第3章-纤维的形态尺寸及表征课件.ppt

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 一、定义：一、定义：指纤维伸直但未伸长时两端的距离指纤维伸直但未伸长时两端的距离。（伸直长度）。（伸直长度）二、纤维长度的测定二、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：v 罗拉式长度分析仪法罗拉式长度分析仪法罗拉法（适用于棉纤维的检测）罗拉法（适用于棉纤维的检测）v 梳片式长度分析仪法梳片式长度分析仪法梳片法（适用于羊毛、苎麻、梳片法（适用于羊毛、苎麻、绢丝或不等长化纤的测定。）绢丝或不等长化纤的测定。）v 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

2、纤的长度测定）v 排图法排图法（适于羊毛纤维、苎麻等纤维长度测试）（适于羊毛纤维、苎麻等纤维长度测试）v 光电式纤维长度仪法光电式纤维长度仪法光电法光电法v 电容式纤维长度仪法电容式纤维长度仪法电容法电容法1 1、罗拉法、罗拉法涡轮手柄蜗杆皮辊罗拉钳夹9.5mm原理图仪器外形图原理：原理：将纤维整理成伸直平行一端平齐的纤维束，用罗拉将纤维整理成伸直平行一端平齐的纤维束，用罗拉长度分析仪将纤维按一定长度组距分组称重（或计根数）算长度分析仪将纤维按一定长度组距分组称重（或计根数）算出纤维长度的各项指标。出纤维长度的各项指标。纤维长度质量分布图纤维长度质量分布图纤维长度根数分布图纤维长度根数分布图长

3、度质量长度根数2 2、排图法排图法有效长度44BL00BL中间长度%100%100%10044554444553LBLBLBLBLBABBB短纤百分率整齐度长度变异率过最长纤维AL中点A1作AB平行线交于曲线LB于L1；过L1作垂线L1B1；取AB1的1/4得B2；取 L 2 B2中点 A2 作 AB平行线交曲线于L3 作垂线得B3；取 AB3 1/4得 B4；过B4作AB垂线交曲线于L4；延长L4 L 2交纵轴于A；令AB0=1/2AB；过 B0作 AB垂线交曲线于L0；令B5 B3=1/4AB3；过 B5作 AB垂线交曲线于L5；1、最长纤维AL；2、有效长度L4 B4；3、中间长度B0

4、L0；4、短纤百分率：B3B/AB*100%5、整齐度：B5 L 5/B4 L 4*100%6、长度变异率：(B4 L 4 _ B5 L 5)/B4 L 4*100%测试过程：将纤维梳理成平行伸直的纤维束，放在机测试过程：将纤维梳理成平行伸直的纤维束，放在机架上，光束透过纤维须条而投射到光电管架上，光束透过纤维须条而投射到光电管上，光电管测出光通量（遮光量）后，转上，光电管测出光通量（遮光量）后，转换为电信号，反映光照处纤维束的遮光量换为电信号，反映光照处纤维束的遮光量（纤维数量），（纤维数量），测量伸出夹持线纤维长度测量伸出夹持线纤维长度与纤维量的分布关系。与纤维量的分布关系。仪器作出照影仪

5、曲仪器作出照影仪曲线。由曲线求出纤维线。由曲线求出纤维平均长度，上半平均平均长度，上半平均长度，整齐度及跨距长度等。长度，整齐度及跨距长度等。3、光电式纤维长度照影仪、光电式纤维长度照影仪上透镜下透镜扇形透镜光电管P光电管Pb导光纤维束集光镜纤维长度照影仪测量原理纤维长度照影仪测量原理测量光路：光源集光镜平面形透镜下透镜试样上透镜扇形透镜光电管Pa得到光电量信号Ea比较光路：光源导光纤维束光电管Pb得到光电量信号Eb平面形透镜光源试样4 4、电容式纤维长度仪、电容式纤维长度仪原理：用排样器将试样制成一定质量、一定厚度且一端平齐的原理：用排样器将试样制成一定质量、一定厚度且一端平齐的纤维束，移放

6、到试样架的塑料薄膜内，送入电容式传感器，当纤维束，移放到试样架的塑料薄膜内，送入电容式传感器，当试样薄膜通过电容传感器时，其电量的变化与测试区纤维试样试样薄膜通过电容传感器时，其电量的变化与测试区纤维试样质量（或截面根数）变化成一定比例关系，由测量电路可得到质量（或截面根数）变化成一定比例关系，由测量电路可得到与纤维量成正比的模拟信号，经与纤维量成正比的模拟信号，经A/DA/D转换后，变为数字信号，输转换后，变为数字信号，输入计算机，由计算机算出纤维长度指标和纤维长度分布图。入计算机，由计算机算出纤维长度指标和纤维长度分布图。测试主机的主要结构及工作原理显示计算机接口电路打印控制A/D检测电动

7、机试样试样架电容式传感器四、长度与成纱质量、纺纱工艺的关系四、长度与成纱质量、纺纱工艺的关系纤纤维长度是调节或设计纺纱工艺参数的依据。维长度是调节或设计纺纱工艺参数的依据。第二节第二节 纤维的细度纤维的细度 一、纤维细度指标一、纤维细度指标v 直接指标：直接指标：用直径、投影宽度（非圆形截面的纤用直径、投影宽度（非圆形截面的纤 维）维）、截面积、截面积、周长、比表面积（计算值）等指标表示。周长、比表面积（计算值）等指标表示。v 间接指标：间接指标：用纤维长度与重量之间的关系表示，如特数用纤维长度与重量之间的关系表示，如特数Ntex、旦数、旦数 Nden、公制支数、公制支数 Nm 等。等。1、定

8、长制、定长制（1）特数）特数 Ntex 国际标准单位国际标准单位 定义：定义：在公定回潮率下，在公定回潮率下，1000米长的纤维所具有重量的克数米长的纤维所具有重量的克数。Gk 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（mg或g）；L 纤维长度纤维长度（mm或m）同品种纤维同品种纤维，Ntex，纤维越粗纤维越粗。分特 dtex：在公定回潮率下，在公定回潮率下，10000米长的纤维所具有重量克数。米长的纤维所具有重量克数。1tex10dtex1000LGNktex定义：在公定回潮率下，定义：在公定回潮率下，9000米长的纤维所具有重量的克数。米长的纤维所具有重

9、量的克数。1000LGNkden（2）旦数（旦尼尔数）旦数（旦尼尔数）Nden 绢丝，化纤常用指标绢丝，化纤常用指标同品种纤维，同品种纤维，Nden，越粗。，越粗。kmGLN（3）公制支数）公制支数 Nm 常用于棉纤维常用于棉纤维 定义：定义：在公定回潮率下，单位重量的纤维所具有的长度。在公定回潮率下，单位重量的纤维所具有的长度。同品种纤维，同品种纤维，Nm，纤维越细。，纤维越细。2、定重制、定重制间接细度指标的换算间接细度指标的换算mdentexNdNdNd129.10113.003568.0texdenmtexNNNN91000式中：式中：d纤维直径（纤维直径（mm）；）；纤维密度（纤维密

10、度（g/cm3）直接细度指标（直径直接细度指标（直径d）与间接细度指标的换算：）与间接细度指标的换算：马克隆值马克隆值M（用于棉）（用于棉）本身无量纲，本身无量纲，相当于单位长度（英寸）的重量（微克）；相当于单位长度（英寸）的重量（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。品质支数品质支数（用于毛）（用于毛）表示该羊毛的可纺支数表示该羊毛的可纺支数，现表示直径在某一范围，现表示直径在某一范围的羊毛细度。的羊毛细度。二二、纤维细度的测试、纤维细度的测试直接法：直接法：间接法：间接法：中段切断称重法；中段切断称重法；气流仪法；气流仪法；振动法；振动法；声波衰减法等。声波衰减法

11、等。显微投影测量法；显微投影测量法；激光细度测试法；激光细度测试法；微机图形自动测量法。微机图形自动测量法。2、纤维投影测量法（、纤维投影测量法（羊毛直径和圆形截面纤维投影直径）羊毛直径和圆形截面纤维投影直径）原理：将纤维切成短片断，制成后经原理：将纤维切成短片断，制成后经500倍显微镜放倍显微镜放大投影，用揳形尺测量纤维直径。采用计数法，算出纤维大投影，用揳形尺测量纤维直径。采用计数法，算出纤维平均直径和变异系数。平均直径和变异系数。1、中段切断称重法、中段切断称重法（棉纤维细度，化纤长丝细度）（棉纤维细度，化纤长丝细度）原理：将纤维排成一端不齐，平行伸直的棉束，然后用原理：将纤维排成一端不

12、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（棉纤维切断器在纤维中段切取一定长度（棉10mm）的纤维束，）的纤维束，在扭力天平上称重在扭力天平上称重G，然后计数中段纤维的根数，然后计数中段纤维的根数n，计算，计算Nm。梳理梳理切断切断称重称重数根数数根数计算计算 3 3、气流仪法、气流仪法 （测量棉纤维细度，同质毛及化纤细度）（测量棉纤维细度，同质毛及化纤细度）测试原理：在一定压力差下，通过测量纤维集合体的空气测试原理：在一定压力差下，通过测量纤维集合体的空气 流量与纤维的比表面积成一定关系来间接测量纤流量与纤维的比表面积成一定关系来间接测量纤 维的细度。维的细度。抽气泵储气筒调

13、节阀流量计试样筒试样压力计在一定容积的容器内放置一定质量的纤维，在容器两在一定容积的容器内放置一定质量的纤维，在容器两端让有一定压力差的空气流过，空气流量与纤维比表端让有一定压力差的空气流过，空气流量与纤维比表面积之间的关系为：面积之间的关系为：2220)1(1LSPAKQ1.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，成纱强度越高；在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱强度越高；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，成纱条干越均匀；在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱条干越均匀；在保证一定成纱质量的前提下，细而均匀的纤维可纺较在保证

14、一定成纱质量的前提下，细而均匀的纤维可纺较细的纱；细的纱；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、折断而产生棉结、短纤维越细，加工过程中容易扭结、折断而产生棉结、短纤维。细纤维成纱时可加较少的捻度。纤维。细纤维成纱时可加较少的捻度。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 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.羊毛羊毛 自然卷曲。是由于内部结构中的正、偏皮质细胞呈双边结构或偏自然卷曲。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。卷曲形态差异较大，无规

15、律性明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。显。根据羊毛纤维卷曲的深浅（即波高），以及长短（即波宽）不同，卷根据羊毛纤维卷曲的深浅（即波高），以及长短（即波宽）不同，卷曲形状可以分为曲形状可以分为三类三类:（1）弱卷曲：）弱卷曲：特点特点:卷曲的弧不到半个圆周卷曲的弧不到半个圆周，沿纤维的长度方向比较，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。平直，卷曲数较少。半细毛的卷曲属此类。（2）常卷曲）常卷曲 特点：特点：卷曲的波形近似半圆形卷曲的波形近似半圆形。细毛的卷曲属于此类。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线和织物。用于精梳毛

16、纺，纺制有弹性和表面光洁的纱线和织物。（3）强卷曲）强卷曲 特点：特点：卷曲的波幅较高，卷曲数较多卷曲的波幅较高，卷曲数较多。细毛羊腹毛属此。细毛羊腹毛属此类。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。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。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，一般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）也不例外。都要人为赋予卷曲，化学长丝（大部分）也不例外。赋予化纤卷曲的方法有机械卷曲法、复合纺丝法、三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

17、法等。维卷曲纺丝法以及各种变形加工方法等。（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、热水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。等处理后产生的。（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.卷曲数：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1214个/25cm，羊毛的卷曲数随羊毛细度和生长部位而异。2.卷曲率：卷曲率：指纤维卷曲后

18、缩短的程度。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1015%为宜。3.卷曲回复率：卷曲回复率：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。反映卷曲牢度的指标。一般短化纤的该值约为7080%。4.卷曲弹性率卷曲弹性率：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。反映卷曲牢度的指标。一般短化纤的该值约为10%。K1，K2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 L0纤维加轻负荷后的长度（纤维加轻负荷后的长度（mm）L1纤维加重负荷后的长度（纤维加重负荷后的长度（mm）L2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（mm）卷曲数卷曲数=(个个/cm)卷曲率卷曲率=卷曲回复率卷曲回复率=卷曲弹性率卷曲弹性率=)(2121KK%100101LLL%100121LLL%1000121LLLL1、平波、平波2、衡波、衡波3、浅波、浅波4、常波、常波5、深波、深波6、密波、密波7、折线波、折线波羊毛卷曲形状羊毛卷曲形状