纺织纤维长度及测定方法

纤维的长度是其外部形态的主要特征之一。各种纤维在自然伸展状态下都有不同程度的弯曲或卷缩,它的投影长度为自然长度。纤维在充分伸直状态下两端之间的距离,称为伸直长度,即纤维伸直但不伸长时的长度,也即一般所指的纤维长度。

天然纤维的长度随动植物的种类、品系与生长条件等而不同。化学纤维的长度是根据需要而定的,可以切断成等长纤维或不等长纤维。化纤切断长度的依据是纺纱加工设备型式和与之混纺的纤维长度,主要有:

(1)棉型化纤,其长度为30～40mm,用棉纺设备纺纱,可纯纺或与棉混纺。

(2)毛型化纤,其长度为70～150mm,用毛纺设备纺纱,可纯纺或与毛混纺。

(3)中长型纤维,其长度为51～65mm,用棉纺或化纤专纺设备纺纱,生产仿毛织物,产量高,成本低,受到消费者欢迎。

(一)纤维长度的分布与指标

天然纤维的长度呈随机分布,要真实反映纤维的长度特征,须逐根测量全部纤维的长度,由于纤维数量的巨大,无法一一测试,因此采用多项指标来表征纤维的长度特征。

以棉纤维为例,棉纤维由自然生长而成,长度很不均匀,如果将一束棉纤维试样从长到短逐根排列,使各根纤维的一端位于一直线上,就可得到纤维按长度排列图,如图1-4-2所示。

如将不同长度的纤维按纤维长度范围进行分组,并称出每组重量,可得到棉纤维长度-重量分布图,如图1-4-3所示。

图1-4-2　纤维排列图

图1-4-3　棉纤维长度重量分布图

根据纤维长度与数量的对应关系,或纤维长度与质量之间的对应关系,可以求得各长度指标。各长度指标可归纳为纤维长度集中性指标和离散性指标两类。集中性指标表示纤维长度的平均性质,离散性指标表示纤维长度的不匀情况。

1.纤维加权平均长度

纤维加权平均长度是纺织纤维长度的集中性指标,是指一束纤维试样中长度的平均值。根据测试方法不同,可分为计数加权平均长度、计重加权平均长度等。计数加权平均长度是以纤维计数加权平均所得到的长度值。计重加权平均长度是用分组称重法,按长度质量分布求得的平均长度。

2.主体长度

主体长度是指一束纤维试样中根数最多或重量最大的一组纤维的长度,称计数或计重主体长度,是常用的纺织纤维长度指标之一。

3.品质长度

品质长度是用来确定纺纱工艺参数的纺织纤维长度指标,又称右半部(上半部)平均长度,主要指比平均长度长的那一部分纤维的计重(计数)加权平均长度。

4.短绒率

短绒率是指计数和计重纤维长度分布曲线中短于一定界限长度的纤维量占纤维总量的百分数。界限长度按纤维品种不同而有不同规定。(www.xing528.com)

(二)纺织纤维长度的测量方法

1.手扯法

手扯法所得指标称为手扯长度,它被认为是纤维中所占数量最多的纤维长度,广泛应用于原棉的工商、农商贸易中。由于手扯法不用仪器,全凭人工操作,因此从未以任何纤维长度分布的统计理论正式下过定义。

2.罗拉式长度分析仪法

将纤维整理成伸直平行、一端整齐的纤维束后,利用罗拉的握持和输出,将纤维由短到长并按一定组距分组后称量,从而得到纤维长度质量分布。我国原棉测长大多采用这一方法。

3.梳片式长度分析仪法

利用彼此间隔一定距离的梳片,将羊毛或不等长化纤整理成伸直平行、一端平齐的纤维束后,由长到短并按一定组距分组后称量,从而得到纤维长度质量分布。我国羊毛测长目前采用这一方法。

4.排图测长法

用人工或借助于梳片式长度分析仪,将纤维经过整理后,由长到短、一端平齐、密度均匀地排列在黑绒板上,从而得到纤维长度排列图。我国羊毛、山羊绒、兔毛、苎麻等测长目前采用这一方法。

5.切断称重法

将整理成伸直平行、一端平齐的纤维束切断后,求得纤维的根数平均长度。目前多用于粗细均匀、长度整齐的化学纤维。

6.单根纤维长度测试法

对纤维逐根测量其长度,得到纤维长度根数分布。

7.光电式长度测试仪法

利用光电式纤维测长仪,对纤维进行光电扫描,快速获得纤维的主体长度。

8.电容测量法

利用ALMETER电容长度仪测量得到纤维长度排列图或纤维长度质量分布图。适用于毛条、棉、麻纤维条子的长度测定。

(三)纺织纤维长度与纱线质量及纺纱工艺的关系

在其他条件相同的情况下,纤维越长,且长度整齐度越好,则成纱强力就越高。这是因为在纱线拉伸至断裂的过程中,纱中纤维与纤维之间的抱合力随纤维长度的增大而提高,则纤维与纤维之间的滑脱率则相对减少,这时使纱线拉断的因素是以纤维拉断为主,滑脱次之,这样可使成纱的强度增大,同时在纺纱时断头率相应减小。

在保证成纱具有一定强度的前提下,纤维长度越长、整齐度越好,则可纺性越高,成纱条干较均匀,成纱表面光洁,毛羽较少;纤维长度短,尤其是长度整齐度很差时,短纤维在牵伸区域不受控制,容易成为浮游纤维,易形成粗细节、大肚纱等疵点,致使纱线条干恶化,成纱品质下降。

纤维长度除了与纺纱质量有关外,同时也是调节或设计各纺纱系统工艺参数的依据之一,在确定各纺纱设备的结构尺寸、各道加工工序的工艺参数(如隔距、捻系数)时,都必须保证其与所用原料的长度相互配合。如在各纺纱工序的机台上,其罗拉隔距随加工纤维的长度的增长而增大;如对成纱强度的要求一样,用长纤维纺纱时,可取较低的捻系数,这样可以提高细纱机产量,同时还可使成纱捻度小、毛羽量少,纱线表面光洁。原料的短绒率是影响成纱条干和制成率的重要因素,原料中的短绒含量越高,则纱线毛羽就越多;短绒率大的纤维纺成纱的条干也较差,故为了提高细纱强度,改善细纱条干,还必须通过精梳工序去除大量短纤维,提高原料的长度整齐度。