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纺织纤维的形态及基本性质

作者: 色尚纺布博士

2024-06-05

  纺织纤维的形态及基本性质


  形态(Configuration)



  细度 fineness


  1.纤维的细度


  细度:指纤维的粗细程度(沿长度方向)。


  由于大部分纤维截面形状不规则及中腔、缝隙、孔洞存在而无法用直径、截面面积等指标准确表达,习惯上用单位长度的质量(线密度)或单位质量的长度(线密度的倒数)来表示纤维细度。


  2.纤维细度的指标


  直接法:用直径、投影宽度、截面积、周长、比表面积;


  间接法:用长度与重量之间的关系表示。


  纤维细度不匀及其指标


  a. 纤维之间粗细不匀


  棉纤维:成熟度、品种、产地、生长部位等;


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  毛纤维:品种、年龄、生长部位、生长季节、饲养条件等;


  麻纤维:生长条件、初生韧皮纤维细胞和次生韧皮细胞生长期不同等;


  蚕丝:蚕茧结构;


  化学纤维:线密度可控,均匀度总体较天然纤维好,但也受温度、时间、牵伸力等因素的影响。


  b. 单根纤维沿长度,方向上的粗细不匀(中端粗,两边细)


  细度不匀指标及分布


  通过纤维平均直径及其离散指标或平均线密度及其离散指标来表示纤维细度不匀


  3.纤维细度及不匀对纤维、纱线、织物的影响


  对纤维本身


  粗细将影响其比表面积SS,纤维的吸附性能和染色性质;


  纤维变粗,使纤维的弯曲刚度增大,点接触面积增大,纤维变得刚硬和触感粘涩、偏冷;


  纤维间的细度差异,会引起纤维力学性质的差异。


  对纱线质量及纺纱工艺的影响


  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;


  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;


  在保证一定成纱质量的前提下,细而均匀的纤维可纺较细的纱;


  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。


  长度 Length


  1.纤维的长度


  一般指伸直长度,即纤维伸直而未伸长时两端的距离。   另有自然长度,指纤维在自然伸展状态下的长度。自然长度与伸直长度之比,为纤维伸直度。


  天然纤维——随动物、植物的种类、品系与生长条件而不同。


  棉、麻、毛:短纤维,纤维长度一般25~250mm;长度差异很大(不同品种或同品种)


  蚕丝:长丝,一个茧子上的茧丝长度可达数百米至上千米。


  化学纤维:人工制造,可根据需要而定。


  长丝:可无限长;


  短纤维:等长或不等长。


  天然纤维长度(mm)范围:


  棉纤维:25-45


  亚麻单纤维:15-20     亚麻工艺纤维:500-750


  黄麻单纤维:2-4      黄麻工艺纤维:2000-3000


  大麻单纤维:10-15     大麻工艺纤维:700-1500


  细毛、半细毛:50-100


  粗毛、半粗毛:50-200


  化学纤维长度(mm)范围


  棉型化纤:30-40


  毛型化纤:70-150


  中长纤维:51-65


  纤维长度集中性指标


  主体长度:纤维中含量最多的纤维长度。


  根数主体长度:纤维中根数最多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。


  平均长度:是纤维长度的平均值。


  根数平均长度L:各根纤维长度之和的平均数。


  重量加权平均长度Lg:各组长度的重量加权平均数。


  品质长度: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)


  纤维长度分散性指标


  短绒率:长度在某一界限以下的纤维所占的百分率。(表示长度整齐度的指标)


  界限:细绒棉 16mm;   长绒棉 20mm;


  毛     30mm;     苎麻   40mm


  短纤维多→制成本低→成本高,不宜纺细支纱


  纤维长度测量方法


  - 逐根测量法


  - 成束一端排齐测量法


  - 平行排列测量法


  - 分组称重测量法


  - 计数二次累计曲线测量法


  纤维长度与工艺的关系


  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)。


  长度长,纤维间抱合力变大,则纤维间的滑脱率减少,这时纱线拉断以纤维拉断为主,滑脱次之,这样纱的强度便增大,同时纺纱断头率相应减少。


  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,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。


  纤维短绒率与成纱强度、条干的关系


  当纤维短绒率大时,成纱条干变差,强度下降。生产高档产品时,需经过精梳以去除短纤维。


  四、卷曲及转曲 Crimp and Convolution


  纤维的卷曲(Crimp)


  卷曲:在指定初始负荷作用下,能较好保持的具有一定规则性的皱缩形态结构


  卷曲与转曲是纺织纤维特征之一,大部分纤维有卷曲或转曲。卷曲可以使:


  短纤维纺纱纤维间摩擦力和抱合力增加,成纱有一定强力;


  提高纤维和纺织品弹性,使手感柔软,突出织物风格;


  改善织物抗皱性、保暖性以及表面光泽。


  天然纤维——自然卷曲


  羊毛: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。


  化学纤维——人工机械卷曲


  a.利用纤维内部结构不对称(皮芯结构以及复合纤维),经热空气、热水处理后产生卷曲,如维纶及粘胶纤维;


  b.利用纤维热塑性采用机械方法挤压而成,如涤纶等。





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