探討兩種化學(xué)短纖維線密度測試方法結(jié)果的差異

文/吳定英

1 引言

化學(xué)短纖維是長度和線密度具有一定規(guī)格的化學(xué)纖維，以適應(yīng)紡織加工與成品要求。由于天然纖維的物理化學(xué)性質(zhì)存在一定的缺陷性，未能滿足生活和工業(yè)需求，而化學(xué)短纖維具有特殊的性能，可以與棉、毛、麻、絲或其他化纖混紡，分別在棉紡、毛紡、麻紡機(jī)臺(tái)上進(jìn)行加工，制成混紡產(chǎn)品，滿足社會(huì)需求。

化學(xué)短纖維的線密度對于不同的紡織品加工、加工工藝和成品的要求不一，偏粗或偏細(xì)會(huì)直接影響紡織加工、工業(yè)產(chǎn)量，影響產(chǎn)品性能及生活和工業(yè)使用效果。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14335—2008《化學(xué)纖維 短纖維線密度試驗(yàn)方法》適用于滌綸、錦綸、腈綸、再生纖維素纖維等化學(xué)短纖維的線密度測定，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了化學(xué)纖維線密度的兩種試驗(yàn)方法，即束纖維中段稱量法（以下稱方法A）和單纖維振動(dòng)儀法（以下稱方法B）。但是試驗(yàn)人員在化學(xué)短纖維線密度測定過程中發(fā)現(xiàn)，采用方法A與方法B對同一試樣試驗(yàn)的結(jié)果有差異。因此本文對上述兩種方法的測試過程和結(jié)果進(jìn)行了比較，分析原因，并對如何縮小方法A和方法B兩個(gè)方法試驗(yàn)結(jié)果的差異、提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性提出一些建議。

2 試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)材料

名義線密度為1.30dtex×38mm的粘膠和名義線密度為1.30dtex×38mm的聚酯纖維。

2.2 試驗(yàn)裝置

切斷器、纖維細(xì)度儀、天平、10針/cm和20針/cm的梳子、絨板、鑷子、玻璃片。

2.3 試驗(yàn)環(huán)境

標(biāo)準(zhǔn)大氣溫度（20±2）℃，濕度（65±2）%。

2.4 試驗(yàn)方法及過程

2.4.1 試驗(yàn)方法A

在試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣下，從已調(diào)濕平衡的化學(xué)短纖維樣品中取一定根數(shù)的纖維束，手扯整理幾次，使之成為一端平齊、伸直且不延伸的試樣束。共整理5束平行試樣，用梳子梳理，在能消除卷曲所需要的最小張力下，用切斷器從經(jīng)整理的試樣束的中部，切下10mm長度的試樣束中段，切下的中段試樣束中不得有游離纖維，切斷時(shí)試樣束必須與刀口垂直。用鑷子夾取中段試樣，平行排列在玻璃片上，蓋上玻璃片，用橡皮筋扎緊，準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，每束根數(shù)大于等于400根。數(shù)好的試樣束在試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣下進(jìn)行調(diào)濕，平衡后將試樣逐束在天平上稱量，按公式（1）計(jì)算線密度。試驗(yàn)結(jié)果以5次平行試驗(yàn)的算數(shù)平均值表示，見公式（2）。

式中：Tti——線密度，dtex；m——所數(shù)根數(shù)試樣的質(zhì)量，mg；n——試樣根數(shù)；L——中段切斷長度，mm。

式中：Tt——平均線密度，dtex；Tti——實(shí)測線密度，dtex。

2.4.2 試驗(yàn)方法B

在試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣下，按試樣名義線密度的（0.15±0.02）cN/dtex計(jì)算預(yù)加張力并選取預(yù)張力夾，在已開機(jī)預(yù)熱15分鐘后的纖維細(xì)度儀上設(shè)計(jì)預(yù)加張力撥盤T讀數(shù)，數(shù)值與預(yù)加張力一致。從已調(diào)濕平衡的線密度測定樣品中取2000根左右試樣，將這些數(shù)量的試樣分別橫鋪在一塊絨板上，用鑷子逐根取出纖維，每10根纖維中9根放在一邊，用預(yù)張力夾夾持第10根纖維一端，輕輕撿出纖維，并用鑷子夾持該纖維的另一端，將纖維夾入纖維細(xì)度儀的夾持器中，待纖維起振，顯示線密度值穩(wěn)定后，確認(rèn)該根纖維的線密度值。取樣上機(jī)測試過程中避免纖維意外伸長，注意異常值檢查及剔除。夾持單根纖維上機(jī)測試滿50次后打印，試驗(yàn)結(jié)果取其平均值。

3 結(jié)果與討論

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14335—2008《化學(xué)纖維 短纖維線密度試驗(yàn)方法》中方法A和方法B兩種方法測試線密度所得數(shù)據(jù)見表1。

3.1 測試結(jié)果分析

從表1可知：2#和3#試樣中，方法A的試驗(yàn)結(jié)果DT值符合GB/T 14463一等品要求，方法B的試驗(yàn)結(jié)果DT值達(dá)到GB/T 14463優(yōu)等品要求；6#試樣中，方法A試驗(yàn)結(jié)果DT值符合GB/T 14464一等品要求，方法B的試驗(yàn)結(jié)果DT值達(dá)到GB/T 14464優(yōu)等品要求；除2#、3#和6#試樣外，其余試樣采用兩種方法的試驗(yàn)結(jié)果符合同等級(jí)要求，但同一試驗(yàn)樣品中，試驗(yàn)方法A的線密度、DT值與方法B的線密度、DT值不相同，10#試樣的試驗(yàn)結(jié)果差異較為明顯。紡織品中同一種質(zhì)量項(xiàng)目的測定在標(biāo)準(zhǔn)中常有幾種試驗(yàn)方法，從理論上講，不同的試驗(yàn)方法對同一種質(zhì)量項(xiàng)目的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)完全相同，但實(shí)際上卻常有差異。比較兩種試驗(yàn)方法的結(jié)果可知，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14335—2008 《化學(xué)纖維 短纖維線密度試驗(yàn)方法》，采用方法A和方法B測試同一試樣線密度的結(jié)果有差異。

3.2 原因分析

3.2.1 試驗(yàn)方法不相同

兩種測試方法的差異詳見表2。從表2可以看出，方法A和方法B兩種試驗(yàn)方法的設(shè)備工具、樣品根數(shù)、檢驗(yàn)員操作步驟、結(jié)果計(jì)算等存在差異，說明影響兩種方法的因素有差異，導(dǎo)致方法A和方法B的試驗(yàn)結(jié)果有差異。

3.2.2 影響因素不相同

表1 方法A與方法B的測試結(jié)果

表2 兩種試驗(yàn)方法的差異

表3 不同試驗(yàn)方法影響因素的差異

一般情況下，影響試驗(yàn)結(jié)果的因素主要來源于纖維性能、儀器設(shè)備及檢驗(yàn)人員的操作等等。從表3可知方法A和方法B兩種試驗(yàn)方法影響因素的差異，具體分析如下：

（1） 纖維性能：方法A的主要影響因素是纖維的纖維的彈性回復(fù)性和尺寸穩(wěn)定性，方法B是尺寸穩(wěn)定性。方法A中，由式（1）可知，影響線密度的主要參數(shù)是試樣重量和切取中段長度，彈性回復(fù)性能好的纖維，如圖2（a）所示，纖維束去掉張力值后很快變成圖2（b）所示狀況，束纖維在整理過程中纖維容易相互纏繞不易整理平行伸直，導(dǎo)致一些纖維的實(shí)際切取中段長度比設(shè)計(jì)中段長度偏長，重量偏重；尺寸穩(wěn)定性差的纖維，束纖維在整理過程中容易使纖維意外伸長，導(dǎo)致重量偏輕。方法B中，使用預(yù)張力夾及鑷子夾取單根纖維上機(jī)過程中，尺寸穩(wěn)定性差的纖維容易伸長，導(dǎo)致纖維變細(xì)。

圖2 纖維束變化情況圖

（2）儀器設(shè)備：方法A的影響因素是切斷器、天平引起的誤差，而方法B的儀器設(shè)備影響因素是振動(dòng)式纖維細(xì)度儀引起的誤差。有人研究發(fā)現(xiàn)，方法A中切斷器、天平的誤差不等于方法B中振動(dòng)式細(xì)度儀的誤差[1]。

（3）人員的操作：方法A中檢驗(yàn)人員操作影響主要是整理纖維束、切取中段試樣束、數(shù)根數(shù)、稱量，方法B中檢驗(yàn)人員操作影響主要是取樣上機(jī)。方法A試驗(yàn)需要人工手扯、用梳子梳理整理纖維束，如檢驗(yàn)人員手法不對、經(jīng)驗(yàn)不足，在手扯和用梳子梳理過程中易使纖維意外伸長或未消除卷曲，切取中段試樣束的長度與重量不精確，影響試驗(yàn)結(jié)果；檢驗(yàn)人員切取纖維束中段長度前需在纖維束上施加能消除卷曲所需要的最小張力，標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14335—2008對“最小張力”沒有明確規(guī)定，檢驗(yàn)人員靠自身感觀辨別，檢驗(yàn)人員感觀的最小張力相對試樣來說過小或過大，那么切取中段試樣束的長度與重量會(huì)有所偏差，影響了中段試樣束的準(zhǔn)確性；檢驗(yàn)人員在計(jì)數(shù)中段單根纖維時(shí)，纖維細(xì)而柔軟、靜電又大，單纖維間容易互纏或重疊，導(dǎo)致漏數(shù)少數(shù)，根數(shù)偏少，實(shí)測線密度值偏大。方法B中是對單根纖維進(jìn)行線密度的測試，化學(xué)纖維短而輕細(xì)，使用預(yù)張力夾及鑷子夾取單根纖維上機(jī)過程中預(yù)張力夾容易抖動(dòng)，易使纖維意外伸長，導(dǎo)致纖維變細(xì)；方法B在標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14335—2008中對“取2000根左右纖維”沒有明確規(guī)定操作，未能統(tǒng)一檢驗(yàn)人員取樣操作性，取樣方法不同，試驗(yàn)結(jié)果也會(huì)有所差異[2]。

4 結(jié)論

由于方法A和方法B的試驗(yàn)方法存在差異，影響兩種方法的因素不相同，導(dǎo)致兩種試驗(yàn)結(jié)果有差異。作者對于如何縮小方法A和方法B兩個(gè)方法試驗(yàn)結(jié)果的差異、提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，提出以下幾點(diǎn)建議：

（1）正確選擇計(jì)量設(shè)備及校準(zhǔn)。方法A中試驗(yàn)使用的天平在滿足準(zhǔn)確度的前提下，應(yīng)選擇相應(yīng)級(jí)別的天平進(jìn)行稱量；方法B中細(xì)度儀預(yù)張力夾精度較高，試驗(yàn)后注意保管存放。儀器設(shè)備要定期進(jìn)行校準(zhǔn)，減少儀器設(shè)備帶來的測試誤差。

（2）標(biāo)準(zhǔn)編制工作者重視標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法誤差的控制，及時(shí)優(yōu)化更新標(biāo)準(zhǔn)，提高測試結(jié)果的精準(zhǔn)度。

（3）提高檢驗(yàn)?zāi)芰?。檢驗(yàn)人員要熟悉測試方法，提高專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)。積極向經(jīng)驗(yàn)豐富的師傅學(xué)習(xí)如何整理試樣束、如何取樣上機(jī)，在測試過程中嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行試驗(yàn) ，減少人為產(chǎn)生的誤差。