錦綸長絲沸水收縮率測試方法比較

文/丁心華 金亞雯

化纖長絲的熱收縮率（沸水或干熱空氣）是表征纖維結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的主要參數(shù)之一，是與化纖長絲成形及后處理等過程有關(guān)的一個(gè)綜合性能指標(biāo)，它表征產(chǎn)品后處理及產(chǎn)品服用中的尺寸穩(wěn)定性?；w長絲的熱收縮率與后整理工藝、產(chǎn)品染色性能有著密切關(guān)系，直接影響織物服用性能和外觀效果。

化纖長絲的熱收縮率的測量方法，是分別測量化纖長絲在一定預(yù)置標(biāo)準(zhǔn)張力下加熱前的長度和加熱收縮后的長度，根據(jù)其長度差值除以加熱前的長度，求取被測化纖長絲的收縮率值。

測試化纖長絲熱收縮率方法根據(jù)試樣測試要求不同有烘箱加熱法和沸水熱收縮法，根據(jù)測試試樣不同有單根法或絞絲法。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6505—2017《化學(xué)纖維長絲熱收縮率試驗(yàn)方法》中包括了化學(xué)纖維長絲沸水收縮率法和干熱空氣收縮率法兩種，其中沸水收縮率法中絞絲法包括手工測量和儀器測量兩種（下面簡稱手工法與儀器法）。本文介紹了化纖長絲沸水收縮率手工法與儀器的法基本測試方法，并選用錦綸長絲樣品對(duì)這兩種測試方法進(jìn)行了比較。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)樣品

樣品1#：40D/24F錦綸66牽伸絲，樣品2#：30D/1F錦綸6單絲，樣品3#：110D/36F錦綸高取向絲。樣品均為本單位委托試樣。

1.2 主要試驗(yàn)設(shè)備

YG086C縷紗測長儀，YG368化纖長絲收縮測試儀，烘箱，立式量尺，恒溫水浴鍋，預(yù)加張力砝碼。

1.3 試驗(yàn)方法

依照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6505—2017。

1.3.1 手工法

（1）將實(shí)驗(yàn)室樣品筒管插在筒管架上，引出絲頭，經(jīng)張力裝置，拉取約5米絲，固定在縷紗測長儀機(jī)框的夾片上，把絲均勻地、平整地卷繞在紗框上，繞取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定圈數(shù)，頭尾打結(jié)，小心地從紗框上退下，防止亂絞。

（2）依次將平衡好的試樣絲絞分別掛在立式量尺上端的鉤子上，使絲絞內(nèi)側(cè)對(duì)準(zhǔn)立式量尺的零點(diǎn)，在絲絞下端掛上相對(duì)應(yīng)的預(yù)加張力砝碼，并防止絲絞扭轉(zhuǎn)，待30±3秒后，平視掛鉤外圓上端和與其在同一水平的立式量尺刻度，準(zhǔn)確量出煮前長度L0。

（3）將各絲絞扭成8字形，再對(duì)折使之形成四層圈狀，呈松弛狀態(tài)放入網(wǎng)袋中，抽緊袋口保證沸煮處理時(shí)試樣不會(huì)漏出，然后放入100℃的沸水中煮（30±5）分鐘。

（4）小心取出網(wǎng)袋，并從網(wǎng)袋中取出試樣，用吸水紙吸干，在溫度（55±5）℃烘箱內(nèi)無張力和松弛狀態(tài)下烘干試樣并取出平衡

（5）將平衡后的絲絞上端再掛在立式量尺上，下端掛上原預(yù)加張力砝碼，待（30±3）秒后準(zhǔn)確量取煮后長度Ls。最后根據(jù)沸水收縮率計(jì)算公式得到沸水收縮率

1.3.2 儀器法

（1）試樣在縷紗測長儀上繞取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定圈數(shù)后，將試樣絲絞依次掛在絞絲架上，絞絲架上每個(gè)試樣的下端加掛一個(gè)2.5cN的砝碼，使絲條垂直向下，然后放入收縮測試儀中，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)置預(yù)加張力。儀器自動(dòng)加載（30±3）s后讀取試樣的煮前長度L0。

（2）將掛著試樣的絞絲架垂直放入100℃沸水中使之完全浸沒，煮沸（30±5）分鐘，整個(gè)試驗(yàn)階段保證水處于沸騰狀態(tài)。小心取出絞絲架，滴水10分鐘后，將絞絲架放入溫度（55±5）℃烘箱內(nèi)烘干試樣。60分鐘后取出絞絲架，在標(biāo)準(zhǔn)大氣中進(jìn)行煮后平衡。

（3）將平衡后掛有試樣的絞絲架放入儀器中，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)置預(yù)加張力。儀器自動(dòng)加載（30±3）s后讀取試樣的煮后長度Ls，計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算得到沸水收縮率和收縮率變異系數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 手工法和儀器法分析結(jié)果比較

1#樣品為40D/24F錦綸66牽伸絲，該纖維長絲具有良好的熱穩(wěn)定性和抗皺性，圖1是1#樣品兩種方法分析結(jié)果比較。從圖1中可以看出，15組手工法測試數(shù)據(jù)波動(dòng)性比儀器法的要明顯大，手工法CV值為4.76%，儀器法CV值則為0.89%。測試結(jié)果比較表明，手工法的沸水收縮率平均值13.1%，儀器法平均值為13.3%，二者基本接近。

2#樣品為30D/1F錦綸6單絲，單絲是化學(xué)纖維生產(chǎn)中用單孔噴絲頭所制得的支數(shù)較小的單根長絲。兩種方法測試的沸水收縮率結(jié)果如圖2所示。圖2顯示的結(jié)果表明，手工法15組測試結(jié)果的波動(dòng)性遠(yuǎn)大于儀器法，手工法CV值（6.19%）是儀器法的（1.69%）3.66倍。手工法和儀器法測試結(jié)果的平均值分別為14.8%和14.1%，二者相差較大。

3#樣品為110D/36F錦綸高取向絲。圖3為兩種方法測試結(jié)果。圖3顯示的手工法和儀器法15組結(jié)果均存在較大的波動(dòng)性，CV值分別為7.42%和4.86%。測試結(jié)果平均值手工法為8.9%，儀器法為8.2%。由于高取向絲是不經(jīng)后拉伸和高溫定型工藝，所有高取向絲在沸水中由于受熱而易產(chǎn)生變化，導(dǎo)致熱收縮率變化較大。

圖1 1#樣品手工法和儀器法測試結(jié)果

整體而言，對(duì)于上述幾種錦綸樣品，手工法測定的沸水收縮率的數(shù)據(jù)波動(dòng)性要高于儀器法。其原因主要在于，采用手工法在立式量尺上量取煮前、煮后長度以及將纖維對(duì)折放入網(wǎng)袋中，都會(huì)出現(xiàn)將纖維意外拉伸的可能，導(dǎo)致數(shù)據(jù)之間差異較大。將1#、2#和3#樣品進(jìn)行比較時(shí)發(fā)現(xiàn)，即使是同樣采用儀器法，錦綸牽伸絲（1#）和錦綸單絲（2#）的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性要好于錦綸高取向絲（3#）。可能的原因在于，這幾種錦綸加工工藝不同，熱穩(wěn)定也具有差異。

圖2 2#樣品手工法和儀器法測試結(jié)果

圖3 3#樣品手工法和儀器法測試結(jié)果

2.2 人員間測試結(jié)果的比較

將2#和3#樣品分別由3名檢驗(yàn)員用手工法與儀器法進(jìn)行比對(duì)測試，結(jié)果如表1所示。

表1 不同檢驗(yàn)員測試結(jié)果比較

由表1數(shù)據(jù)分析，手工法人員間極差值比儀器法大，說明手工法對(duì)不同人員進(jìn)行同一樣品測試的結(jié)果重現(xiàn)性有一定的影響?？赡艿脑蛟谟?，使用手工法測量時(shí)，檢驗(yàn)員在立式量尺上讀取數(shù)值，存在人員目光測量的誤差和手持張力砝碼時(shí)用力的過大過小。由于樣品煮前是對(duì)折形成四層圈狀后放入網(wǎng)袋中，煮后樣品在被從網(wǎng)袋取出并使其呈松弛狀態(tài)，在這個(gè)過程中也存在檢驗(yàn)人員手法的誤差。而就儀器法而言，只要按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6505—2017測試方法操作，測試值差異就非常小。

3 結(jié)論

（1）經(jīng)過多次試驗(yàn)，結(jié)合大量數(shù)據(jù)分析比較，手工法與儀器法兩種方法試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

（2）用不同測試人員對(duì)同一樣品各進(jìn)行15次測試，手工測定偏差值大于儀器法。在選定的參數(shù)下測定，儀器法的測定結(jié)果沒有顯著性差異而且儀器自動(dòng)化程度高，克服了人為因素的影響，測試時(shí)間短。人工法使用的儀器設(shè)備簡單，但受影響因素多，且操作時(shí)間長。