紡織資料測試技術(shù)

MeasuringTechniquesforTextileMaterials主要內(nèi)容第二講紗線測試技術(shù)第三講織物測試技術(shù)第一講纖維資料測試技術(shù)簡單引見紡織資料測試的國家規(guī)范、行業(yè)規(guī)范與國際規(guī)范的相關(guān)知識以及紡織資料實驗用規(guī)范大氣環(huán)境；重點引見鑒別紡織纖維的方法、纖維形狀的檢測技術(shù)以及纖維物理機械等性能的測試方法。主要引見紗線細(xì)度及細(xì)度不勻率、紗線捻度和毛羽以及紗線力學(xué)性能的測定技術(shù)等。重點引見織物構(gòu)造的綜合分析技術(shù)、織物力學(xué)性質(zhì)的測試技術(shù)和織物色牢度與生態(tài)紡織品的測試方法；簡單引見高新技術(shù)在紡織資料測試中的運用、紡織專業(yè)實驗室的根本功能及規(guī)劃等。第一講纖維資料測試技術(shù)第一節(jié)紡織資料的測試規(guī)范與測試環(huán)境第二節(jié)紡織纖維資料的認(rèn)識與鑒別第三節(jié)紡織纖維幾何形狀與尺寸的測定第四節(jié)紡織纖維資料的力學(xué)性能測試第五節(jié)紡織纖維資料的其他性能測試第三節(jié)紡織纖維幾何形狀與尺寸的測定纖維的幾何形狀與尺寸主要是指纖維的長度、細(xì)度、卷曲或轉(zhuǎn)曲等，它們與纖維的可紡性、成紗質(zhì)量、手感、保暖性等關(guān)系親密，是纖維的常規(guī)檢驗工程。紡織纖維的長度丈量紡織纖維的細(xì)度丈量紡織纖維的卷曲特征測定紡織纖維的長度丈量羅拉式長度分析儀法：用于棉纖維長度的測定梳片式長度分析儀法：用于羊毛、苧麻、絹絲或不等長化纖長度的測定中段切斷稱重法：用于等長化纖長度的測定排圖法：用于羊毛、棉、苧麻、絹絲或不等長化纖等長度分布的測定電容法：用于毛條或棉麻條中纖維長度的測定紡織纖維長度的丈量方法紡織纖維的長度丈量羅拉式長度分析儀法的丈量原理羅拉式纖維長度分析儀是用來分選纖維長度的儀器。它先將纖維整理成一端平齊，使從羅拉鉗口送出，平齊的一端在前，結(jié)果較短的纖維先脫離羅拉鉗口的控制，以后用鉗夾將脫離控制的纖維分別加以搜集和稱重，最后按公式計算纖維長度的各種目的。紡織纖維的長度丈量羅拉式與梳片式纖維長度分析儀法的丈量原理紡織纖維的長度丈量梳片式長度分析儀法的丈量原理羅拉式纖維長度分析儀是用來分選纖維長度的另一種儀器。它將上梳片自任務(wù)區(qū)移開，把整理平直的纖維束放置在梳片上的一端，用壓叉將纖維束壓入梳針內(nèi)，從顯露的一端逐次抽出部分纖維，然后疊放到梳片的另一端，并做成一端平齊的纖維束。壓上梳片，轉(zhuǎn)過儀器，在纖維不平齊的一端使部分下梳片落下，以顯露適量的纖維，將纖維逐根抽出后加以搜集和稱重，最后按公式計算纖維長度的各種目的。紡織纖維的長度丈量梳片式長度分析儀法的丈量原理紡織纖維的長度丈量中段切斷稱重法的丈量原理在求取化學(xué)纖維長度時，采用切斷稱重法。先將纖維排生長纖維在下，短纖維在上，一端平齊，寬約25mm的纖維束。用夾子夾住纖維束整齊的一端，先用稀梳，再用密梳，從纖維束尖端開場，逐漸靠向夾子根部梳理多次，梳去浮游纖維，再用夾子將不整齊的一端夾住，整齊端顯露夾子處20mm或30mm，梳去短纖維。用切斷器切取已梳過的纖維束的中段，切斷長度為Lc，稱得分量為Wc，然后稱取兩端纖維束分量Wt。Lc〔1〕定長制：公定回潮率下，單位長度的質(zhì)量特克斯(tex)：旦尼爾(D)：〔2〕定重制：公定回潮率下，單位質(zhì)量的長度公制支數(shù)(公支)：英制支數(shù)(s)：紡織纖維的細(xì)度丈量紡織纖維細(xì)度的表示方法直接法：如直徑、投影寬度、截面積、周長或比外表積間接法：用纖維長度與質(zhì)量比值表示，有定長制與定重制兩種目的紡織纖維的細(xì)度丈量中段切斷稱重法：用于棉纖維細(xì)度測定氣流儀法：用于間接丈量棉纖維、同質(zhì)羊毛及化纖細(xì)度馬克隆氣流儀法：用于間接丈量棉纖維細(xì)度及成熟度振動法：用于丈量單根化纖的線密度紡織纖維細(xì)度的丈量方法顯微投影丈量法：用于羊毛纖維細(xì)度測定激光細(xì)度儀法：用于快速丈量羊毛及化纖細(xì)度微機圖像法：用于丈量棉、毛、絲、麻及化纖的細(xì)度直接法間接法將纖維切成短片段，制片后經(jīng)500倍的顯微放大，用目鏡測微尺〔或楔形尺〕來丈量纖維直徑，采用計數(shù)法，計算纖維的平均直徑和直徑變異系數(shù)。紡織纖維的細(xì)度丈量顯微投影丈量法紡織纖維的細(xì)度丈量激光細(xì)度儀法將毛條或纖維束試樣切成約2mm短片段，并放入機內(nèi)適宜的混合液體中攪拌待用。丈量時，纖維液體自動流經(jīng)位于激光光束及其檢測器之間的丈量槽，纖維逐根擦過并遮斷激光光束，從而使光通量產(chǎn)生變化，用光電檢測器檢測出與單根纖維直徑大小相應(yīng)的電信號，并將其經(jīng)過鑒別電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，輸入計算機進展數(shù)據(jù)處置，即可顯示、打印纖維平均直徑和直徑變異系數(shù)等目的。放大負(fù)反響自動調(diào)整電路參考光電池檢測光電池丈量槽分光器光闌激光管反光鏡紡織纖維的細(xì)度丈量微機圖像法該法是利用計算機圖像處置技術(shù)，將纖維縱向或橫向截面的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像來自動丈量和分析纖維的細(xì)度及其分布。它不僅可自動丈量纖維的縱向投影直徑，還可丈量纖維的橫截面積及截面異形度或外形因子。纖維縱向或橫向切片光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)CCD攝像頭圖像采集卡計算機圖像處置及分析系統(tǒng)顯示或打印〔平均直徑、截面積、等效直徑、圓形因子等目的〕紡織纖維的細(xì)度丈量中段切斷稱重法將纖維排成一端平齊、平行伸直的纖維束然后用纖維切斷器在纖維中段切取10mm長的纖維束，再在天平上稱重，并計數(shù)這一束中段纖維的根數(shù)。根據(jù)纖維切斷長度、根數(shù)和分量，計算出纖維的公制支數(shù)等目的。這里，Lc為中段纖維分量；Gf為中段纖維分量；n為中段纖維根數(shù)。紡織纖維的細(xì)度丈量中段切斷稱重法紡織纖維的細(xì)度丈量中段切斷稱重法將纖維排成一端平齊、平行伸直的纖維束然后用纖維切斷器在纖維中段切取10mm長的纖維束，再在天平上稱重，并計數(shù)這一束中段纖維的根數(shù)。根據(jù)纖維切斷長度、根數(shù)和分量，計算出纖維的公制支數(shù)等目的。這里，Lc為中段纖維分量；Gf為中段纖維分量；n為中段纖維根數(shù)。紡織纖維的細(xì)度丈量氣流儀法氣流儀的測定原理是在一定壓力差下，經(jīng)過丈量纖維集合體的空氣流量與纖維的比外表積成一定關(guān)系來間接丈量纖維的細(xì)度。這里，K為常數(shù)；S0為纖維比外表積；A、L分別為樣筒內(nèi)截面積與樣筒高度；ΔP為樣筒兩端壓力差；μ空氣粘滯系數(shù)〔與環(huán)境溫濕度有關(guān)〕；ε為樣筒內(nèi)纖維空隙率。LdΔPAH紡織纖維的細(xì)度丈量氣流儀法紡織纖維的細(xì)度丈量馬克隆氣流儀法馬克隆氣流儀本來是一種用氣流方法測定機械軸或孔的直徑的儀器，后來被用于纖維細(xì)度的丈量，但隨著對纖維氣流儀實際的深化研討，人們發(fā)現(xiàn)氣流儀讀數(shù)并不單純反映纖維細(xì)度，而是細(xì)度的成熟度的綜合反映。從物理意義上講，氣流儀讀數(shù)反映了纖維的透氣性，是纖維比外表積的函數(shù)。為了逃避氣流儀在定義上的分歧意見，美國以Micronaire這種儀器的商業(yè)稱號作為量的稱號和單位稱號，用它們?nèi)〈?xì)度(μg/in)。紡織纖維的細(xì)度丈量馬克隆氣流儀法紡織纖維的細(xì)度丈量馬克隆氣流儀法馬克隆氣流儀本來是一種用氣流方法測定機械軸或孔的直徑的儀器，后來被用于纖維細(xì)度的丈量，但隨著對纖維氣流儀實際的深化研討，人們發(fā)現(xiàn)氣流儀讀數(shù)并不單純反映纖維細(xì)度，而是細(xì)度的成熟度的綜合反映。從物理意義上講，氣流儀讀數(shù)反映了纖維的透氣性，是纖維比外表積的函數(shù)。為了逃避氣流儀在定義上的分歧意見，美國以Micronaire這種儀器的商業(yè)稱號作為量的稱號和單位稱號，用它們?nèi)〈?xì)度(μg/in)。振動法丈量纖維細(xì)度是采用弦振動原理。纖維的上端被夾持器夾持，另一端經(jīng)上刀口和下刀口后，在其上施加一定的張力，使纖維伸直。由儀器在纖維上施加一橫向振動，使纖維產(chǎn)生共振，根據(jù)弦振實際，纖維弦振動的固有振動頻率可用下面的公式計算：

式中：l為纖維的振弦長度(cm)；Tt為纖維線密度(g/cm)；T為知的施加張力。紡織纖維的細(xì)度丈量振動法激振器數(shù)據(jù)處置放大器紡織纖維的卷曲特征測定紡織纖維卷曲特征的定義紡織上通常把沿纖維縱向構(gòu)成的規(guī)那么或不規(guī)那么的彎曲稱為卷曲。紡織纖維卷曲特征與卷曲目的的內(nèi)涵卷曲數(shù)：指纖維單位自然長度內(nèi)的卷曲數(shù)卷曲率：指纖維單位伸直長度內(nèi)，卷曲伸直的長度所占的百分率卷曲彈性回復(fù)率：指纖維經(jīng)加載卸載后，卷曲的殘留長度對卷曲伸直長度的百分率卷曲回復(fù)率：指纖維經(jīng)加載卸載后，卷曲的殘留長度對伸直長度的百分率紡織纖維的卷曲特征測定紡織纖維卷曲特征的測試原理用纖維卷曲彈性儀對纖維施加規(guī)定的負(fù)荷，在規(guī)定的時間內(nèi)，測定纖維在一定長度內(nèi)的卷曲數(shù)以及卷曲回復(fù)的長度，然后計算出有關(guān)的卷曲目的。L0L2L1第四節(jié)紡織纖維資料的力學(xué)性能測試?yán)w維在紡織品加工和運用過程中都會遭到各種外力作用而產(chǎn)生變形，甚至被破壞，纖維接受各種外力所呈現(xiàn)的特性稱為力學(xué)性能。纖維的力學(xué)性能是纖維質(zhì)量檢驗的重要內(nèi)容，它與纖維的紡織加工性能和紡織品的服用性能關(guān)系非常親密。纖維力學(xué)性質(zhì)測試的主要工程有拉伸性能，包括一次拉伸斷裂、拉伸彈性〔定伸長彈性或定負(fù)荷彈性〕、蠕變與應(yīng)力松弛、拉伸疲勞〔多次拉伸循環(huán)后的塑性變形〕、緊縮性能以及外表摩擦性能等。第四節(jié)紡織纖維資料的力學(xué)性能測試?yán)w維的一次拉伸性能測試?yán)w維一次拉伸斷裂實驗的表征目的斷裂強力：纖維可以接受的最大拉伸力，單位N，cN相對強力〔強度〕：斷裂強力與纖維細(xì)度目的的比值斷裂強度〔比強度〕：N/tex，N/Den，cN/dtex，cN/Den斷裂長度：指纖維本身分量與其斷裂強力相等時所具有的長度。即一定長度的纖維，其分量可將本身拉斷，該長度即為斷裂長度。斷裂應(yīng)力：纖維單位面積上能接受的最大拉伸力，MPa斷裂伸長率：纖維拉伸至斷裂時產(chǎn)生的伸長占原始長度的百分率。第四節(jié)紡織纖維資料的力學(xué)性能測試?yán)w維的一次拉伸性能測試?yán)w維拉伸曲線及其表征目的纖維拉伸至斷裂過程中，其負(fù)荷〔或應(yīng)力〕與伸長〔應(yīng)變〕的關(guān)系曲線。斷裂強力〔Pa〕：斷裂伸長〔ΔL〕：初始模量〔E〕：斷裂功〔W〕：PaΔL強力伸長第四節(jié)紡織纖維資料的力學(xué)性能測試?yán)w維的蠕變和松弛性能實驗蠕變：指纖維在恒定拉伸作用下，其變形隨作用時間的延續(xù)而添加的過程；應(yīng)力松弛：指纖維在恒定應(yīng)變條件下，其內(nèi)應(yīng)力隨著時間的延伸而減少的過程。纖維在外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)力隨時間而變化的性質(zhì)稱為流變性質(zhì)，它包括纖維的蠕變與應(yīng)力松弛兩種類型。第四節(jié)紡織纖維資料的力學(xué)性能測試?yán)w維的蠕變和松弛性能實驗纖維蠕變實驗：將纖維拉伸到設(shè)定的負(fù)荷值，記錄其對應(yīng)的初始伸長值及纖維在一定時間內(nèi)因蠕變而產(chǎn)生的伸長值。為堅持纖維的內(nèi)應(yīng)力為設(shè)定值，需使下夾頭做延續(xù)下降，直至到達(dá)設(shè)定的時間。L0L2L1L3第四節(jié)紡織纖維資料的力學(xué)性能測試?yán)w維的蠕變和松弛性能實驗纖維應(yīng)力松弛：將纖維拉伸到設(shè)定的伸長率值，下夾頭停頓拉伸，記錄此時對應(yīng)的負(fù)荷值。以后每隔一定時間記錄或打印纖維松弛過程中的負(fù)荷變化情況，直至到達(dá)設(shè)定的時間，下夾頭復(fù)位，終了實驗。第四節(jié)紡織纖維資料的力學(xué)性能測試?yán)w維的耐疲勞性能實驗選擇一定大小的恒定負(fù)荷作用于纖維，直至纖維破壞，測其所需求的時間；纖維在某一恒定負(fù)荷反復(fù)拉伸作用下直至破壞，測其所需求的拉伸循環(huán)次數(shù)；纖維經(jīng)定負(fù)荷或遞增負(fù)荷反復(fù)拉伸作用后，測其累積的塑性變形值。纖維的耐疲勞性通常是指在反復(fù)負(fù)荷作用下，或在靜負(fù)荷的長時間作用下引起的損傷或破壞，其測試的方法有以下幾種：第四節(jié)紡織纖維資料的力學(xué)性能測試?yán)w維的緊縮性能測試?yán)w維的緊縮性能的測試方法有兩種：恒定緊縮法和延續(xù)緊縮法，其中恒定緊縮法又可分為恒定壓力法和恒定變形法。紡織纖維對緊縮性能的要求按產(chǎn)品用途而異，對于絮類資料不僅要求蓬松柔軟，而且要有良好的緊縮性能。服裝資料的緊縮性能是影響其風(fēng)格的重要參數(shù)之一。第四節(jié)紡織纖維資料的力學(xué)性能測試?yán)w維的緊縮性能測試恒定壓力法：對試樣分別施加恒定的輕重壓力，堅持一定時間后測其兩種壓力下的厚度值，然后卸除壓力，待試樣恢復(fù)一定時間后，再次測其輕壓下的厚度。由測試結(jié)果計算緊縮性能目的和蓬松度。T0TmTr第四節(jié)紡織纖維資料的力學(xué)性能測試?yán)w維的緊縮性能測試恒定變形法：壓腳以一定速度緊縮試樣，至規(guī)定緊縮變形時停頓緊縮，記錄其壓力。堅持該變形至一定時間后，記錄其松弛壓力，即可算出應(yīng)力松弛率。假設(shè)分別測得恒定緊縮變形前后的輕壓厚度，還可算出厚度損失率。T0PiT0PsTs第四節(jié)紡織纖維資料的力學(xué)性能測試?yán)w維的緊縮性能測試延續(xù)緊縮法：壓腳以一定速度延續(xù)緊縮基準(zhǔn)板上的試樣，當(dāng)壓力添加至最大壓力時，壓腳以一樣速度前往。儀器將給出上述過程中的壓力-變形曲線，經(jīng)過該曲線，可計算出試樣的定壓厚度、緊縮功及回復(fù)功等緊縮性能目的。PrTmPmT0P0T0Hm位移量XOP第四節(jié)紡織纖維資料的力學(xué)性能測試?yán)w維的摩擦性能測試?yán)w維的摩擦性能通常用摩擦阻力和摩擦系數(shù)表示，摩擦阻力是兩個相互接觸的物體在法向壓力作用下，沿著切向相互挪動的阻力。當(dāng)法向壓力為零時，摩擦力也為零。摩擦力分靜摩擦力和動摩擦力，摩擦力與法向壓力的比值，稱為摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)也分靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)。第四節(jié)紡織纖維資料的力學(xué)性能測試?yán)w維的摩擦性能測試丈量短纖維的摩擦系數(shù)普通用絞盤法。將纖維以一定的角度包圍在絞盤上〔輥軸的資料可以是鋼、陶瓷或包覆纖維〕，纖維的兩端分別掛上一樣分量f0的張力夾，其中一端的張力夾掛在扭力天平鉤子上，另一端垂下。當(dāng)輥軸順時針做等速回轉(zhuǎn)時，由于纖維與絞盤外表存在著摩擦力，使纖維兩端的張力不等，f1>f2，此時扭力天平指針偏向一邊。為了丈量扭力天平秤鉤上受力大小，可扳動手柄，使天平指針回復(fù)到零位，此時其天平的讀數(shù)為m，那么f2=f0，而f1=f0－m，根據(jù)歐拉公式有：f2=f1eμθ，即可求得纖維的摩擦系數(shù)。f2f1θ第五節(jié)紡織纖維資料的其它性能測試紡織纖維其它性能主要包括回潮率、羊毛油脂或化纖油劑含量、靜電性能以及合成纖維的熱收縮率等。本節(jié)主要引見纖維資料回潮率的測定。第五節(jié)紡織纖維資料的其它性能測試?yán)w維資料的回潮率測試紡織纖維的吸濕或放濕不僅會引起資料本身的質(zhì)量變化，而且會引起一系列的性量變化，對商品貿(mào)易、質(zhì)量控制、性質(zhì)測定以及消費加工等都會產(chǎn)生影響。對服用織物，吸濕、放濕性能還是影響其溫馨性的重要要素。紡織纖維資料吸濕性能通常用回潮率表示?；爻甭始丛嚇拥臐裰嘏c干重的差值對干重的百分率。第五節(jié)紡織纖維資料的其它性能測試?yán)w維資料的回潮率測試方法直接測定法：該法是分別測出紡織資料的濕重和干重，經(jīng)計算直接獲得纖維資料的回潮率。如烘箱枯燥法、紅外線枯燥法、真空枯燥法、微波枯燥法、吸濕劑枯燥法等；間接測定法：該法是利用紡織資料中含濕量與某些性質(zhì)相關(guān)的原理，經(jīng)過測試這些性質(zhì)來推測紡織纖維資料的回潮率。如電阻測濕法、電容測濕法、微波吸收法等。第五節(jié)紡織纖維資料的其它性能測試烘箱枯燥法測試?yán)w維回潮率的原理烘箱枯燥法是利用電阻絲加熱，當(dāng)箱內(nèi)溫度升至規(guī)定值時，把試樣放入烘箱內(nèi)，使纖維資料內(nèi)的水分蒸發(fā)于空氣中，并利用換氣安裝將濕空氣排除箱外。由于紡織纖維資料內(nèi)部水分不斷蒸發(fā)和散失，質(zhì)量不斷減少。當(dāng)質(zhì)量烘至恒量時，即為紡織資料干重〔烘燥過程中的全部質(zhì)量損失都作為水分計算〕，最后經(jīng)計算得出回潮率目的。國家規(guī)范規(guī)定供應(yīng)烘箱的大氣應(yīng)為規(guī)范大氣，如為非規(guī)范大氣，那么測得的烘干質(zhì)量應(yīng)修正到規(guī)范大氣條件下的干重。