分梳山羊絨纖維長度的測試

呂曉紅+馮滿榮+姚苗苗

摘要

本文采用GB 18267—2013《山羊絨》中傳統手排長度方法與國外引進的Almeter法，對分梳山羊絨樣品進行比對試驗，并對數據進行了差異顯著性計算及分析，闡述Almeter法不適用于測量分梳山羊絨纖維長度。傳統手排長度法存在主觀和人員間誤差，且工作效率低下的缺點，基于此，內蒙古纖維檢驗局通過對該儀器的30次重復性驗證試驗數據及36個樣品的比對試驗數據差異顯著性計算及分析，自主研發了山羊絨手排長度測試儀。

關鍵詞：分梳山羊絨；手排長度法；Almeter法；山羊絨手排長度測試儀

1 引言

GB 18267—2013《山羊絨》明確指出：山羊原絨、洗凈山羊絨、分梳山羊絨統稱為山羊絨。分梳山羊絨是山羊原絨經洗滌、工業分梳加工后的山羊絨。纖維長度是分梳山羊絨的重要品質指標之一，其長短直接影響纖維的可紡性能及價格。紡紗工序是運用若干道紡紗機械使散纖維平行順直地排列在一定粗細的紗線中，并加以適度捻度的過程。通常情況下，分梳山羊絨的直徑一般在13?m～19?m，纖維越細，纖維長度越短，14?m以下的分梳山羊絨的平均長度基本不超過30mm，纖維長度越長，纖維間接觸面積越大，摩擦力越大，受外力時紗線中的纖維不宜滑脫，紗線強力越高，紗線毛羽越少，紗線條干均勻度高，可紡支數高，織物不易起球。因此，分梳山羊絨的長度是決定紡紗工藝參數的重要品質指標。

目前，國內檢測分梳山羊絨平均長度的方法絕大多數是采用手排長度法，僅在分梳山羊絨的國際貿易中，應有些客戶要求采用Almeter長度儀測試平均長度。

2 手排長度法和Almeter法測試分梳山羊絨長度

2.1 手排長度法和Almeter法的差異對比

（1）手排長度法： 手排長度法的依據是國家強制性標準GB 18267—2013，即人工將30mg～50mg的試樣在絨板上反復數遍（不多于5遍）、由長至短、自左而右、自上而下、均勻地一端平齊地貼覆且逐次排列于絨板上，底邊長度（250±10）mm、纖維縱向自然平順的長度分布圖，用此分布圖計算出的平均長度值（根數加權平均值）、有效長度、中間長度、短絨率、長度變異系數。

（2）Almeter法：依據標準GB/T 21293—2007《纖維長度及其分布參數的測定 阿爾米特法》，采用電容法檢測纖維橫截面，獲得截面加權平均長度即豪特長度H，通過計算獲得巴布長度B，即B=H×（1+CVH2）。

2.2 手排長度法和Almeter法比對試驗

環境：溫度（20±2）℃，濕度（65±3）%。

儀器：手排法：絨板，鋼板尺；Almeter（阿爾米特儀）法：阿爾米特測試部分及排樣機。

樣品：81個分梳山羊絨散纖維。

2.2.1 試驗數據與分析

同一樣品手排長度值和Almeter值均是兩人兩個平行試驗的平均值。手排長度法的均值（x0）為34.19mm，Almeter法的Hauteur長度均值（x1）為27.89mm，Barbe長度均值（x2）為32.35mm。

2.2.2 手排法與Almeter法的差異顯著性分析

（1）手排長度值與Hauteur值的差異顯著性計算

（2）手排長度值與Barbe值的差異顯著性計算

（3）分析

自由度80，顯著水平為0.01時，查t值表得t值為t0.01=2.63，︱t︱>t0.01，由此得出，手排法平均長度值與阿爾米特法的Hauteur值、Barbe值的差異非常顯著。

2.2.3 手排法與阿爾米特法的差異分析

對測試數據計算分析可知手排法與阿爾米特法檢測分梳山羊絨平均長度值存在顯著差異，原因是：

（1）兩種測試方法原理不同，所獲得的平均長度值含義也不相同。手排法平均長度值x0是根數加權平均值，阿爾米特法的Hauteur值x1是纖維截面加權平均長度值，Barbe值x2是纖維重量加權平均值。

（2）在實際測試過程中，同樣型號的不同Almeter儀對測試試樣的重量要求不同（有的需要130mg，有的180mg），而且同一樣品在不同儀器上測試的數據也不穩定，因此，如果計算Almeter法與手排法的回歸方程式，必須要對所使用的相應儀器進行大量數據收集，計算出相對應的回歸方程，即不同的儀器會對應不同的回歸方程。

（3）Almeter儀是英國針對測試綿羊毛毛條長度研究發明的儀器，而山羊絨是中國的優勢稀缺資源，手排法是中國測試分梳山羊絨的傳統方法。山羊絨與綿羊毛平均長度、平均直徑分布在不同的區間，通常情況下，山羊絨平均長度在40mm以內，平均直徑在17?m以內，而綿羊毛平均長度在45mm以上，平均直徑在17?m以外，兩者的平均長度、平均直徑的品質幾乎沒有交集部分。Almeter排樣機的針板間距是5mm，夾持器與夾持點之間間距1mm～2mm，使Almeter儀對6mm～7mm的短纖維無法有效控制，這些纖維在排樣機制得的試樣中隨機出現，對測試數據的準確性產生影響。而手排法能有效控制這一長度區間段的山羊絨短纖維，使手排長度值較Almeter值更能客觀真實反映分梳山羊絨散纖維的平均長度。

3 手排長度測試儀的研究

用排樣機梳理的方法很難控制6mm～7mm的短纖維，目前只有手排法能夠解決，但缺點是存在主觀及人員間誤差、效率低下，而且對排圖人員的技術水平要求很高。一個熟練的檢驗人員出具一個手排長度平均值需要40min左右的時間。針對此缺點，內蒙古自治區纖維檢驗局主導研發了手排長度測試儀，該儀器通過用攝像頭對手工排好的長度分布圖拍照成圖像，由電腦對圖像進行智能測量計算，替代人工進行圖板的移圖、畫圖、計算的過程，避免了人員主觀誤差，整個過程由人工的40min左右縮短到20min左右，使手排法的工作效率提高近50%，在實現我國山羊絨儀器化檢驗歷程上邁出了第一步。

3.1 手排長度測試儀驗證工作準備

環境：溫度（20±2 ） ℃，濕度（65±3）%。

儀器：兩臺手排長度測試儀、黑絨板、鋼板尺、坐標紙。

3.2 重復性驗證試驗

測試同一批分梳山羊絨樣品30次；按GB 18267—2013《山羊絨》要求排出圖板；設置兩臺手排長度測試儀相機設置參數及取樣參數。

排出一個圖板，手工移圖測量纖維平均長度后，再將該圖板放置在兩臺儀器上，調整每臺儀器的取樣參數及相機參數，使儀器測得的數值與手工移圖測得的數值相等。

將30次排好的圖板按1#手排長度測試儀、2#手排長度測試儀、人工移圖計算的順序依次獲得平均長度值。為消除人員之間的主觀誤差，人工移圖計算固定一名人員進行。

30次重復性試驗，手排長度平均值（x3）為31.80 mm，1#手排長度測試儀長度平均值（x4）為32.47mm，2#手排長度測試儀長度平均值（x5）為32.45mm。

3.2.1 重復性試驗的數據分析

（1）手工移圖結果與1#手排長度測試儀結果差異顯著性計算

（2）手工移圖結果與2#手排長度測試儀結果差異顯著性計算

（4）分析

由df=n-1=29，自由度29，顯著水平為0.01時，查t值表得： t0.01（29）=2.756，而|t1|>t0.01（29）， |t2|>t0.01（29）， |t3|

3.2.2 手工移圖方法與手排長度測試法比對數據收集與分析

（1）數據： 從30次的重復性試驗數據分析可知，兩臺手排長度測試儀的平均長度、變異系數顯示儀器之間的測試非常穩定。為消除手工移圖結果與手排長度測試儀結果的顯著性差異，我們以這30次的均值為基礎值，將2#手排長度測試儀的相機設置參數調整為：增益67，曝光538，幀率延遲600， 其他相機參數及取樣設置參數不變，再次進行比對數據收集。手排長度平均值（x6）為33.75 mm，2#手排長度測試儀長度平均值（x7）為33.51mm。

（2）手工移圖方法與手排長度測試儀法數據差異顯著性計算分析

手工移圖方法與手排長度測試儀法對長度數據的影響因素分析，見表1。

4 結語

分梳山羊絨散纖維沒有經過機械梳理成絨條，纖維完全以自然卷曲狀態存在，與成條中的纖維較順直狀態不同。Almeter法的排樣機無法有效控制較短纖維的缺陷以及分梳山羊絨散纖維的自然卷曲狀態使得Almeter法不能客觀真實測量分梳山羊絨的平均長度。

手工移圖方法與手排長度測試儀法比對數據顯示兩種方法測得的平均值差0.24mm，遠遠小于GB 18267—2013《山羊絨》規定的手排方法的平均長度測試平行試驗允差值2mm，說明用手排長度測試儀測試分梳山羊絨平均長度完全可以滿足測試要求。

重復性試驗測試數據顯示，手工移圖值的變異系數4.21大于兩臺手排長度測試儀值的變異系數3.47、3.25，顯示手排長度測試儀避免了主觀和人員間誤差因素，兩臺手排長度測試儀的平均長度、變異系數數據顯示儀器之間的測試非常穩定，儀器在試用收集數據中，體現出手排長度測試儀方法的工作效率大幅提高。手排長度測試儀的研究獲得成功。

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（作者單位：內蒙古纖維檢驗局 ）