纺织材料学_纤维的细度
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• 应该说对纤维粗细不匀的表征，只有毛做 得较好。可能是因为其直径和直径不匀太 为重要。棉、麻、丝都未有很好的测量分 析。
•
• （2）对化学纤维 • 化纤短纤维与天然纤维一样，甚至更糟，很少
表达细度不匀。因为一方面其被认为细度均匀性 比天然纤维好（一般CVd <10%）；另一方面已有 的表征方法大多由天然纤维引出，化纤成为附带。 但这种情况将随着人们对纤维细度不匀表征技术 的发展，会得到改善。 •
• 1．细度不匀的概念
• （1）对天然纤维
• 天然纤维在生长过程中，因为自然环境和各方
面因素的影响，生长的纤维在粗细、形态上存在 很大的差异。同一棉包的棉纤维，因胞壁厚度、 生长部位的不同而粗细不同；同一根棉纤维还两 端细、中段粗并截面形态变化。
•
同一毛包的毛纤维，不仅纤维间因在羊体上
的生长部位不同而粗细不同（变异系数达
• 可以参照纤维长度分布的原理，表达纤
维的细度（直径）不匀，其典型分布曲线 为图3-16。纤维的平均直径，变异系数CVd 均可求得。
N(d) n(d)
连续曲线
分组测量 直方图
d O
图3-16 纤维直径分布直方图及分布曲线
• 纤维粗细的不匀会引起纱条不匀。粗纤维易产生 刺痒感；细纤维易弯曲缠绕和折钩影响纺纱加工。 而纤维内的直径偏细，则可能引起纤维的弱节。 所以分布测量就是关注偏粗、偏细纤维的含量， 尤其是细节纤维的含量。
9 γ
γ
•
4 106 1 11.28
Nmγ Nmγ
•
4 102 Ndt 11.28 ND
γ
γ
• 可以看出纤维细度值相同时，其的直径可能不同， 即有纤维密度的影响。其间换算为
•
来自百度文库
d1 d2
γ2 γ1
•
•
式中，下标1，2表示两种不同的纤维。
• 二、纤维细度不匀指标
• 纤维的细度不匀主要包括二层含义，一是纤维
• 三、纤维细度及分布的测量方法
• 1．称重与长度的测量
• 称重与长度结合的测量，简称称重法，主要解
决纤维的线密度指标测量。有纤维中段切断的称 重和长丝摇取定长的称重。
•
中段切断称重法是将纤维理成平行伸直，无
游离纤维A和长度短于切断长度LC的纤维B（图3-
17）。然后将纤维切断称重G，并点数中段纤维根
20~35%），而且单纤维因生长季节和营养的影响
也会有明显的粗细差异（粗细差异可达3~10），
并且有截面形态的变化。
•
• 蚕丝本身粗细差异在总长度上较为明显， 茧外层和内层的丝较细，中间主茧层的丝 相比较粗，由于缫丝的合并，均匀性较好。
• 麻纤维的粗细差异更大，不仅单纤维 的粗细差异大（变异系数达30~40%），而 且工艺纤维因分离的随机性粗细差异更大。
第二章 纺织纤维的形态及基本性质
本章知识点
1.纤维的细度、长度、长度分布、卷曲及拉伸强度指标 的定义
2.异形截面纤维的特征与指标。 3.纤维细度、长度指标与可纺性及纺织品性能的关系。 4.纤维的回潮率、公定回潮率以及吸湿机理，吸湿性对
性能的影响。
第一节 纤维的细度及其分布
• 纤维细度是指纤维粗细的程度。
数n。
B LC
A
LC 图3-17 中段切断称重法示意图
• LC的大小由纤维的平均长度粗略确定，一般棉LC=10或 20mm，毛麻一般LC为20或30mm，有专用的切刀，见图3-17 右图。LC太短测量精度会受影响；LC太长，纤维长度有限 制，且纤维在切刀中的伸直和平行难度增大。
之间的粗细不匀，一是纤维本身沿长度方向上的 粗细不匀。
• 以往的表达，较多地关注纤维间的不匀，甚至更严格地说是纤维集合 体之间的不匀，因为习惯采用的指标是平均概念的“细度”。纤维如 此细小，几乎无人去一段段地切开、称重，完成细度的测量。
• 现代光电和图像分析测量方法提供了对单 根纤维间细度（直径）不匀的测量，如光 学纤维直径分析仪(OFDA)和激光纤维直径 分析仪(SiroLan- LaserScan)。甚至可以 测量单根纤维内的直径不匀，即纤维的轮 廓，如单纤维分析仪（SIFAN）。远非过去 切断称重、气流仪等的测量，只能给出纤 维平均细度，无法给出纤维的细度不匀。
• 一、纤维的细度表征
• 纤维的细度指标有直接和间接两种。
• 直接指标是纤维粗细的指标，一般用纤维的直径 和截面积表示，适于圆形纤维。
• 间接指标是以纤维质量或长度确定，即所具有的 质量（定长制）或长度（定重制）表示，无截面 形态限制。定长制有纤度或称旦数(Den)和线密度 或称特数(tex)、分特数(dtex)；定重制有公制支 数。
是几何粗细的表达。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，如气流仪 法、切断称重或摇取长度称重法，是纤维团间或 纤维段间的不匀。因此，直径不匀是纤维细度不 匀的最主要和有效的指标。其包括直径均方差及 变异系数CV，以及平均差及平均差系数，这在纱 线中使用。
• （2）纤维间细度不匀的分布
• 旦数即旦尼尔数（Denier），较多地用于丝和
化纤长丝中，又称纤度。是指9000m长的纤维在公 定回潮率时的质量克数，即
•
•
ND
9000G k L
9 10
Ndt
• 3．公制支数Nm
• 公制支数简称支数，是指在公定回潮率时1g纤维 或纱线所具有的长度米(m)数，即
•
•
Nm
L Gk
10000 N dt
• 1．分特数Ndt (dtex)
• 我国法定的线密度单位为特克斯（tex），简称
特，表示千米长的纤维或纱线在公定回潮率时的 质量克数。而为规范应用于纤维，采用更细的分 特（dtex）表达，即万米长的纤维所具有的质量 克数，为1/10特。特的计算为：
•
Nt
1000Gk L
Ndt
10000Gk L
• 2．旦数ND
• 4．直径与截面积
• 通过光学显微镜或电子显微镜观测直径d和截面积A，常用 于羊毛及其他动物毛，圆形化学纤维的细度表达。由于纤 维很细，以微米为单位，近似圆形的计算为纤维直径d可 用于长丝线密度的计算。设纤维的密度为（g/cm3），则
A d 2 4
• d 4 103 ND 11.89 ND
• 化纤长丝的粗细不匀是工业加工中的主控 参数，因为其关系到纺丝的连续性及可控 性（或称可纺性）和后处理加工的容易性， 以及成丝质量。一般CV控制在5%以内，故 有专门的测量，如UsterIII型。但大多为 长丝束和成品测量。
• 2．细度不匀指标及分布
• （1）不匀率指标 • 根据细度的定义，细度不匀的指标合理的只能
•
• （2）对化学纤维 • 化纤短纤维与天然纤维一样，甚至更糟，很少
表达细度不匀。因为一方面其被认为细度均匀性 比天然纤维好（一般CVd <10%）；另一方面已有 的表征方法大多由天然纤维引出，化纤成为附带。 但这种情况将随着人们对纤维细度不匀表征技术 的发展，会得到改善。 •
• 1．细度不匀的概念
• （1）对天然纤维
• 天然纤维在生长过程中，因为自然环境和各方
面因素的影响，生长的纤维在粗细、形态上存在 很大的差异。同一棉包的棉纤维，因胞壁厚度、 生长部位的不同而粗细不同；同一根棉纤维还两 端细、中段粗并截面形态变化。
•
同一毛包的毛纤维，不仅纤维间因在羊体上
的生长部位不同而粗细不同（变异系数达
• 可以参照纤维长度分布的原理，表达纤
维的细度（直径）不匀，其典型分布曲线 为图3-16。纤维的平均直径，变异系数CVd 均可求得。
N(d) n(d)
连续曲线
分组测量 直方图
d O
图3-16 纤维直径分布直方图及分布曲线
• 纤维粗细的不匀会引起纱条不匀。粗纤维易产生 刺痒感；细纤维易弯曲缠绕和折钩影响纺纱加工。 而纤维内的直径偏细，则可能引起纤维的弱节。 所以分布测量就是关注偏粗、偏细纤维的含量， 尤其是细节纤维的含量。
9 γ
γ
•
4 106 1 11.28
Nmγ Nmγ
•
4 102 Ndt 11.28 ND
γ
γ
• 可以看出纤维细度值相同时，其的直径可能不同， 即有纤维密度的影响。其间换算为
•
来自百度文库
d1 d2
γ2 γ1
•
•
式中，下标1，2表示两种不同的纤维。
• 二、纤维细度不匀指标
• 纤维的细度不匀主要包括二层含义，一是纤维
• 三、纤维细度及分布的测量方法
• 1．称重与长度的测量
• 称重与长度结合的测量，简称称重法，主要解
决纤维的线密度指标测量。有纤维中段切断的称 重和长丝摇取定长的称重。
•
中段切断称重法是将纤维理成平行伸直，无
游离纤维A和长度短于切断长度LC的纤维B（图3-
17）。然后将纤维切断称重G，并点数中段纤维根
20~35%），而且单纤维因生长季节和营养的影响
也会有明显的粗细差异（粗细差异可达3~10），
并且有截面形态的变化。
•
• 蚕丝本身粗细差异在总长度上较为明显， 茧外层和内层的丝较细，中间主茧层的丝 相比较粗，由于缫丝的合并，均匀性较好。
• 麻纤维的粗细差异更大，不仅单纤维 的粗细差异大（变异系数达30~40%），而 且工艺纤维因分离的随机性粗细差异更大。
第二章 纺织纤维的形态及基本性质
本章知识点
1.纤维的细度、长度、长度分布、卷曲及拉伸强度指标 的定义
2.异形截面纤维的特征与指标。 3.纤维细度、长度指标与可纺性及纺织品性能的关系。 4.纤维的回潮率、公定回潮率以及吸湿机理，吸湿性对
性能的影响。
第一节 纤维的细度及其分布
• 纤维细度是指纤维粗细的程度。
数n。
B LC
A
LC 图3-17 中段切断称重法示意图
• LC的大小由纤维的平均长度粗略确定，一般棉LC=10或 20mm，毛麻一般LC为20或30mm，有专用的切刀，见图3-17 右图。LC太短测量精度会受影响；LC太长，纤维长度有限 制，且纤维在切刀中的伸直和平行难度增大。
之间的粗细不匀，一是纤维本身沿长度方向上的 粗细不匀。
• 以往的表达，较多地关注纤维间的不匀，甚至更严格地说是纤维集合 体之间的不匀，因为习惯采用的指标是平均概念的“细度”。纤维如 此细小，几乎无人去一段段地切开、称重，完成细度的测量。
• 现代光电和图像分析测量方法提供了对单 根纤维间细度（直径）不匀的测量，如光 学纤维直径分析仪(OFDA)和激光纤维直径 分析仪(SiroLan- LaserScan)。甚至可以 测量单根纤维内的直径不匀，即纤维的轮 廓，如单纤维分析仪（SIFAN）。远非过去 切断称重、气流仪等的测量，只能给出纤 维平均细度，无法给出纤维的细度不匀。
• 一、纤维的细度表征
• 纤维的细度指标有直接和间接两种。
• 直接指标是纤维粗细的指标，一般用纤维的直径 和截面积表示，适于圆形纤维。
• 间接指标是以纤维质量或长度确定，即所具有的 质量（定长制）或长度（定重制）表示，无截面 形态限制。定长制有纤度或称旦数(Den)和线密度 或称特数(tex)、分特数(dtex)；定重制有公制支 数。
是几何粗细的表达。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，如气流仪 法、切断称重或摇取长度称重法，是纤维团间或 纤维段间的不匀。因此，直径不匀是纤维细度不 匀的最主要和有效的指标。其包括直径均方差及 变异系数CV，以及平均差及平均差系数，这在纱 线中使用。
• （2）纤维间细度不匀的分布
• 旦数即旦尼尔数（Denier），较多地用于丝和
化纤长丝中，又称纤度。是指9000m长的纤维在公 定回潮率时的质量克数，即
•
•
ND
9000G k L
9 10
Ndt
• 3．公制支数Nm
• 公制支数简称支数，是指在公定回潮率时1g纤维 或纱线所具有的长度米(m)数，即
•
•
Nm
L Gk
10000 N dt
• 1．分特数Ndt (dtex)
• 我国法定的线密度单位为特克斯（tex），简称
特，表示千米长的纤维或纱线在公定回潮率时的 质量克数。而为规范应用于纤维，采用更细的分 特（dtex）表达，即万米长的纤维所具有的质量 克数，为1/10特。特的计算为：
•
Nt
1000Gk L
Ndt
10000Gk L
• 2．旦数ND
• 4．直径与截面积
• 通过光学显微镜或电子显微镜观测直径d和截面积A，常用 于羊毛及其他动物毛，圆形化学纤维的细度表达。由于纤 维很细，以微米为单位，近似圆形的计算为纤维直径d可 用于长丝线密度的计算。设纤维的密度为（g/cm3），则
A d 2 4
• d 4 103 ND 11.89 ND
• 化纤长丝的粗细不匀是工业加工中的主控 参数，因为其关系到纺丝的连续性及可控 性（或称可纺性）和后处理加工的容易性， 以及成丝质量。一般CV控制在5%以内，故 有专门的测量，如UsterIII型。但大多为 长丝束和成品测量。
• 2．细度不匀指标及分布
• （1）不匀率指标 • 根据细度的定义，细度不匀的指标合理的只能