竹原纖維長度細(xì)度指標(biāo)的測定

劉 貴, 王紹平 ,楊瑜榕

（福建省纖維檢驗(yàn)局，福建 福州 350026）

1 引言

竹原纖維是采用物理、化學(xué)相結(jié)合的方法制取的天然竹纖維。由原料竹材經(jīng)過制片、蒸竹片、壓碎分解、生物酶脫膠、梳理纖維等工藝后制成的紡織用纖維。竹原纖維具有吸濕、透氣、抗菌抑菌等良好的服用性能，有一定的紡織價(jià)值。福建省素有“竹木之鄉(xiāng)”的美譽(yù)，竹業(yè)資源豐富，在發(fā)展竹纖維產(chǎn)品上具有得天獨(dú)厚的自然地理?xiàng)l件和獨(dú)特的區(qū)位優(yōu)勢。在竹纖維產(chǎn)品研發(fā)方面，福建已有企業(yè)生產(chǎn)出了可紡性的竹原纖維，并與棉、化纖等纖維進(jìn)行了混紡紗的生產(chǎn)和加工。

目前，由于竹原纖維品種繁多，不同工藝生產(chǎn)的竹原纖維之間長度、細(xì)度等物理性能指標(biāo)差異較大，而且對竹原纖維物理性能測試尚沒有形成完整的測試方法,對其各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)測試還比較少。因此，文中基于福建省竹原纖維產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀，以省內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的竹原纖維為研究對象，對竹原纖維長度和細(xì)度指標(biāo)進(jìn)行測定，探討相關(guān)性能。

2 實(shí)驗(yàn)部分

實(shí)驗(yàn)儀器和工具：Y121梳片式長度以10mm和20mm切斷器、顯微鏡、扭力天平、鋼尺、載玻片、鑷子、挑針、膠水、甘油或水等；計(jì)數(shù)器；

試驗(yàn)樣品：福建正和竹紡有限公司采用綠竹制成的竹原纖維樣品3個(gè)、福建建州竹業(yè)科技開發(fā)有限公司利用慈竹和毛竹制成的竹原纖維樣品5個(gè)，福建海博斯化學(xué)技術(shù)有限公司樣品3個(gè)（竹子種類不詳）。其中，樣品因加工工藝的不同有粗紡、半精、和精紡之分，因試驗(yàn)需要，對樣品依次編號為1#-11#，其中7#和10#樣品為精紡產(chǎn)品，具有可紡性。

2.1 長度的測定

參照GB/T 13779-2008《棉纖維 長度試驗(yàn)方法 梳片法》對竹原纖維進(jìn)行質(zhì)量平均長度的測定，質(zhì)量平均長度度計(jì)算公式如下：

式中：

mi——第i排列長度組中取得的纖維質(zhì)量，單位為毫克（mg）；

Li——第i排列長度組中的長度（組中值），單位為厘米（cm）。

k——纖維組數(shù)。

以7#試樣為例，詳細(xì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。11個(gè)樣品的長度數(shù)據(jù)如表2所示。

表1 7#試樣的長度組數(shù)據(jù)

2.2 短纖維率的測定

參照GB/T 13779-2008 《棉纖維 長度試驗(yàn)方法 梳片法》對竹原纖維進(jìn)行質(zhì)量平均長度的測定，同時(shí)對超長纖維含量分大于40mm、50mm和60mm三檔進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，對小于15mm的短纖維進(jìn)行短纖維率的統(tǒng)計(jì)。所測數(shù)據(jù)如下表2所示，質(zhì)量平均長度、短纖維率(<15mm)、和超長纖維含量(>60mm)三項(xiàng)指標(biāo)的折線圖如圖1所示。

表2 11個(gè)竹原纖維試樣的長度指標(biāo)情況

圖1 11個(gè)竹原纖維試樣的長度分布

從圖1中可以看出，質(zhì)量平均長度與超長纖維率（>60mm）指標(biāo)的折線圖趨勢基本一致，質(zhì)量平均長度長的樣品，超長纖維率也較高。而短纖維率(<15mm)指標(biāo)則與質(zhì)量平均長度與常超纖維率指標(biāo)的折線圖趨勢完全相反，質(zhì)量平均長度短的樣品，其短纖維率相對較高，這與實(shí)際情況完全相符。

2.3 線密度的測定

2.3.1 排列法

參照GB/T 17686-2008《棉纖維 線密度試驗(yàn)方法 排列法》對11個(gè)竹原纖維樣品進(jìn)行分組排列，得到試樣的各長度組線密度和平均線密度。平均線密度計(jì)算公式如下：

式中：

T——平均線密度，單位為特克斯（tex）；

mi——第i排列長度組中取得的纖維質(zhì)量，單位為毫克（mg）；

Ni——第i排列長度組中取得的纖維根數(shù)，單位為根；

Li——第i排列長度組中的長度（組中值），單位為厘米（cm）；

k——纖維組數(shù)。

以7#試樣為例，詳細(xì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3所示。11個(gè)樣品的線密度數(shù)據(jù)如表4所示。

對具有可紡性的7#試樣單獨(dú)分析，各長度短的線密度涵蓋范圍為287.36Nm—483.09Nm（表3），平均線密度為308.17Nm。隨著長度組的增大，纖維的線密度呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，也就是纖維越長，其線密度越大，表現(xiàn)為越粗。這不同于天然纖維，如棉花一般是長度越長，其線密度越小，纖維越細(xì)。

表3 7#試樣的長度組線密度和平均線密度

2.3.2 中段稱重法

參照GB/T 6100-2007《棉纖維線密度試驗(yàn)方法 中段稱重法》對11個(gè)竹原纖維試樣采用中段稱重法測定其線密度。在這里，文章分別選取切斷長度分為10mm和20mm進(jìn)行試驗(yàn)，并數(shù)其根數(shù)，從而計(jì)算線密度平均值。中段稱重法得到的11個(gè)樣品數(shù)據(jù)與排列法測得的結(jié)果匯總?cè)缦卤?所示。排列法、中段稱重法(10mm)、中段稱重法(20mm)和三者的平均值的折線圖如圖2所示。

表4 11個(gè)竹原纖維試樣的線密度情況

從表中數(shù)據(jù)可以看出，11種有代表性的樣品中，線密度的涵蓋范圍較廣，從最粗的42.92Nm（近50Nm）到最細(xì)的472.18Nm（近500Nm）。這是由于用于加工竹原纖維的竹子種類、生長情況、工藝條件等的不同，造成竹原纖維粗細(xì)極其不勻，這為后續(xù)紡紗帶來一定的困難。11個(gè)試樣的線密度趨勢圖如下圖1所示，就三種方法計(jì)算出的平均值而言，線密度在150Nm以下的有5個(gè)，150Nm到300Nm之間的有4個(gè)，300Nm以上的有2個(gè)試樣。

從圖2可以看出，兩種中斷稱重法（10mm和20mm）的線密度數(shù)據(jù)高度吻合，排列法所測得的數(shù)據(jù)與他們的相關(guān)度較高，說明排列法和稱重法的一致性較好。

圖2 11個(gè)竹原纖維試樣的線密度圖

2.4 直徑的測定

選取11種竹原纖維中有代表性的2種典型的可紡性竹原纖維進(jìn)行纖維直徑的測定，在這里選取7#試樣和10#試樣，對前面進(jìn)行排列法測定纖維線密度和質(zhì)量平均長度的成束分組纖維進(jìn)行橫截面切片、制樣。將制好的樣品在CU-6型纖維細(xì)度儀下按長度分組進(jìn)行纖維直徑的精確測定，測試結(jié)果如下圖所示。

圖3 11個(gè)竹原纖維試樣的線密度圖

從圖中可以看出，纖維直徑平均直徑基本呈現(xiàn)出隨長度增大而增大的特性（特別是7#試樣），表現(xiàn)出與線密度相同的情況，這不同于天然纖維，如棉花一般是長度越長，其直徑越小，纖維越細(xì)。7#試樣纖維直徑在50-65μm之間，平均為56.9μm，10#試樣纖維直徑在55-90μm之間，平均為75.5μm。

3 結(jié)果討論

通過對收集到的福建典型的三家企業(yè)的11個(gè)樣品進(jìn)行竹原纖維細(xì)度和長度方面指標(biāo)的測定，竹原纖維的質(zhì)量平均長度范圍為12.56 mm-84.23mm，其中具有可紡性能的代表性樣品的質(zhì)量平均長度分別為23.47mm和56.02mm。短纖維率(<15mm)的范圍為2.21%-60.93%，超長纖維率(>60mm)的范圍為0%-61.14%。竹原纖維線密度范圍為最粗的42.92Nm（近50 Nm）到最細(xì)的472.18Nm（近500 Nm）。兩種可紡性竹原纖維7#試樣和10#試樣的直徑分布分別50-65μm（平均為56.9μm）和55-90μm（平均為75.5μm）。

長度和細(xì)度指標(biāo)的大范圍分布，是由于用于加工竹原纖維的竹子種類、生長環(huán)境、生產(chǎn)工藝條件、加工時(shí)間等的不同，造成竹原纖維長短、粗細(xì)極其不勻，這為后續(xù)紡紗帶來一定的困難。對竹原纖維主要的物理性能指標(biāo)（長度和細(xì)度）進(jìn)行測定，為制定竹原纖維企業(yè)或地方標(biāo)準(zhǔn)提供基本的數(shù)據(jù)支持，并為制定某些物理性能指標(biāo)提供參考。

[1]GB/T 17686-2008 棉纖維線密度試驗(yàn)方法 排列法[S].

[2]GB/T 6100-2007 棉纖維線密度試驗(yàn)方法 中段稱重法[S].

[3]GB/T 13779-2008 棉纖維 長度試驗(yàn)方法 梳片法[S].