國產電子束纖維強力機在苧麻纖維質量檢測中的應用與試驗分析

蔣敏等

摘要：

本文采用國產YM065SXW電子束纖維強力機（等速伸長型CRE）與國產Y162A束纖維強力機（等速牽引型CRT）進行苧麻精干麻束纖維斷裂強度測試的對比試驗，并對試驗結果進行統計分析。分析結果表明，在標準大氣試驗環境條件下，YM065SXW電子束纖維強力機測試的平均強力值比Y162A束纖維強力機大0.23 cN/dtex，對比試驗結果有顯著性差異。

關鍵詞：纖維強力機；苧麻精干麻；束纖維斷裂強度；對比試驗；顯著性檢驗

1 引言

纖維的斷裂強度是指纖維單位細度所承受的斷裂強力，是表示纖維強力和細度的綜合指標。苧麻纖維的束纖維斷裂強度是指苧麻纖維抵抗拉伸破壞的強弱程度，是苧麻纖維重要品質指標之一，一般以厘牛/分特（cN/dtex）表示。苧麻原麻經生物或化學工藝脫膠后的麻纖維稱為苧麻精干麻。GB/T 20793—2006《苧麻精干麻》國家標準中的技術指標包括束纖維斷裂強度[1]、殘膠率、含油率、白度、pH值和回潮率6項，其中束纖維斷裂強度一級≥4.50cN/dtex，二級≥4.00cN/dtex，三級≥3.50cN/dtex，它與脫膠工藝中酸處理和氧化劑處理的工序、敲麻工序有著密切的關系，對紗布質量有著重大的影響。目前我國檢測苧麻精干麻束纖維強度仍使用的是1986年制定的GB/T 5882—1982《苧麻束纖維斷裂強度試驗方法》國家標準[2]，此標準在我國苧麻紡織加工產業發展歷史過程中發揮了重要的作用。

近些年來，束纖維斷裂強力檢測儀器在不斷發展和進步[3]，檢測原理由原等速牽引型CRT（constant rate of traverse）改進為等速伸長型CRE（constant rate of extension）。CRT強力儀由于其固有的拉伸非線性缺陷存在著不可克服的測量誤差，同時限于機械慣性因素，拉伸速度不能快，否則會造成嚴重失準，如今已很少使用； CRE強力儀力值在檢測過程中基本不產生位移，可以認為不存在機械性影響，并采用微機控制自動操作，自動數據采集、數據分析，人為產生誤差較低，機械性能良好、精度高、量程范圍大，是國際推薦的標準加載方式，已得到了廣泛推廣應用。本文針對我國現行國家標準GB/T 5882《苧麻束纖維斷裂強度試驗方法》中存在著檢測效率低、準確度不太高等問題，通過采用國產YM065SXW電子束纖維強力機（等速伸長型CRE）與國產Y162A束纖維強力機（等速牽引型CRT）進行苧麻精干麻束纖維斷裂強度檢測的對比試驗分析，以實現我國麻類纖維檢驗與國際接軌，為修訂GB/T 5882《苧麻束纖維斷裂強度試驗方法》國家標準提供技術參考。

2 試驗

2.1 原理

2.1.1 等速伸長型（CRE型）強力機

在一定的參數條件下，拉伸束纖維試驗試樣，直至斷裂，通過電子裝置指示出最大負荷值，換算成斷裂強度[4]。國產YM065SXW-1000電子束纖維強力機是用于測試棉麻絲毛化纖等纖維試樣的束纖維強力及伸長率，采用等速伸長（CRE）檢測機理，多CPU控制，自動完成動作控制，同步完成數據處理，大屏幕液晶直接顯示試驗過程數據，打印輸出，設置程序由界面指引，測試過程流暢。其強力測定范圍0～1000N，試驗速度1mm/min～1500 mm/min，上、下夾持器距離0～500mm氣動夾持，適用于GB/T 12411《黃、紅麻纖維試驗方法》、GB/T 5882《苧麻束纖維斷裂強度試驗方法》和ISO3060《紡織品 棉纖維 平列纖維束斷裂強度的測定》等標準。

2.1.2 等速牽引型（CRT型）強力

在一定的參數條件下，拉伸束纖維試驗試樣，直至斷裂，由擺桿和扇形刻度尺偏轉的角度指示其強力值，稱重試樣，根據單位重量的纖維根數和修正系數計算平均束纖維斷裂強度[5]。國產Y162A束纖維強力機適用于測定棉、苧麻、化纖等纖維強力，采用等速牽引（CRT）檢測機理，其強力測定范圍0～3000cN，下夾持器下降動程0～50mm，下夾持器下降速度4 mm/s～25 mm/s，上下夾持器距離調節范圍0～20mm。

2.2 環境條件

采用GB/T 6529—2008《紡織品 調濕和試驗用標準大氣》[6]中的標準大氣條件，溫度為（20±2）℃，相對濕度（65±4）%。

2.3 儀器及參數

YM065SXW-1000電子束纖維強力機（紹興元茂機電設備有限公司）； Y162A束纖維強力機（常州二紡機）；扭力天平，感量0.01 mg（上海第二天平儀器廠）；纖維切斷器，40 mm（常州二紡機）。上下夾持器距離為10mm，下夾持器的空載下降速度為300 mm/min。

2.4 試樣及制備

2.4.1 試樣

從湖南省纖維檢驗局2013—2014年苧麻精干麻公證檢驗樣品中抽取100個批次的試樣，每個試樣重約30g，編號為1#～100#。

2.4.2 制備

將1#～100#精干麻試樣分別平鋪于臺面上，自精干麻基、梢對折處剪斷，再向基部剪取10cm，混合均勻經梳理后，隨機抽取其內的纖維，每個試樣質量約4g，分成兩份小樣，每份約2g。

2.5 方法與過程及計算

方法與過程及計算按GB/T 5882《苧麻束纖維斷裂強度試驗方法》[2]標準執行。

3 結果與討論

3.1 兩種強力機檢測苧麻精干麻束纖維斷裂強度結果

將兩份精干麻纖維小樣，分別采用YM065SXW-1000電子束纖維強力機與國產Y162A束纖維強力機進行束纖維斷裂強度測試，檢測結果見表1。

由表1可看出，YM065SXW電子束纖維強力機檢測的苧麻束纖維斷裂強度平均值比Y162A束纖維強力機高0.23 cN/dtex，束纖維斷裂強度變異系數CV值比Y162A束纖維強力機小2.77%，故其強度值離散程度較小[7] 。

3.2 統計檢驗結果

3.2.1 K-S檢驗結果

采用柯爾莫哥羅夫-斯米爾諾夫非參數檢驗（簡稱K-S檢驗）[8，9]，對數據進行正態性檢驗。其檢驗輸出結果見表2。

3.2.2 分析與討論

由表2可知，K-S檢驗中，樣本數據呈近似正態分布，因此可進行獨立樣本t檢驗。

3.3 t檢驗結果

采用SPSS統計分析軟件[9-10]對其進行獨立樣本t檢驗。在SPSS界面點擊：分析—比較均值—獨立樣本t檢驗，得到組統計量和獨立樣本檢驗輸出結果見表3和表4。

表3 組統計量

表4 獨立樣本t檢驗

從表3可以看出，YM065SXW電子束纖維強力機測試的均值為4.0049 cN/dtex，Y162A束纖維強力機測試均值為3.7767 cN/dtex，很明顯，YM065SXW電子束纖維強力機測試的強力值比Y162A束纖維強力機測試大，標準差及標準誤差YM065SXW電子束纖維強力機比Y162A束纖維強力機的都小，表明YM065SXW電子束纖維強力機測試的強力值數據越聚集且樣本抽樣誤差越小，也表明所抽取的樣本能夠較好地代表總體。

從表4中的levene檢驗可以看出 sig=0.009<0.05，即方差相等的假設不成立；從表4中的均值方程的t檢驗可以看出，方差不相等的情況，sig =0.000<0.05，應該拒絕原假設，即兩種強力機檢測的平均束纖維斷裂強度有顯著性差異。

4 結論

（1）YM065SXW電子束纖維強力機測試的強力值比Y162A束纖維強力機測試的強力值大0.23 cN/dtex，標準差及標準誤差YM065SXW電子束纖維強力機比Y162A束纖維強力機小。

（2）采用YM065SXW電子束纖維強力機和Y162A束纖維強力機進行苧麻精干麻束纖維斷裂強度試驗，其對比試驗結果有顯著性差異。

5 建議

等速伸長型強力機（CRE型）是國際推薦的標準加載方式，在我國毛紡、棉紡、化纖領域已得到了較為廣泛的應用，建議盡快修訂GB/T 58821—1986《苧麻束纖維斷裂強度試驗方法》國家標準，以確保麻類纖維公證檢驗結果的準確性和提高檢驗工作效率，使麻類纖維檢驗方法盡快與國際接軌。

參考文獻：

[1] GB/T 20793—2006 苧麻精干麻 [S].

[2] GB/T 5882—1986 苧麻束纖維斷裂強度試驗方法[S].

[3] 余東蔚.淺析CRE型與CRT型強力機強度和伸長率測定結果差異[J].中國纖檢，1995，（5）：15-16.

[4] GB/T 4710—1984 羊毛束纖維斷裂強度試驗方法[S].

[5] GB/T 6101—1985 棉纖維斷裂強度試驗方法-束纖維法[S].

[6] GB/T 6529—2008 紡織品 調濕和試驗用標準大氣[S].

[7] 周富臣.常用數理統計方法及應用實例[M].北京：中國計量出版社，2006.

[8] 邱軼兵.試驗設計與數據處理[M].合肥：中國科學技術大學出版社，2008.

[9]張文彤.SPSS統計分析基礎教程[M].北京：高等教育出版社，2010.

[10]時立文.SPSS19.0統計分析從入門到精通[M].北京：清華大學出版社，2003.

（作者單位：湖南省纖維檢驗局/國家苧麻產品質量監督檢驗中心）