项目2-4 纤维长度检验
【项目任务】
某公司送来2份纤维原料样品，1份棉纤维样品，1份羊毛纤维样品，要求测试这两种纤维的长度，并出具检测报告。
【项目要求】
1.在学习查阅相关资料和标准的基础上，采用分组讨论的方式，制订工作计划，并写出实施方案。
2.在教师的指导下，以小组为单位，学生在纺织检测实训室，按照标准分别进行测试操作。
3．安全、规范地使用仪器及化学试剂，并做好实验场地的清洁整理工作。
4.完成检测报告。
5.小组互评，教师点评。
纺织纤维的长度是纤维的形态尺寸指标，与纺织加工及纱布质量有密切关系。棉、毛、麻等天然纤维的长度一般在25~250mm；化学短纤维则根据需要切成各种长度。由于各种纤维的长度差异很大，纺纱加工的机台规格和采用的工艺参数也需随之变化。因此，在商业贸易或工业生产中，纤维长度都是一项必测的品质指标。长度对产品质量的关系密切，当其他条件不变时，纤维越长，成纱中纤维之间接触面积越大，抱合力越好，纱的强度越高。特别当纤维的长度长且长度整齐时，纱的强度、均匀度较好，纱的表面光洁，毛羽少。
长度与纺纱加工的关系非常密切，纤维越长，开松、梳理时纤维越易缠结而产生棉毛粒等疵点。因此对长纤维必须采用比较缓和的工艺，在后纺加工中，则长纤维纱条强度不高，不易断头，捻系数可相应取得较低。纤维短则在前纺加工中成网困难，断头率高，细纱必须采用较高的捻系数，因而细纱机的产量较低。
一、纤维长度指标
表示纤维长度的指标很多，按测试仪器和方法而异。常用的有表示长度集中性的指标如主体长度、品质长度和重量加权平均长度等。还有某些长度特性指标如跨越长度等。
1.主体长度
主体长度也称众数长度，是指棉纤维长度分布中，占重量或根数最多的一种长度。由于该方法是以重量加权的，所以主体长度必然落在重量最大的一组中，但一组的组距是２ｍｍ，主体长度究竟在组中哪一点，还需要根据重量最大的一组重量和其相邻两组的重量关系求得。主体长度的计算公式为：
式中：Lm——主体长度，mm；
Ln——重量最重一组长度的组中值，mm；
Gn——重量最重一组纤维的重量，mg；
Gn-1——比Lｎ短的相邻组的重量，mg；
Gn+1——比Lｎ长的相邻组的重量，mg。
n——纤维最重组的顺序数。
2.品质长度
品质长度是指棉纤维长度分布中，主体长度以上各组纤维的重量加权平均长度。在纤维分布图上，长于主体长度的各组纤维都在图的右半部，所以品质长度又称右半部平均长度。其计算公式为：
式中：Lｐ——品质长度，mm；
d——相邻两组之间的长度差值（即组距，d＝2mm）；
Y——Lｍ所在组中长于Lｍ部分纤维的重量，mg；
k——最长纤维组的顺序数。
3.重量加权平均长度
棉纤维长度分布中，以纤维重量加权平均得出的平均长度。计算公式为：
式中：L——重量加权平均长度，mm；
Lj——第ｊ组纤维的长度组中值，mm。
Gj——第ｊ组纤维的重量，mg
4.短绒率
棉纤维中短于一定长度界限的短纤维重量（或根数）占纤维总重量（或总根数）的百分率。计算公式为：
式中：R——短绒率；
i——短纤维界限组顺序数，其他同上。
短纤维长度界限因棉花类别而异：细绒棉界限为16mm，长绒棉界限为20mm。
5．长度标准差与变异系数
长度标准差与变异系数的计算公式如下：
式中：σ——长度标准差，ｍｍ；
CV——长度变异系数。
二、纤维长度测试方法
1.罗拉式分组测定法
采用Y111A型罗拉式长度分析仪，根据棉纤维长度分布特性，利用罗拉钳口控制长短纤维进行等距分组称重，求得长度分布等各项指标。仪器如图2-2所示，它由纤维引伸器和纤维分析器组成。
图2-2 Y111A型棉纤维长度分析仪
Y111A型罗拉式纤维长度分析仪的上半部是一个可揭起的盖子，盖子上有弹簧和压板，撑脚上装有上罗拉，当压板嵌入支架的缺口并转动偏心杠杆时，弹簧便以68.7N（7000gf）的压力压住上罗拉。仪器的下半部是由下罗拉、蜗轮、蜗杆等组成，下罗拉的一端连接一个具有60个齿的蜗轮（其上刻有60个分度）。蜗轮与带有手柄的蜗杆啮合，旋转手柄一周，下罗拉转动1/60r，下罗拉直径19mm，1/60r相当于周长1mm。仪器前面装有溜板,用以支持棉束不致下垂,并固定夹子在夹取纤维时的深度。
测定时，首先将纤维试验试样预先整理成一端整齐而层次分明的棉束，然后放入分析仪的罗拉中夹紧，转动罗拉，即可将纤维由长到短依次送出，最后分组称重、计算，求得主体长度、品质长度、平均长度、短绒率、均方差与变异系数等指标。罗拉式长度测定虽速度较慢，技术要求较高，但能测得较多的长度分布数据，所以纺织厂普遍采用。
2.梳片式分组测定法
采用Y121型梳片式长度仪。它利用一组钢针梳片将试样整理成一端平齐的棉束，然后由长至短地将棉束中的纤维按长度分成若干组，分别称其重量，计算求得各项长度分布指标，包括上四分位长度（指自最长纤维至试样总重的1/4处的长度）、平均长度及短纤维率等。
3.纤维照影仪和HVI法
采用纤维长度照影仪和HVI法。其原理是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均伸直、均匀分布的试验须丛。通过照影仪曲线，确定纤维长度指标。
4.手扯尺量法
长度检验手扯尺量法有一头齐法和两头齐法。用棉花手扯长度实物标准（GB 1103—2007）进行校准。手扯长度与HVI上半部平均长度相一致，是棉花计价的重要依据。
所谓手扯长度是用手扯尺量的方法所测的原棉中根数最多的纤维长度，简称长度。原棉手扯长度检验，就是从被检验的棉花中取出少量的棉样，经过手扯整理，使棉纤维伸直平行排列有序，找出具有代表性的众数长度即为手扯长度。手扯法有一头齐法和两头齐法两种，初学者一般先学习一头齐法。手扯尺量长度时，反复拉扯棉束，要求“稳、准、快”，经常用长度标准棉样校对手法，在稳和准的基础上求快。影响手扯长度正确性的主要因素是手扯方法，包括所取棉束的数量、拉扯过程中的丢长弃短和整理成的棉束数量。手扯长度以1mm为级距，分成25mm、26mm、27mm、28mm、29mm、30mm、31mm七级，28mm为长度标准级，分级范围如表2-3所示。五级棉花长度大于27mm，按27mm计；六七级棉花长度均按25mm计。
表2-3 手扯长度分级范围
