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影響單紗斷裂強力測試結果的主要因素有哪些?

發布時間:2021-03-09 08:43

探討提高單紗斷裂強力測試結果準確性和可靠性的措施。采用正交試驗對影響單紗斷裂強力的各因素進行比較與分析,以此評估各測試參數對單紗斷裂強力的影響。認為:我國現有的單紗斷裂強力測試方法中,測試參數及測試條件的差異,會影響到同一樣本單紗斷裂強力測試結果的離散性。指出:各實驗室統一溫濕度條件,采用與現代紡織生產相對應的拉伸速度,根據生產工藝、紗線線密度與實際捻度確定合理的預加張力,采用統一、合理的測試樣本與測試次數,是提高單紗斷裂強力測試準確性和可靠性的重要條件。

單紗斷裂強力既是滿足紗線連續生產與保證紡織品后加工正常進行的基礎,也是保證紡織成品能夠正常使用的必要條件,作為紗線測試中的重要參數,已成為紡織品貿易合同中的重要條款。很多因素會影響到單紗斷裂強力的大小,從測試角度講主要影響因素有拉伸方式、預加張力、拉伸速度、溫濕度、測試樣本與測試次數。其中拉伸形式有等速伸長、等加負荷和等速牽引,我國現行單紗斷裂強力測試方式已基本統一為等速伸長型。不同拉伸形式的測試結果無法進行比較分析,故本文不做討論。

1 試驗準備
依據 GB / T3916 — 2013 《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定( CRE 法)》基本測試程序,采用 YG063T 型全自動單紗斷裂強力儀,將經過充分調濕的紗線樣品,在不同條件下進行測試。紗線隔距長度 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,就會對測試結果的分析與比對產生影響。因此,特意選取質量高、穩定性好的紗線 OEC36.4tex 進行測試。樣品選取 20 個筒紗。
 
 
2 正交試驗
各參數各選取 3 個水平,組成正交試驗水平表。標準中預加張力選擇范圍在 0.5cN / tex±0.1cN / tex ,為便于分析比較不同預加張力對單紗斷裂強力測試結果的影響,試驗對預加張力選擇范圍有所擴大,同理也對間隔長度有所增長。我國大部分地區屬于溫帶大陸性氣候,冬天氣溫低、相對濕度小,夏天氣溫高、相對濕度大,春天與秋天接近溫帶標準大氣,故將占總試驗數量一半的“20℃ , 65% ”作為溫濕度水平 1 。正交試驗各水平及試驗結果見表 1 。應用 SPSS13.0進行統計分析,顯著性水平 α 為 0.05 ,結果見表 2。

單紗斷裂強力正交試驗結果

各參數不同水平對單紗斷裂強力的影響
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計學意義。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力的最顯著的兩個因子。

2.1 預加張力
通過正交試驗可以看出,同一個樣品因預加張力的不同會造成測量結果不同。不同預加張力對單紗斷裂強力的影響見表 3 。
不同預加張力對單紗斷裂強力的影響
從表 3 可以看出,同一紗線設置不同的預加張力,其斷裂強力均值不同。這是因為單紗斷裂強力測試時的預加張力關系著紗線在兩個鉗口間的長度大小與伸直狀態;而伸直狀態則關系到紗線在拉伸時的摩擦與阻力及初始速度,這些因素都會影響到單紗斷裂強力。
 
然而因紗線捻度各不相同,施加一定的預加張力后,捻度小的紗線可能產生意外伸長;捻度大的紗線則可能存在捻縮,不能正常伸直,由此造成的測試長度誤差必然產生強力誤差。同時其對紗線始、終拉伸速度也有影響。
 
由以上分析可以看出,預加張力的選擇與紗線捻度有很大的關系。紡織產品呈多樣化發展,使紗線捻度范圍擴展。如 C14.6texT 紗線,一般設計捻度為 90捻/10cm 左右,而有些特殊用途 的 C 14.6 tex T 紗 線,設 計 捻 度 達 到180 捻/ 10cm ,兩種紗捻度差異很大,在此情況下,僅依據線密度對捻度差異很大的紗線設置同樣的預加張力,必然會產生測試誤差。因此,以0.5cN / tex±0.1cN / tex 確 定 預 加 張 力 是 不 夠的。對于搖紗張力的選擇應立足于紗線線密度和設計捻度,以保證搖取時紗線處于自然伸直狀態,保持測試紗線長度準確可靠,從而保證單紗斷裂強力測試的準確性 。

2.2 拉伸速度
從表 2 可以看出,拉伸速度產生的 栿 型方差為正交試驗中影響最大的因子。不同拉伸速度對單紗斷裂強力的影響見表 4 。
不通過拉伸速度對單紗斷裂強力的影響

從表 4 可以看出,同一紗線設置不同的拉伸速度,單紗斷裂強力測試結果不同。這是因為測試單紗斷裂強力時,雖為同一樣本,但在不同的拉伸速度下,紗線須條內的各纖維在承受拉伸力時的摩擦與阻力大小不同,因此得出不同的單紗斷裂強力。設置統一的拉伸速度是單紗斷裂強力統一、一致的必要條件,并且根據紗線后加工,或服用過程中紗線的運動態勢,設置相應拉伸速度測試單紗斷裂強力,更具有現實、直接的應用意義。目前我國單紗斷裂強力測試采用等速拉伸,拉伸速度 500mm / min ,但隨著無梭織機的普及,織機引緯速度較原來有了很大提高,從實際應用角度講,500mm / min 的拉伸速度難以與現在的織造速度相適 應,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,不同溫度產生的Ⅲ型方差SS 僅次于拉伸速度的因子。不同溫濕度對單紗斷裂強力的影響見表 5 。
不同溫度對單紗斷裂強力的影響
從表 5 可以看出,同一紗線不同的溫濕度,單紗斷裂強力測試結果不同。這是因為單紗斷裂強力測試時,雖為同一樣本,但在不同的拉伸速度下,紗線須條內的各纖維因溫度與吸濕不同,紗線在承受拉伸力時的摩擦與阻力大小不同,因此測得不同的單紗斷裂強力。我國地域遼闊,氣候類型多。不同的氣候帶來一年四季不同的溫濕度。我國有很多的實驗室沒有恒溫恒濕控制系統,即使嚴謹規范的測試也難以避免因溫濕度差異造成的測試誤差。通常按照修正系統進行修正的測試結果也會產生修正誤差,測試結果的準確性和可靠性都因此受到影響。

2.4 測試次數與間隔長度
管紗數量、測試次數和間隔長度也會影響到測試的準確性和可靠性。不同測試次數與間隔長度對單紗斷裂強力的影響見表 6 、表 7 。
不同測試次數對單紗斷裂強力的影響
從表 6 和表 7 可以看出,同一紗線設置不同的測試次數或間隔長度,單紗斷裂強力測試結果不同。這是因為每一個紗線樣本,單紗斷裂強力都會具有不同的離散性。基于一個樣本測試結果的代表性,測試間隔長度一般都規定間隔數米,在樣本允許的情況下,間隔長度大可以提高檢測結果的代表性與可靠性。測試次數因強力機類型不同而有不同的規定, GB / T398 — 2008 《棉本色紗線》 、FZ / T71005 — 2006 《針織用棉本色紗》紗線標準,對于半自動單紗斷裂強力機,樣本為30 個管紗,每管測試 2 次;而對于全自動單紗斷裂強力機,其裝紗架只能放 20 個管紗,其樣本最多只能為 20 個管紗,每管測試 5 次。這種設置造成同一批產品因測試強力機類型不同,其抽取樣本與測試次數均不相同。尤其對于離散性大的紗線產品,測試意義就會大打折扣,難以準確地比較與分析。
 
GB / T3916 — 2013 是以單紗斷裂強力的離散性確定測試次數的多少,測試次數為 0.17 CV^2 ,這對于紡織生產企業來說是比較實用的方法,能夠科學實用地確定抽樣數量與測試次數。對于檢測機構來說,所測紗線的離散性未知,所以只能應用產品標準規定的測試次數進行試驗,這樣易造成檢測信息的不完整,使產品質量評估失誤;有時候在產品離散性小的時候,按定額測試則會形成一些測試浪費。

3 結論
(1 )參照標準給出的預加張力范圍,依據紗線線密度和捻度確定合理的預加張力,可提高單紗斷裂強力測試的準確性和可靠性。根據測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;對于某些強捻紗與弱捻紗,建議以普通捻度水平為基準按正比例調整預加張力。這種情況下,預加張力的選擇可能會超出 0.5cN / tex±0.1cN / tex 的范圍。
 
(2 )隨著紡織加工速度的不斷提高,為與現行紡織生產相配套,單紗斷裂強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力呈正比,所以相關紗線產品標準中單紗斷裂強力值的要求也應相應提高。
 
(3 )單紗斷裂強力測試應在標準大氣條件下進行,以避免因溫濕度差異產生的測試誤差。對于沒有恒溫恒濕控制的實驗室,在充分調濕的前提下,我國大部分地區在春季和秋季有些時間溫濕度基本等同于標準大氣,這種情況下測試與標準大氣條件下測試的單紗斷裂強力應該是等效的。
 
(4 )為提高抽樣檢驗的準確性、可靠性及一致性,不管采用半自動單紗斷裂強力機,還是采用全自動單紗斷裂強力機,應該確定統一的抽樣數量與測試次數;如果一批紗線產品單紗斷裂強力的離散性可知,應根據變異系數來確定不同的抽樣數量與測試次數,以達到經濟、合理的測試效果;以紗線的最終產品作為抽樣對象,盡可能地提高抽取樣品的利用率,減少同一樣品的重復測試,是提高抽樣檢驗的代表性與有效性,減小抽樣估計與推斷誤差行之有效的測試程序。

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