异形纤维的截面形态的表征方法和其特征值的意义
纺织材料学_纤维的细度..
• 2．直径测量法
•
直接指标直径的测量是发展较快的，主要为国 外的工作。基本方式还是传统的显微观测，只是 容入了试样自动移动、光电信号转换、图像处理 和计算机技术。
• （1）传统的显微镜观测法 • 此方法又称为显微镜投影测量法，多用于圆形
或近圆形纤维直径的测量，源于近圆形羊毛纤维 的测量。其原理是通过普通光学显微镜加投影棱 镜，使纤维形态放大投影在平面上。
• 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317）。然后将纤维切断称重G，并点数中段纤维根 数n。
• • （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。 •
• 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。
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
04-第3章 纤维形态的表征
l max
H s (l )l 0
s (l ) l dl
S ，截面的频数函数； s(l)，频率密度函数
若假设各单纤维的截面积Si 是一致的，则截面加权长 度直接等于根数加权长度。 Si =S，S(l) = N(l)· s，或s(l) = n(l)· s，
n(l ) l dl
n(l)＝ Ni /N，表示纤维长度的频率密度函数
2019/2/21
4
（2）质量(重量 )加权长度 Lm = Lw=巴布（Barbe）长度B
Wl 1 B W W
lmax 0
W l dl
B w(l )l
lmax 0
w(l ) l dl
O
x
图3-9 纤维长度照影机测量原理解析图
I0 ln abc I
r ( x)
I 1 ln 0 k ( x) I ( x)
15
2019/2/21
( ) ( 或 100%) M(l)
r ( x )(%)
100
L1/2 为上半部平均长度 LQ 为品质长度
1/2
50 3.18mm
C
O x L L
Wira(英国羊毛工业研究协会)单纤维长度仪是早期用以加速测 量精梳毛条中各根纤维长度的一种半自动仪器，可以手工快 速测量单纤维的伸直长度。
2019/2/21 13
气流 单根纤维
透镜
检测器 V(40O)
光源
光束 V(0O) 气流
图3-8 AFIS纤维长度测量原理图
AFIS (Advanced Fiber Information System)，Uster公司，用红 外光束快速检测单根棉纤维的长度，以及直径、棉结和杂质 的尺寸及数目的单纤维测试仪
纤维细度、成熟度、异形度的表征指标与测试
纤维细度(fiber fineness)、 成熟度(maturity)和异形度(degree of profiled cross section)测试
摘要：1、纤维细度的基本指标及细度的测试方法、原理 2、棉纤维成熟度的基本指标及测试方法 3、重点掌握纤维成熟度测试仪器的纱的公称支数除以股数来表示，如 26/2,50/2 等。 如果组成股线的单纱的支数不同，如股线中各根单纱的公制支数 N1，N2……Nn 不同时，股线的公制支数 Nm(不计捻缩)按下式计算：
3、英制支数 Ne（English yarn count） 定义：在英制公定回潮率时，一磅重的纱线所具有的长度的 840 码的 倍数。 英制支数属定重制，纱线越细，支数越高。 计算式为 N = 股线英制支数的表示方法与计算方法，和公制支数相同。 4、线密度指标的关系 （1）特数 Ntex 与英制支数 Ne N =590.5
一、纤维细度与纱线质量之间的关系 1、成纱强力（yarn strength）:其它条件相同，纤维愈细，成纱强力 高 2、纺纱支数（yarn count） ：其它条件相同，纤维愈细，可纺纱支高 3、纱条干均匀度（yarn evenness） ：纤维愈细，可纺纱条干均匀度好 二、细度表达指标 1、特克斯（tex） 定义：公定回潮率时，1000m 长的纱线的重量克数。对于棉纱线俗称 为号数。 特克斯属定长制，纱线越粗，特数越大。 设纱线试样的长度为 L(m)，在公定回潮率时的重量为 Gk(g)， 则特克斯 Ntex 的基本公式为：
股线特数=单纱特数×股数，如 14×2。 当单纱特数不同时，股线特数=单纱特数之和，如 l6+18。数。 2、公制支数 Nm（metric count）
定义：公定回潮率时，一克重的纱线(或纤维)所具有的长度的米数。 公制支数属定重型，纱线越细，支数越高。 设纱线(或纤维)的长度为 L(m)， 公定回潮率时的标准重量为 Gk(g)， 则公制支数 Nm 的基本公式为： N = 100%
周蓉《纺织材料学》习题2010级
绪论１、什么是纺织纤维？２、试述纺织纤维的主要类别，并分别举例。
３、纺织纤维应具备哪些基本条件？４、分别举出纤维素纤维、蛋白质纤维、合成纤维的例子各三例。
５、纺织纤维可分为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿两大类。
６、什么是纺织材料？第一章纤维结构的基本知识一、填空：１、纺织纤维的内部结构可分为＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿三层。
２、大分子的构型有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿三种。
３、纺织纤维中大分子间的结合力有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿四种。
４、形态结构包括＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿两大类。
5 、单基的化学结构、官能团的种类决定了纤维的＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿以及＿＿＿＿＿＿等化学性能。
6、大分子结构中，＿＿＿＿＿＿决定了纤维的耐酸、耐碱、耐光以及染色等化学性能。
7、纤维素大分子的基本链节是＿＿＿＿＿＿＿＿。
8、天然纤维素纤维的晶胞属＿＿＿＿＿＿＿，粘胶及丝光棉的晶胞属＿＿＿＿＿＿＿＿。
9、蛋白质大分子的基本链节是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
10、羊毛经过拉伸，可将大分子从＿＿＿＿＿＿型变为＿＿＿＿＿＿型。
11、涤纶纤维刚性大，是由于分子上有＿＿＿＿＿＿＿＿。
12、纤维的化学性质主要取决于＿＿＿＿＿＿＿。
13、分子极性的强弱影响纤维的＿＿＿＿＿＿性质。
14、纺织纤维的大分子构型大多属于＿＿＿＿＿＿＿。
15、产量最多的锦纶纤维有＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。
16、由于存在氰基，使腈纶具有优良的＿＿＿＿＿＿＿＿。
17、由于＿＿＿＿＿＿＿，使腈纶具有优良的耐光性。
18、维纶的缩甲醛化反应发生在＿＿＿＿＿＿＿区。
19、氨纶是一种由＿＿＿＿＿共聚物制成的纤维。
20、纺织纤维的性质取决于它的＿＿＿＿＿＿＿。
21、大分子亲水基团的多少和强弱影响纤维的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
22、羊毛纤维角大分子间有＿＿＿＿＿＿键连接，可形成网型构造。
23、由于＿＿＿＿＿，大分子可以在空间形成各种不同的构象。
纺织材料学作业
第一章纤维结构基础知识名词解释聚集态结构链段构象结晶态结构结晶度取向度原纤结构纤维的形态结构简答题⒈纺织纤维的内部结构分为哪几级？对纤维性能有什么影响？⒉结晶度与取向度分别与纤维性能有何关系？⒊什么是大分子的柔曲性？影响纤维大分子柔曲性的因素有哪些？柔曲性与纤维性能有何关系？第二章纤维的形态性质名词解释：⒈纤维的主体长度⒉纤维的品质长度⒊纤维的重量加权长度⒋手扯长度⒌吸湿性平衡回潮率⒍吸湿等温线⒎吸湿滞后性⒏直接吸着水⒐吸湿积分热⒑预调湿⒒断裂长度⒓初始模量问答：⒈什么是纤维的长度分布？累积分布与频率密度分布的关系？频率密度分布与概率密度分布的关系？⒉简述短纤维含量和跨距长度对纺纱加工意义。
⒊简述纤维卷曲对加工和使用的影响⒋纤维的细度不匀的含义是什么？⒌异形纤维的截面形态有哪些表征方法？其特征值有何意义？⒍影响纺织纤维吸湿的自身因素有哪些？⒎影响纤维吸湿的外界因素主要有哪些？⒏纤维吸湿膨胀的特征如何？与纤维分子结构有何关系？⒐纤维吸湿等温线的特征如何？试用吸湿机理说明之。
⒑纤维吸湿后其重量、几何尺寸、密度、机械性质的变化的一般规律如何？⒒纤维为何会产生吸湿滞后现象？举例说明在生活或生产中人们如何利用吸湿滞后规律？⒓纤维拉伸基本指标有哪些？计算题：1、有一批纺织纤维，它们的细度及测得的平均单纤维强度值如下：棉6000公支、5.6cN；毛21μm、4.2cN；苎麻200公支、26.88 cN；粘胶纤维2.78dtex（2.5D）、7.5 cN；锦纶3.33dtex （3D）、17cN；涤纶 2.78dtex、16.8cN；腈纶 6.67dtex（6D）、22.2cN。
计算并列出断裂长度、相对强度和断裂应力三种指标的大小和顺序。
2、用中段切断称重法测等长化纤，已测得中段切取长度为20mm，中段重量为15.8mg，两端重量为43.6mg，中段根数为2634根，求该纤维的平均长度和平均细度，并说明该纤维是属于毛型、棉型还是中长型？3、有一批称见重量为2250kg的维纶，从中抽取50g试样，烘干后的干燥重量为47.8g，求：该批维纶的实际回潮率及公定重量。
异形截面纤维特征参数测试方法的比较
然 纤维 的方 向发 展 。
通常 异形截面纤 维形态特 征参数测试方法是 先制作异形纤维截面切片 ，然后将切 片放在普通生 物显微镜和显微投 影仪下 ，观察纤维截面形态特 征 ，并在描图纸 上描 绘图像 、剪纸称重或用尺测 量， 最后计算得到纤维异形度指标。本文推荐使用 视频显微镜 ，采用视频显微镜及与其兼容配套的 Ｐ ｎｃ ￣ ｉ ． ｉ ａｌ Ｓ ｄ ８ ｎ ｅ ｏ ０图像采集软 件和 Ｉ ａ － ｍ Ｉ ｍ ｒＰ ｐ ｓ ｕ 图像分析软件 ，测试异形截面纤维形态特征参数。
层胶棉液，用刀片小心切下薄片。切片厚度应控制 在 ２ ｍ以下 ，切片愈薄 、愈均匀愈好 。然后用 ０ 镊子夹取将其放在滴有甘油的载玻片上，以备观察
测试。
能的基础之一。异形度指标不仅反映了纤维的截面 形状，而且影响织物的手感、风格等服用性能。异 形度的微小变化，将使纤维光泽产生显著差异 ，制
维普资讯
测 试 与 标 准
视频 显微镜 具有 超高 连续 可 调 的放大 倍 率并 可连续变焦 ， 用与视频显微镜 配套兼容 的 Ｐｎ ａ 使 ｉｎ— ｃｅＳ ｄｏ ． ｌ ｔ ｉ ０图像 采集软件 ，采集 在 计算机 屏幕上 ｕ ８
面 的 中空 面积 （ ｍ ） “ ”字形 纤维 的角度 等 。 ｉ ２、 Ｖ ￣
观察 到的一 定放大倍数下的异形纤维截面 图像 ；再
利用 与视频 显微镜 配套兼容 的 Ｉ ｇｒＰｏｌｓ ｍａｅ— ｒ ｕ 图像 ｐ 分析软件 ，测量异形纤维截面 的内切 圆半径 、外接 圆半径 、异形纤维截面周长和面积 、异形纤维截面 外接 圆 周长 和面 积 、中空 纤 维 截面 的 中空 面积 、 “ ”字形纤维 的 角度等特 征参 数 ，由此 计算 出异 Ｖ 形纤维的异形度指标 。
异形纤维的介绍
三叶形截面纤维
这类纤维除具有优良的光学特性外，还具有较大的摩 擦系数，因此织物手感粗糙、厚实、耐穿，比较适合做外 衣织物。尤其是三叶形长丝更适合做针织外衣料，它不会 出现勾丝和跳丝，即使出现了也不会形成破洞。三叶形纤 维制做的起绒织物，其绒面可以保持丰满、竖立，具有较 好的机械膨松性。较高捻度的三叶形长丝制做的仿麻织物 手感脆爽，更宜做夏季衣料。
谢谢
欣赏
异形纤维的特点
异形纤维的性质随截面形状不同而异。异形纤维由于易形成 应力集中源，纤维强度较圆形截面纤维约低10%一20%，且 耐摩擦性能差。异形纤维具有抗起球性，这是因为异形纤维 的抱合力强，起毛和起球现象可大大减少。异形纤维跟一般 的纤维相比，有如下特点。第一是光学效应好，特别是三角 形纤维，具有小棱镜般的分光作用，能使自然光分光后再度 组合，给人以特殊的感觉。第二是表面积大，能增强覆盖能 力，减小织物的透明度。还能改善圆环纤维易起球的不足。 第三是因截面呈特殊形状，能增强纤维间的抱合力，改善纤 维的蓬松性和透气性。第四是抗抽丝性能优于圆形纤维。它 大量用于机织、编织及地毯工业中。我国利用异形纤维主要 生产纺织品和针织品，如生产仿细夏布、波纹绸、仿薄丝、 仿绢和毛料花呢等。
异形纤维的发展和市场前景
近几年来，异形纤维的用途日益广泛，异形纤维 在衣着、装饰及产业用纺织品三大领域内有着广阔的 市场前景，也是非织造布及仿皮涂层的理想原料。因 为人们发现，异形纤维越来越多地显示出普通纤维无 以伦比的优越性。例如，在地毯领域中，异形纤维的 特长是富有弹性、不起球，有高度的蓬松性、覆盖性 和防污效果。在无纺布领域，异形纤维的附着性比圆 形纤维大得多。在工业卫生领域，用X、H形纤维制 造的毛刷类产品，其清洁程度要好得多。中空纤维除 衣着领域外，在污水处理、浓缩分离、海水淡化、人 工肾脏等方面也得到广泛地应用。
化学纤维异形度指标的表征方法
化学纤维异形度指标的表征方法
化学纤维异形度指标（abbreviated as CFA)是衡量特定拉维分散体系中纤维异形度的常用
指标。
它是依据表面几何形态学原理，基于研究流变学特性，或者基于分散体系改良粉状溶液稳定性的基础上，来测量纤维的分布状况的指标。
化学纤维异形度指标是通过采用一系列测定参数来建立的，不同的参数会给出不同的纤维异形度指标值。
其主要参数包括：细度（用布尔系数和颗粒度指数来衡量），粒径（采用均匀和不均匀度指标），形貌（粒度统计、微结构、长纤维比例和极限纤维长度）。
化学纤维异形度指标的表征方法有两种：一种是以颗粒度指数增加，以粒度均匀度下降的模式来表示；另一种是以其余参数的增加或下降来表征。
以异形度从低到高为例，以前者表征则为：颗粒度指数增加，粒度均匀度下降；以后者表征则为：细度降低，粒径增大，形貌上极限纤维长度增加，数量分布发生剧变等。
因此，化学纤维异形度指标可以有效地表征不同拉维分散体系中纤维形貌和粒度结构特征，为拉维分散体系的配方优化和性能预测提供依据，从而更好地提高拉维分散体系的稳定性。
异形纤维及其制造技术进展
异形纤维及其制造技术进展
范春峰;何鉴峰;王建
【期刊名称】《高分子材料科学与工程》
【年(卷),期】2024(40)3
【摘要】异形纤维是指横截面形状为非圆形的纤维,可弥补圆形纤维在抗扭强度、粗糙度、弹性、表观等性能方面的不足,并具有良好的光泽、染色、抗污、阻燃、隔热、隔音等性能,在纺织、复合材料、建筑、生物医学、汽车、航空航天、光学等领域得到了广泛应用。
文中介绍了异形纤维的类型、特点、应用领域,总结了异形纤维的制造技术及其影响因素,分析了异形纤维横截面形态表征方法及对性能的影响。
相关综述可为异形纤维的研究开发提供科学参考和技术借鉴。
【总页数】8页(P172-179)
【作者】范春峰;何鉴峰;王建
【作者单位】北京化工大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ340.6
【相关文献】
1.异形玻璃纤维及其研究进展
2.碳纤维增强复合材料异形波导制造工艺及性能的测试
3.异形截面纤维特征参数提取及图像识别技术研究进展
4.中空异形再生纤维素纤维产业化关键技术国际先进
5.异形结构纳米纤维膜的制备与应用进展
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纺织材料学 第三章 纤维形态的表征-细度
d 11.28 Ndt
d 1128
Nm
纤维细度值相同，其直径可能不同，其换算关系为：
d1 2
d2
1
直径细度指标（直径）与间接细度指 标的换算：
式中：d----纤维直径（mm）
δ----纤维密度（g/cm3)
二、纤维细度不匀指标
纤维的细度不匀主要包括两层含义：
➢ 纤维之间的粗细不匀； ➢ 纤维本身沿长度方向上的粗细不匀。
为显微镜法和气流仪法； ➢ 麻纤维：主要采用切断称重法，其次为显微镜法或
OFDA法； ➢ 丝纤维：主要采用绞丝称重法其次为显微镜法； ➢ 化纤短纤：根据毛型、棉型分别采用相应的测试方
法； ➢ 化纤长丝：一般采用绞丝称重法或显微镜法，其次
为振动法。
2．细度及其不匀对纤维集合体性质的影响
（1）对纤维本身的影响
ε——空隙率，未被纤维占据的体积的比率 S0——纤维的比表面积（单位体积纤维的表面积）
μ：空气粘滞系数粘滞系数（与环境温湿度有关可通过 温湿度修正使其保持一致） ε：样筒内纤维的空隙率（即纤维集合体内的空间体积与纤维集合体总体积之比）；
2020/6/28
28
在纤维塞质量M和测量参数（A,L,u）不变的情况下：
2020/6/28
16
2．细度不匀指标及分布
（1）不匀率指标
直径不匀是纤维细度不匀的最主要和最有效 的指标，包括：
➢ 直径均方差和变异系数 ➢ 直径平均差和平均差系数
偏差是衡量测量精密度的尺度， 它表示一组平行测量数据之间相 互接近的程度。在实际测量中， 偏差的大小比误差的大小更重要
(极差，平均差，标准差）。
➢ 细纤维(比表面积增大）：吸湿性好，染色性好， 纤维柔软，色泽乳白化，纤维成形后结构均匀、力 学性能提高；
新型纺织材料：异形纤维
少得多。
异形截面纤维会使纤维耐弯曲性下降。但中空纤维，包括中空异形纤
维的耐磨次数和耐弯曲次数却明显提高，中空纤维的这种性质与其中空化
后纤维内部应力的减小有关。有人曾专门对中空和实心锦纶的耐磨性作了 比较，如图3－1所示。从实验结果来看，无论实心异形纤维还是中空纤维
做成织物后的耐磨性都比圆形纤维有所提高。
五 抗起球性和耐磨性
普通合成纤维易起毛起球。由于纤维强力高，摩擦产生观和手感。
纤维异形化后，由于纤维表面积增加，丝条内纤维间的抱合力增大，
起毛起球现象大大减少。试验表明，锯齿形、枝翼形截面纤维游离起球的 倾向最小。五角星形、H形、扁平截面纤维和羊毛等纤维混纺，比纯纺起球
纤维也变得容易挤瘪、压扁，而使硬挺度反而降低。
四 蓬松性与透气性
一般情况下，异形纤维的覆盖性、蓬松性要比普通合成纤维好。做成的
织物手感也更厚实、蓬松、丰满、质轻，透气性也好。异形纤维截面越复
杂，或者纤维异形度越高，纤维及织物的蓬松性和透气性就越好。
例如，据测定三角形和五星形聚酯纤维织物的蓬松度(cm3／g)可比圆
41
43
47
豆形 51
纤维试样 圆形涤纶 圆中空涤纶
表3-3 几种纤维蓬松性和保暖性的比较
规格（dtex×mm）
蓬松性/%
2.75×51
67.74
2.75×51
76.64
保温性/% 70.13 81.64
中空纤维的蓬松性也与纤维中空度有关。对同规格纤维而言，中空度增加， 中空部分面积增大，纤维蓬松度也增大，纤维集合体的蓬松性也增加，有时甚至 蓬松度可增加50％以上。
面形状，有时就可以获得用化学方法所不能获得的一些特性。
蚕丝的横切面
异形纤维截面测量中的边缘检测算法
３ 神 马 实 业 股 份 有 限公 司 ， 南 平 顶 山 ． 河
４７０ ） ６ ００
பைடு நூலகம்
摘
要
边 缘 检 测 是 数 字 图像 处 理 中 的 重 要 内容 之 一 ， 是 实 现 图像 分 割 、 征 提 取 和 图 像 理 解 的 基 础 ； 截 面 的 也 特 而
特 征 参 数 是 表 征 异 形 纤 维 截 面形 状 的 主 要 指 标 。计 算 机 数 字 图 像 处 理 可 以 提 取 异 形 纤 维 的 特 征 参 数 来 自动 识 别 不 同类 型 的 异 形 纤 维 。讨 论 采 用 常用 的 几 种 经 典 边 缘 检 测 算 法 对 截 面 形 状 为 五 角 形 的 异 形 纤 维 图 像 进 行 处 理 的 情 况 ， 通 过 实 验 得 出 这 些 边 缘 检 测 算 法 的优 缺 点 及 结 论 ， 便 为 正 在 开 发 的 异 形 纤 维 截 面 自 动 检 测 系 统 的 图像 并 以
处理技术作铺垫 。 关 键 词 边 缘 检 测 ；纤 维 截 面 ；异 形 纤 维 ；测 量 ；图像 处 理
中图 分 类 号 ：Ｓ９ １２ Ｔ ４ ．
文 献 标 识 码 ： Ａ
Ａｌ ｏ ｉｈ ｔ ｄ ｆｅ ｇ ｅ ｅ ｔｏ ｎ ｐ ｏ ｌ ｄ ｆｂ ｒ ｒ ｓ －ｅ ｔｏ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｇ ｒｔ ｍ ｓｕ ｙ ｏ ｄ ｅ ｄ ｔ ｃ ｉ ｎ ｉ ｒ ｆ ｅ ｅ ｓ ｃ ｏ ｓ ｓ ｃ ｉ ｎ ｍ ａ ｕ ｅ ｎ ｉ ｉ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ． Ｉ２ ６ ０ Ｊ ｎ． ２０ ８ ｕ
异 形 纤 维 截 面 测 量 中的边 缘 检 测 算 法
杨 崇倡 ，冯 经 明 ，黄 作 英 魏 蕊 ， ，孙 瑞 玉 ，王征 黎
异形合成纤维的性能及应用
异形合成纤维的性能及应用作者：周颖葛红丹来源：《辽宁丝绸》 2015年第1期周颖葛红丹（辽东学院，辽宁丹东 118003）〔摘要〕新型服用纺织纤维产品的开发，顺应了时代的潮流和发展，给人们的生活带来了更多的舒适和健康。
纺织品设计者在产品开发过程中，要尽量突出新型纤维的优良特性，根据产品的用途特点，扬长避短。
介绍了几种异形合成纤维的性能和其适合应用的服装领域，给纺织品设计者提供了参考。
〔关键词〕异形；纤维；光泽；手感；膨松性；透气性；起球；耐磨；应用〔文献标识码〕 C〔文章编号〕 1671-3389（2015）01-34-021 异形纤维的分类异形纤维的品种相当丰富，按其截面形态大体上可以分为三角形（三叶形，T形）、多角形（五星、五叶、六角、支型）、扁平带状、中空纤维等几种类型。
此外，还有八叶形、蚊香状盘旋形等。
这些异形纤维的截面形状取决于喷丝板上喷丝孔的形状，但同时由于受到纺丝方法与其他一些因素的影响，成品丝的截面形状与喷丝孔形状之间也存在较大的差异。
2 异形纤维的性质2.1 几何性质异形纤维在截面上具有特殊的截面形状，同时对纤维纵向形态也产生了重要的影响。
为表征异形纤维界面的不规则程度，通常可以采用异形度和中空度等指标来表示。
异形度B是指异形纤维截面外接圆半径R和内切圆半径r的差值与外接圆半径的百分比。
即纤维异形度：B=（R-r）/R×100%中空纤维的截面特征用中空度H来表示。
所谓中空度是指中空纤维内径或孔腔截面积与纤维直径或纤维截面积的百分比。
H=d/D×100%2.2 光泽异形截面纤维最大的特征就是其独特的光学效果，这就是制造这类纤维的主要目的之一。
圆形截面纤维表面对光的反射强度与入射光的方向无关，异形纤维表面多光的反射强度却随着入射光的方向而变化。
异形纤维的这种光学特点增强了纤维的光泽感，使人眼在不同的位置、不同的方向接受到不同的光学信息而产生良好的感官感受。
利用异形纤维的这种性质可以制成具有真丝光泽的合纤织物。
第4章 纤维形态的表征
O
x
光电式长度测量
利用特制的梳夹在取样 器上随机抓取纤维，经 过梳理制成一个纤维平 行伸直、均匀分布的试 验须丛。 从距离梳夹根部 3.8mm处开始，以光 线向须丛梢部进行光电 扫描来测定纤维长度。 测定的结果是以跨距长 度来表示。 可以获得照影机曲线。
跨距长度
跨距长度（S.L），是指光电扫描梳夹外面的纤维 须丛时，以距离梳夹根部3.8mm处（即光电扫描 处）的纤维根数作为100％，如果扫描到相对于 此处纤维根数某一百分数时，光电扫描线到梳夹 根部的距离。
纤维品种
海岛棉 埃及棉 美棉 印度棉 中国棉
纤维宽度（μ m） 平均截面积 断面积比(%) 当量直径
范围 平均 15～27 16～28 18～20 20～24 28～45 μ m2 100 110 160 200 350 胞壁 97 97 97 94 96 中孔 3 3 3 6 4 μ m 3.18 3.34 4.03 4.5 5.96
一端齐试样
检测 电容器
A/D
控制
导杆
移动
电动
机
（1）一端整齐法
——长度测量方法
– 罗拉法
•棉 • 巴布长度（质量）
蜗轮 手柄 蜗杆 俯视 9.5mm 70N 皮辊 上短 厚度 下长
罗拉
– 梳片法
• 苎麻、羊毛、不等 长化纤 • 巴布长度（质量） • 根数加权长度
毛条（纤维条） 梳片
· · · 第2次 第1次
– 如长度和长度均匀度、跨距长度、短纤维指数、强力和伸长率、 细度和成熟度、色泽、杂质和棉结以及含水率等。
I0 输入 光强 I 输出 光强 扇形 透镜 钳口线 上透镜 钳口线 3.81mm 导光纤维 光源 集光镜 平面型透镜 试样
异形纤维
这种纤维光泽夺目。如三角形尼龙长丝有钻石般的闪烁光泽，用其制造的长统丝袜具有金黄色的华丽外观。 这类纤维一般作为点缀性用途与其它纤维混纺或交织，可以制作毛线、围巾、春秋羊毛衫、女外衣、睡衣、夜礼 服等等，所有这些产品均有闪光效应。
范例1：银枪大衣呢是一种花式的顺毛大衣呢，其规格、组织、工艺与顺毛大衣呢相同，唯原料配比有区别。 最早的银枪大衣呢要用10%左右的马海毛，马海毛是一种安哥拉山羊的毛，光泽极好。银枪大衣呢使用白马海毛 与染成颜色的其他纤维均匀混合，经纺、织和洗、缩、拉、剪等工艺整理而成，织物在乌黑的绒面中均匀的闪烁 着银色发亮的枪毛，美观大方，是大衣呢中高档的品种之一，适宜制作男女大衣。
简介
在天然纤维中，蚕丝能产生闪光。通过研究了解到，蚕丝的闪光来源于它的断面呈三角形。在光的照射下， 纤维的三个几何面折光率不一样，而像三棱镜那样使光产生折射与分光。这样，折射出来的光线就炫目多彩了。 异形纤维正是受到蚕丝的启发而研制出来的，称得上是仿生学在化纤改性上的一大成果。市场上颇受消费者欢迎 的闪色围巾、闪光人造狐毛皮、可以乱真的人造貂皮、银枪大衣呢等，都是夹入这种异形纤维做成的。
这类纤维除具有优良的光学特性外，还具有较大的摩擦系数，因此织物手感粗糙、厚实、耐穿，比较适合做 外衣织物。尤其是三叶形长丝更适合做针织外衣料，它不会出现勾丝和跳丝，即使出现了也不会形成破洞。三叶 形纤维制做的起绒织物，其绒面可以保持丰满、竖立，具有较好的机械膨松性。较高捻度的三叶形长丝制做的仿 麻织物手感脆爽，更宜做夏季衣料。
市场前景
近几年来，异形纤维的用途日益广泛，异形纤维在衣着、装饰及产业用纺织品三大领域内有着广阔的市场前 景，也是非织造布及仿皮涂层的理想原料。因为人们发现，异形纤维越来越多地显示出普通纤维无以伦比的优越 性。例如，在地毯领域中，异形纤维的特长是富有弹性、不起球，有高度的蓬松性、覆盖性和防污效果。在无纺 布领域，异形纤维的附着性比圆形纤维大得多。在工业卫生领域，用X、H形纤维制造的毛刷类产品，其清洁程度 要好得多。中空纤维除衣着领域外，在污水处理、浓缩分离、海水淡化、人工肾脏等方面也得到广泛地应用。
化学纤维异形度指标表征方法的研究
化学纤维异形度指标表征方法的研究周祯德王丽莉(上海市纺织工业技术监督所)摘要：本文通过分析FZ／T 50002—1991讹学纤维异形度试验方法》中的异形度测试、中空度测试和特征值测试的方法，提出了选择指标的思路：不仅要从几何角度，更要从功能角度考量。
并且针对异形纤维因截面形状变化带来功能上的改变，进一步阐述了具体指标的改善设想。
为建立新的指标体系，应对今后新型截面纤维的异形度测试，提供了研究基础．关键词：异形纤维异形度中空度特征值1概述2异形度测试最早生产的化学纤维主要是以圆形横截面为2．1径向异形度和截面异形度表征主。
圆形截面的纤维，大都存在表面蜡感、吸水差、FZ／T50002-1991《化学纤维异形度试验方法》易起球等缺点。
为此，国内外化纤企业采用物理方是运用显微投影技术画出纤维的横截面图，在横截法或化学方法改善化学纤维的性能，开发了各种差面图上再画出同心的内切圆和外接圆。
计算外接圆别化改性纤维。
异形纤维是采用物理方法改变化学和内切圆的半径差值，定义为“径向异形度”；计算外接圆和内切圆的面积差值，定义为“截面异形纤维的结构，使得化学纤维可以模仿天然纤维的形度”。
均是从几何形状的角度表征纤维的异形度。
态。
纤维的截面形状不是实心的圆形，而是像天然FZ／T 50002—1991《化学纤维异形度试验方法》纤维那样，呈现出各种几何形状(非圆形)，可以是分别用式(1)、式(2)和式(3)计算相对径向异形度异形截面、异形中空，或者复合异形。
DR(％)、平均径向异形度仇(％)和理论径向异形度D。
纤维截面的异形化，引起纤维功能的一系列变化。
多年来，许多学者已经对异形度的测量和评定喁九DR-苄×．o。
州，做了一定的研究，我国也于1991年颁布了FZ／T 50002—1991《化学纤维异形度试验方法》标准。
但DM=筹×loo．(2)是，近几年制定的各种异形纤维的产品标准中很少2引用该方法标准，仅写明“异形度指标”由供需双方DT：堕×100．(3)根据后道产品的要求协商确定。
异形纤维的截面形态的表征方法和其特征值的意义
异形纤维的截面形态的表征方法和其特征值的意义纺1：黄宇特征参数王府梅等[1] 根据截面轮廓线多次凹凸变化的三大特征，即形成叶片或凸起的粗糙小块、外轮廓线的内包络线形态、截面内有否空隙及其大小，提出了凸叶高度D、椭圆度!、截面曲角" 及空隙率#。
韩春燕[3] 针对四孔中空纤维提出了中空度。
吴兆平等[4] 针对羊毛截面特征提出反映截面特征的三个形状因子[5]：圆形、长形、径向异形因子。
徐回祥等[6] 针对混纺织物中棉芒麻纤维的纵向和截面的外形特征提出纤维横截面CV 值、棉纤维边界曲线扭曲数麻纤维表面横节等参数。
李艰等[7]通过分析丝和毛的截面形态，提出了截面积、圆整度、异形度三个参数。
Smuts S 等[8] 根据马海毛纤维截面的几何形状，提出髓腔率，即髓腔直径与纤维直径的比值，以识别不同级别的马海毛。
Mat!ic-leigh R [9] 等人通过对棉纤维横截面的图像进行分析提出胞壁厚度、纤维宽度、成熟度系数、成熟度比率及胞壁厚度系数等指标。
D Robson [10] 利用图像处理技术测定了羊毛和羊绒的各种鳞片结构，提出描述各种羊毛鳞片的不同形态特征的面积、圆整度、矩形充满度、形状系数等16个特征参数异形度：异形度是表示纤维截面形状异形化的程度[11]。
异形纤维最常见的异形度指标[12]有圆系数、周长系数和表面系数。
在化纤异形度标准[2] 中，反映截面特征的异形度指标有径向异形度D、截面异形度S 和特征异形度C。
不过，一般情况不用特征异形度，只有当前两种指标无法表达纤维截面特征时，拓拓进特征异形度。
中空度：是指纤维截面中孔洞横截面积A，占纤维表观横截面A1的百分比H;空隙率：如果存在多微孔结构，且孔径大小不一，则用空隙率表示。
中腔率：纤维的中腔率是体积比德概念，一般中腔的截面不同，而且两端和中间都可能封闭，不同于化纤中空那样，两端开口，中间孔洞连续。
中空偏心：中空偏心在天然纤维和化学纤维中一般极少发生，其绝大多数单中腔的轴心一致，只有多中空结构是，各中腔的轴心于纤维不一致。
纤维的截面形状及表征课件(共19张PPT)《纺织材料学(第2版)》
Ar
R 2 - r 2
A0
R
D =rS =r
截面异形度
径向异形度
R - r
A -
0
0
式中， R0和Ri ，A0和Ai分别为最多接触点的外接圆和内切圆半径，截面 积，见下图左图； r为一可替换半径； Ndt 为线密度； γ为纤维的密度。 其中Dr较多地强调径向的波动；而Sr 则偏重异形使截面积的变化。显 然，以r=Ri 的敏感性最大，以r=R0可作理论估算。对于多叶形异形，除异形度外，造型系数π是表达其叶瓣数n 的特
δt = tn - DitnδA = 1 -
P = Pf - Pos Pos
1．空心截面的特征中空截面也是一种异形，即纤维内部空缺异形，与前面轮廓相对圆 的空缺是对仗的。天然棉、麻不仅轮廓内空缺，而且异形，是典型的复合异形截面； 兔毛不仅椭圆和单孔中腔，而且有异形和多孔中腔，还带有竹腔层节结 构，是合纤至今无法实现的复合异形结构；木棉巨大的中腔、超薄的胞 壁，同样也是合纤加工梦寐以求的中控纤维形态。有关截面形状异形的表达见前，本节表达纤维截面的空缺部分，即 中空度和中腔率的表达。
非圆形截面纤维的表观特征会随截面形状的不同而变，其力学、表观物理和表面吸附性质，也都会随纤维截面的异形化而变。即便是圆形 纤维，也会随内部的中空及复合产生形态、线密度和结构的变化，使纤 维的空间造型多样化、表观占有空间变大。中空使纤维弯曲、扭转刚度增大，纤维变粗； 中空可含静止空气或 相变材料，使纤维的隔热性增大，透气性不变或略增。复合使纤维结构不均匀和非对称，使各组分功能分担与互补，而获 得皮芯结构的高强舒适或高强可粘结纤维； 双边或偏心分布的高弹、空 间卷曲与螺旋和形状记忆纤维； 海岛型或海绵多孔型功能纤维或超细纤 维等。纤维的异形化即截面非实心圆变化，主要有两类形式， 一是截面形 状的非圆形化，下又分为轮廓波动的异形化和直径不对称的异形化； 一 是截面的中空和复合化。
异形纤维的特点与性能
异形纤维的特点与性能⑴相同线密度的同类纤维，异形纤维截面直径大于圆形纤维。
⑵相同线密度的同类纤维，异形纤维的刚度也大于圆形纤维。
⑶异形纤维有较大的表面系数，而表面系数=纤维截面周边长/纤维旦数(1旦=。
表面系数大，纤维间空隙率大，因而纱线织物的蓬松度高。
纤维异形化后，其表面积及实际占有空间将大大增加。
这就给它的性能带来了一系列的变化。
衡量异形化程度的指标，可用异形度及中空度表示。
异形度=(1-异形截面内接圆半径/异形截面外接圆半径)×100中空度=(纤维空腔面积/纤维截面积)×100外形为正方形的纤维其异形度为16，等边三角形为。
如需要纤维间呈毛细管效应，以具有吸湿导湿性，则异形度必须大于60，中空度越大，保温效果越好，但强度相对降低。
异形度越大，喷丝板加工难度也越大，纺丝及后加工也较困难，最终产品成本也将加大。
2.异形纤维的性能异形截面纤维具有特殊的光泽、膨松性、耐污性，并具有抗起球性，能改善纤维的回弹性和覆盖性能。
⑴抗折皱及抗抽丝性异形纤维的弹性模量比圆形截面要高，因此抗变形能力较强，抗折皱效果好。
就像同等长度、重量的工字钢要比圆钢抗弯性好。
⑵抗静电及吸湿性纤维异形化后，其表面积和空隙增加，织物的回潮率增加，且截面越复杂，回潮率越高。
如六叶形尼龙长丝回潮率可达%，而圆形截面织物只有%。
由于异形纤维吸湿性增加，因而抗静电效果有所改善。
⑶抗起球性由于一些合成纤维原料易起毛起球，其织物在使用过程中，一些纤维形成卷缠的小球附着在织物表面，降低了织物的使用价值。
而异形纤维因抱合力大，小毛丝不易滑露出来，因此起球现象大大减少。
抗起球性能与截面的异形度有关，异形度越大，抗起球性越好。
如同样的扁平合成纤维，在相同的线密度情况下，扁平度越大的抗起球性能也越好。
⑷染色性能由于异形纤维的表面积增大，染色速率可获提高。
但是，它也使对光线的反射增大，因此从视觉效应来说，在相同染料吸着量的情况下，得色显得稍浅。
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异形纤维的截面形态的表征方法和其特征值的意义
纺1：黄宇特征参数
王府梅等[1] 根据截面轮廓线多次凹凸变化的三大特征，即形成叶片或凸起的粗糙小块、外轮廓线的内包络线形态、截面内有否空隙及其大小，提出了凸叶高度D、椭圆度!、截面曲角" 及空隙率#。
韩春燕[3] 针对四孔中空纤维提出了中空度。
吴兆平等[4] 针对羊毛截面特征提出反映截面特征的三个形状因子[5]：圆形、长形、径向异形因子。
徐回祥等[6] 针对混纺织物中棉芒麻纤维的纵向和截面的外形特征提出纤维横截面CV 值、棉纤维边界曲线扭曲数麻纤维表面横节等参数。
李艰等[7]通过分析丝和毛的截面形态，提出了截面积、圆整度、异形度三个参数。
Smuts S 等[8] 根据马海毛纤维截面的几何形状，提出髓腔率，即髓腔直径与纤维直径的比值，以识别不同级别的马海毛。
Mat!ic-leigh R [9] 等人通过对棉纤维横截面的图像进行分析提出胞壁厚度、纤维宽度、成熟度系数、成熟度比率及胞壁厚度系数等指标。
D Robson [10] 利用图像处理技术测定了羊毛和羊绒的各种鳞片结构，提出描述各种羊毛鳞片的不同形态特征的面积、圆整度、矩形充满度、形状系数等16个特征参数
异形度：异形度是表示纤维截面形状异形化的程度[11]。
异形纤维最常见的异形度指标[12]
有圆系数、周长系数和表面系数。
在化纤异形度标准[2] 中，反映截面特征的异形度指标有径向异形度D、截面异形度S 和特征异形度C。
不过，一般情况不用特征异形度，只有当前两种指标无法表达纤维截面特征时，拓拓进特征异形度。
中空度：是指纤维截面中孔洞横截面积A，占纤维表观横截面A1的百分比H;
空隙率：如果存在多微孔结构，且孔径大小不一，则用空隙率表示。
中腔率：纤维的中腔率是体积比德概念，一般中腔的截面不同，而且两端和中间都可能
封闭，不同于化纤中空那样，两端开口，中间孔洞连续。
中空偏心：中空偏心在天然纤维和化学纤维中一般极少发生，其绝大多数单中腔的轴
心一致，只有多中空结构是，各中腔的轴心于纤维不一致。