第三章 纤维的形态尺寸及表征
第一节 纤维的长度
纤维长度：指纤维伸直而未伸长时两端的距
离 。 （伸直长度）
? 天然纤维：长度 随动物、植物的种类、品系与生
长条件等而不同 ;品种不同，差异很大；同品种
的天然纤维，长度离散也很大。
? 棉、麻、毛 —— 短纤维，长度一般为
25~250mm
? 化学纤维,人工制造的，根据需要而定，有长丝
和短纤维。
? 短纤维：有等长化纤或不等长化纤之分。而等长
纤维又有棉型、毛型、中长型之分。
? 棉型化纤,30-40 mm 用棉纺设备纺纱 纯纺或
混纺
? 毛型化纤,70-150 mm 用毛纺设备纺纱 纯纺或
混纺
? 中长纤维,51-65 mm 用棉纺或化纤专纺设备纺
纱 仿毛织物
? 特点：化学纤维的长度离散性小，但其中的超长
纤维和倍长纤维对纺纱工艺危害较大。
纤维长度指标
? 1、主体长度：纤维中含量最多的纤维长度。
? （ 1）根数主体长度：纤维中根数最多的一部分纤维的长度
? （ 2）重量主体长度：纤维中重量最重的一部分纤维的长度
? 棉的手扯长度 ≈主体长度。
? 2、平均长度：是纤维长度的平均值
? （ 1）根数平均长度 L：各根纤维长度之和的平均数。
? （ 2）重量加权平均长度 Lg：各组长度的重量加权平均数
? 3、品质长度（右半部平均长度）：比主体长度长的那部分纤维的平
均长度（是棉纺工艺中决定罗拉隔距的重要参数）
? 4、短绒率：长度在某一界限以下的纤维所占的百分率（表示长度整
齐度的指标）。
? 界限：细绒棉 16mm、长绒棉 20mm ；毛 30mm ；苎麻 40mm
纤维长度的测定
? 常用的纤维长度测试方法有：
? 1,罗拉式长度分析仪法（适用于棉纤维的长度测
定）
? 2,梳片式长度分析仪法（适用于羊毛纤维、苎麻、
绢丝或不等长化纤的长度测定）
? 3,中段切断称重法适用于等长化纤的长度测定）
? 4,排图法（适用于棉或不等长化纤、羊毛、苎麻、
绢丝等长度分布的测定）
? 5,ALMETER电容测量法（适用于毛条、棉、麻
纤维条子的长度测定）
长度与成纱质量、纺纱工艺的关系
? 1,纤维长度与成纱强度的关系
? 在其它条件相同下，纤维越长，成纱强度越大，在保
证成纱具有一定强度的前提下，纤维长度越长，纺出纱的
极限细度越细（棉纤维）
? 2,纤维长度与成纱毛羽的关系
? 成纱的毛羽是由伸出成纱表面的纤维端头、纤维圈等
形成。
? 在其它条件相同情况下，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
? 当纤维长度整齐度差时，短绒率大时，成纱条干变差，
强度下降，生产高档产品时，需经过精梳以去除短纤维。
第二节 纤维的细度
? 一、纤维细度的指标两种表示方法：
? 直接法：
? 用直径、投影宽度（非圆形截面的纤 维）,
截面积（测量困难）,周长、比表面积
（计算值）等指标表示；
? 间接法：
? 用纤维长度与重量之间的关系表示，如特
数 Ntex、分特 Ndtex、旦数 Nden、公制支
数 Nm 等。
? 2、间接法：
? 用长度－重量关系衡量
? （ 1）特数 tex —— 国际标准单位
? 定义：在公定回潮率下,1000米长的纤维所具有重量的克
数。
?
? Gk —— 纤维在公定回潮率下的重量，称为标准重量（ mg
或 g）； L —— 纤维长度（ mm或 m）
? 同品种纤维,Ntex↑，纤维越粗 。
? 分特 dtex：在公定回潮率下,10000米长的纤维所具有重
量克数。
? 1tex＝ 10dtex
1 0 0 0?? LGN kte x
? （ 2）旦数（旦尼尔数） Nden —— 绢丝，化纤常
用指标
? 定义：在公定回潮率下,9000米长的纤维所
具有重量的克数。
?
同品种纤维,Nden↑，越粗,
1000?? LGN kde n
? （ 3）公制支数 Nm —— 常用于棉纤维
? 定义：在公定回潮率下，单位重量（ g,mg）的纤维所具有的长度
（ m,mm）：
?
? 同品种纤维,Nm↑，纤维越细。
? 间接细度指标的 换算式 如下：
? 直接细度指标（直径 d）与间接细度指标的换算：
? 式中,d—— 纤维直径（ mm）； γ —— 纤维密度（ g/cm3）
?
?
?
??
?
?
m
d e n
te x
Nd
N
d
N
d
129.1
0113.0
03568.0 te xd e n
mte x
NN
NN
9
1 00 0
?
??
k
m G
LN ?
? 马克隆值 M （用于棉）
? —— 本身无量纲，相当于单位长度（英寸）的重
量（微克）； 反映细度、成熟度的综合指标。
? M× Nm＝ 25400； Nt＝ 0.0394M； Nd＝ 0.354M
? 品质支数 （用于毛）
? —— 沿用下来的指标，曾表示该羊毛的可纺支数，
现表示直径在某一范围的羊毛细度。
? 二、纤维细度的测定
? 1、中段切断称重法：
? —— 棉纤维或化纤的细度测定
? 该法只能测算纤维的间接平均细度指标，无法得到细度的离散性指标。
? 将纤维排成一端不齐，平行伸直的棉束，然后用纤维切断器在纤维中段
切取一定长度（棉 10mm）的纤维束，在扭力天平上称重 G，然后计数中段纤
维的根数 n，计算 Nm。
? 梳理 — 切断 — 称重 — 数根数 — 计算
? Nm＝ L/G=10× n/G
?
2、气流仪法（棉，羊毛）
? 原理,在一定容积的容器内放置一定重量的纤维，容器两端有网眼板，可以
通过空气，当两端有一定压力差的空气流过时，则空气流量与纤维的比表面积平方成反比例关系。
? 见余序芬主编的“纺织材料实验技术”。
? 3、显微镜投影法
? —— 常用于羊毛细度和截面为圆形纤维的纵向投影直径的测量。
? 投影放大倍数一般为 500倍，用放大 500倍的锲形卡尺测量纤维直径。
? 通常用分组计数法，计算出纤维的平均直径和直径变异系数。
? 三、纤维细度与成纱质量、纺纱工艺的关系
? 1.与成纱强度的关系
? 在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱强
度越高；
? 2.与成纱条干的关系
? 在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱条
干越均匀；
? 在保证一定成纱质量的前提下，细而均匀的纤
维可纺较细的纱；
? 3.与纺纱工艺的关系
? 纤维越细，加工过程中容易扭结、折断而产生
棉结、短纤维。
第三节 纤维的卷曲
? 一、纤维卷曲产生的原因
? 1.羊毛
? 自然卷曲。是由于内部结构中的正、偏皮质细胞呈双
边结构或偏皮芯结构或不均匀的混杂结构所致。
? 卷曲形态差异较大，无规律性明显。
? 根据羊毛纤维卷曲的深浅（即波高），以及长短（即
波宽）不同，卷曲形状可以分为三类，
? （ 1）弱卷曲,特点是卷曲的弧不到半个圆周，沿纤维
的长度方向比较平直，卷曲数较少。半细毛的卷曲属此类。
? （ 2）常卷曲 特点：卷曲的波形近似半圆形。细毛的卷
曲属于此类。用于精梳毛纺，纺制有弹性和表面光洁的纱
线和织物。
? （ 3）强卷曲 特点：卷曲的波幅较高，卷曲数较多。细
毛羊腹毛属此类。用于粗梳毛纺，纺制表面和毛茸丰满、
手感好、富有弹性的呢绒。
? 2.化学纤维
? 化学短纤维为了改善其可纺性和织物性能，一
般都要人为赋予卷曲，化学长丝（大部分）也不
例外。赋予化纤卷曲的方法有机械卷曲法、复合
纺丝法、三维卷曲纺丝法以及各种变形加工方法
等。
? （ 1）复合纺丝法（是永久卷曲）：
? 利用纤维的内部结构的不对称而在热空气、
热水等处理后产生的。
? （ 2）机械卷曲法（是暂时卷曲）：
? 利用纤维的热塑性采用机械方法挤压而成。
二 表示纤维卷曲性能的指标
? 1.卷曲数：指每厘米长纤维内的卷曲个数。是反映卷曲多少的指标。
? 一般化学短纤维的卷曲数的卷曲数为 12～ 14个 /25cm，
? 羊毛的卷曲数随羊毛细度和生长部位而异。
? 2.卷曲率：指纤维单位伸直长度内，卷曲伸直长度所占的百分率。或
表示卷曲后纤维的缩短程度。
? 卷曲率的大小与卷曲数及卷曲波幅形态有关。
? 一般短化纤的卷曲率在 10～ 15%为宜。
? 3.卷曲回复率,指纤维经加载卸载后卷曲的残留长度对卷曲伸直长度
的百分率。
? 反映卷曲牢度的指标。数值越大，表示回缩后剩余的波纹越深，
? 即波纹不易消失，卷曲耐久。
? 一般短化纤的该值约为 70～ 80%。
? 4.卷曲弹性率：指纤维经加载卸载后，卷曲的残留长度对伸直长度的
百分率。
? 反映卷曲牢度的指标。数值越大，表示卷曲容易恢复，卷曲弹性
越好，卷曲耐久牢度越好。
? 一般短化纤的该值约为 10%。
K1,K2－单位长度内纤维左、右侧分别数得的卷曲数
L0－纤维加轻负荷后的长度（ mm）
L1－纤维加重负荷后的长度（ mm）
L2－纤维除去重负荷一定时间后再加 轻负荷的长度（ mm）
第一节 纤维的长度
纤维长度：指纤维伸直而未伸长时两端的距
离 。 （伸直长度）
? 天然纤维：长度 随动物、植物的种类、品系与生
长条件等而不同 ;品种不同，差异很大；同品种
的天然纤维，长度离散也很大。
? 棉、麻、毛 —— 短纤维，长度一般为
25~250mm
? 化学纤维,人工制造的，根据需要而定，有长丝
和短纤维。
? 短纤维：有等长化纤或不等长化纤之分。而等长
纤维又有棉型、毛型、中长型之分。
? 棉型化纤,30-40 mm 用棉纺设备纺纱 纯纺或
混纺
? 毛型化纤,70-150 mm 用毛纺设备纺纱 纯纺或
混纺
? 中长纤维,51-65 mm 用棉纺或化纤专纺设备纺
纱 仿毛织物
? 特点：化学纤维的长度离散性小，但其中的超长
纤维和倍长纤维对纺纱工艺危害较大。
纤维长度指标
? 1、主体长度：纤维中含量最多的纤维长度。
? （ 1）根数主体长度：纤维中根数最多的一部分纤维的长度
? （ 2）重量主体长度：纤维中重量最重的一部分纤维的长度
? 棉的手扯长度 ≈主体长度。
? 2、平均长度：是纤维长度的平均值
? （ 1）根数平均长度 L：各根纤维长度之和的平均数。
? （ 2）重量加权平均长度 Lg：各组长度的重量加权平均数
? 3、品质长度（右半部平均长度）：比主体长度长的那部分纤维的平
均长度（是棉纺工艺中决定罗拉隔距的重要参数）
? 4、短绒率：长度在某一界限以下的纤维所占的百分率（表示长度整
齐度的指标）。
? 界限：细绒棉 16mm、长绒棉 20mm ；毛 30mm ；苎麻 40mm
纤维长度的测定
? 常用的纤维长度测试方法有：
? 1,罗拉式长度分析仪法（适用于棉纤维的长度测
定）
? 2,梳片式长度分析仪法（适用于羊毛纤维、苎麻、
绢丝或不等长化纤的长度测定）
? 3,中段切断称重法适用于等长化纤的长度测定）
? 4,排图法（适用于棉或不等长化纤、羊毛、苎麻、
绢丝等长度分布的测定）
? 5,ALMETER电容测量法（适用于毛条、棉、麻
纤维条子的长度测定）
长度与成纱质量、纺纱工艺的关系
? 1,纤维长度与成纱强度的关系
? 在其它条件相同下，纤维越长，成纱强度越大，在保
证成纱具有一定强度的前提下，纤维长度越长，纺出纱的
极限细度越细（棉纤维）
? 2,纤维长度与成纱毛羽的关系
? 成纱的毛羽是由伸出成纱表面的纤维端头、纤维圈等
形成。
? 在其它条件相同情况下，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
? 当纤维长度整齐度差时，短绒率大时，成纱条干变差，
强度下降，生产高档产品时，需经过精梳以去除短纤维。
第二节 纤维的细度
? 一、纤维细度的指标两种表示方法：
? 直接法：
? 用直径、投影宽度（非圆形截面的纤 维）,
截面积（测量困难）,周长、比表面积
（计算值）等指标表示；
? 间接法：
? 用纤维长度与重量之间的关系表示，如特
数 Ntex、分特 Ndtex、旦数 Nden、公制支
数 Nm 等。
? 2、间接法：
? 用长度－重量关系衡量
? （ 1）特数 tex —— 国际标准单位
? 定义：在公定回潮率下,1000米长的纤维所具有重量的克
数。
?
? Gk —— 纤维在公定回潮率下的重量，称为标准重量（ mg
或 g）； L —— 纤维长度（ mm或 m）
? 同品种纤维,Ntex↑，纤维越粗 。
? 分特 dtex：在公定回潮率下,10000米长的纤维所具有重
量克数。
? 1tex＝ 10dtex
1 0 0 0?? LGN kte x
? （ 2）旦数（旦尼尔数） Nden —— 绢丝，化纤常
用指标
? 定义：在公定回潮率下,9000米长的纤维所
具有重量的克数。
?
同品种纤维,Nden↑，越粗,
1000?? LGN kde n
? （ 3）公制支数 Nm —— 常用于棉纤维
? 定义：在公定回潮率下，单位重量（ g,mg）的纤维所具有的长度
（ m,mm）：
?
? 同品种纤维,Nm↑，纤维越细。
? 间接细度指标的 换算式 如下：
? 直接细度指标（直径 d）与间接细度指标的换算：
? 式中,d—— 纤维直径（ mm）； γ —— 纤维密度（ g/cm3）
?
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? 马克隆值 M （用于棉）
? —— 本身无量纲，相当于单位长度（英寸）的重
量（微克）； 反映细度、成熟度的综合指标。
? M× Nm＝ 25400； Nt＝ 0.0394M； Nd＝ 0.354M
? 品质支数 （用于毛）
? —— 沿用下来的指标，曾表示该羊毛的可纺支数，
现表示直径在某一范围的羊毛细度。
? 二、纤维细度的测定
? 1、中段切断称重法：
? —— 棉纤维或化纤的细度测定
? 该法只能测算纤维的间接平均细度指标，无法得到细度的离散性指标。
? 将纤维排成一端不齐，平行伸直的棉束，然后用纤维切断器在纤维中段
切取一定长度（棉 10mm）的纤维束，在扭力天平上称重 G，然后计数中段纤
维的根数 n，计算 Nm。
? 梳理 — 切断 — 称重 — 数根数 — 计算
? Nm＝ L/G=10× n/G
?
2、气流仪法（棉，羊毛）
? 原理,在一定容积的容器内放置一定重量的纤维，容器两端有网眼板，可以
通过空气，当两端有一定压力差的空气流过时，则空气流量与纤维的比表面积平方成反比例关系。
? 见余序芬主编的“纺织材料实验技术”。
? 3、显微镜投影法
? —— 常用于羊毛细度和截面为圆形纤维的纵向投影直径的测量。
? 投影放大倍数一般为 500倍，用放大 500倍的锲形卡尺测量纤维直径。
? 通常用分组计数法，计算出纤维的平均直径和直径变异系数。
? 三、纤维细度与成纱质量、纺纱工艺的关系
? 1.与成纱强度的关系
? 在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱强
度越高；
? 2.与成纱条干的关系
? 在其它条件相同的条件下，纤维越细，成纱条
干越均匀；
? 在保证一定成纱质量的前提下，细而均匀的纤
维可纺较细的纱；
? 3.与纺纱工艺的关系
? 纤维越细，加工过程中容易扭结、折断而产生
棉结、短纤维。
第三节 纤维的卷曲
? 一、纤维卷曲产生的原因
? 1.羊毛
? 自然卷曲。是由于内部结构中的正、偏皮质细胞呈双
边结构或偏皮芯结构或不均匀的混杂结构所致。
? 卷曲形态差异较大，无规律性明显。
? 根据羊毛纤维卷曲的深浅（即波高），以及长短（即
波宽）不同，卷曲形状可以分为三类，
? （ 1）弱卷曲,特点是卷曲的弧不到半个圆周，沿纤维
的长度方向比较平直，卷曲数较少。半细毛的卷曲属此类。
? （ 2）常卷曲 特点：卷曲的波形近似半圆形。细毛的卷
曲属于此类。用于精梳毛纺，纺制有弹性和表面光洁的纱
线和织物。
? （ 3）强卷曲 特点：卷曲的波幅较高，卷曲数较多。细
毛羊腹毛属此类。用于粗梳毛纺，纺制表面和毛茸丰满、
手感好、富有弹性的呢绒。
? 2.化学纤维
? 化学短纤维为了改善其可纺性和织物性能，一
般都要人为赋予卷曲，化学长丝（大部分）也不
例外。赋予化纤卷曲的方法有机械卷曲法、复合
纺丝法、三维卷曲纺丝法以及各种变形加工方法
等。
? （ 1）复合纺丝法（是永久卷曲）：
? 利用纤维的内部结构的不对称而在热空气、
热水等处理后产生的。
? （ 2）机械卷曲法（是暂时卷曲）：
? 利用纤维的热塑性采用机械方法挤压而成。
二 表示纤维卷曲性能的指标
? 1.卷曲数：指每厘米长纤维内的卷曲个数。是反映卷曲多少的指标。
? 一般化学短纤维的卷曲数的卷曲数为 12～ 14个 /25cm，
? 羊毛的卷曲数随羊毛细度和生长部位而异。
? 2.卷曲率：指纤维单位伸直长度内，卷曲伸直长度所占的百分率。或
表示卷曲后纤维的缩短程度。
? 卷曲率的大小与卷曲数及卷曲波幅形态有关。
? 一般短化纤的卷曲率在 10～ 15%为宜。
? 3.卷曲回复率,指纤维经加载卸载后卷曲的残留长度对卷曲伸直长度
的百分率。
? 反映卷曲牢度的指标。数值越大，表示回缩后剩余的波纹越深，
? 即波纹不易消失，卷曲耐久。
? 一般短化纤的该值约为 70～ 80%。
? 4.卷曲弹性率：指纤维经加载卸载后，卷曲的残留长度对伸直长度的
百分率。
? 反映卷曲牢度的指标。数值越大，表示卷曲容易恢复，卷曲弹性
越好，卷曲耐久牢度越好。
? 一般短化纤的该值约为 10%。
K1,K2－单位长度内纤维左、右侧分别数得的卷曲数
L0－纤维加轻负荷后的长度（ mm）
L1－纤维加重负荷后的长度（ mm）
L2－纤维除去重负荷一定时间后再加 轻负荷的长度（ mm）
