第五章 纖維的形態(tài)特征及表征

1、第五章 紡織纖維的形態(tài)特征纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)： 表面形態(tài) 內(nèi)部形態(tài)表面形態(tài)： 以纖維輪廓為主的特征，其主要包括纖維的長(zhǎng)短、粗細(xì)、截面形狀與結(jié)構(gòu)、卷曲和轉(zhuǎn)曲等幾何外觀形態(tài)。第五章 紡織纖維的形態(tài)特征 第一節(jié) 纖維的細(xì)度 第二節(jié) 纖維的截面形狀 第三節(jié) 纖維的長(zhǎng)度 第四節(jié) 纖維的卷曲和轉(zhuǎn)曲第一節(jié) 纖維的細(xì)度定義：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的質(zhì)量（線密度）或單位質(zhì)量的長(zhǎng)度（線密度的倒數(shù)）物理意義：本節(jié)的主要內(nèi)容：纖維的細(xì)度指標(biāo)、指標(biāo)、纖維的細(xì)度測(cè)定、細(xì)度與成紗質(zhì)量的關(guān)系；第一節(jié) 纖維的細(xì)度一、纖維細(xì)度的指標(biāo)（一）直接指標(biāo)1、截面積2、周長(zhǎng)3、直徑（圓形截面的纖維） 4、投影寬度（非圓形截面的纖維） 一、纖維細(xì)度的指標(biāo)（二）

2、間接指標(biāo)：纖維長(zhǎng)度與重量之間的關(guān)系表示纖維長(zhǎng)度與重量之間的關(guān)系表示1、定長(zhǎng)制：是指一定長(zhǎng)度纖維的重量、定長(zhǎng)制：是指一定長(zhǎng)度纖維的重量(1)線密度線密度(特?cái)?shù)特?cái)?shù))n是指是指1000m長(zhǎng)纖維在公定回潮率下的重量長(zhǎng)纖維在公定回潮率下的重量(g)。n常用于衡量棉、麻和毛等纖維的細(xì)度常用于衡量棉、麻和毛等纖維的細(xì)度 。n特?cái)?shù)單位太大，纖維常用分特特?cái)?shù)單位太大，纖維常用分特Ndt1000LGNkt（2）纖度）纖度(旦數(shù)旦數(shù))n是指是指9000m長(zhǎng)纖維在公定回潮率下的重量長(zhǎng)纖維在公定回潮率下的重量(g)。n常用于化纖長(zhǎng)絲和蠶絲。常用于化纖長(zhǎng)絲和蠶絲。 9000LGNkD一、纖維細(xì)度的指標(biāo)2、定重制：是指一

3、定重量纖維的長(zhǎng)度、定重制：是指一定重量纖維的長(zhǎng)度 （1）公制支數(shù)）公制支數(shù)(Nm)n在公定回潮率下每克重纖維所具有的長(zhǎng)度米數(shù)。在公定回潮率下每克重纖維所具有的長(zhǎng)度米數(shù)。n常用來(lái)衡量棉、毛纖維的細(xì)度。常用來(lái)衡量棉、毛纖維的細(xì)度。（2）英制支數(shù)）英制支數(shù)(Ne)n1磅重的纖維長(zhǎng)度有多少個(gè)磅重的纖維長(zhǎng)度有多少個(gè)840碼，稱(chēng)為多少英支碼，稱(chēng)為多少英支(s)。n多用于衡量紗線的細(xì)度。多用于衡量紗線的細(xì)度。kmGLN細(xì)度指標(biāo)表示及其單位指標(biāo)指標(biāo)表示表示單位單位適用品種適用品種線密度Nt(Ntex、Tt)Ndt(Ndtex、Tdt)特克斯(tex) 、號(hào)分特(dtex)棉、麻、毛纖度NDNd(Nden)旦尼

4、爾(Denier)旦(Den、D)蠶絲、化學(xué)長(zhǎng)絲公制支數(shù)Nm公支(Nm、N)棉、毛英制支數(shù)Ne英支(S)棉、紗線一、纖維細(xì)度的指標(biāo)一、纖維細(xì)度的指標(biāo)（三）指標(biāo)之間的換算（三）指標(biāo)之間的換算n間接細(xì)度指標(biāo)的換算間接細(xì)度指標(biāo)的換算n直接細(xì)度指標(biāo)（直徑直接細(xì)度指標(biāo)（直徑d）與間接細(xì)度指標(biāo)的換算）與間接細(xì)度指標(biāo)的換算d纖維直徑（mm）； 纖維密度（g/cm3） mdentexNdNdNd129. 10113. 003568. 0mdentexNNN10009一、纖維的細(xì)度指標(biāo)一、纖維的細(xì)度指標(biāo)（四）其它指標(biāo)（四）其它指標(biāo)n馬克隆值馬克隆值(Micronaire)：一定量：一定量棉纖維棉纖維在規(guī)定條件下

5、的空氣流量在規(guī)定條件下的空氣流量(P60)n反映棉纖維細(xì)度與成熟度的綜合指標(biāo)反映棉纖維細(xì)度與成熟度的綜合指標(biāo)n數(shù)值越大，纖維越粗，成熟度越高數(shù)值越大，纖維越粗，成熟度越高n無(wú)量綱，分為三級(jí)無(wú)量綱，分為三級(jí)nA級(jí)：級(jí)：3.7-4.2(最好最好)nB級(jí)：級(jí)：3.5-3.6和和4.3-4.9(標(biāo)準(zhǔn)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)級(jí))nC級(jí)：級(jí)：3.5以下和以下和4.9以上以上(最差最差)n品質(zhì)支數(shù)：品質(zhì)支數(shù)：n各種細(xì)度各種細(xì)度羊毛羊毛實(shí)際可能紡得的英制精梳毛紗支數(shù)實(shí)際可能紡得的英制精梳毛紗支數(shù)n表示表示平均直徑在某一范圍平均直徑在某一范圍內(nèi)的羊毛細(xì)度指標(biāo)內(nèi)的羊毛細(xì)度指標(biāo)n用某一用某一數(shù)值代號(hào)數(shù)值代號(hào)表示羊毛纖維的直徑范圍，數(shù)

6、值越大，羊毛纖維越細(xì)，可表示羊毛纖維的直徑范圍，數(shù)值越大，羊毛纖維越細(xì)，可紡支數(shù)也越高紡支數(shù)也越高綿羊毛品質(zhì)支數(shù)與平均直徑的關(guān)系我國(guó)規(guī)定我國(guó)規(guī)定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)支數(shù)(S)平均直徑(um)支數(shù)代號(hào)(S)平均直徑(um)3255.1-67.08019.25-19.753643.1-55.09018.75-19.244040.1-43.010018.25-18.744437.1-40.011017.75-18.244634.1-37.012017.25-17.744831.1-34.013016.75-17.245029.1-31.014016.25-16.745627.1-29.015015.

7、75-16.245825.1-27.016015.25-15.746023.1-25.017014.75-15.246421.6-23.018014.25-14.746620.1-21.519013.75-14.247019.75-20.020013.25-13.74二、纖維細(xì)度的測(cè)定1、中段切斷稱(chēng)重法：n棉纖維或化纖的細(xì)度測(cè)定n步驟：梳理切斷稱(chēng)重?cái)?shù)根數(shù)計(jì)算n將纖維排成一端不齊，平行伸直的棉束，n用纖維切斷器在纖維中段切取一定長(zhǎng)度（棉10mm）的纖維束，在扭力天平上稱(chēng)重G(g)，n計(jì)數(shù)中段纖維的根數(shù)n，計(jì)算Nm。n NmL/G=10n/G 二、纖維細(xì)度的測(cè)定2、氣流儀法（棉，羊毛）n在一定容積

8、的容器內(nèi)放置一定重量的纖維，容器兩端有網(wǎng)眼板，可以通過(guò)空氣，當(dāng)兩端有一定壓力差的空氣流過(guò)時(shí)，則空氣流量空氣流量與纖維的比表面積平方成反比例與纖維的比表面積平方成反比例關(guān)系。 3、顯微鏡投影法三、細(xì)度與紡紗工藝和成紗質(zhì)量的關(guān)系 1、纖維越細(xì)，容易扭結(jié)、折斷而產(chǎn)生短絨和棉結(jié)，不易伸直； 2、纖維越細(xì)，成紗強(qiáng)度越高；成紗條干越均勻； 3、纖維越細(xì)，織物越柔軟；第二節(jié) 纖維的截面形狀n天然纖維具有各自的截面形態(tài)：毛纖維大部分為圓形，棉纖維接近腰圓形，木棉纖維為近圓形，絲纖維近似三角形，麻纖維為橢圓形或多角形等；n化學(xué)纖維的界面形態(tài)：根據(jù)人們的意愿設(shè)計(jì)異形噴絲孔，此外，可控制纖維的成形過(guò)程。n截面形狀影

9、響：截面形狀影響：-纖維的卷曲狀態(tài)、比表面積、抗彎剛度、密度、摩擦性能等；-與纖維的手感、風(fēng)格及性能密切相關(guān)；-在纖維復(fù)合成紗時(shí)，不同截面形態(tài)的纖維在紗線截面內(nèi)的填充程度也不同，這同樣也會(huì)影響到最終織物產(chǎn)品的品質(zhì)。一、纖維異形化1.異形纖維的定義： -非圓形截面的化學(xué)纖維。2.纖維截面變化又稱(chēng)異形化n一種是纖維截面形狀的非圓形化非圓形化，包括輪廓波動(dòng)的異形化和直徑不對(duì)稱(chēng)的異形化；n另一種是截面的中空和復(fù)合化中空和復(fù)合化。3.纖維異形化的好處：n異形截面纖維一般蓬松度較好，抗起毛起球，可以消除化纖光滑的手感，可以解決絲的光澤和絲鳴問(wèn)題；n異形中空絲與常規(guī)纖維相比改變了纖維集合體的密度、熱阻、孔隙

10、率、蓬松度、纖維截面的極慣性矩、比表面積，中空纖維的空隙內(nèi)有大量的靜止空氣，從而可提高其熱阻和保暖性能；n中空纖維降低了纖維的密度，實(shí)現(xiàn)了纖維材料的輕量化；n纖維中空化還可以提高纖維截面的極慣性矩，即提高了纖維的剛度；n纖維中空化改變了其光學(xué)特性，中空部對(duì)光的漫反射可增強(qiáng)纖維的不透明感；n中空化可以提高纖維的孔隙率、蓬松度及比表面積，從而改善了纖維集合體的濕熱傳遞特性，可以使織物具有較好的吸濕、透氣、保溫功能。n中空微孔纖維也可作為過(guò)濾材料。4.常見(jiàn)異形截面纖維的形狀與所突出的功能效果二、異形纖維的特征與指標(biāo)（一） 異形纖維特征(1)具有優(yōu)良的光學(xué)性能具有優(yōu)良的光學(xué)性能，如滌綸仿真絲織物采用三

11、角形截面絲后，織物表面光澤優(yōu)雅；錦綸三角形截面絲則使織物具有鉆石般的光澤；多葉形絲可使織物表面消光，光澤柔和。(2)能增加纖維的覆蓋能力，提高抗起球能力能增加纖維的覆蓋能力，提高抗起球能力。(3)能增加纖維間的抱合力能增加纖維間的抱合力，使纖維的蓬松性、透氣性及保暖性均有提高。n (4)可減少合成纖維的蠟狀感，使織物具有絲綢可減少合成纖維的蠟狀感，使織物具有絲綢感，并能增加染色的鮮艷度感，并能增加染色的鮮艷度。(5)表面溝槽起到導(dǎo)汗、透濕作用表面溝槽起到導(dǎo)汗、透濕作用。同時(shí)還可增大比表面積，有利于水分蒸發(fā)，從而使織物具有快干的性能。n異形纖維上述各項(xiàng)性能的優(yōu)劣，主要決定于其不同的截面形狀不同的

12、截面形狀及異形度異形度的大小。n纖維異形度纖維異形度是纖維截面形態(tài)相對(duì)于圓形的差異纖維截面形態(tài)相對(duì)于圓形的差異程度程度，也是表示異形纖維符合異形規(guī)格程度的指標(biāo)。（二）異形纖維的指標(biāo)1.徑向異形度及其變異系數(shù)n徑向異形度徑向異形度D-異形纖維截面外接圓半徑R(um)與內(nèi)切圓半徑r(um)差值對(duì)某一指定徑向參數(shù)的百分?jǐn)?shù)。(1) 相對(duì)桂向異形度DR DR=(R-r)/RX100n徑向異形度、截面面積異形度及其變異系數(shù)主要用于對(duì)纖維截面的輪廓波動(dòng)異形輪廓波動(dòng)異形的表達(dá)。3.截面中空度n中空纖維在壁厚較小時(shí)易被壓扁，這樣會(huì)使空腔縮小。n定義：實(shí)際有效空腔截面積占有效外周界內(nèi)截實(shí)際有效空腔截面積占有效外周

13、界內(nèi)截面積的百分?jǐn)?shù)為截面中空度面積的百分?jǐn)?shù)為截面中空度，它的表示符號(hào)是c 第三節(jié) 纖維的長(zhǎng)度一、纖維的長(zhǎng)度分布與指標(biāo)指標(biāo)二、纖維的長(zhǎng)度測(cè)定三、長(zhǎng)度與成紗質(zhì)量的關(guān)系一、纖維的長(zhǎng)度分布與指標(biāo)（一）纖維長(zhǎng)度分布一、纖維的長(zhǎng)度分布與指標(biāo)n（二）纖維長(zhǎng)度的指標(biāo)n1、主體長(zhǎng)度(Lm)：纖維中含量最多的纖維的長(zhǎng)度纖維中含量最多的纖維的長(zhǎng)度(手扯手扯長(zhǎng)度長(zhǎng)度)n根數(shù)主體長(zhǎng)度n重量主體長(zhǎng)度n2、平均長(zhǎng)度( )：纖維長(zhǎng)度的平均值纖維長(zhǎng)度的平均值 n根數(shù)加權(quán)平均長(zhǎng)度：各根纖維長(zhǎng)度之和的平均數(shù)n重量加權(quán)平均長(zhǎng)度：各組長(zhǎng)度的重量加權(quán)平均數(shù) L一、纖維的長(zhǎng)度分布與指標(biāo)n（二）纖維長(zhǎng)度的指標(biāo)n3、品質(zhì)長(zhǎng)度(Lp)：比主體長(zhǎng)

14、度長(zhǎng)的那部分纖維的平均長(zhǎng)比主體長(zhǎng)度長(zhǎng)的那部分纖維的平均長(zhǎng)度度(或右半部平均長(zhǎng)度或右半部平均長(zhǎng)度)n紡紗工藝中決定羅拉隔距的重要參數(shù)紡紗工藝中決定羅拉隔距的重要參數(shù)n4、短絨率：長(zhǎng)度在長(zhǎng)度在某一界限某一界限以下的纖維所占的百分率以下的纖維所占的百分率n細(xì)絨棉 16mmn長(zhǎng)絨棉 20mm n毛 30mm n苧麻 40mm一、纖維的長(zhǎng)度分布與指標(biāo)（一）纖維長(zhǎng)度的指標(biāo)n5、跨距長(zhǎng)度(SL)-跨距長(zhǎng)度是指采用梳子隨機(jī)夾持取樣(纖維須叢)，纖維由夾持點(diǎn)伸出的長(zhǎng)度。n6.纖維長(zhǎng)度的離散性指標(biāo)（1）纖維長(zhǎng)度的均方差和變異系數(shù)）纖維長(zhǎng)度的均方差和變異系數(shù) 包括計(jì)數(shù)分布的均方差和變異系數(shù)及計(jì)重分布的均方差和變異系

15、數(shù)。（2）短絨率）短絨率（3）超長(zhǎng)纖維與倍長(zhǎng)纖維超長(zhǎng)纖維與倍長(zhǎng)纖維 （1）長(zhǎng)度超過(guò)切斷長(zhǎng)度的纖維稱(chēng)為超長(zhǎng)纖維； （2）長(zhǎng)度為其名義長(zhǎng)度兩倍及以上的化學(xué)短纖維稱(chēng)為倍長(zhǎng)纖維。 （3）超長(zhǎng)纖維和倍長(zhǎng)纖維重量占總重量的百分?jǐn)?shù)分別稱(chēng)為超長(zhǎng)纖維率和倍長(zhǎng)纖維率。 （4）危害：這些纖維在紡紗牽伸中無(wú)法正常運(yùn)動(dòng)，會(huì)造成疵點(diǎn)，影響纖維的可紡性和成品質(zhì)量。 （4）纖維長(zhǎng)度整齊度）纖維長(zhǎng)度整齊度 一般指計(jì)數(shù)平均長(zhǎng)度與計(jì)數(shù)平均以上平均長(zhǎng)度(上半部平均長(zhǎng)度)的比值。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)纖維照影儀法長(zhǎng)度指美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)纖維照影儀法長(zhǎng)度指標(biāo)標(biāo)第三節(jié) 纖維的長(zhǎng)度n二、纖維長(zhǎng)度的測(cè)定n手扯法n羅拉式長(zhǎng)度分析儀法（適用于棉纖維的長(zhǎng)度測(cè)定）n梳片式長(zhǎng)

16、度分析儀法（適用于羊毛纖維、苧麻、絹絲或不等長(zhǎng)化纖的長(zhǎng)度測(cè)定）n中段切斷稱(chēng)重法（適用于等長(zhǎng)化纖的長(zhǎng)度測(cè)定）n排圖法（適用于棉或不等長(zhǎng)化纖、羊毛、苧麻、絹絲等長(zhǎng)度分布的測(cè)定）n光電式長(zhǎng)度測(cè)試法n電容式測(cè)試法（適用于毛條、棉、麻纖維條子的長(zhǎng)度測(cè)定）第三節(jié) 纖維的長(zhǎng)度n三、長(zhǎng)度與成紗質(zhì)量的關(guān)系n纖維長(zhǎng)度與成紗強(qiáng)度的關(guān)系纖維長(zhǎng)度與成紗強(qiáng)度的關(guān)系n纖維越長(zhǎng)，成紗強(qiáng)度越大，n纖維長(zhǎng)度與成紗毛羽的關(guān)系纖維長(zhǎng)度與成紗毛羽的關(guān)系n較長(zhǎng)的纖維成紗表面比較光滑，毛羽較少。n纖維長(zhǎng)度整齊度、短絨率與成紗強(qiáng)度、條干的纖維長(zhǎng)度整齊度、短絨率與成紗強(qiáng)度、條干的關(guān)系關(guān)系n當(dāng)纖維長(zhǎng)度整齊度差時(shí)，短絨率大時(shí)，成紗條干變差，強(qiáng)度下

17、降，生產(chǎn)高檔產(chǎn)品時(shí)，需經(jīng)過(guò)精梳以去除短纖維。第四節(jié) 纖維的卷曲與轉(zhuǎn)曲一、纖維卷曲產(chǎn)生的原因1、自然卷曲(羊毛)n弱卷曲n卷曲的弧不到半個(gè)圓周，沿纖維的長(zhǎng)度方向比較平直，卷曲數(shù)較少n半細(xì)毛的卷曲屬此類(lèi)n常卷曲n卷曲的波形近似半圓形n細(xì)毛的卷曲屬此類(lèi)n強(qiáng)卷曲n卷曲的波幅較高，卷曲數(shù)較多n細(xì)毛羊腹毛屬此類(lèi)第三節(jié) 纖維的卷曲與轉(zhuǎn)曲一、纖維卷曲產(chǎn)生的原因2、人工卷曲(化學(xué)纖維)n機(jī)械卷曲法（是暫時(shí)卷曲）：利用纖維的熱塑性采用機(jī)械方法擠壓而成n復(fù)合紡絲法（是永久卷曲）：利用纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱(chēng)而在熱空氣、熱水等處理后產(chǎn)生的。第三節(jié) 纖維的卷曲與轉(zhuǎn)曲二、纖維卷曲的指標(biāo)1、卷曲數(shù)Jn(個(gè)/cm)n指每厘米長(zhǎng)纖維內(nèi)的卷曲個(gè)數(shù)n反映卷曲多少的指標(biāo)n羊毛的卷曲數(shù)隨羊毛細(xì)度和生長(zhǎng)部位而異。n一般化學(xué)短纖維的卷曲數(shù)的卷曲數(shù)為1214個(gè)/cm2、卷曲率(%) n表示纖維卷曲后的縮短程度%100101LLLC第三節(jié) 纖維的卷曲與轉(zhuǎn)曲n二、纖維卷曲的指標(biāo)n3、剩余卷曲率(%)n表示卷曲的耐久程度n4、卷曲彈性率(%)n表示纖維受力后卷曲恢復(fù)的能力%10012