罗拉法测定棉纤维长度

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25-250 mm；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而且长度整齐时，纱的强度、均匀度较好，纱的表面光洁，毛羽少。

长度对纺纱加工的关系也很密切，纤维越长，开松、梳理时纤维越易缠节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，细纱产量高，不易断头，捻系数可相应取得较低，细纱产量高。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。

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平均长度、主体长度、有效长度和品质长度等。还有某些长度特性指标如跨越长度等。平均长度是纤维长度的平均值。根据测试方法不同，而又可分为根数平均长度、重量加权平均长度以及截面加权平均长度等。根数平均长度是各根纤维词典之和的平均数。重量加权平均长度是各组词典的重量加权平均数。截面积加权平均长度是各组长度的截面积加权平均数。一般用电容式长度仪测定。

主体长度是纤维试样中数量最多的一部分纤维的长度。更根据测试方法的不同，又可分为根数主体长度和重量主体长度两类。根数主体长度指试样中根数最多的一部分纤维的长度。重量主体长度指试样用分组称重法测定时，得到的重量最重的一组纤维的长度。品质长度是确定纺纱工艺参数时作为依据的长度。棉纤维的品质长度一般表示在某一界限以下的纤维重量（或根数）占总重量（或根数）的百分率。数值越大，表示质量越差。

测定纤维程长度的仪器与方法很多，生产中常用的有罗拉式长度分析仪测定棉纤维长度、中段称重法测定化学短纤维长度、梳片式长度分析仪测定棉纤维及羊毛、苎麻、绢丝或不等长化纤的长度等、排图法测定棉或不等长化纤、羊毛、苎麻、绢丝等的有效长度。近代测试技术在长度测试中的应用很多，如数字式照影仪、电容式纤维长度仪等。

一、罗拉法测定棉纤维长度实验的目的要求

使用罗拉式纤维长度分析仪将一端排列整齐的棉纤维束，按一定组距分组称重后，求出纤维长度的各种指标。通过实验，熟悉仪器的结构和实验方法，掌握棉纤维长度各指标的计算方法。并对棉纤维的长度值具有一定的概念。

二、试验仪器和试样

试验仪器为Y111型罗拉式纤维长度分析仪和两台扭力天平，其中一台称量为100mg，感量为0.2mg，感量为0.05mg。试样为棉纤维一种。并需准备稀梳、密梳、镊子及小钢尺等用具。

三、基本知识

1、棉纤维的长度和长度分布 棉纤维的长度是在纤维发育过程中的前期延伸期形成的，而棉纤维包壁厚度则在纤维发育过程中的后期即延伸期形成的。因此，棉纤维的长度不因纤维成熟的好坏而有差异。

棉纤维由自然生长而成，长度很不均匀，一般为27mm、29mm、31MM等。如果将一束棉纤维试样从长到短逐根排列，使各根纤维的一端位于一根直线上，就可得到棉纤维的自然长度排列，亦称拜氏图，其图形所示：

如将不同长度的纤维按纤维长度范围进行分组，并称出每组的重量，可得到棉纤维长度—重量分布图，亦称韦氏图。此分布图一般都是不对称的，而且是右偏的

2.决定棉纤维长度的主要因素

棉纤维长度很不均匀，在同一批棉样内，用数量最多的一部分纤维的长度来代表这一批棉纤维的长度。决定棉纤维长度的因素主要有以下几个方面：

（1）原棉品种：从大品种分，有海岛棉和陆地棉。一般海岛棉（即长绒棉）长度较长，在33mm以上；陆地棉（即细绒棉）长度较短，在25-31mm之间。陆地棉长度也有差异，早熟品种（东北棉）较短，中熟品种较长。

（2）气候条件：棉花生长过程中，特别是在延伸期，天气干旱时纤维偏短，而水分充分时，纤维长度会偏长。

（3）土地条件：有些地方土壤含有盐碱成分较高，棉纤维长度偏短。

（4）棉花初步加工，初步加工条件不同，纤维长度会有稍许差异。锯齿棉加工（扎棉）时有清花设备，能排出一部分僵棉和短纤维，所以段纤维少；皮辊棉加工时无清花设备，所以短绒多。而棉纤维主体长度，因锯齿加工作用强烈，纤维有时被打断而使长度偏短。

3.棉纤维的长度指标 我国目前生产线上使用的棉纤维长度检验方法有手扯法和罗拉法（仪器法）两种。手扯法测定棉纤维长度指标用手扯长度表示，即通过手工整理后测得的棉纤维长度，它代表一批棉群中数量最多的纤维长度。一般在商业上棉包刷的 0 头，如231，后两个数字为手扯长度。手扯长度一般都用单数，如25mm、29mm、31mm等。

采用罗拉法测定的棉纤维长度，其指标有主体长度右半部平均长度（平均长度）基数、均匀度和短绒率等。

（1）主体长度：主体长度是纤维中含量最多的纤维长度。它接近手扯长度。

（2）品质长度（右半部分平均长度）：品质长度是比主体长度长的那一部分纤维的平均长度，此指标一般用于纺纱工艺中，如决定罗拉隔距等。

（3）基数：基数是以主体长度为中心。前后5mm范围内纤维重量占整个纤维试样重量的百分数。基数高，说明纤维长度均匀。

（4）均匀度：均匀度是基数和主题长度是乘积（去掉基数百分数）。它是相对指标，用以比较不同长度纤维的均匀程度。

（5）短绒率：短绒率是长度短于16mm（主体长度为31mm以下时）或20mm（主体长度长于31mm时）的纤维重量占纤维总重量的百分率。短纤维多少对成纱质量（条干和品质长度指标）有明显影响，一般棉纤维短绒率超过12%—15%或以上时，成纱强力和条干将显著变差。

4.棉纤维长度检验 棉纤维长度检验分手扯长度检验和仪器长度检验。仪器长度检验有多种：梳片式长度分析仪、罗拉式长度分析仪光电式长度分析仪及气流式长度分析仪等。

梳片式长度分析仪在西方国家仍在使用，作为日常纤维检验的一种方法。罗拉式长度分析仪在苏联、东欧国家仍在使用，我国解放后一直使用此仪器，至今各纺织厂仍在使用。光电式长度分析仪如照影仪，是利用光电原理快速测量纤维长度的一种仪器，目前在世界各国广泛采用气流式不用光电，目前一些国家在研制之中，尚未达到工业使用阶段。

四、罗拉式长度分析仪的结构与调整

1、仪器的结构 （Y111型罗拉式纤维长度分析仪）Y111型罗拉式纤维长度分析仪结构如图5-3所示。仪器的上半部是一个可以揭起的盖子，盖子上有弹簧和压板。撑角上装有上罗拉。当压板嵌入支架的缺口并转动偏心杠杆时，弹簧便以7000g的压力压住上罗拉。

罗拉式纤维长度分析仪的下半部由罗拉、蜗轮、蜗杆等组成，下罗拉的一端连接一个60齿的蜗轮（上刻有60个分度）。蜗轮与带有受柄的蜗杆齿合，旋转手柄一周，下罗拉转动1/60转。下罗拉直径为19mm，1/60转相当于周长1mm。仪器的前面装有溜板，用以支持棉束不致下垂，并固定夹子在夹取纤维时的深度。

Y111型罗拉式纤维长度分析仪

2.仪器的调整

（1）调整桃形偏心盘与溜板芯子，开始接触指针在蜗轮的16分度上。

（2）检查溜板内缘板原定３mm的距离予以放大或缩小。

（3）检查仪器盖子上的弹簧压力是否为7000g以及二号夹子的弹簧压力是否为200g。

（4）检查一号夹子的钳口是否平直紧密，二号夹子绒布有无损伤、光秃等现象。

五、试验方法和程序

1.取样 从试样棉条两边的取一个试样，每个试样的重量根据棉样手扯长度决定。手扯长度为23-----27mm，试样重量为30mg;手扯长度为29-----31mm，试样重量为32mg;手扯长度在30mm以上，试样重量为34mg.。试样应称准至0.1mg，为使试样有充分的代表性尽可能一次取准为宜，以免产生误差。

2.整理棉束 将称准重量的棉束先用手扯整理数次，使仟平直，一端整齐。然后用手握住纤维整齐一端，将一号夹子从长至短夹取纤维。分层铺在限制器绒板上，铺成宽32mm，厚薄均匀，露出挡片一端要整齐，一号夹子夹住部分不超过1mm。如此反复2----3次。制成一端整齐、平直光滑、层次分清的棉束，整理过程中，不允许丢弃纤维。

3.移放棉束 揭起仪器盖子，摇转手柄，使蜗轮上的第9刻度与指针重合，用一号夹子自绒板上将棉束夹起，移置于仪器中，移置时一号夹子的挡片紧靠溜板。用水平垫木垫住一号夹子使棉束达到水平，放下盖子，松去夹子，拴紧盖上弹簧，使纤维受到7000g压力。

4.分级夹取 放下溜板，并转动手柄一周，蜗轮上的刻度10与指针生命。此时罗拉将纤维送出1mm，由于罗拉半径为9.5mm，故10.5mm以下的纤维处于未被夹持的状态，用二号夹子陆续夹尽上述未被夹持的纤维，置于黑绒板上，搓成条状或环状，这是最短一组纤维。以后每转动手柄两转，送出2mm纤维，同样用上法将纤维收集在黑绒板上。当指针与刻度16重合时，开始将溜板顾虑起，以后二号夹子都要靠近溜板边缘夹取纤维，直至全部试验棉束的各组纤维取尽。夹取纤维时，依靠二号夹子的弹簧压力，不得再外加压力。

5.称重 分组将各组纤维放在扭力天平上称量，称准至0.05mg，记入试验结果表内。

六、结果计算

1.计算真实重量 所统计表的各组纤维，由于棉布厚薄不匀，纤维排列不平直，沟槽罗拉与皮辊不可能平行，二号夹子的夹势均力不可能均匀，以及由于纤维之间有抱合力，抽出一定长度组的纤维中本组纤维长或短的一组纤维，故各组称见重量必须加以修正得。各组的真实重量是：本组重量的46%，相邻较短一组重量的17%，相邻较长一组重量的37%，这三者之和按以下经验公式计算：

gi=0.17Gi-2+0.46Gi+0.37Gi+2

式中：gi---某长度组的真实重量;

Gi---某长度组的称见重量;

Gi-2---短于某长度组2mm---级的称见重量；

Gi-2---长于某长度组2mm---级的称见重量；

其实重量总和与称重量总和相差不应超过0.1mg，否则要检查重重算，并注意数字修约。

2．各项指标计算

（1）主体长度：主体长度按下式计算：

Lm=(Lx-0.5K)+Gx

式中：Lm---主体长度（mm）;

Lx---重量一组纤维长度组中值（mm）;

K---组距，一般为2mm;

Gx---重量组的重量(mg)。

（2）品质长度：品质长度按下式计算：

Lp=Lx+

式中：Lp---品质长度（mm）;

gy---在组中，长度大于主体长度的那部分重量（mg），即：

gy=gx×

式中gx+2、gx+4为比主体长度长的各组纤维的重量(mg)。

（3）基数：基数是以主体长度Lm为中心，前后5mm范围内重量百分数之和，基数算准至1，当K=2时，基数按下式计算;

如果gx+k>gx-k时：

s=

如果gx+k

s=

式中: s---基数;

Mgi---各组纤维重量之和。

（4）均匀度，均匀度（c）按下式计算，算准至10：

c=S×Lm

短绒率，短绒率按下式计算：

R=

式中：R---短绒率（%）;

gp---某一物定长度组（如16mm或20mm）的重量（mg）;

Mgp-k---某一特定长度组以下各组重量之和（mg）。

当主体长度大于31mm时，特定长度为20mm;当主体长度为31mm及以下时，特定长度为16mm。

七、测定次数和重测

每份棉样测两次，丙次测定结果的主体长度和品质长度差值超过平均数的4%时，均需重测，重测的从原棉条中取出，第三次测定结果和前两次测定的结果的差值，如等于或小于平均的4%，则以三次测定结果平均之。如果差值均大干4%，就由差值赞美地或小于4%的两次测定结果平均灾。如果差值均大于4%应检查原因，重新取样测定。

八、测定次和重测

1.在整理试样时，切勿丢失纤维，以免影响试验结果。

2.用二号夹子夹取纤维后，应经常在绒板上用尺测量长度。如与该组长度不符合时，应检查原因，予以调整。

3.仪器完后，应好清洁工作，将弹簧压力放松，使沟槽罗拉与加压皮辊相互离开。