影響單紗斷裂強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果的主要因素有哪些？
發(fā)布時(shí)間：2021-03-09 08:43
探討提高
單紗斷裂強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性的措施。采用正交試驗(yàn)對(duì)影響單紗斷裂強(qiáng)力的各因素進(jìn)行比較與分析,以此評(píng)估各測(cè)試參數(shù)對(duì)單紗斷裂強(qiáng)力的影響。認(rèn)為:我國(guó)現(xiàn)有的單紗斷裂強(qiáng)力測(cè)試方法中,測(cè)試參數(shù)及測(cè)試條件的差異,會(huì)影響到同一樣本單紗斷裂強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果的離散性。指出：各實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一溫濕度條件,采用與現(xiàn)代紡織生產(chǎn)相對(duì)應(yīng)的拉伸速度,根據(jù)生產(chǎn)工藝、紗線線密度與實(shí)際捻度確定合理的預(yù)加張力,采用統(tǒng)一、合理的測(cè)試樣本與測(cè)試次數(shù),是提高單紗斷裂強(qiáng)力測(cè)試準(zhǔn)確性和可靠性的重要條件。
單紗斷裂強(qiáng)力既是滿足紗線連續(xù)生產(chǎn)與保證紡織品后加工正常進(jìn)行的基礎(chǔ),也是保證紡織成品能夠正常使用的必要條件,作為紗線測(cè)試中的重要參數(shù),已成為紡織品貿(mào)易合同中的重要條款。很多因素會(huì)影響到單紗斷裂強(qiáng)力的大小,從測(cè)試角度講主要影響因素有拉伸方式、預(yù)加張力、拉伸速度、溫濕度、測(cè)試樣本與測(cè)試次數(shù)。其中拉伸形式有等速伸長(zhǎng)、等加負(fù)荷和等速牽引，我國(guó)現(xiàn)行單紗斷裂強(qiáng)力測(cè)試方式已基本統(tǒng)一為等速伸長(zhǎng)型。不同拉伸形式的測(cè)試結(jié)果無(wú)法進(jìn)行比較分析,故本文不做討論。
1 試驗(yàn)準(zhǔn)備
依據(jù) GB / T3916 — 2013 《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定( CRE 法)》基本測(cè)試程序,采用 YG063T 型
全自動(dòng)單紗斷裂強(qiáng)力儀,將經(jīng)過(guò)充分調(diào)濕的紗線樣品,在不同條件下進(jìn)行測(cè)試。紗線隔距長(zhǎng)度 500mm ,采用不同等速拉伸速度拉伸至斷裂。如果樣品本身有較大的離散性,就會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析與比對(duì)產(chǎn)生影響。因此,特意選取質(zhì)量高、穩(wěn)定性好的紗線 OEC36.4tex 進(jìn)行測(cè)試。樣品選取 20 個(gè)筒紗。
2 正交試驗(yàn)
各參數(shù)各選取 3 個(gè)水平,組成正交試驗(yàn)水平表。標(biāo)準(zhǔn)中預(yù)加張力選擇范圍在 0.5cN / tex±0.1cN / tex ,為便于分析比較不同預(yù)加張力對(duì)單紗斷裂強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果的影響,試驗(yàn)對(duì)預(yù)加張力選擇范圍有所擴(kuò)大,同理也對(duì)間隔長(zhǎng)度有所增長(zhǎng)。我國(guó)大部分地區(qū)屬于溫帶大陸性氣候,冬天氣溫低、相對(duì)濕度小,夏天氣溫高、相對(duì)濕度大,春天與秋天接近溫帶標(biāo)準(zhǔn)大氣,故將占總試驗(yàn)數(shù)量一半的“20℃ , 65% ”作為溫濕度水平 1 。正交試驗(yàn)各水平及試驗(yàn)結(jié)果見表 1 。應(yīng)用 SPSS13.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,顯著性水平 α 為 0.05 ,結(jié)果見表 2。
表 2 中校正模型 F 為 28.9437 ,相伴概率Sig為 0.000839698 ,小于顯著性水平 α=0.05 。因此所用的模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由各因子Ⅲ型方差可判定,拉伸速度與溫濕度在顯著性水平 α=0.05上是影響單紗斷裂強(qiáng)力的最顯著的兩個(gè)因子。
2.1 預(yù)加張力
通過(guò)正交試驗(yàn)可以看出,同一個(gè)樣品因預(yù)加張力的不同會(huì)造成測(cè)量結(jié)果不同。不同預(yù)加張力對(duì)單紗斷裂強(qiáng)力的影響見表 3 。
從表 3 可以看出,同一紗線設(shè)置不同的預(yù)加張力,其斷裂強(qiáng)力均值不同。這是因?yàn)閱渭啍嗔褟?qiáng)力測(cè)試時(shí)的預(yù)加張力關(guān)系著紗線在兩個(gè)鉗口間的長(zhǎng)度大小與伸直狀態(tài);而伸直狀態(tài)則關(guān)系到紗線在拉伸時(shí)的摩擦與阻力及初始速度,這些因素都會(huì)影響到單紗斷裂強(qiáng)力。
然而因紗線捻度各不相同,施加一定的預(yù)加張力后,捻度小的紗線可能產(chǎn)生意外伸長(zhǎng);捻度大的紗線則可能存在捻縮,不能正常伸直,由此造成的測(cè)試長(zhǎng)度誤差必然產(chǎn)生強(qiáng)力誤差。同時(shí)其對(duì)紗線始、終拉伸速度也有影響。
由以上分析可以看出,預(yù)加張力的選擇與紗線捻度有很大的關(guān)系。紡織產(chǎn)品呈多樣化發(fā)展,使紗線捻度范圍擴(kuò)展。如 C14.6texT 紗線,一般設(shè)計(jì)捻度為 90捻/10cm 左右,而有些特殊用途 的 C 14.6 tex T 紗 線,設(shè) 計(jì) 捻 度 達(dá) 到180 捻/ 10cm ,兩種紗捻度差異很大,在此情況下,僅依據(jù)線密度對(duì)捻度差異很大的紗線設(shè)置同樣的預(yù)加張力,必然會(huì)產(chǎn)生測(cè)試誤差。因此,以0.5cN / tex±0.1cN / tex 確 定 預(yù) 加 張 力 是 不 夠的。對(duì)于搖紗張力的選擇應(yīng)立足于紗線線密度和設(shè)計(jì)捻度,以保證搖取時(shí)紗線處于自然伸直狀態(tài),保持測(cè)試紗線長(zhǎng)度準(zhǔn)確可靠,從而保證單紗斷裂強(qiáng)力測(cè)試的準(zhǔn)確性 。
2.2 拉伸速度
從表 2 可以看出,拉伸速度產(chǎn)生的 栿 型方差為正交試驗(yàn)中影響最大的因子。不同拉伸速度對(duì)單紗斷裂強(qiáng)力的影響見表 4 。
從表 4 可以看出,同一紗線設(shè)置不同的拉伸速度,單紗斷裂強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果不同。這是因?yàn)闇y(cè)試單紗斷裂強(qiáng)力時(shí),雖為同一樣本,但在不同的拉伸速度下,紗線須條內(nèi)的各纖維在承受拉伸力時(shí)的摩擦與阻力大小不同,因此得出不同的單紗斷裂強(qiáng)力。設(shè)置統(tǒng)一的拉伸速度是單紗斷裂強(qiáng)力統(tǒng)一、一致的必要條件,并且根據(jù)紗線后加工,或服用過(guò)程中紗線的運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì),設(shè)置相應(yīng)拉伸速度測(cè)試單紗斷裂強(qiáng)力,更具有現(xiàn)實(shí)、直接的應(yīng)用意義。目前我國(guó)單紗斷裂強(qiáng)力測(cè)試采用等速拉伸,拉伸速度 500mm / min ,但隨著無(wú)梭織機(jī)的普及,織機(jī)引緯速度較原來(lái)有了很大提高,從實(shí)際應(yīng)用角度講,500mm / min 的拉伸速度難以與現(xiàn)在的織造速度相適 應(yīng),建議采用 2000 mm / min 與5000mm / min 的拉伸速度。
2.3 溫濕度
從表 2 可以看出,不同溫度產(chǎn)生的Ⅲ型方差SS 僅次于拉伸速度的因子。不同溫濕度對(duì)單紗斷裂強(qiáng)力的影響見表 5 。
從表 5 可以看出,同一紗線不同的溫濕度,單紗斷裂強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果不同。這是因?yàn)閱渭啍嗔褟?qiáng)力測(cè)試時(shí),雖為同一樣本,但在不同的拉伸速度下,紗線須條內(nèi)的各纖維因溫度與吸濕不同,紗線在承受拉伸力時(shí)的摩擦與阻力大小不同,因此測(cè)得不同的單紗斷裂強(qiáng)力。我國(guó)地域遼闊,氣候類型多。不同的氣候帶來(lái)一年四季不同的溫濕度。我國(guó)有很多的實(shí)驗(yàn)室沒有恒溫恒濕控制系統(tǒng),即使嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的測(cè)試也難以避免因溫濕度差異造成的測(cè)試誤差。通常按照修正系統(tǒng)進(jìn)行修正的測(cè)試結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生修正誤差,測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性都因此受到影響。
2.4 測(cè)試次數(shù)與間隔長(zhǎng)度
管紗數(shù)量、測(cè)試次數(shù)和間隔長(zhǎng)度也會(huì)影響到測(cè)試的準(zhǔn)確性和可靠性。不同測(cè)試次數(shù)與間隔長(zhǎng)度對(duì)單紗斷裂強(qiáng)力的影響見表 6 、表 7 。
從表 6 和表 7 可以看出,同一紗線設(shè)置不同的測(cè)試次數(shù)或間隔長(zhǎng)度,單紗斷裂強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果不同。這是因?yàn)槊恳粋�(gè)紗線樣本,單紗斷裂強(qiáng)力都會(huì)具有不同的離散性。基于一個(gè)樣本測(cè)試結(jié)果的代表性,測(cè)試間隔長(zhǎng)度一般都規(guī)定間隔數(shù)米,在樣本允許的情況下,間隔長(zhǎng)度大可以提高檢測(cè)結(jié)果的代表性與可靠性。測(cè)試次數(shù)因強(qiáng)力機(jī)類型不同而有不同的規(guī)定, GB / T398 — 2008 《棉本色紗線》 、FZ / T71005 — 2006 《針織用棉本色紗》紗線標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于半自動(dòng)單紗斷裂強(qiáng)力機(jī),樣本為30 個(gè)管紗,每管測(cè)試 2 次;而對(duì)于全自動(dòng)單紗斷裂強(qiáng)力機(jī),其裝紗架只能放 20 個(gè)管紗,其樣本最多只能為 20 個(gè)管紗,每管測(cè)試 5 次。這種設(shè)置造成同一批產(chǎn)品因測(cè)試強(qiáng)力機(jī)類型不同,其抽取樣本與測(cè)試次數(shù)均不相同。尤其對(duì)于離散性大的紗線產(chǎn)品,測(cè)試意義就會(huì)大打折扣,難以準(zhǔn)確地比較與分析。
GB / T3916 — 2013 是以單紗斷裂強(qiáng)力的離散性確定測(cè)試次數(shù)的多少,測(cè)試次數(shù)為 0.17 CV^2 ,這對(duì)于紡織生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)是比較實(shí)用的方法,能夠科學(xué)實(shí)用地確定抽樣數(shù)量與測(cè)試次數(shù)。對(duì)于檢測(cè)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō),所測(cè)紗線的離散性未知,所以只能應(yīng)用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試次數(shù)進(jìn)行試驗(yàn),這樣易造成檢測(cè)信息的不完整,使產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)估失誤;有時(shí)候在產(chǎn)品離散性小的時(shí)候,按定額測(cè)試則會(huì)形成一些測(cè)試?yán)速M(fèi)。
3 結(jié)論
(1 )參照標(biāo)準(zhǔn)給出的預(yù)加張力范圍,依據(jù)紗線線密度和捻度確定合理的預(yù)加張力,可提高單紗斷裂強(qiáng)力測(cè)試的準(zhǔn)確性和可靠性。根據(jù)測(cè)試原理及紡紗捻度的變化推薦:紗線在正常的捻度水平,10tex 以 下 可 采 用 0.6cN / tex 的 搖 紗 張 力,10tex~20tex 可采用 0.5cN / tex 的搖紗張力,20tex 以上采用 0.4cN / tex 的搖紗張力;對(duì)于某些強(qiáng)捻紗與弱捻紗,建議以普通捻度水平為基準(zhǔn)按正比例調(diào)整預(yù)加張力。這種情況下,預(yù)加張力的選擇可能會(huì)超出 0.5cN / tex±0.1cN / tex 的范圍。
(2 )隨著紡織加工速度的不斷提高,為與現(xiàn)行紡織生產(chǎn)相配套,單紗斷裂強(qiáng)力的拉伸速度提高到 2000mm / min 或 5000mm / min 為宜,因拉伸速度與單紗斷裂強(qiáng)力呈正比,所以相關(guān)紗線產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中單紗斷裂強(qiáng)力值的要求也應(yīng)相應(yīng)提高。
(3 )單紗斷裂強(qiáng)力測(cè)試應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行,以避免因溫濕度差異產(chǎn)生的測(cè)試誤差。對(duì)于沒有恒溫恒濕控制的實(shí)驗(yàn)室,在充分調(diào)濕的前提下,我國(guó)大部分地區(qū)在春季和秋季有些時(shí)間溫濕度基本等同于標(biāo)準(zhǔn)大氣,這種情況下測(cè)試與標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下測(cè)試的單紗斷裂強(qiáng)力應(yīng)該是等效的。
(4 )為提高抽樣檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性、可靠性及一致性,不管采用半自動(dòng)單紗斷裂強(qiáng)力機(jī),還是采用全自動(dòng)單紗斷裂強(qiáng)力機(jī),應(yīng)該確定統(tǒng)一的抽樣數(shù)量與測(cè)試次數(shù);如果一批紗線產(chǎn)品單紗斷裂強(qiáng)力的離散性可知,應(yīng)根據(jù)變異系數(shù)來(lái)確定不同的抽樣數(shù)量與測(cè)試次數(shù),以達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合理的測(cè)試效果;以紗線的最終產(chǎn)品作為抽樣對(duì)象,盡可能地提高抽取樣品的利用率,減少同一樣品的重復(fù)測(cè)試,是提高抽樣檢驗(yàn)的代表性與有效性,減小抽樣估計(jì)與推斷誤差行之有效的測(cè)試程序。
