第三章纖維的形態尺寸及表征

天然纖維的長度隨動物、植物的種類、品系與生長條件等而不同；品種不同，差異很大；同品種的天然纖維，長度離散也很大?；瘜W纖維的長度根據需要而定，有長絲和短纖維。短纖維：有等長化纖或不等長化纖之分。而等長纖維又有棉型、毛型、

中長型之分。特點：化學纖維的長度離散性小，但其中的超長纖維和倍長纖維對紡紗工藝危害較大。第一節纖維的長度

一、定義：指纖維伸直但未伸長時兩端的距離。（伸直長度）第三章纖維的形態尺寸及表征天然纖維的長度隨動二、纖維長度的測定常用的纖維長度測試方法有：

羅拉式長度分析儀法——羅拉法（適用于棉纖維的檢測）梳片式長度分析儀法——梳片法（適用于羊毛、苧麻、

絹絲或不等長化纖的測定。）中段切斷稱重法——（適用于等長化纖的長度測定）排圖法——（適于羊毛纖維、苧麻等纖維長度測試）光電式纖維長度儀法——光電法電容式纖維長度儀法——電容法二、纖維長度的測定常用的纖維長度測試方法有：羅拉式長度1、羅拉法渦輪手柄蝸桿皮輥羅拉鉗夾9.5mm原理圖儀器外形圖原理：將纖維整理成伸直平行一端平齊的纖維束，用羅拉長度分析儀將纖維按一定長度組距分組稱重（或計根數）算出纖維長度的各項指標。1、羅拉法渦輪手柄蝸桿皮輥羅拉鉗夾9.5mm原理圖儀器外形圖纖維長度質量分布圖纖維長度根數分布圖長度質量長度根數纖維長度質量分布圖纖維長度根數分布圖長度質量長度根數2、排圖法有效長度中間長度短纖百分率＝整齊度＝長度變異率＝2、排圖法有效長度中間長度短纖百分率＝整齊度＝長度變異率＝過最長纖維AL中點A1作AB平行線交于曲線LB于L1；過L1作垂線L1B1；

取AB1的1/4得B2；取

L2B2中點

A2

作

AB平行線交曲線于L3作垂線得B3；

取

AB31/4得

B4；過B4作AB垂線交曲線于L4

；延長L4L2交縱軸于A’；令AB0=1/2AB

；過B0作AB垂線交曲線于L0；

令B5B3=1/4AB3

；過B5作AB垂線交曲線于L5；1、最長纖維AL；2、有效長度L4B4；3、中間長度B0L0；4、短纖百分率：B3B/AB*100%5、整齊度：B5L5/B4L4*100%6、長度變異率：(B4L4_B5L5)/B4

L4*100%過最長纖維AL中點A1作AB平行線交于曲線LB于L1；過測試過程：將纖維梳理成平行伸直的纖維束，放在機架上，光束透過纖維須條而投射到光電管上，光電管測出光通量（遮光量）后，轉換為電信號，反映光照處纖維束的遮光量（纖維數量），測量伸出夾持線纖維長度與纖維量的分布關系。儀器作出照影儀曲線。由曲線求出纖維平均長度，上半平均長度，整齊度及跨距長度等。3、光電式纖維長度照影儀測試過程：將纖維梳理成平行伸直的纖維束，放在機架上，光束透過上透鏡下透鏡扇形透鏡光電管Pa光電管Pb導光纖維束集光鏡纖維長度照影儀測量原理測量光路：光源→集光鏡→平面形透鏡→下透鏡→試樣→上透鏡→扇形透鏡→光電管Pa→得到光電量信號Ea比較光路：光源→導光纖維束→光電管Pb→得到光電量信號Eb平面形透鏡光源試樣上透鏡下透鏡扇形透鏡光電管Pa光電管Pb導光纖維束集光鏡纖維4、電容式纖維長度儀原理：用排樣器將試樣制成一定質量、一定厚度且一端平齊的纖維束，移放到試樣架的塑料薄膜內，送入電容式傳感器，當試樣薄膜通過電容傳感器時，其電量的變化與測試區纖維試樣質量（或截面根數）變化成一定比例關系，由測量電路可得到與纖維量成正比的模擬信號，經A/D轉換后，變為數字信號，輸入計算機，由計算機算出纖維長度指標和纖維長度分布圖。測試主機的主要結構及工作原理顯示計算機接口電路打印控制A/D檢測電動機試樣試樣架電容式傳感器4、電容式纖維長度儀測試主機的主要結構及工作原理顯示計算機接三、纖維長度指標1、主體長度：一批試樣中含量最多的纖維長度。(1)根數主體長度：纖維中根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。(3)棉的手扯長度≈主體長度。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。(2)重量加權平均長度Lg：各組長度的重量加權平均數.3、品質長度（右半部平均長度）：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）。

短絨率界限：細絨棉16mm、長絨棉20mm；毛30mm；苧麻40mm

三、纖維長度指標1、主體長度：一批試樣中含量最多的纖維長度。四、長度與成紗質量、紡紗工藝的關系1、纖維長度與成紗強度的關系

在其它條件相同下，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。2、纖維長度與成紗毛羽的關系在其它條件相同情況下，較長的纖維成紗表面比較光滑，毛羽較少。3、纖維長度整齊度、短絨率與成紗強度、條干的關系

當纖維長度整齊度差時，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。4、纖維長度與紡紗工藝關系不同長度的纖維要采用不同的紡紗設備和工藝加工。纖維長度是調節或設計紡紗工藝參數的依據。四、長度與成紗質量、紡紗工藝的關系1、纖維長度與成紗強度的關第二節纖維的細度

一、纖維細度指標直接指標：用直徑、投影寬度（非圓形截面的纖維）、截面積、

周長、比表面積（計算值）等指標表示。間接指標：用纖維長度與重量之間的關系表示，如特數Ntex、旦數

Nden、公制支數Nm等。第二節纖維的細度一、纖維細度指標1、定長制（1）特數Ntex

——國際標準單位

定義：在公定回潮率下，1000米長的纖維所具有重量的克數。

Gk——纖維在公定回潮率下的重量，稱為標準重量（mg或g）；L

——纖維長度（mm或m）

同品種纖維，Ntex↑，纖維越粗。

分特dtex：在公定回潮率下，10000米長的纖維所具有重量克數。

1tex＝10dtex1、定長制（1）特數Ntex

——國際標準單位定義：在公定回潮率下，9000米長的纖維所具有重量的克數。

（2）旦數（旦尼爾數）Nden——絹絲，化纖常用指標同品種纖維，Nden↑，越粗。定義：在公定回潮率下，9000米長的纖維所具有重量的克數。（

（3）公制支數Nm——常用于棉纖維

定義：在公定回潮率下，單位重量的纖維所具有的長度。同品種纖維，Nm↑，纖維越細。2、定重制

（間接細度指標的換算式中：d——纖維直徑（mm）；γ

——纖維密度（g/cm3）直接細度指標（直徑d）與間接細度指標的換算：間接細度指標的換算式中：d——纖維直徑（mm）；γ

——纖馬克隆值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。

品質支數（用于毛）

——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。馬克隆值M（用于棉）

品質支數（用于毛）二、纖維細度的測試直接法：間接法：中段切斷稱重法；氣流儀法；振動法；聲波衰減法等。顯微投影測量法；激光細度測試法；微機圖形自動測量法。二、纖維細度的測試直接法：間接法：顯微投影測量法；2、纖維投影測量法（羊毛直徑和圓形截面纖維投影直徑）原理：將纖維切成短片斷，制成后經500倍顯微鏡放大投影，用揳形尺測量纖維直徑。采用計數法，算出纖維平均直徑和變異系數。1、中段切斷稱重法（棉纖維細度，化纖長絲細度）

原理：將纖維排成一端不齊，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G，然后計數中段纖維的根數n，計算Nm。

梳理—切斷—稱重—數根數—計算

Nm＝L/G=10×n/G

2、纖維投影測量法（羊毛直徑和圓形截面纖維投影直徑）1、中段3、氣流儀法（測量棉纖維細度，同質毛及化纖細度）測試原理：在一定壓力差下，通過測量纖維集合體的空氣

流量與纖維的比表面積成一定關系來間接測量纖

維的細度。

3、氣流儀法（測量棉纖維細度，同質毛及化纖細度）測試原理：抽氣泵儲氣筒調節閥流量計試樣筒試樣壓力計在一定容積的容器內放置一定質量的纖維，在容器兩端讓有一定壓力差的空氣流過，空氣流量與纖維比表面積之間的關系為：抽氣泵儲氣筒調節閥流量計試樣筒試樣壓力計在一定容積的容器內放1.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；2.與成紗條干的關系

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；3.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。細纖維成紗時可加較少的捻度。三、纖維細度與成紗質量、紡紗工藝的關系

1.與成紗強度的關系三、纖維細度與成紗質量、紡紗工藝的關系

第三節

纖維的卷曲

一、纖維卷曲產生的原因

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。卷曲形態差異較大，無規律性明顯。

根據羊毛纖維卷曲的深淺（即波高），以及長短（即波寬）不同，卷曲形狀可以分為三類:（1）弱卷曲：

特點: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。（2）常卷曲

特點：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。（3）強卷曲

特點：卷曲的波幅較高，卷曲數較多。細毛羊腹毛屬此類。用于粗梳毛紡，紡制表面和毛茸豐滿、手感好、富有彈性的呢絨。第三節

纖維的卷曲一2.化學纖維

化學短纖維為了改善其可紡性和織物性能，一般都要人為賦予卷曲，化學長絲（大部分）也不例外。賦予化纖卷曲的方法有機械卷曲法、復合紡絲法、三維卷曲紡絲法以及各種變形加工方法等。（1）復合紡絲法（是永久卷曲）：

利用纖維的內部結構的不對稱而在熱空氣、熱水等處理后產生的。（2）機械卷曲法（是暫時卷曲）：利用纖維的熱塑性采用機械方法擠壓而成。第3章-纖維的形態尺寸及表征課件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的卷曲數為12～14個/25cm，

羊毛的卷曲數隨羊毛細度和生長部位而異。2.卷曲率：指纖維卷曲后縮短的程度。

卷曲率的大小與卷曲數及卷曲波幅形態有關。

一般短化纖的卷曲率在10～15%為宜。3.卷曲回復率：

指纖維經加載卸載后卷曲的殘留長度對卷曲伸

直長度的百分率。

反映卷曲牢度的指標。一般短化纖的該值約為70～80%。4.卷曲彈性率：指纖維經加載卸載后，卷曲的殘留長度對伸直

長度的百分率。

反映卷曲牢度的指標。一般短化纖的該值約為10%。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K1，K2－單位長度內纖維左、右側分別數得的卷曲數

L0－纖維加輕負荷后的長度（mm）

L1－纖維加重負荷后的長度（mm）

L2－纖維除去重負荷一定時間后再加輕負荷的長度（mm）卷曲數=(個/cm)卷曲率=卷曲回復率=卷曲彈性率=K1，K2－單位長度內纖維左、右側分別數得的卷曲數

1、平波2、衡波3、淺波4、常波5、深波6、密波7、折線波羊毛卷曲形狀1、平波羊毛卷曲形狀第三章纖維的形態尺寸及表征

天然纖維的長度隨動物、植物的種類、品系與生長條件等而不同；品種不同，差異很大；同品種的天然纖維，長度離散也很大?；瘜W纖維的長度根據需要而定，有長絲和短纖維。短纖維：有等長化纖或不等長化纖之分。而等長纖維又有棉型、毛型、

中長型之分。特點：化學纖維的長度離散性小，但其中的超長纖維和倍長纖維對紡紗工藝危害較大。第一節纖維的長度

一、定義：指纖維伸直但未伸長時兩端的距離。（伸直長度）第三章纖維的形態尺寸及表征天然纖維的長度隨動二、纖維長度的測定常用的纖維長度測試方法有：

羅拉式長度分析儀法——羅拉法（適用于棉纖維的檢測）梳片式長度分析儀法——梳片法（適用于羊毛、苧麻、

絹絲或不等長化纖的測定。）中段切斷稱重法——（適用于等長化纖的長度測定）排圖法——（適于羊毛纖維、苧麻等纖維長度測試）光電式纖維長度儀法——光電法電容式纖維長度儀法——電容法二、纖維長度的測定常用的纖維長度測試方法有：羅拉式長度1、羅拉法渦輪手柄蝸桿皮輥羅拉鉗夾9.5mm原理圖儀器外形圖原理：將纖維整理成伸直平行一端平齊的纖維束，用羅拉長度分析儀將纖維按一定長度組距分組稱重（或計根數）算出纖維長度的各項指標。1、羅拉法渦輪手柄蝸桿皮輥羅拉鉗夾9.5mm原理圖儀器外形圖纖維長度質量分布圖纖維長度根數分布圖長度質量長度根數纖維長度質量分布圖纖維長度根數分布圖長度質量長度根數2、排圖法有效長度中間長度短纖百分率＝整齊度＝長度變異率＝2、排圖法有效長度中間長度短纖百分率＝整齊度＝長度變異率＝過最長纖維AL中點A1作AB平行線交于曲線LB于L1；過L1作垂線L1B1；

取AB1的1/4得B2；取

L2B2中點

A2

作

AB平行線交曲線于L3作垂線得B3；

取

AB31/4得

B4；過B4作AB垂線交曲線于L4

；延長L4L2交縱軸于A’；令AB0=1/2AB

；過B0作AB垂線交曲線于L0；

令B5B3=1/4AB3

；過B5作AB垂線交曲線于L5；1、最長纖維AL；2、有效長度L4B4；3、中間長度B0L0；4、短纖百分率：B3B/AB*100%5、整齊度：B5L5/B4L4*100%6、長度變異率：(B4L4_B5L5)/B4

L4*100%過最長纖維AL中點A1作AB平行線交于曲線LB于L1；過測試過程：將纖維梳理成平行伸直的纖維束，放在機架上，光束透過纖維須條而投射到光電管上，光電管測出光通量（遮光量）后，轉換為電信號，反映光照處纖維束的遮光量（纖維數量），測量伸出夾持線纖維長度與纖維量的分布關系。儀器作出照影儀曲線。由曲線求出纖維平均長度，上半平均長度，整齊度及跨距長度等。3、光電式纖維長度照影儀測試過程：將纖維梳理成平行伸直的纖維束，放在機架上，光束透過上透鏡下透鏡扇形透鏡光電管Pa光電管Pb導光纖維束集光鏡纖維長度照影儀測量原理測量光路：光源→集光鏡→平面形透鏡→下透鏡→試樣→上透鏡→扇形透鏡→光電管Pa→得到光電量信號Ea比較光路：光源→導光纖維束→光電管Pb→得到光電量信號Eb平面形透鏡光源試樣上透鏡下透鏡扇形透鏡光電管Pa光電管Pb導光纖維束集光鏡纖維4、電容式纖維長度儀原理：用排樣器將試樣制成一定質量、一定厚度且一端平齊的纖維束，移放到試樣架的塑料薄膜內，送入電容式傳感器，當試樣薄膜通過電容傳感器時，其電量的變化與測試區纖維試樣質量（或截面根數）變化成一定比例關系，由測量電路可得到與纖維量成正比的模擬信號，經A/D轉換后，變為數字信號，輸入計算機，由計算機算出纖維長度指標和纖維長度分布圖。測試主機的主要結構及工作原理顯示計算機接口電路打印控制A/D檢測電動機試樣試樣架電容式傳感器4、電容式纖維長度儀測試主機的主要結構及工作原理顯示計算機接三、纖維長度指標1、主體長度：一批試樣中含量最多的纖維長度。(1)根數主體長度：纖維中根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。(3)棉的手扯長度≈主體長度。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。(2)重量加權平均長度Lg：各組長度的重量加權平均數.3、品質長度（右半部平均長度）：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）。

短絨率界限：細絨棉16mm、長絨棉20mm；毛30mm；苧麻40mm

三、纖維長度指標1、主體長度：一批試樣中含量最多的纖維長度。四、長度與成紗質量、紡紗工藝的關系1、纖維長度與成紗強度的關系

在其它條件相同下，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。2、纖維長度與成紗毛羽的關系在其它條件相同情況下，較長的纖維成紗表面比較光滑，毛羽較少。3、纖維長度整齊度、短絨率與成紗強度、條干的關系

當纖維長度整齊度差時，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。4、纖維長度與紡紗工藝關系不同長度的纖維要采用不同的紡紗設備和工藝加工。纖維長度是調節或設計紡紗工藝參數的依據。四、長度與成紗質量、紡紗工藝的關系1、纖維長度與成紗強度的關第二節纖維的細度

一、纖維細度指標直接指標：用直徑、投影寬度（非圓形截面的纖維）、截面積、

周長、比表面積（計算值）等指標表示。間接指標：用纖維長度與重量之間的關系表示，如特數Ntex、旦數

Nden、公制支數Nm等。第二節纖維的細度一、纖維細度指標1、定長制（1）特數Ntex

——國際標準單位

定義：在公定回潮率下，1000米長的纖維所具有重量的克數。

Gk——纖維在公定回潮率下的重量，稱為標準重量（mg或g）；L

——纖維長度（mm或m）

同品種纖維，Ntex↑，纖維越粗。

分特dtex：在公定回潮率下，10000米長的纖維所具有重量克數。

1tex＝10dtex1、定長制（1）特數Ntex

——國際標準單位定義：在公定回潮率下，9000米長的纖維所具有重量的克數。

（2）旦數（旦尼爾數）Nden——絹絲，化纖常用指標同品種纖維，Nden↑，越粗。定義：在公定回潮率下，9000米長的纖維所具有重量的克數。（

（3）公制支數Nm——常用于棉纖維

定義：在公定回潮率下，單位重量的纖維所具有的長度。同品種纖維，Nm↑，纖維越細。2、定重制

（間接細度指標的換算式中：d——纖維直徑（mm）；γ

——纖維密度（g/cm3）直接細度指標（直徑d）與間接細度指標的換算：間接細度指標的換算式中：d——纖維直徑（mm）；γ

——纖馬克隆值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。

品質支數（用于毛）

——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。馬克隆值M（用于棉）

品質支數（用于毛）二、纖維細度的測試直接法：間接法：中段切斷稱重法；氣流儀法；振動法；聲波衰減法等。顯微投影測量法；激光細度測試法；微機圖形自動測量法。二、纖維細度的測試直接法：間接法：顯微投影測量法；2、纖維投影測量法（羊毛直徑和圓形截面纖維投影直徑）原理：將纖維切成短片斷，制成后經500倍顯微鏡放大投影，用揳形尺測量纖維直徑。采用計數法，算出纖維平均直徑和變異系數。1、中段切斷稱重法（棉纖維細度，化纖長絲細度）

原理：將纖維排成一端不齊，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G，然后計數中段纖維的根數n，計算Nm。

梳理—切斷—稱重—數根數—計算

Nm＝L/G=10×n/G

2、纖維投影測量法（羊毛直徑和圓形截面纖維投影直徑）1、中段3、氣流儀法（測量棉纖維細度，同質毛及化纖細度）測試原理：在一定壓力差下，通過測量纖維集合體的空氣

流量與纖維的比表面積成一定關系來間接測量纖

維的細度。

3、氣流儀法（測量棉纖維細度，同質毛及化纖細度）測試原理：抽氣泵儲氣筒調節閥流量計試樣筒試樣壓力計在一定容積的容器內放置一定質量的纖維，在容器兩端讓有一定壓力差的空氣流過，空氣流量與纖維比表面積之間的關系為：抽氣泵儲氣筒調節閥流量計試樣筒試樣壓力計在一定容積的容器內放1.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；2.與成紗條干的關系

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；3.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。細纖維成紗時可加較少的捻度。三、纖維細度與成紗質量、紡紗工藝的關系

1.與成紗強度的關系三、纖維細度與成紗質量、紡紗工藝的關系

第三節

纖維的卷曲

一、纖維卷曲產生的原因

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。卷曲形態差異較大，無規律性明顯。

根據羊毛纖維卷曲的深淺（即波高），以及長短（即波寬）不同