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文档之家› 第三章 纺织材料学 纤维形态的表征
第三章 纺织材料学 纤维形态的表征
(4)梳片法:毛、麻、仿毛类纤维
毛条(纤维条) 梳片 · · · 第2次 第1次 第i次
10mm
10mm 3mm <5mm
图3-6 梳片式长度测量原理图
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。
2.逐根测量
(1)Wira法:毛纤维
图3-7 Wira单纤维长度仪机构及原理示意图
(2)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 般采用罗拉法或梳片法。最为经典的表达是巴布长 度 B:
Wl 1 B W W
l l lmax 0
Wl l dl
巴布长度的变异系数:
CVB
B
B
100 %
巴布长度(重量加权平均长度)恒大于根数加权平均长度
(3)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 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。典型的表达为 豪特长度H:
(2)短纤维含量
长度在某一界限以下的纤维所占的百分率SFC。通 常都以重量加权法测量,故传统的短纤维含量是短 纤质量的百分比:
WSF R 100 % SFC w 100 % W
SFCn > SFCs > SFCw
二、纤维长度分布的基本测量
1.一端整齐法:拜氏图,罗拉法、梳片法、Almeter法
2.各种分布间的相互关系
图3-13 各实测长度分布的转换计算示意图
四、典型纤维的长度表达
1.棉纤维 (1)手扯长度 手扯长度测量方法为: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 维所具有的长度。手扯长度与罗拉式仪器检验的主 体长度接近。是目前国内原棉检验中必测的长度值。
前罗拉
x
Lm
Lmax
罗拉隔距
100
L1 / 2
为上半部平均长度
后罗拉 握持纤维 浮游纤维
同时握持
前罗拉 握持纤维
QL 为品质长度
同时握持
50 C
L2.5 L50 Lm
图3-11 跨距长度对罗拉距离的意义
Lmax
L1 / 2 QL
x
图3-10 纤维长度累积分布与透光曲线
(2)微夹取法
普通夹 微夹 理想的 图3-12 普通夹与微夹持的区别及理想夹取
1. 分特数 Ndt(dtex)
我国法定纤维(或纱线)的细度用线密度表示, 单位为特克斯(tex);表示1000米长的纤维 在公定回潮率下的质量克数;
1000 Gk Nt L
10000 Gk N dt L
2.旦数ND
(化纤长丝、丝)
又称为旦尼尔数、纤度,多用于化纤长丝和丝, 单位为旦尼尔(den,D) 是指9000米长的纤维在公定回潮率下所具有的质 量克数。 9000 Gk ND L
Sl 1 H S S
l l lmax 0
S l l dl
1 lmax H s( l )l s( l ) l dl S 0
豪特长度的变异系数:
CVH
H
H
100 %
2.纤维长度界限及含量值
(1)长度界限
或称界限长度,是在某特定纤维含量值C(%) 条件下的纤维长度LC,即超出此长度LC纤维的含量 为 C。 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。
维的平均细度,但不能测试单根纤维的粗细。
由其测定的原棉细度为马克隆值M,接近线密度 (ug/mm)。
棉纤维的马克隆值是纤维细度和成熟度的综合反映 。
马克隆值分为A、B、C三级,B级为标准级,A级品质最好, C级品质最差。
4.振动测量法
——适用于圆形、长度较长的化学纤维
纤维
上夹头 上弦座 感应振动频率 拨动器
纤维长度
LS LC LSS
图3-15 切断称重法求等长纤维平均长度
第二节 纤维的细度及其分布
一、纤维的细度表征 细度:指纤维的粗细程度。 直接法:用直径、截面积表示,适用于圆形纤维;
间接法:用长度与重量之间的关系表示。 定长制(线密度和纤度):特数Ntex ,分特 Ndtex ,旦数Nden 定重制:公制支数Nm
9 N D N dt 10
3. 公制支数Nm
简称支数,值1g纤维或纱线在公定回潮率下所 具有的长度米数。
L Nm Gk
10000 9000 Nm N dt ND
4.直径与截面积
通过光学显微镜或电子显微镜直接观察,常用于羊毛 和其它动物毛,圆形化纤,单位为微米(m)
d 11.89
ND
d 11.28
N dt
1128 d N m
纤维细度值相同,其直径可能不同,其换算关系为:
d1 d2
2 1
二、纤维细度不匀指标
纤维的细度不匀主要包括两层含义:纤维之间的 粗细不匀;纤维本身沿长度方向上的粗细不匀。
1.细度不匀的概念
天然纤维细度不匀
化学纤维细度不匀
2.细度不匀指标及分布 (1)不匀率指标 线密度类指标(间接指标)只能反映纤维集合体 的细度总体差异; 直径不匀是反映纤维细度不匀最直接的指标。
(2)Almeter测量法
显示 计算机 打印
100 % 累积分布函数
检测 一端齐试样 电容器
A/D
控制
50
S ( ) F (l ) W () 或M () N ()
r(l)
导杆
频率密度函数 s (l ) f (l ) w(l ) 或m() n(l )
T=T0+R 预张力 T 调节链轮 T 链条
L
f
下弦座 可上下移动调节 L 微弹簧夹
图3-21 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
1.基本现状
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OFDA法和LaserScan法,其次为 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 OFDA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 法; 化纤长丝:一般采用绞丝称重法或显微镜法,其次 为振动法。
(2)麻纤维
麻纤维长度的测量一般参照毛纤维的梳片法; Almeter纤维长度仪是最适于麻纤维长度评价 的方法。
3.等长切断化纤
超长纤维:实际长度≥7mm(名义长度LN≤50mm)或 ≥10mm(名义长度LN>50mm)的纤维,但长度必须小 于1.9×LN; 倍长纤维:未切断的纤维,其长度是LN的倍数(≥2) 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。
控制箱
断裂毛丛称量
图3-14 ATLAS结构及毛丛长度测量原理
可以测得毛丛长度,计算得到平均长度、 均方差及其变异系数。
由梳片式长度分析仪可以得到:
加权主体长度LM:分组称重时连续最重四组的加权 平均长度; 质量加权平均长度Lm和变异系数CVLm 加权主体基数SM: 短毛率:30mm以下长度毛的质量占总质量的百分数
2.毛、麻纤维
(1)毛纤维 自然长度:羊毛卷曲波动的中心线伸直,而卷曲保 留不变时的长度; 伸直长度:卷曲消失,纤维伸直但无伸长时的长度。
所有测量得到的长度 都接近自然长度。
毛丛长度 SL 毛丛 传送带 A 长度测量传送带 A 喂入带 v0
探 测 器
光 源
毛丛长度光测量系统 毛丛强度测 量固定夹头 移动夹头
手工快速测量单纤维的伸直长度
(2)AFIS法:棉纤维 目前唯一自动化、高速测量单纤维长度的仪器。
气流 单根纤维
透镜
检测器 V(40O)
光源
光束 V(0O) 气流
图3-8 AFIS纤维长度测量原理图
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。
3.纤维须丛法
(1)光照影法(HVI) 是一种大容量棉纤维测试仪,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、细度和成熟度、色泽、 杂质和棉结以及含水率等。
三、纤维长度分布及其相互关系
1、纤维的长度分布
按加权方式:根数加权长度、质量加权长度、截面加权 长度分布等; 按微积分关系:长度频率分布f(l)、长度累积分布F(l)、 长度二次累积须丛曲线r(l); 由于所测长度分布大多数为累积或须丛分布,故根据微 分关系进行查分或求导转化为长度频率分布f(l) ,计算各 长度特征值。
(d d ) 2 n(d ) d dd d
三、纤维细度及分布的测量方法
1.称重与长度的测量(称重法) 中段切断称重法,定长称重法(线密度类指标的测量)
B A
LC
LC
图3-17 中段切断称重法示意图
2.直径测量法
(1)显微镜观测法 又称为显微镜投影测量法,多用于圆形或接
近圆形纤维直径的测量。
(1)拜氏图:一端整齐、长短挨序、密度均匀的纤
维长度排列图(纵坐标为纤维长度、横坐标为纤维根数累积数)
C L 最大长度点 交叉点 L2 L4 L5 A L1 L3 上 4 分位长 下 4 分位长
O
B2 B4
B5
B1
B3
B
图3-2 拜氏图的意义及长度求法
采用作图法求各 长度指标:最大 长度、交叉长度、 有效长度、短纤 维百分率等
一、纤维长度指标的基本表达
1.纤维长度 纤维长度值是一个统计指标,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 系数)。根据加权对象不同分为: 纤维根数加权长度 纤维质量加权长度 纤维截面加权长度