探討兩種化學短纖維線密度測試方法結果的差異

文/吳定英

1 引言

化學短纖維是長度和線密度具有一定規格的化學纖維，以適應紡織加工與成品要求。由于天然纖維的物理化學性質存在一定的缺陷性，未能滿足生活和工業需求，而化學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、麻紡機臺上進行加工，制成混紡產品，滿足社會需求。

化學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，偏粗或偏細會直接影響紡織加工、工業產量，影響產品性能及生活和工業使用效果。標準GB/T 14335—2008《化學纖維 短纖維線密度試驗方法》適用于滌綸、錦綸、腈綸、再生纖維素纖維等化學短纖維的線密度測定，標準中規定了化學纖維線密度的兩種試驗方法，即束纖維中段稱量法（以下稱方法A）和單纖維振動儀法（以下稱方法B）。但是試驗人員在化學短纖維線密度測定過程中發現，采用方法A與方法B對同一試樣試驗的結果有差異。因此本文對上述兩種方法的測試過程和結果進行了比較，分析原因，并對如何縮小方法A和方法B兩個方法試驗結果的差異、提高試驗結果的準確性提出一些建議。

2 試驗

2.1 試驗材料

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 試驗裝置

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

2.3 試驗環境

標準大氣溫度（20±2）℃，濕度（65±2）%。

2.4 試驗方法及過程

2.4.1 試驗方法A

在試驗用標準大氣下，從已調濕平衡的化學短纖維樣品中取一定根數的纖維束，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，準確計數，每束根數大于等于400根。數好的試樣束在試驗用標準大氣下進行調濕，平衡后將試樣逐束在天平上稱量，按公式（1）計算線密度。試驗結果以5次平行試驗的算數平均值表示，見公式（2）。

式中：Tti——線密度，dtex；m——所數根數試樣的質量，mg；n——試樣根數；L——中段切斷長度，mm。

式中：Tt——平均線密度，dtex；Tti——實測線密度，dtex。

2.4.2 試驗方法B

在試驗用標準大氣下，按試樣名義線密度的（0.15±0.02）cN/dtex計算預加張力并選取預張力夾，在已開機預熱15分鐘后的纖維細度儀上設計預加張力撥盤T讀數，數值與預加張力一致。從已調濕平衡的線密度測定樣品中取2000根左右試樣，將這些數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，將纖維夾入纖維細度儀的夾持器中，待纖維起振，顯示線密度值穩定后，確認該根纖維的線密度值。取樣上機測試過程中避免纖維意外伸長，注意異常值檢查及剔除。夾持單根纖維上機測試滿50次后打印，試驗結果取其平均值。

3 結果與討論

依據標準GB/T 14335—2008《化學纖維 短纖維線密度試驗方法》中方法A和方法B兩種方法測試線密度所得數據見表1。

3.1 測試結果分析

從表1可知：2#和3#試樣中，方法A的試驗結果DT值符合GB/T 14463一等品要求，方法B的試驗結果DT值達到GB/T 14463優等品要求；6#試樣中，方法A試驗結果DT值符合GB/T 14464一等品要求，方法B的試驗結果DT值達到GB/T 14464優等品要求；除2#、3#和6#試樣外，其余試樣采用兩種方法的試驗結果符合同等級要求，但同一試驗樣品中，試驗方法A的線密度、DT值與方法B的線密度、DT值不相同，10#試樣的試驗結果差異較為明顯。紡織品中同一種質量項目的測定在標準中常有幾種試驗方法，從理論上講，不同的試驗方法對同一種質量項目的試驗結果應完全相同，但實際上卻常有差異。比較兩種試驗方法的結果可知，依據標準GB/T 14335—2008 《化學纖維 短纖維線密度試驗方法》，采用方法A和方法B測試同一試樣線密度的結果有差異。

3.2 原因分析

3.2.1 試驗方法不相同

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兩種試驗方法的設備工具、樣品根數、檢驗員操作步驟、結果計算等存在差異，說明影響兩種方法的因素有差異，導致方法A和方法B的試驗結果有差異。

3.2.2 影響因素不相同

表1 方法A與方法B的測試結果

表2 兩種試驗方法的差異

表3 不同試驗方法影響因素的差異

一般情況下，影響試驗結果的因素主要來源于纖維性能、儀器設備及檢驗人員的操作等等。從表3可知方法A和方法B兩種試驗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性和尺寸穩定性，方法B是尺寸穩定性。方法A中，由式（1）可知，影響線密度的主要參數是試樣重量和切取中段長度，彈性回復性能好的纖維，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，導致一些纖維的實際切取中段長度比設計中段長度偏長，重量偏重；尺寸穩定性差的纖維，束纖維在整理過程中容易使纖維意外伸長，導致重量偏輕。方法B中，使用預張力夾及鑷子夾取單根纖維上機過程中，尺寸穩定性差的纖維容易伸長，導致纖維變細。

圖2 纖維束變化情況圖

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

（3）人員的操作：方法A中檢驗人員操作影響主要是整理纖維束、切取中段試樣束、數根數、稱量，方法B中檢驗人員操作影響主要是取樣上機。方法A試驗需要人工手扯、用梳子梳理整理纖維束，如檢驗人員手法不對、經驗不足，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，影響試驗結果；檢驗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，標準GB/T 14335—2008對“最小張力”沒有明確規定，檢驗人員靠自身感觀辨別，檢驗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有所偏差，影響了中段試樣束的準確性；檢驗人員在計數中段單根纖維時，纖維細而柔軟、靜電又大，單纖維間容易互纏或重疊，導致漏數少數，根數偏少，實測線密度值偏大。方法B中是對單根纖維進行線密度的測試，化學纖維短而輕細，使用預張力夾及鑷子夾取單根纖維上機過程中預張力夾容易抖動，易使纖維意外伸長，導致纖維變細；方法B在標準GB/T 14335—2008中對“取2000根左右纖維”沒有明確規定操作，未能統一檢驗人員取樣操作性，取樣方法不同，試驗結果也會有所差異[2]。

4 結論

由于方法A和方法B的試驗方法存在差異，影響兩種方法的因素不相同，導致兩種試驗結果有差異。作者對于如何縮小方法A和方法B兩個方法試驗結果的差異、提高試驗結果的準確性，提出以下幾點建議：

（1）正確選擇計量設備及校準。方法A中試驗使用的天平在滿足準確度的前提下，應選擇相應級別的天平進行稱量；方法B中細度儀預張力夾精度較高，試驗后注意保管存放。儀器設備要定期進行校準，減少儀器設備帶來的測試誤差。

（2）標準編制工作者重視標準試驗方法誤差的控制，及時優化更新標準，提高測試結果的精準度。

（3）提高檢驗能力。檢驗人員要熟悉測試方法，提高專業能力和職業素養。積極向經驗豐富的師傅學習如何整理試樣束、如何取樣上機，在測試過程中嚴格按照標準要求進行試驗 ，減少人為產生的誤差。