竹原纤维长度细度指标的测定

刘 贵, 王绍平 ,杨瑜榕

（福建省纤维检验局，福建 福州 350026）

1 引言

竹原纤维是采用物理、化学相结合的方法制取的天然竹纤维。由原料竹材经过制片、蒸竹片、压碎分解、生物酶脱胶、梳理纤维等工艺后制成的纺织用纤维。竹原纤维具有吸湿、透气、抗菌抑菌等良好的服用性能，有一定的纺织价值。福建省素有“竹木之乡”的美誉，竹业资源丰富，在发展竹纤维产品上具有得天独厚的自然地理条件和独特的区位优势。在竹纤维产品研发方面，福建已有企业生产出了可纺性的竹原纤维，并与棉、化纤等纤维进行了混纺纱的生产和加工。

目前，由于竹原纤维品种繁多，不同工艺生产的竹原纤维之间长度、细度等物理性能指标差异较大，而且对竹原纤维物理性能测试尚没有形成完整的测试方法,对其各项性能指标进行系统测试还比较少。因此，文中基于福建省竹原纤维产品发展现状，以省内企业生产的竹原纤维为研究对象，对竹原纤维长度和细度指标进行测定，探讨相关性能。

2 实验部分

实验仪器和工具：Y121梳片式长度以10mm和20mm切断器、显微镜、扭力天平、钢尺、载玻片、镊子、挑针、胶水、甘油或水等；计数器；

试验样品：福建正和竹纺有限公司采用绿竹制成的竹原纤维样品3个、福建建州竹业科技开发有限公司利用慈竹和毛竹制成的竹原纤维样品5个，福建海博斯化学技术有限公司样品3个（竹子种类不详）。其中，样品因加工工艺的不同有粗纺、半精、和精纺之分，因试验需要，对样品依次编号为1#-11#，其中7#和10#样品为精纺产品，具有可纺性。

2.1 长度的测定

参照GB/T 13779-2008《棉纤维 长度试验方法 梳片法》对竹原纤维进行质量平均长度的测定，质量平均长度度计算公式如下：

式中：

mi——第i排列长度组中取得的纤维质量，单位为毫克（mg）；

Li——第i排列长度组中的长度（组中值），单位为厘米（cm）。

k——纤维组数。

以7#试样为例，详细实验数据如表1所示。11个样品的长度数据如表2所示。

表1 7#试样的长度组数据

2.2 短纤维率的测定

参照GB/T 13779-2008 《棉纤维 长度试验方法 梳片法》对竹原纤维进行质量平均长度的测定，同时对超长纤维含量分大于40mm、50mm和60mm三档进行了统计，对小于15mm的短纤维进行短纤维率的统计。所测数据如下表2所示，质量平均长度、短纤维率(<15mm)、和超长纤维含量(>60mm)三项指标的折线图如图1所示。

表2 11个竹原纤维试样的长度指标情况

图1 11个竹原纤维试样的长度分布

从图1中可以看出，质量平均长度与超长纤维率（>60mm）指标的折线图趋势基本一致，质量平均长度长的样品，超长纤维率也较高。而短纤维率(<15mm)指标则与质量平均长度与常超纤维率指标的折线图趋势完全相反，质量平均长度短的样品，其短纤维率相对较高，这与实际情况完全相符。

2.3 线密度的测定

2.3.1 排列法

参照GB/T 17686-2008《棉纤维 线密度试验方法 排列法》对11个竹原纤维样品进行分组排列，得到试样的各长度组线密度和平均线密度。平均线密度计算公式如下：

式中：

T——平均线密度，单位为特克斯（tex）；

mi——第i排列长度组中取得的纤维质量，单位为毫克（mg）；

Ni——第i排列长度组中取得的纤维根数，单位为根；

Li——第i排列长度组中的长度（组中值），单位为厘米（cm）；

k——纤维组数。

以7#试样为例，详细实验数据如表3所示。11个样品的线密度数据如表4所示。

对具有可纺性的7#试样单独分析，各长度短的线密度涵盖范围为287.36Nm—483.09Nm（表3），平均线密度为308.17Nm。随着长度组的增大，纤维的线密度呈现逐渐增大的趋势，也就是纤维越长，其线密度越大，表现为越粗。这不同于天然纤维，如棉花一般是长度越长，其线密度越小，纤维越细。

表3 7#试样的长度组线密度和平均线密度

2.3.2 中段称重法

参照GB/T 6100-2007《棉纤维线密度试验方法 中段称重法》对11个竹原纤维试样采用中段称重法测定其线密度。在这里，文章分别选取切断长度分为10mm和20mm进行试验，并数其根数，从而计算线密度平均值。中段称重法得到的11个样品数据与排列法测得的结果汇总如下表4所示。排列法、中段称重法(10mm)、中段称重法(20mm)和三者的平均值的折线图如图2所示。

表4 11个竹原纤维试样的线密度情况

从表中数据可以看出，11种有代表性的样品中，线密度的涵盖范围较广，从最粗的42.92Nm（近50Nm）到最细的472.18Nm（近500Nm）。这是由于用于加工竹原纤维的竹子种类、生长情况、工艺条件等的不同，造成竹原纤维粗细极其不匀，这为后续纺纱带来一定的困难。11个试样的线密度趋势图如下图1所示，就三种方法计算出的平均值而言，线密度在150Nm以下的有5个，150Nm到300Nm之间的有4个，300Nm以上的有2个试样。

从图2可以看出，两种中断称重法（10mm和20mm）的线密度数据高度吻合，排列法所测得的数据与他们的相关度较高，说明排列法和称重法的一致性较好。

图2 11个竹原纤维试样的线密度图

2.4 直径的测定

选取11种竹原纤维中有代表性的2种典型的可纺性竹原纤维进行纤维直径的测定，在这里选取7#试样和10#试样，对前面进行排列法测定纤维线密度和质量平均长度的成束分组纤维进行横截面切片、制样。将制好的样品在CU-6型纤维细度仪下按长度分组进行纤维直径的精确测定，测试结果如下图所示。

图3 11个竹原纤维试样的线密度图

从图中可以看出，纤维直径平均直径基本呈现出随长度增大而增大的特性（特别是7#试样），表现出与线密度相同的情况，这不同于天然纤维，如棉花一般是长度越长，其直径越小，纤维越细。7#试样纤维直径在50-65μm之间，平均为56.9μm，10#试样纤维直径在55-90μm之间，平均为75.5μm。

3 结果讨论

通过对收集到的福建典型的三家企业的11个样品进行竹原纤维细度和长度方面指标的测定，竹原纤维的质量平均长度范围为12.56 mm-84.23mm，其中具有可纺性能的代表性样品的质量平均长度分别为23.47mm和56.02mm。短纤维率(<15mm)的范围为2.21%-60.93%，超长纤维率(>60mm)的范围为0%-61.14%。竹原纤维线密度范围为最粗的42.92Nm（近50 Nm）到最细的472.18Nm（近500 Nm）。两种可纺性竹原纤维7#试样和10#试样的直径分布分别50-65μm（平均为56.9μm）和55-90μm（平均为75.5μm）。

长度和细度指标的大范围分布，是由于用于加工竹原纤维的竹子种类、生长环境、生产工艺条件、加工时间等的不同，造成竹原纤维长短、粗细极其不匀，这为后续纺纱带来一定的困难。对竹原纤维主要的物理性能指标（长度和细度）进行测定，为制定竹原纤维企业或地方标准提供基本的数据支持，并为制定某些物理性能指标提供参考。

[1]GB/T 17686-2008 棉纤维线密度试验方法 排列法[S].

[2]GB/T 6100-2007 棉纤维线密度试验方法 中段称重法[S].

[3]GB/T 13779-2008 棉纤维 长度试验方法 梳片法[S].