第1章 天然纤维素纤维

从外向内 外周长不变
棉纤维截面变化
棉铃合起来 的状况 棉铃打开 的状况
2.2 棉纤维纵向形态和截面特征
• (1)棉纤维纵向呈扁平带状，具有天然转曲
– 转曲数目与成熟度有关，一般为6～10个/mm。 • 成熟正常的棉纤维转曲最多。 • 未成熟棉纤维呈薄壁管状物，转曲少。 • 过成熟棉纤维呈棒状，转曲也少。 – 纤维中段的转曲最多，梢部次之，根部最少
1.3 按棉花的初加工分
籽棉
棉花初加工（轧棉、轧花）
皮辊轧花机 锯齿轧花机 衣分率 30－40%
皮棉
皮辊棉 锯齿棉
皮辊式与锯齿式轧棉原理比较图
轧棉方式对比
品 种 锯齿棉 皮辊棉
排杂除僵 产量
适用对象
有 高
细绒棉
无 低
长绒棉、低级棉 作用缓和，相对小
纤维损伤 作用剧烈，相对严重
纤维长度 主体长度小于皮辊棉 相对较长 整齐度较高 短绒含量高 杂质疵点 含杂低 含杂高 轧工差－棉结束丝多 轧工差－黄(蓝)根多
棉纤维成熟度系数与中腔胞壁比值关系
细绒棉 ：M在1.5~2.0为成熟，最佳M在1.7~1.8 未成熟棉M<1.5，过成熟棉M>2.0，死纤维M<0.7 长绒棉：成熟棉M在1.7~2.5，最佳M在2.0左右
棉纤维成熟度测试方法
• （2）氢氧化钠膨胀法
– 方法：浸入18％的氢氧化钠溶液中 – 判别：根据膨胀后的棉纤维的中腔宽度和胞壁 厚度的比值及纤维形态 – 分类：正常纤维、薄壁纤维、死纤维与不成熟 纤维 – 表征：成熟度比或成熟纤维百分率。 – 观测条件：400倍
I0 I I0
3.81mm
光电管
x
v
下透镜
3.81mm 须丛 曲线
O
x
棉纤维长度测量——HVI法
• 仪器：HVI纤维照影机 • 照影机曲线
平均长度
上半部平 均长度
跨距长度
棉纤维长度测量——HVI法
• 不分组 • 跨矩长度：钳口线到光扫描线的距离
– 以距离梳夹根部3.8mm处（即钳口线）的纤维 根数作为百分之百 – 相对于钳口线，纤维根数某一百分数 – 2.5%S.L.：分别为相对根数是2.5%和50%处离 梳夹的距离。 – 50%S.L.：2.5%处的跨距长度与主体长度比较 接近
棉纤维成熟度测试方法
• （3）偏振光法
– 利用棉纤维的双折射性质，利用偏振光显微镜 中观察棉纤维的干涉色
• （4）气流法
– 当棉纤维周长不变时，细度与成熟度成简单函 数关系； – 测量不同压缩度下棉纤维的阻力，两次读数之 差与成熟度有关
– 我国棉花产量排在前八名：新疆、河南、山东、江苏、湖北、河北、安 徽、湖南省，其中新疆产量占全国近30％，河南产量占全国15％左右。 – 出口量排在前五位的国家：美国、乌兹别克斯坦、澳大利亚、希腊和叙 利亚，占全球棉花出口总量的65.1％。
– 手扯长度：23~33mm，细度：1.43~2.22dtex – 适纺对象：10~100tex（60~6s）
• 长度表示： • 自然长度排列图
– 将一束试样从长到短逐根排列，并使各根纤维的一端 在一条直线上，就可得到棉纤维的自然长度排列图
• 长度-重量分布曲线
N ; W ; S
n(l); w(l); s(l) dl
连续函数 n(l); w(l); s(l)
分组直方图
N ; W ; S
l
纤维长度指标
• （2）平均长度
– 纤维长度的平均值 – 根数平均长度 L
• 各根纤维长度加权的平均数。
– 重量加权平均长度（巴布长度Barbe）B
• 各组长度的重量加权平均数 – 截面（线密度）平均长度 （豪特长度 Hautear）H • 根据纤维横截面比例计算的纤维平均长度
棉纤维长度指标
• （3）品质长度（右半部平均长度）Lp
• 长度整齐度指数 uniformity index
50
– 测试棉纤维长度时，平均长度占上半部平均长度 的百分率。
L2.5 L50 Lm
Lmax
L1 / 2
x
3.2 成熟度
品 种 成 熟 度
生长条件
截面形态
成熟度重要性
转曲 细度
吸湿性 染色性
成熟度
Байду номын сангаас
强度
光泽
弹性
对加工工艺及产品的影响
• （1）纤维除杂：正常（高），能经受打击，易清除杂质， 纤维弹性较好，不易产生棉结与索丝； • （2）加工效率：正常（高），弹性较好，加捻效率较低； • （3）产品制成率：正常（高），在加工过程中，飞花落 棉少 ，成品制成率高； • （4）成纱强度：高，纤维偏粗，成纱强度低，所制成的 织物，耐磨性较好；正常，纤维较细，转曲数目高，摩擦 抱合性好，成纱强度高；成纱强度不高 • （5）染色性能：正常（高），吸色性好，织物染色均匀； 过低，吸色性差，深色织物易显现白星。
>=33.3 15--30
按品种分
• （2）海岛棉（长绒棉）
– 原产：美洲西印度群岛，后传入北美洲东南沿海岛屿种植 – 主要产地：
• 埃及（G86）、美国（Pima cotton）、苏丹（苏丹棉）、西印度群岛 等地区 • 新疆（新疆阿克苏地区、喀什、哈密地区兵团农一师、三师）、 广东
– – – –
HVI长度指标
• 上半部平均长度upper half mean length
– 在照影曲线图中，从纤维数量50%处作照影曲线 的切线，切线与长度座标轴相交点所显示的长度 值。
• 平均长度 mean length
r ( x )(%)
100
– 在照影曲线图中，从纤维数量100%处作照影曲 线的切线，切线与长度座标轴相交点所显示的长 度值。
棉纤维成熟度测试方法
• （1）成熟度系数（M）
• 棉纤维中段截面恢复成圆形后相应于双层 壁厚与外径之比的标定值
0～5 18组
2 20( ) 1 D M 3
P
δ
D
最小0.05 初生胞壁 最大0.8 中 腔
P
P
P
中腔胞壁比值法
• 测定不方便→棉纤维 被压扁 • 我国规定： a/b
– 按可及中腔宽a对可 见一侧壁厚b的比值 法测定
– 手扯尺量法 – 需要标准棉样校准 – HVI检验棉样
• （6）短绒率（表示长度整齐度的指标）
– 长度在某一界限以下的纤维所占的百分率。 – 绒棉 16mm、长绒棉 20mm ；毛30mm ；苎麻 40mm
• （7）基数
– 以主体长度为中心，前后5mm范围内的质量百 分数之和
• （6）均匀度
– C＝基数×主体长度＝S×Lm
长度
• (2) 纤维长度与成纱毛羽的关系
– 较长的纤维成纱表面比较光滑，毛羽较少
• (3) 纤维长度整齐度、短绒率与成纱强度、 条干的关系
– 纤维长度整齐度差，短绒率大——成纱条干变 差，强度下降 – 生产高档产品时，精梳去除短纤维
棉纤维长度分布特点
• 具有不均一性
– 各根纤维的长度都是不相等的，长短不齐
棉纤维截面形态
3. 棉花纤维物性特征及测量
• • • • • 长度 成熟度 细度 马克隆值 强度
3.1 长度
长度重要？
• 细绒棉的手扯长度：23～33mm • 长绒棉的手扯长度：33～45mm • (1) 纤维长度与成纱强度的关系 – 其它条件相同——越长，成纱强度越大 – 保证成纱强度——越长，纱极限细度越细 长度 成纱细度 <25mm >30tex 29mm左右 <10tex >31mm（长绒棉） <3tex
1.2 按棉花色泽分类
• （1）白棉
– 正常成熟，正常吐絮 – 色泽呈洁白、乳白或淡黄色 – 棉纺厂主要使用
• （2）黄棉
– 棉铃经霜冻伤后枯死 – 发黄：铃壳上的色素染到纤维上 – 一般都属低级棉，棉纺厂少量使用
• （3）灰棉
– – – – 雨量多，日照少，温度低，使纤维成熟受到影响 颜色呈现灰白 灰棉强力低、质量差 棉纺厂很少使用。
包括集中性指标和离散 性指标 集中性指标：主体长度 、品质长度等 离散性指标：短绒率、 基数、均匀度等。
N ; W ; S
n(l); w(l); s(l) dl 分组直方图 连续函数 n(l); w(l); s(l)
N ; W ; S
l
棉纤维长度指标
• （1）主体长度 Lm
– 纤维中含量最多（按根数或重量）的纤维长度。
棉纤维长度测量 ——罗拉式分组测量方法
•一端平齐，放在前端 •较短纤维先脱离钳口 •脱离纤维分组称重 •获得重量-长度分布曲线 •1mm或2mm组距分组称重 •指标：
– – – – 重量主体长度 品质长度 基数和匀度 短绒率
9.5mm 70N 皮辊 上短 厚度 下长 手柄 蜗杆 俯视
罗拉 蜗轮
长度指标分布图
– 比主体长度长的那部分纤维的平均长度。 – 纺纱工艺中决定罗拉隔距的重要参数。 – 不同测试方法得出的品质长度不同。
– HVI数字式照影仪测得的纤维长度指标。 – 纤维的透光量（遮光量）与纤维相对根数 的具有函数关系。
• （4）跨距长度（Span Length）
• （5）手扯长度（Staple Length）
原棉种类 长绒棉 细绒棉 纤维长度（毫米） 33--41 25--31
dTex 细度（米/克） 1.18-1.54 6500—-8500 1.67-2 5000--6000
可纺特数（Tex） 可纺支数（公支） >=5 100--200 >=10.1 33--99
粗绒棉
19--23
2.5-3.33 3000--4000
2. 棉纤维的生长发育与形态特征