和伸长率、细度和成熟度、色泽、杂质和棉结以及含水率等。细度和成熟度、色泽、杂质和棉结以及含水率等。图图3-11 3-11 跨距长度对罗拉距离的意义跨距长度对罗拉距离的意义图图3-10 3-10 纤维长度累积分布与透光曲线纤维长度累积分布与透光曲线 普通夹普通夹 微夹微夹 理想的理想的图图3-12 3-12 普通夹与微夹持的区别及理想夹取普通夹与微夹持的区别及理想夹取（2）微夹取法）微夹取法 常用的纤维长度方法有：常用的纤维长度方法有：1 1、罗拉法罗拉法 （适用于棉纤维的长度测定）（适用于棉纤维的长度测定）2 2、梳片法梳片法 （适用于羊毛、苎麻、绢丝或不等长化纤（适用于羊毛、苎麻、绢丝或不等长化纤 的长度测定）的长度测定）3 3、中段切断称重法中段切断称重法（适用于等长化纤的长度测定）（适用于等长化纤的长度测定）4 4、排图法排图法 （适用于棉或不等长化纤、羊毛、苎麻、（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 5、ALMETERALMETER电容测量法电容测量法 （适用于毛条、棉、麻纤维条子的长度测定）（适用于毛条、棉、麻纤维条子的长度测定）三三.纤维长度指标纤维长度指标 主体长度主体长度 平均长度平均长度 品质长度品质长度 短绒率短绒率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 细绒棉手扯长度以细绒棉手扯长度以1mm1mm为级距，分级如下：为级距，分级如下：25mm 25.9mm25mm 25.9mm以下；以下；26mm 26.0-26.9mm26mm 26.0-26.9mm；。30mm 30.0-30.9mm30mm 30.0-30.9mm；31mm 31mm 31mm 31mm 以上以上 。28mm28mm为标准级为标准级 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数。其中：其中：L Li i为各组纤维的长度，为各组纤维的长度，N Ni i为各组纤维的根数。为各组纤维的根数。（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。其中：其中：L Li i为各组纤维代表长度，为各组纤维代表长度，g gi i为各组纤维的重量。为各组纤维的重量。3.3.3.3.品质长度（右半部平均长度）（品质长度（右半部平均长度）（L Lp p）：比主体长度长的那部分纤维的平均长度。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）（是棉纺工艺中决定罗拉隔距的重要参数）4.4.短绒率：长度在短绒率：长度在某一界限某一界限以下的纤维所占的百分率。以下的纤维所占的百分率。（表示长度整齐度的指标）（表示长度整齐度的指标）界限界限：细绒棉：细绒棉 16mm16mm；长绒棉长绒棉 20mm20mm；毛毛 30mm30mm，苎麻苎麻 40mm40mm 短纤维多短纤维多制成率低制成率低成本高，不宜纺细支纱成本高，不宜纺细支纱l设纤维长度的重量频率为f(L)，则长度频率曲线包含的面积，即重量频率之和为l式中，W为最长纤维的长度W几个指标l主体长度l品质长度l平均长度l短绒率Ls为短纤维界限四、纤维长度分布及其相互关系四、纤维长度分布及其相互关系1 1、纤维的长度分布、纤维的长度分布最常用的是：纤维长度的频率（百分率）直方图最常用的是：纤维长度的频率（百分率）直方图最多采用的是：重量加权和根数加权长度分布最多采用的是：重量加权和根数加权长度分布最为准确和实用的是：根数加权长度分布最为准确和实用的是：根数加权长度分布2 2各种分布间的相互关系各种分布间的相互关系图图3-13 3-13 各实测长度分布的转换计算示意图各实测长度分布的转换计算示意图五、典型纤维的长度表达五、典型纤维的长度表达1 1棉纤维棉纤维（1）手扯长度）手扯长度 手扯长度是目前国内原棉检验中必测的长度值。手扯长度是目前国内原棉检验中必测的长度值。测量方法为：手扯后将纤维整理成一端整齐的纤维测量方法为：手扯后将纤维整理成一端整齐的纤维束，用直尺量出该纤维束中大多数纤维所具有的长束，用直尺量出该纤维束中大多数纤维所具有的长度。手扯长度与罗拉式仪器检验的主体长度接近。度。手扯长度与罗拉式仪器检验的主体长度接近。（2）罗拉法测量的长度指标）罗拉法测量的长度指标主体长度：一批棉样中含量最多的纤维的长度；主体长度：一批棉样中含量最多的纤维的长度；品质长度：比主体长度长的那一部分纤维的重量品质长度：比主体长度长的那一部分纤维的重量加权平均长度，又称右半部平均长度；加权平均长度，又称右半部平均长度；基数：以主体长度为中心，前后基数：以主体长度为中心，前后5mm5mm范围内的质量范围内的质量百分数之和；百分数之和；均匀度：基数与主体长度的乘积；均匀度：基数与主体长度的乘积；短绒率：短于短绒率：短于20mm20mm（L LM M31mm)31mm)或或16mm16mm（L LM M 31mm50mm50mm）的纤维，但长度必须小）的纤维，但长度必须小于于1.9L1.9LN N；倍长纤维：未切断的纤维，其长度是倍长纤维：未切断的纤维，其长度是L LN N的倍数的倍数（2 2）通常用切断称重法求得纤维的平均长度、超长纤维通常用切断称重法求得纤维的平均长度、超长纤维率和短纤维率。率和短纤维率。六、长度与成纱质量、纺纱工艺的关系六、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 在其他条件相同下，纤维越长，成纱强度越在其他条件相同下，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，纺出纱的极限细度越细（棉纤维）。长度越长，纺出纱的极限细度越细（棉纤维）。2 2、纤维长度与成纱毛羽关系、纤维长度与成纱毛羽关系 成纱的毛羽是由伸出成纱表面的纤维端头，成纱的毛羽是由伸出成纱表面的纤维端头，纤维圈等形成。在其它条件相同情况下，长度纤维圈等形成。在其它条件相同情况下，长度较长的纤维成纱表面比较光滑，毛羽较少。较长的纤维成纱表面比较光滑，毛羽较少。式中：式中：n nf f为每米成纱中纤维端头的平均数为每米成纱中纤维端头的平均数 T Ty y为单纱平均线密度（为单纱平均线密度（tex)tex)T Tf f为纤维的平均线密度（为纤维的平均线密度（tex)tex)l lf f为纤维长度的平均值为纤维长度的平均值3 3、纤维长度整齐度和短绒率与成纱强度、条干的关系、纤维长度整齐度和短绒率与成纱强度、条干的关系 当纤维长度整齐度差，短绒率大时，成纱条干当纤维长度整齐度差，短绒率大时，成纱条干变差，强度下降。变差，强度下降。生产高档产品时，需经过精梳以去除短纤维。生产高档产品时，需经过精梳以去除短纤维。总结：纤维长度与成纱质量的关系与成纱强度的关系纤维长度越长，成纱强度越高与成纱毛羽的关系纤维长度长，毛羽少纤维长度及其整齐度与成纱条干的关系纤维长度长、整齐度高，纱线条干好第二节第二节 纤维的细度及其分布纤维的细度及其分布l细度：指纤维的粗细程度（沿长度方向）。细度：指纤维的粗细程度（沿长度方向）。l 细度是纤维重要的形态尺寸和质量指标之一，细度是纤维重要的形态尺寸和质量指标之一，与纺纱工艺与纺纱工艺 、成纱质量有密切关系，且直接、成纱质量有密切关系，且直接影响织物风格。影响织物风格。一、纤维的细度表征一、纤维的细度表征 直接法直接法：用直径、投影宽度、截面积、：用直径、投影宽度、截面积、周长、比表面积；周长、比表面积；间接法间接法：用长度与重量之间的关系表示。：用长度与重量之间的关系表示。如如:特数特数N Ntextex,分特分特N Ndtex dtex,旦数旦数N Ndenden,公制支数公制支数N Nm m1.1.直接法直接法 直径直径 直观，用于圆形截面的纤维。直观，用于圆形截面的纤维。如：羊毛。如：羊毛。投影宽度投影宽度 用于非圆形截面的纤维；用于非圆形截面的纤维；截面积截面积 测量困难；测量困难；比表面积比表面积 计算值。计算值。l废时废力，单个指标不一定确切2.2.间接法间接法(1)1)特克斯特克斯 N Ntextex（textex）国际标准单位特克斯特克斯N Nt t:在公定回潮率下，在公定回潮率下，10001000米长的纤维米长的纤维所具有重量的克数所具有重量的克数,tex;,tex;分特分特N Ndtdt ：在公定回潮率下，：在公定回潮率下，1000010000米长的纤维米长的纤维所具有重量克数所具有重量克数,dtex,dtex。同品种纤维，同品种纤维，NtexNtex，纤维越粗，纤维越粗 。(2)(2)旦数旦数N ND D 绢丝，化纤常用指标在公定回潮率下，在公定回潮率下，90009000米长的纱所具有重量的克数。米长的纱所具有重量的克数。旦数与分特数的转换关系为：旦数与分特数的转换关系为：同品种纤维，同品种纤维，NdenNden，纤维越粗，纤维越粗.(3)(3)公制支数公制支数N Nm m 常用于棉纤维在公定回潮率下，单位重量（克）的纤维所具在公定回潮率下，单位重量（克）的纤维所具有的长度（米）有的长度（米）,表达式为：表达式为：公制支数与旦数、分特数的转换关系为：公制支数与旦数、分特数的转换关系为：同品种纤维，同品种纤维，NmNm，纤维越细。，纤维越细。（4 4）英制支数）英制支数N Ne e 在回潮率在回潮率9.899.89时，一磅重的棉纱线所时，一磅重的棉纱线所具有的长度的具有的长度的840840码的倍数。码的倍数。Gk:massofyarnatU.K.metricmoistureregain(Cotton:9.89%)(lb)L:lengthofyarn(yard)lCottonyarn,cottontypeyarn,cottonblendedyarn另有指标：另有指标：马克隆值马克隆值M(M(用于棉）用于棉）-本身无量纲，相当于单位本身无量纲，相当于单位长度（英寸）的重量（微克）反映细度、成熟度的长度（英寸）的重量（微克）反映细度、成熟度的综合指标。综合指标。MNMNm m2540025400；N Nt t0.0394M0.0394M；N Nd d0.354M0.354M 品质支数（用于毛）品质支数（用于毛）-沿用下来的指标，曾表示沿用下来的指标，曾表示该羊毛的可纺支数，现表示直径在某一范围的羊毛该羊毛的可纺支数，现表示直径在某一范围的羊毛细度。细度。羊毛品质支数和平均直径的关系如下表：羊毛品质支数和平均直径的关系如下表：3.间接细度指标间的换算关系换算关系：Ntex Nm=1000 Nden Nm=9000 Nden=9 Ntex 4 4直径与截面积直径与截面积纤维细度值相同，其直径可能不同，其换算关系为：纤维细度值相同，其直径可能不同，其换算关系为：直径细度指标（直径）与间接细度指直径细度指标（直径）与间接细度指标的换算：标的换算：式中：式中：d-d-纤维直径（纤维直径（mmmm）-纤维密度（纤维密度（g/cmg/cm3 3)二、纤维细度不匀指标二、纤维细度不匀指标纤维的细度不匀主要包括两层含义：纤维的细度不匀主要包括两层含义：纤维之间的粗细不匀；纤维之间的粗细不匀；纤维本身沿长度方向上的粗细不匀。纤维本身沿长度方向上的粗细不匀。1 1细度不匀的概念细度不匀的概念 天然纤维细度不匀天然纤维细度不匀化学纤维细度不匀化学纤维细度不匀 2 2细度不匀指标及分布细度不匀指标及分布 直径不匀是纤维细度不匀的最主要和最有效直径不匀是纤维细度不匀的最主要和最有效的指标，包括：的指标，包括：直径均方差和变异系数直径均方差和变异系数直径平均差和变异系数直径平均差和变异系数 （1 1）不匀率指标）不匀率指标（2 2）纤维间细度不匀的分布）纤维间细度不匀的分布图图3-16 3-16 纤维直径分布直方图及分布曲线纤维直径分布直方图及分布曲线三、纤维细度及分布的测量方法三、纤维细度及分布的测量方法（1 1）中段切断称重法）中段切断称重法 -棉纤维、麻、丝或卷曲小的化纤的细度测定棉纤维、麻、丝或卷曲小的化纤的细度测定 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。散性指标。由于棉的短绒被梳去，且棉的中段偏粗，故实测细度偏粗。由于棉的短绒被梳去，且棉的中段偏粗，故实测细度偏粗。1 1称重与长度的测量称重与长度的测量 中段切断称重法，定长称重法中段切断称重法，定长称重法 将纤维理成平行伸直，无游离纤维，然后用纤维切断器在纤将纤维理成平行伸直，无游离纤维，然后用纤维切断器在纤维中段切取一定长度（棉维中段切取一定长度（棉10mm10mm）的纤维束，在扭力天平上称）的纤维束，在扭力天平上称重，然后计数中段纤维的根数，计算重，然后计数中段纤维的根数，计算N Nm m。梳理梳理 切断切断 称重称重 数根数数根数 计算计算 N Nm mL/G=10n/G L/G=10n/G 其中其中n n是根数，是根数，G G 是中段纤维重量（是中段纤维重量（mgmg）图图3-17 3-17 中段切断称重法示意图中段切断称重法示意图2 2直径测量法直径测量法（1 1）显微镜观测法）显微镜观测法 又称为显微镜投影测量法，多用于圆形或接近又称为显微镜投影测量法，多用于圆形或接近圆形纤维直径的测量。圆形纤维直径的测量。投影放大倍数一般为500倍，用放大500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。图图3-18 OFDA1003-18 OFDA100测量仪测量仪（2 2）OFDAOFDA法法 基本原理与光学显微镜测量相同，是目前羊基本原理与光学显微镜测量相同，是目前羊毛直径检测中毛直径检测中IWTOIWTO的标准方法。的标准方法。快速快速大样本大样本准确准确干扰因素少干扰因素少适用范围广适用范围广图图3-19 3-19 激光扫描纤维直径测量原理图激光扫描纤维直径测量原理图（3 3）激光纤维直径测量法）激光纤维直径测量法 一般专用于毛发类纤维的测量一般专用于毛发类纤维的测量图图3-20 3-20 气流仪测量纤维细度原理示意图气流仪测量纤维细度原理示意图3 3气流仪法气流仪法棉，羊毛棉，羊毛 原理：气流通过纤维塞时，两端的压力差和气原理：气流通过纤维塞时，两端的压力差和气流的流量与纤维塞的气阻有关，而气阻又与纤维流的流量与纤维塞的气阻有关，而气阻又与纤维塞的填充率和纤维的粗细有关。塞的填充率和纤维的粗细有关。苛仁纳公式苛仁纳公式：其中其中Q Q：空气流量（测定时仪器的读数）：空气流量（测定时仪器的读数）A A、L L：试样筒内截面积、高度（固定值）：试样筒内截面积、高度（固定值）P P：试样筒两端压力差（定值）：试样筒两端压力差（定值）S S0 0：纤维比表面积（单位体积纤维的表面积）：纤维比表面积（单位体积纤维的表面积）u u：空气粘滞系数（与环境温湿度有关可通过：空气粘滞系数（与环境温湿度有关可通过 温湿度修正使其保持一致）温湿度修正使其保持一致）：样筒内纤维的空隙率（即纤维集合体内的：样筒内纤维的空隙率（即纤维集合体内的 空间体积与纤维集合体总体积之比）；空间体积与纤维集合体总体积之比）；l气流仪测量可采用定压法和定流法来表达纤维集合气流仪测量可采用定压法和定流法来表达纤维集合体中纤维的平均细度，但不能测试单根纤维的粗细。体中纤维的平均细度，但不能测试单根纤维的粗细。l由其测定的原棉细度为马克隆值由其测定的原棉细度为马克隆值M M，接近线密度，接近线密度（ug/mmug/mm）。）。4 4振动测量法振动测量法 适用于圆形、长度较长的化学纤维适用于圆形、长度较长的化学纤维图图3-21 3-21 振动（拨弦）法测纤维细度原理示意图振动（拨弦）法测纤维细度原理示意图四、纤维细度及其不匀表征的意义四、纤维细度及其不匀表征的意义1 1基本现状基本现状棉纤维：主要采用气流仪法，其次为切断称重法；棉纤维：主要采用气流仪法，其次为切断称重法；毛纤维：主要采用毛纤维：主要采用OFDAOFDA法和法和LaserScanLaserScan法，其次为法，其次为显微镜法和气流仪法；显微镜法和气流仪法；麻纤维：主要采用切断称重法，其次为显微镜法或麻纤维：主要采用切断称重法，其次为显微镜法或OFDAOFDA法；法；丝纤维：主要采用绞丝称重法其次为显微镜法；丝纤维：主要采用绞丝称重法其次为显微镜法；化纤短纤：根据毛型、棉型分别采用相应的测试方化纤短纤：根据毛型、棉型分别采用相应的测试方法；法；化纤长丝：一般采用绞丝称重法或显微镜法，其次化纤长丝：一般采用绞丝称重法或显微镜法，其次为振动法。为振动法。2 2细度及其不匀对纤维集合体性质的影响细度及其不匀对纤维集合体性质的影响（1 1）对纤维本身的影响）对纤维本身的影响细纤维：吸湿性好，染色性好，纤维柔软，色泽乳细纤维：吸湿性好，染色性好，纤维柔软，色泽乳白化，纤维成形后结构均匀、力学性能提高；白化，纤维成形后结构均匀、力学性能提高；粗纤维：纤维内外层的结构差异变大，造成纤维力粗纤维：纤维内外层的结构差异变大，造成纤维力学性质的不均匀和纤维成形的异形化；学性质的不均匀和纤维成形的异形化；纤维之间的细度不匀：会引起纤维力学性质的差异，纤维之间的细度不匀：会引起纤维力学性质的差异，形成纱线堆砌排列的不均匀，造成加工控制和成形形成纱线堆砌排列的不均匀，造成加工控制和成形困难；困难；纤维本身的细度不匀：会产生纤维形态的粗细变化，纤维本身的细度不匀：会产生纤维形态的粗细变化，直接导致纤维的细颈弱节，影响外观和品质，甚至直接导致纤维的细颈弱节，影响外观和品质，甚至影响最终的使用。影响最终的使用。（2 2）对纱线的影响）对纱线的影响纤维粗：纱线截面内的纤维根数减少，堆砌松，接纤维粗：纱线截面内的纤维根数减少，堆砌松，接触点少；触点少；纤维细：纱线截面中的纤维根数增加，纤维可纺性纤维细：纱线截面中的纤维根数增加，纤维可纺性提高；提高；表表3-4 3-4 纤维细度与功能的关系纤维细度与功能的关系纤维细度种类纤维细度种类线密度线密度（dtexdtex）直径（直径（mmmm）性能特征性能特征细旦细旦0.892.28.4117.7柔软、均匀、高支轻薄化柔软、均匀、高支轻薄化棉、丝型纤维棉、丝型纤维0.891.338.4113.7柔软、均匀、高支轻薄化柔软、均匀、高支轻薄化毛、麻型纤维毛、麻型纤维1.12.213.717.7柔软、均匀、高支轻薄化柔软、均匀、高支轻薄化超细超细0.0110.893.011.2吸湿、导湿、细腻、仿皮革吸湿、导湿、细腻、仿皮革皮革（特细）皮革（特细）0.0110.110.94.0透汽、防水、细密、麂皮特征透汽、防水、细密、麂皮特征极细极细0.00010.010.090.12吸附、超滤、功能吸附、超滤、功能纳米尺度纳米尺度10-810-40.0010.1特殊功能特殊功能（3 3）对织物的影响）对织物的影响五、纤维细度与成纱质量、纺纱工艺的关系五、纤维细度与成纱质量、纺纱工艺的关系l与成纱强度的关系与成纱强度的关系 在在其其它它条条件件相相同同的的条条件件下下，纤纤维维越越细细，成成纱纱强强度越高；度越高；l与成纱条干的关系与成纱条干的关系 在在其其它它条条件件相相同同的的条条件件下下，纤纤维维越越细细，成成纱纱条条干越均匀；干越均匀；在在保保证证一一定定成成纱纱质质量量的的前前提提下下，细细而而均均匀匀的的纤维可纺较细的纱；纤维可纺较细的纱；l与纺纱工艺的关系与纺纱工艺的关系 纤纤维维越越细细，加加工工过过程程中中容容易易扭扭结结、折折断断而而产产生棉结、短纤维。生棉结、短纤维。第三节第三节 纤维的卷曲或转曲纤维的卷曲或转曲l卷曲卷曲 沿纤维纵向形成的规则和不规沿纤维纵向形成的规则和不规l 则的弯曲。则的弯曲。l 它与纤维的可纺性、它与纤维的可纺性、l 成纱质量关系密切，对织物的成纱质量关系密切，对织物的l 柔软性、蓬松性、弹性、冷暖柔软性、蓬松性、弹性、冷暖l 感等影响很大。感等影响很大。一、纤维的卷曲形式及表征一、纤维的卷曲形式及表征1 1卷曲现象卷曲现象图图3-22 3-22 羊毛及毛发类纤维的各种卷曲及表达羊毛及毛发类纤维的各种卷曲及表达（1 1）基本形式）基本形式 羊毛的自然卷曲，是由于内部结构中的正、偏皮质细胞呈羊毛的自然卷曲，是由于内部结构中的正、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。双边结构或偏皮芯结构或不均匀的混杂结构所致。表表3-5 3-5 澳大利亚羊毛的卷曲性与细度的关系澳大利亚羊毛的卷曲性与细度的关系羊毛的羊毛的品质支数品质支数纤维直径纤维直径umum平均纤维平均纤维长度长度mmmm卷曲数卷曲数个个/25mm/25mm808018.118.119.519.5555522222424707019.619.621.021.0575722222424646421.121.122.522.5676720202222626222.622.624.024.0707016162020606024.124.125.525.5777716162020585825.625.627.027.0787816162020565627.127.128.528.5929213131616505030.130.131.731.7969613131616484831.831.833.433.410010010101313464633.533.535.135.110810810101313444435.235.237.037.012712710101313填塞箱法填塞箱法复合纤维法复合纤维法加捻变形工艺加捻变形工艺编织解脱法编织解脱法图图3-23 3-23 变形纱中的卷曲形态变形纱中的卷曲形态化学纤维一般都要人为赋予卷曲以改善其可纺化学纤维一般都要人为赋予卷曲以改善其可纺性和织物性能。常用方法：填塞箱法、机械挤性和织物性能。常用方法：填塞箱法、机械挤压法、刀边法、空气变形法等。压法、刀边法、空气变形法等。（2 2）卷曲的不均匀及变化）卷曲的不均匀及变化卷曲清晰度：指卷曲形态的一致程度，即占主导地卷曲清晰度：指卷曲形态的一致程度，即占主导地位的卷曲波形占所有卷曲形态的百分比；位的卷曲波形占所有卷曲形态的百分比；卷曲的不稳定：纤维的卷曲会发生变形，天然纤维卷曲的不稳定：纤维的卷曲会发生变形，天然纤维的卷曲具有记忆性，人工变形纤维（除复合纤维外）的卷曲具有记忆性，人工变形纤维（除复合纤维外）在使用中卷曲会消失；在使用中卷曲会消失；羊毛的卷曲：羊毛的卷曲：在高在高pHpH值或具有膨胀作用的液体浸泡值或具有膨胀作用的液体浸泡下，纤维原来的卷曲消失，且出现相反的卷曲；当下，纤维原来的卷曲消失，且出现相反的卷曲；当膨胀消除后，又会回到原来的状态。这也是羊毛织膨胀消除后，又会回到原来的状态。这也是羊毛织物吸湿膨胀和易于毡缩的主要原因。物吸湿膨胀和易于毡缩的主要原因。2 2纤维卷曲的测量纤维卷曲的测量图图3-24 3-24 单纤维卷曲测量法原理示意图单纤维卷曲测量法原理示意图（1 1）单纤维卷曲的测量及指标）单纤维卷曲的测量及指标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。多少的指标。一般化学短纤维的卷曲数为一般化学短纤维的卷曲数为12121414个个/25cm/25cm，羊毛的，羊毛的卷曲数随羊毛细度和生长部位而异。卷曲数随羊毛细度和生长部位而异。卷曲率的大小与卷曲数及卷曲波幅形态有关。一般短纤维卷曲率的大小与卷曲数及卷曲波幅形态有关。一般短纤维的卷曲率在的卷曲率在10101515为宜。为宜。2)2)卷曲率卷曲率:指纤维单位伸直长度内，卷曲伸直长度所占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）。的百分率（或表示卷曲后纤维的缩短程度）。03 3）剩余卷曲率：指纤维经加载卸载后卷曲的残留长度对）剩余卷曲率：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。卷曲伸直长度的百分率。反映卷曲牢度的指标，数值越大，表示回缩后剩余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。一般短纤的波纹越深，即波纹不易消失，卷曲耐久。一般短纤维约为维约为70708080。4 4）卷曲弹性率：指纤维经加载卸载后，卷曲的残留长度）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。对伸直长度的百分率。反映卷曲牢度的指标。数值越大，表示卷曲容易恢复，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，卷曲耐久牢度越好。一般短纤维约为卷曲弹性越好，卷曲耐久牢度越好。一般短纤维约为1010。图图3-25 3-25 切断纤维段的卷曲度计算原理图切断纤维段的卷曲度计算原理图（2 2）纤维段弯曲曲率测量法）纤维段弯曲曲率测量法图图3-26 3-26 羊毛毛丛的卷曲清晰性实物及示意图羊毛毛丛的卷曲清晰性实物及示意图（3 3）纤维束卷曲整齐度的测量）纤维束卷曲整齐度的测量图图3-27 3-27 纤维束拉伸曲线起始卷曲段求纤维束拉伸曲线起始卷曲段求CdCd（4 4）纤维集合体膨松性的测量）纤维集合体膨松性的测量常用指标：常用指标：膨松度膨松度最大膨松度最大膨松度膨松系数膨松系数二、纤维的转曲及表征二、纤维的转曲及表征1.纤维转曲和扭转的表达纤维转曲和扭转的表达图图3-28 3-28 纤维转曲及其理论表达示意图纤维转曲及其理论表达示意图图图3-29 3-29 纤维扭转的表面条纹与扭转角差异纤维扭转的表面条纹与扭转角差异第四节第四节 纤维的截面形状及表征纤维的截面形状及表征一、异形纤维的基本概念一、异形纤维的基本概念纤维的截面变化，或称异形化，主要有两类形式：纤维的截面变化，或称异形化，主要有两类形式：截面形状的非圆形化，又分为轮廓波动的异形化和截面形状的非圆形化，又分为轮廓波动的异形化和直径不对称的异形化；直径不对称的异形化；截面的中空和复合化截面的中空和复合化图图 3-30 3-30 纤维截面变化的过程、类型及相互关系纤维截面变化的过程、类型及相互关系二、截面异形的表征二、截面异形的表征1截面的轮廓波动异形截面的轮廓波动异形图图3-31 3-31 截面异形几何特征参数示意图截面异形几何特征参数示意图2 2截面的直径变异异形截面的直径变异异形（1 1）纤维截面存在长短差异时，可采用椭圆比来）纤维截面存在长短差异时，可采用椭圆比来表达异形度：表达异形度：（2 2）内凹的纤维截面，分别用厚度和截面积表达）内凹的纤维截面，分别用厚度和截面积表达内凹度：内凹度：（3 3）非对称的内凹纤维截面，还可增加用内凹角）非对称的内凹纤维截面，还可增加用内凹角表达内凹的程度：表达内凹的程度：（4 4）化纤的异形保持率，即纤维截面形状与喷丝）化纤的异形保持率，即纤维截面形状与喷丝板孔的相近程度，又称成形相似度：板孔的相近程度，又称成形相似度：三、截面空心与复合的表征三、截面空心与复合的表征1 1截面的空心截面的空心（1 1）中空度）中空度 指纤维截面中孔洞横截面积占纤维表观横截面指纤维截面中孔洞横截面积占纤维表观横截面积的百分比。积的百分比。（2 2）空隙率）空隙率（3 3）中腔率）中腔率图图3-32 3-32 中空和复合纤维几何特征参数示意中空和复合纤维几何特征参数示意（4 4）中空偏心）中空偏心2复合截面特征复合截面特征 复合纤维在几何形态上属于将原中腔改为其他高复合纤维在几何形态上属于将原中腔改为其他高聚物的形式：聚物的形式：皮芯结构的复合纤维相当于中空纤维的表达皮芯结构的复合纤维相当于中空纤维的表达双边分布相当于偏心度双边分布相当于偏心度e=1e=1海岛基质型相当于多孔的孔隙率表达海岛基质型相当于多孔的孔隙率表达 1.1.表表示示纤纤维维细细度度的的指指标标有有哪哪些些？各各自自的的含含义义是是什什么么？习习惯惯上各表示什么纤维的细度上各表示什么纤维的细度?2.2.推推导导公公制制支支数数（N Nm m）、旦旦（D D）、特特（N Nt t）、直直径径（d d）之之间的关系。间的关系。3.3.公制支数为公制支数为55005500的棉纤维，合多少分特？直径为多少？的棉纤维，合多少分特？直