羊毛细度测试方法的新标准及测试设备

羊毛细度测试方法及测试设备
——OFDA纤维细度测试仪
学号：091309215
姓名：汪佳燕摘要：讲述OFDA纤维细度测试仪测量羊毛纤维细度的方法原理，以及介绍了OFDA2000和OFDA4000细度测量仪的各项参数及指标。

关键词：羊毛细度 OFDA细度测量仪实验室型羊毛细度仪-OFDA2000 OFDA4000细度测量仪
一前言
纤维的细度是羊毛最为重要的品质指标之一。

羊毛所有的性状特征和制成纺织产品的风格性能几乎都与纤维的细度有关。

所以在贸易中羊毛的价格基本取决于纤维的细度。

细度是决定所纺纱线质量的的关键因素。

细度越小，同等支数纱线截面积中纤维根数就越多，纱线的均匀度和强力就越好。

但过细的纤维，在纺纱过程中易纠缠成结，会影响纱的质量，在穿着过程中，易使织物表面产生起毛起球现象。

羊毛的细度对纺纱工艺的影响是羊毛纤维的细度范围很宽（直径15μm～35μm），毛纤维的细度是决定纺纱支数的关键因素。

所以人们将羊毛纤维的细度称为品质支数，如70支毛、80支毛等。

改革开放以来，随着中国进出口贸易的稳步扩大，羊毛纤维细度
测试在纺织工业中的重要性已逐步为人们所认同。

部分检测机构和生产企业引进了国外先进的纤维细度仪，如光学纤维直径分析仪（OFDA）和激光扫描纤维直径分析仪和OFDA4000等。

二 OFDA羊毛细度测量仪
2.1 OFDA仪器的发展历史
1992年，瑞士Peyer公司在北京第三届国际纺织机械展览会上，展示了他们与澳大利亚新南威尔士大学共同研制的OFDA仪器。

Uster公司收购Peyer后，开发了OFDA100、OFDA2000以及OFDA4000等系列机型，1995年，IWTO发布了采用OFDA测定毛绒纤维细度的测试方法标准IWTO-TM-47。

2000年OFDA2000问世，它的测试功能除OFDA100的功能外，还增加了测试沿毛丛长度方向纤维直径的变化这种附加功能。

这种功能十分有利于毛丛细节的发现与评价。

通过这种检测使人们可以清楚的看到：从动物身上剪毛（羊毛、羊绒、马海毛和驼毛）的时间，直接影响到沿纤维方向直径的变化，这又影响到毛条中的短纤维含量、纤维的断裂位置和强度。

春天剪的毛和秋天剪的毛，由于动物的食物供给不同，沿毛丛长度方向直径变化的趋势是截然不同的。

2.2 主要特点
1. 外观颜色: 双层轻钢结构(白色油漆涂层)
2. 保温夹层水套: 用于对箱体加热和保温,并用于将测试箱体与周围环境隔绝
3. 密封设计: 水密封设计，
4. 内层结构: 注塑成型技术，没有焊接缝隙，具备优越的密封和保温性能（试验箱可用于温度高达1400F/600C的CASS 和SWAAT测试）。

（需要隔热包来保证持续的1200F/500C以上的高温运行）
5. 内防腐涂层: 涂有高性能防腐涂层，可以进行其他及强酸腐蚀测试
6. 观察窗: 20-22为全透明丙烯酸箱盖，23以上为聚丙烯箱盖，正面带有观测窗，
7. 箱门结构: 带有气弹簧开启装置，和箱门开启互锁装置
8. 温度控制: 数字温度控制模式，
9. 3个单独温度显示：气泡塔温度测试区域干球温度，湿球温度(相对湿度(RH)值的确定)
10. Level-Matic®气泡塔: 专利的去离子水位自动控制，标准的Comp-Testtm空气流量计+单独压力刻度表
11. OPTI-FOG®喷雾塔: 专利的雾化装置，带有内置的气雾节流均衡器（符合ASTM B117标准）
2.3 测试原理
OFDA羊毛细度仪又称光学纤维直径分析仪，实际上是一种安放在移动的放置羊毛纤维试样玻璃片上的自动显微镜，采用显微镜放大，摄影像头捕捉并识别单根纤维的图像以便测量，被识别的每根纤维直径采用计算机图形分析技术进行测量和记录，并对多跟重叠纤维，重复采样信号，杂质信号等予以剔除。

监控屏幕持续地显示测量过程并且可以测量单根纤维，测量范围4——300，每分钟可测3000——6000跟纤维。

在完成试样中预先确定数量的纤维测试后，将会显示并打印表明直径分布的直方图，纤维直径，变异系数，测量根数，特粗特细纤维等。

2.4 测试方法
将载有试样的载玻片，置于光学显微镜的载物台夹持装置中，由步进电动驱动载样夹持装置进行移动扫描，试样经光学显微镜放大后，通过摄像头截获每幅画面中的羊毛纤维图像信息，通过图像卡和图像分析软件进行纤维直径测量，对已测量的纤维作标记以防止重复测量，在对纤维进行水平方向扫描测量纤维宽度时，还要测量其倾斜度，以计算出垂直于纤维轴向的直径大小。

在测试中可以通过计算机显示器观察被测纤维图像。

三实验室型羊毛细度仪-OFDA2000
3.1技术参数
电脑独立于测试系统之外，通过Meswin 程序进行数据分析。

快速测量动物纤维毛丛的特性参数，包括：
※沿毛丛方向的直径变化（以微米计）
※毛丛长度
※沿毛丛方向纤维最粗点和最细点
※其它所有标准的测试要求
测量速度：每次约25秒钟，每天每台仪器能完成800到1400次测量。

纤维段模式：根据IWTOTM47标准要求，使用70mm玻璃片夹持可快速测量切断的纤维片段。

产品参数
长：490mm
宽：390mm
高：310mm
重量：12Kg
3.2主要特点
电脑独立于测试系统之外，通过Meswin 程序进行数据分析。

快速测量动物纤维毛丛的特性参数，包括：
※沿毛丛方向的直径变化（以微米计）
※毛丛长度
※沿毛丛方向纤维最粗点和最细点
※其它所有标准的测试要求
四 OFDA4000羊毛细度测量仪
4.1 OFDA4000测量参数（直径）：
※平均直径（μm）：样品中所有纤维的平均直径值。

※直径标准差（SDD）：纤维直径间的标准差值。

※直径变异系数（CVD）：标准差除以平均直径，再乘以100。

※舒适系数（%）：小于30μm的纤维百分量，大于30μm的纤维越多，其舒适系数越低。

※直径柱状图：以每微米(μm)为一间隔。

毛片直径和斑点系数（250μm长度）：
※平均直径（μm）：顺毛片断方向的平均直径分布值（一般毛断长度为250）。

※直径标准差（μm）：毛断直径的标准差，如果标准差接近0，则表明纤维细度均匀。

※最小直径：沿毛丛长度方向上的纤维直径最小处的值，以微米(μm)表示。

※小斑点面积（%）：短纤维片断上所附着的小斑点以其所占纤维整体面积的百分比来计算，这些小的斑点可能是灰尘、油脂或毛皮块。

※大斑点面积（%）：短纤维片断上所附着的大斑点以其所占纤维整体面积的百分比来计算，这些斑点通常是灰尘或油脂。

排列毛须末端的直径分布：
※沿毛须的直径分布（μm）：被拉伸的不同间隔的平均毛须直径，通常间隔为5mm。

※沿毛须方向的直径标准差（μm）
※毛须最细处的长度（mm)
※FEFI纤维末端细度指数：沿毛须方向的直径差值和平均直径值。

FDA4000简单操作
※操作人员将毛条或长条子送入OFDA4000纤维梳理器上的入口
※OFDA4000自动完成所有测量，无需投入任何人力
※测量时间由测量样品长度而定，基本速度是每小时4个样品
节约设备采购成本，三台合一台（纤维梳理器，Almeter,OFDA100或Laserscan）※节约劳动力，节约时间，样品备好之后，全自动测量，无需人员照料
※测量样品种类多，包括：羊毛、羊绒、马海毛和其它各种人造纤维
※长度、豪特、巴布等同时测量
※可测量纤维长度达280mm
※自动生成细度VS长度对比图，世界独创
※检测粗纤维含量（%>30μm），直接导致某些服装的刺痒感
※可测量散纤维（采用70mm载玻片）
※精确测量混合纤维
4.2 OFDA4000在测试纤维细度方面的特点
OFDA4000 除可以像OFDA100/2000一样，在切碎纤维的模式下测试纤维的直径，还可以在测试纤维长度的同时测试纤维的直径。

这样就极大的减少了人工的参与和测试时间。

同时仪器可自动得出直径和长度的关系图。

上面提到OFDA2000可测出沿毛丛方向直径的变化，得到春季毛和秋季毛直径变化的不同趋势。

在OFDA4000上通过对毛条长度和细度的同时检测，也可以得到春季毛和秋季毛直径变化的不同趋势。

4.3 几个与直径有关的测试值
对于中国的大多数纺织企业来讲，因为使用显微投影仪或带电脑的显微镜检测细度，得到的只是羊毛纤维的平均直径和直径CV值。

而OFDA系列仪器则可得出一些生产高端产品时进行工艺设计和质量控制需要注意的指标。

例如：
1) 纺纱细度（SP）：纺纱细度是根据平均直径和变异系数计算得到的。

变异系数每低5％，相当于实际纺纱细度降低了1μｍ。

例如：羊毛细度20μｍ，变异系数24％，则纺纱细度为20μｍ；如果羊毛细度20μｍ，变异系数19％，则纺纱细度为19μｍ。

2) 从毛尖起最细点（FPFT）：毛丛中最细位置与毛尖之间的距离。

如检测FPFT值若为30mm，意味着毛丛中最细位置与毛尖之间距离为30mm，如FPFT为0，则毛尖为最细部位。

FPFT值与出售羊毛前检测毛丛强力时得出的毛丛断裂位置有很高的相关性。

3）纤维末端细度指数（Fibre Ends）：所使用的羊毛纤维末端细度指数越低，所生产的织物穿着舒适程度就越高。

纤维末端细度指数可用正值或负值表示，如一个样品的平均细度是20μｍ，纤维末端细度指数是＋1.5，则表示纤维末端细度平均值比样品的平均直径大1.5μｍ。

五总结
羊毛的细度检测基本上是以国外的发明和创新为主线，形成了较为完整、实用、科学的测量体系、方法及标准。

澳大利亚羊毛的进化与优化过程，就是与之
相互配合、相互促进的过程。

中国现在是世界上最大的羊毛进口国和加工国，在了解、应用、消化引进的仪器和标准时，纺织厂需要思考如何能更好地利用高端仪器的各项检测指标加强对产品质量的控制，从而减少高档服装对进口面料的依赖。

OFDA4000是目前世界上首个可同时检测纤维细度和长度的测试仪器。

OFDA4000 除可以像OFDA2000一样，在切碎纤维的模式下测试纤维的直径，还可以在测试纤维长度的同时测试纤维的直径。

这样就极大的减少了人工的参与和测试时间。

同时仪器可自动得出直径和长度的关系图。

OFDA2000可测出沿毛丛方向直径的变化，得到春季毛和秋季毛直径变化的不同趋势。

在 OFDA4000上通过对毛条长度和细度的同时检测，也可以得到春季毛和秋季毛直径变化的不同趋势。

六参考文献
1.韩宏学；羊毛细度测试方法综述[J]；科技情报开发与经济；2002年05期
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