蔣小葵 茍圓 潘璐璐 張后兵 周盛波
(1.南充出入境檢驗(yàn)檢疫局,四川 南充 637900;2.四川出入境檢驗(yàn)檢疫局 檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心,四川 成都 610041;3.浙江出入境檢驗(yàn)檢疫局 絲類檢測中心,浙江 杭州 310012;4.重慶出入境檢驗(yàn)檢疫局 檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心,重慶 400020)
我國現(xiàn)行生絲標(biāo)準(zhǔn)采用復(fù)絲檢測方法考核生絲強(qiáng)伸力性能,而其他紡織纖維則采用單根絲 (紗)線檢測方法考核強(qiáng)伸力。復(fù)絲檢測方法是取n根生絲的平均值[1-2],不能真實(shí)反映單根生絲實(shí)際受力狀況,與用戶的關(guān)注點(diǎn)脫節(jié)[3]?,F(xiàn)行生絲標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1798-2008《生絲試驗(yàn)方法》的附錄B列出了《單根生絲斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率檢驗(yàn)方法》,但標(biāo)準(zhǔn)中沒有單絲強(qiáng)伸力技術(shù)指標(biāo)規(guī)定,適用性不強(qiáng),無法考核單絲強(qiáng)伸力,也無法運(yùn)用檢測結(jié)果指導(dǎo)生產(chǎn)。因此本研究擬通過開展生絲強(qiáng)伸力單絲檢測與復(fù)絲檢測比對,建立一套單絲強(qiáng)伸力質(zhì)量考核體系,與其他紡織纖維單絲(紗)強(qiáng)伸力考核方法保持一致,為單絲強(qiáng)伸力檢測結(jié)果判定提供質(zhì)量考核依據(jù),為改進(jìn)制絲生產(chǎn)和織造投產(chǎn)提供更可靠的強(qiáng)伸力檢測數(shù)據(jù)[4-5]。
現(xiàn)行GB/T 1797-2008《生絲》標(biāo)準(zhǔn)的品質(zhì)技術(shù)指標(biāo)規(guī)定,復(fù)絲斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率指標(biāo)作為生絲補(bǔ)助檢驗(yàn)項(xiàng)目確定附級,按附級與基本級的級差數(shù)對生絲品質(zhì)進(jìn)行降級,如表1。由于復(fù)絲強(qiáng)伸力技術(shù)指標(biāo)考核方法已為業(yè)界所接受,因此我們可以借鑒復(fù)絲斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率降級考核方法,建立對應(yīng)附級的單絲斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率的考核指標(biāo)值,并擬考慮將變異系數(shù)(CV)納入考核體系中,4A-6A等級作為附級(一)確定一個(gè)考核值,3A及以下等級作為附級(二)確定一個(gè)考核值,最終形成一套單絲強(qiáng)伸力質(zhì)量考核體系。
表1 復(fù)絲強(qiáng)伸力技術(shù)考核指標(biāo)
注:1gf/denier=0.8826cN/dtex,絲綢行業(yè)慣用旦尼爾制單位,因此本文試驗(yàn)數(shù)據(jù)也采用旦尼爾制[6]。
1.1試驗(yàn)材料
選擇來自四川、云南、廣西、貴州、重慶等產(chǎn)地的蠶繭繅制100批生絲試樣,規(guī)格分別為20/22den (22.2/24.4dtex) 80批(其中3A、4A、5A、6A等級各20批)、27/29 den (30.0/32.2 dtex)10批、40/44 den (44.4/48.8dtex)規(guī)格10批。
1.2試驗(yàn)儀器
DJ104生絲切斷機(jī)(四川康樂醫(yī)療器械有限公司),QDJ920Ⅱ生絲纖度機(jī)(四川康樂醫(yī)療器械有限公司),HT-200電子天平(成都普瑞遜電子有限公司),STATIMAT ME全自動(dòng)強(qiáng)伸度儀(德國TEXTECHNO)。
1.3試驗(yàn)方法
按照GB/T 1798-2008《生絲試驗(yàn)方法》規(guī)定執(zhí)行。在STATIMAT ME全自動(dòng)強(qiáng)伸度儀同臺(tái)設(shè)備上開展生絲單絲和復(fù)絲強(qiáng)伸力檢測。單絲檢測每批拉伸200次,復(fù)絲檢測每批拉伸10次。
對100批生絲單絲與復(fù)絲強(qiáng)伸力檢測結(jié)果的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析,在顯著水平α為0.05時(shí),查得相關(guān)系數(shù)臨界值Rmin為0.195,當(dāng)相關(guān)系數(shù)||R|≤|Rmin|,兩種檢測結(jié)果建立的線性關(guān)系不成立,當(dāng)|R|>|Rmin|時(shí),線性關(guān)系成立[7]。若單、復(fù)絲指標(biāo)間存在線性相關(guān)關(guān)系,可通過已知的復(fù)絲強(qiáng)伸力考核指標(biāo)值推算出單絲強(qiáng)伸力考核指標(biāo)值,若存在非線性關(guān)系,則需通過其他方法建立單絲強(qiáng)伸力指標(biāo)的考核值[8]。下面就分別對斷裂伸長率、斷裂伸長率CV、斷裂強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度CV等指標(biāo)單、復(fù)絲檢測結(jié)果的相關(guān)性進(jìn)行分析,以探索確立單絲強(qiáng)伸力質(zhì)量指標(biāo)考核值。
2.1單絲斷裂伸長率質(zhì)量考核指標(biāo)的確立
2.1.1單絲與復(fù)絲斷裂伸長率的相關(guān)關(guān)系。從圖1可知,單絲與復(fù)絲斷裂伸長率的相關(guān)系數(shù)R為0.54912, R>Rmin,單絲與復(fù)絲斷裂伸長率呈線性關(guān)系,可以通過復(fù)絲斷裂伸長率質(zhì)量考核指標(biāo)推算出單絲斷裂伸長率考核指標(biāo)[9]。
圖1 單絲與復(fù)絲斷裂伸長率關(guān)系
2.1.2確立單絲斷裂伸長率指標(biāo)質(zhì)量考核值。從圖1得知,單絲斷裂伸長率與復(fù)絲斷裂伸長率的線性方程式為:Y=9.50137+0.52853X,當(dāng)復(fù)絲斷裂伸長率為表1中附級(一)的考核值20.0%,計(jì)算得出對應(yīng)的單絲斷裂伸長率附級(一)的考核值為20.07%,修約為一位小數(shù)點(diǎn)有效數(shù)值為20.0%;當(dāng)復(fù)絲斷裂伸長率為表1中附級(二)的考核值19.0%,計(jì)算得出對應(yīng)的單絲斷裂伸長率附級(二)的考核值為19.54%,修約為一位小數(shù)點(diǎn)有效數(shù)值為19.5%。從計(jì)算結(jié)果可以看出,單、復(fù)絲斷裂伸長率檢測結(jié)果差異不大,100批生絲試樣斷裂伸長率平均值復(fù)絲為22.31%,單絲為21.29%,單絲略低于復(fù)絲1%。
通過對20/22 denier (22.2/24.4dtex) 規(guī)格絲批兩個(gè)附級范圍內(nèi)的單絲斷裂伸長率分布分析,可以直觀驗(yàn)證初步確立的單絲斷裂伸長率考核值是否合理。見圖2、圖3。
圖2 4A-6A單絲斷裂伸長率分布
從圖2可知, 4A-6A級單絲斷裂伸長率主要分布在20.0%~22.5%之間,僅有1批生絲斷裂伸長率低于20.0%,降級率為1.7%,而對應(yīng)等級范圍內(nèi)的復(fù)絲斷裂伸長率無絲批降級,單絲考核值略嚴(yán)于復(fù)絲考核值,單絲斷裂伸長率附級(一)的考核指標(biāo)確定為20.0%是合理的。
圖3 3A級單絲斷裂伸長率分布
由于目前我國生絲質(zhì)量已提升至3A級以上,2A及以下低等級絲批很少,本研究用3A級生絲試樣作為上限等級,對單絲強(qiáng)伸力附級(二)考核指標(biāo)進(jìn)行確定和試套。從圖3可知,3A生絲斷裂伸長率主要分布在20.0%~22.0%之間,也僅有1批生絲斷裂伸長率低于20.0%,降級率為3.3%,對應(yīng)的復(fù)絲斷裂伸長率無絲批降級,單絲考核值略嚴(yán)于復(fù)絲考核值,單絲斷裂伸長率附級(二)的考核指標(biāo)確定為19.5%也是合理的。
2.2單絲斷裂伸長率變異系數(shù)(CV)質(zhì)量考核指標(biāo)的確立
由于現(xiàn)行GB/T 1797-2008《生絲》標(biāo)準(zhǔn)中沒有對復(fù)絲強(qiáng)伸力CV指標(biāo)進(jìn)行考核,無法通過復(fù)絲強(qiáng)伸力CV考核值推算單絲考核值,因此可以嘗試通過CV與其單絲強(qiáng)伸力值的相關(guān)關(guān)系推算出CV考核值。
2.2.1單絲斷裂伸長率與CV的相關(guān)關(guān)系。從圖4可知,單絲斷裂伸長率與CV的相關(guān)系數(shù)R為-0.47724,|R|>|Rmin|,單絲斷裂伸長率與其CV呈線性關(guān)系,可以通過單絲斷裂伸長率質(zhì)量考核指標(biāo)推算出單絲斷裂伸長率CV質(zhì)量考核指標(biāo)。
圖4 單絲斷裂伸長率與CV關(guān)系
2.2.2確立單絲斷裂伸長率CV指標(biāo)質(zhì)量考核值
從圖4得知,單絲斷裂伸長率與其CV的線性方程式為:Y=31.72574-1.02354X,因單絲斷裂伸長率附級(一)的考核值已確定為20.0%,計(jì)算得出對應(yīng)的附級(一)單絲斷裂伸長率CV考核值為11.25%,修約圓整至11.5%;單絲斷裂伸長率附級(二)的考核值已確定為19.5%,計(jì)算得出對應(yīng)的附級(二)單絲斷裂伸長率CV考核值為11.77%,修約圓整至或12.0%。
通過對20/22 den (22.2/24.4dtex) 規(guī)格絲批兩個(gè)附級范圍內(nèi)的單絲斷裂伸長率CV值分布分析,可以直觀驗(yàn)證初步確立的單絲斷裂伸長率CV考核值是否合理。見圖5、圖6。
圖5 4A-6A單絲斷裂伸長率CV分布
從圖5可知,4A-6A單絲斷裂伸長率CV主要分布在8.0%~13.0%之間,11.5%之上有7批生絲,分布占比11.7%,占比偏大,12.0%之上有5批生絲,占比8.3%,考核值是否可修正為12.0%,可以對相關(guān)指標(biāo)的降級率進(jìn)行比對驗(yàn)證,最終確定為一個(gè)合理考核值。比較分析如表2。
表1 單絲斷裂伸長率附級(一)考核指標(biāo)試套降級情況對比
從表2可知,當(dāng)單絲斷裂伸長率CV考核指標(biāo)確定為11.5%時(shí),其各等級都有絲批降級,其降級率11.7%是單絲斷裂伸長率降級率的7倍,降級率過大,不利于企業(yè)生產(chǎn)積極性,當(dāng)CV確定為12.0%,其8.3%的降級率也高于1.7%的單絲伸長率降級率,但可接受,因變異系數(shù)是反映生絲強(qiáng)伸力質(zhì)量是否穩(wěn)定的重要指標(biāo),其考核值的規(guī)定理應(yīng)嚴(yán)格平均值的考核,才能很好地體現(xiàn)CV指標(biāo)的先進(jìn)性,且嚴(yán)格高等級生絲質(zhì)量指標(biāo),有利于產(chǎn)品質(zhì)量提升,所以4A-6A所在的附級(一)單絲斷裂伸長率CV考核值確定為12.0%是比較合理的。
從圖6可以看出,3A單絲斷裂伸長率CV主要分布在9.0~13.0%之間, 12.0%之上有7批生絲,分布占比35.0%,過大,考核值過嚴(yán),13.0%之上有4批,分布占比20.0%,考核值是否可修正為13.0%,也可用相關(guān)指標(biāo)的降級率進(jìn)行比對驗(yàn)證,最終確定為一個(gè)合理考核值。見表3。
圖6 3A級單絲斷裂伸長率CV分布
等級單絲斷裂伸長率降級批數(shù)降級率CV(11.5%)降級批數(shù)CV(11.5%)降級率CV(12.0%)降級批數(shù)CV(12.0%)降級率復(fù)絲斷裂伸長率降級率3A00735.0%420.0%0
從表3可知,當(dāng)3A級單絲斷裂伸長率CV考核指標(biāo)確定為12.0%時(shí),其降級率35.0%太高,當(dāng)CV確定為13.0%,其降級率20.0%適中,附級(二)單絲斷裂伸長率CV考核指標(biāo)可以確定為13.0%。
100批生絲試樣的斷裂伸長率CV平均值復(fù)絲為4.69%,單絲為9.93%,單絲是復(fù)絲的兩倍,說明單絲檢測對對生絲伸長變化捕捉更靈敏,變異系數(shù)是反映伸長變化的一個(gè)較好指標(biāo)。
2.3單絲斷裂強(qiáng)度質(zhì)量考核指標(biāo)值的確定
2.3.1單絲與復(fù)絲斷裂強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系
圖7 單絲與復(fù)絲斷裂強(qiáng)度關(guān)系
從圖7可知,單絲與復(fù)絲斷裂強(qiáng)度之間的線性相關(guān)系數(shù)R為0.0194,R 2.3.2確立單絲斷裂強(qiáng)度指標(biāo)質(zhì)量考核值 100批試樣的斷裂強(qiáng)度檢測結(jié)果見表4。 表4 100批試樣生絲斷裂強(qiáng)度指標(biāo)檢測結(jié)果 從表4可知,單絲斷裂強(qiáng)度的平均值和CV值均明顯高于復(fù)絲,單絲檢測與復(fù)絲檢測是兩種不同的檢測方法。20/22den規(guī)格絲批中,復(fù)絲斷裂強(qiáng)度僅3A級平均值較低,CV值較大,4A-6A級平均值接近,等級越高CV值越小。而單絲斷裂強(qiáng)度6A平均值最低,但變異系數(shù)最小,質(zhì)量最穩(wěn)定,說明平均值不是衡量質(zhì)量好壞的最佳指標(biāo),變異系數(shù)納入質(zhì)量考核體系是必要的。因此單絲斷裂強(qiáng)度附級(一)考核值的確定,可以以6A級檢測值為基礎(chǔ)考慮,100批單絲斷裂強(qiáng)度分布如圖8,20批6A級單絲斷裂強(qiáng)度分布如圖9。 圖8 單絲斷裂強(qiáng)度分布 圖9 6A級單絲斷裂強(qiáng)度分布 從圖8可知,單絲斷裂強(qiáng)度主要分布在4.60gf/den~5.00gf/den之間,僅有4份樣絲單絲斷裂強(qiáng)度在4.60gf/den之下。而圖9中,6A級單絲斷裂強(qiáng)度主要分布在4.60gf/den~ 4.85gf/den之間,用戶反映這些6A絲批強(qiáng)伸力質(zhì)量并沒有問題,因此可以考慮將4.60gf/den作為單絲斷裂強(qiáng)度附級(一)考核值進(jìn)行試套,并用相關(guān)指標(biāo)的降級率進(jìn)行比對驗(yàn)證。見表4。 表5 單絲斷裂強(qiáng)度附級(一)考核指標(biāo)降級情況比對 從表5可知,當(dāng)單絲斷裂強(qiáng)度考核值確定為4.60gf/den,僅有5A、6A高等級生絲各1批絲存在斷裂強(qiáng)度降級,對應(yīng)的復(fù)絲沒有強(qiáng)度降級,單絲斷裂強(qiáng)度考核值稍嚴(yán)于復(fù)絲,體現(xiàn)了單絲強(qiáng)度考核指標(biāo)的先進(jìn)性,單絲斷裂強(qiáng)度附級(一)確定這樣的考核值是合理的。 參照復(fù)絲斷裂強(qiáng)度附級(一)與附級(二)考核值之比3.8/3.7,可推斷出單絲斷裂強(qiáng)度附級(二)考核值為4.48 gf/den,圓整為4.50gf/den,并用相關(guān)指標(biāo)的降級率進(jìn)行比對驗(yàn)證,見表6。 表6 單絲斷裂強(qiáng)度附級(二)考核指標(biāo)降級情況比對 從表6可以看出,當(dāng)單絲斷裂強(qiáng)度附級(二)考核值確定為4.50 gf/den 時(shí),20批3A級試樣有2批生絲因斷裂強(qiáng)度降級,降級率10.0%也是適當(dāng)?shù)?。通過對100批試樣絲批的生產(chǎn)及使用調(diào)查,3A級絲批中有2批生絲因原料蠶繭霉變導(dǎo)致單絲強(qiáng)度檢測結(jié)果分別為4.30 gf/den 、4.42gf/den,織綢用戶在使用過程中也反映這些絲批強(qiáng)伸力存在問題,單絲檢測強(qiáng)度降級也是真實(shí)反映了絲批質(zhì)量特點(diǎn),確定4.50 gf/den為單絲斷裂強(qiáng)度附級(二)考核值是合理的。 2.4單絲斷裂強(qiáng)度CV指標(biāo)考核值的確定 2.4.1單絲斷裂強(qiáng)度與CV的相關(guān)關(guān)系 圖10 單絲斷裂強(qiáng)度與CV的關(guān)系 從圖10可知,單絲斷裂強(qiáng)度與其CV之間的線性相關(guān)系數(shù)R為0.0319,R 2.4.2確立單絲斷裂強(qiáng)度CV指標(biāo)質(zhì)量考核值 100批試樣生絲強(qiáng)度CV檢測結(jié)果見表7。 表7 100批試樣生絲斷裂強(qiáng)度CV指標(biāo)檢測結(jié)果 從表7可以看出,單絲斷裂強(qiáng)度CV明顯高于復(fù)絲,等級越高,變異系數(shù)越小[10],粗規(guī)格生絲變異系數(shù)較小。4A-6A單絲斷裂強(qiáng)度CV平均值為7.89%,最小值4.96%,最大值12.75%;3A單絲斷裂強(qiáng)度CV平均值10.97%,最小值6.90%,最大值17.22%??山Y(jié)合4A-6A級和3A級單絲斷裂強(qiáng)度CV檢測結(jié)果的分布,確定附級(一)、附級(二)的考核值。 4A-6A級單絲強(qiáng)度CV的分布如圖11。 從圖11可以看出,4A-6A級單絲斷裂強(qiáng)度CV主要分布在6.0%~10.0%,總計(jì)60批生絲中有7批生絲分布在10.0%之上,5批生絲分布在11.0%之上,1批生絲分布在12.0%之上??梢詫?A-6A級單絲斷裂強(qiáng)度CV的附級(一)考核指標(biāo)確定為10.0%、11.0%、12.0%進(jìn)行試套,與斷裂強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行降級情況對比分析,最終確定一個(gè)合理考核指標(biāo)。 圖11 4A-6A級單絲斷裂強(qiáng)度CV分布圖 項(xiàng)目等級 單強(qiáng)CV(10.0%)單強(qiáng)CV(11.0%)單強(qiáng)CV(12.0%)單強(qiáng)CV降級批數(shù)單強(qiáng)CV降級率(%)單強(qiáng)降級率(%)復(fù)強(qiáng)降級率單強(qiáng)CV降級批數(shù)單強(qiáng)CV降級率(%)單強(qiáng)降級率(%)復(fù)強(qiáng)降級率單強(qiáng)CV降級批數(shù)單強(qiáng)CV降級率(%)單強(qiáng)降級率(%)復(fù)強(qiáng)降級率4A525.000315.00015.0005A210.05.00210.05.00005.006A005.00005.00005.00總計(jì)11.73.308.33.301.73.30 從表8可以看出,當(dāng)單絲斷裂強(qiáng)度CV考核指標(biāo)確定為10.0%時(shí),4A級及4A-6A總的降級率都太高,考核指標(biāo)過嚴(yán);當(dāng)單絲斷裂強(qiáng)度CV考核指標(biāo)確定為12.0%時(shí),4A-6A總體降級率低于單絲斷裂強(qiáng)度考核指標(biāo)降級率,未能體現(xiàn)出CV作為考核指標(biāo)的先進(jìn)性,也不宜采用,當(dāng)單絲斷裂強(qiáng)度CV考核指標(biāo)確定為11.0%時(shí),4A、5A及4A-6A總體都略高于單絲斷裂強(qiáng)度考核指標(biāo)降級率,比較合理,可以采用。因此,4A-6A級單絲斷裂強(qiáng)度CV考核指標(biāo)可以確定為11.0%。 3A級單絲斷裂強(qiáng)度CV分布圖如11。 從圖11可以看出,3A級單絲斷裂強(qiáng)度CV主要分布在9.0%~12.0%,總計(jì)20批生絲中有5批生絲分布在12.0%之上,3批生絲分布在13.0%之上,2批生絲分布在14.0%之上,1批生絲分布在17.0%之上??梢詫?A級單絲斷裂強(qiáng)度CV附級考核指標(biāo)確定為12.0%、13.0%、14.0%進(jìn)行試套,與斷裂強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行降級情況對比分析,最終確定一個(gè)合理考核指標(biāo)。 圖11 3A級生絲斷裂強(qiáng)度CV分布圖 項(xiàng)目等級 單強(qiáng)CV(12.0%)單強(qiáng)CV(13.0%)單強(qiáng)CV(14.0%)單強(qiáng)CV降級批數(shù)單強(qiáng)CV降級率(%)單強(qiáng)降級率(%)復(fù)強(qiáng)降級率單強(qiáng)CV降級批數(shù)單強(qiáng)CV降級率(%)單強(qiáng)降級率(%)復(fù)強(qiáng)降級率單強(qiáng)CV降級批數(shù)單強(qiáng)CV降級率(%)單強(qiáng)降級率(%)復(fù)強(qiáng)降級率3A525.010.00315.010.00210.010.00 從表9可以看出,當(dāng)單絲斷裂強(qiáng)度CV考核指標(biāo)確定為13.0%時(shí),其降級率15.0%略高于10.0%的單強(qiáng)降級率,比較合理,而單絲斷裂強(qiáng)度CV考核指標(biāo)確定為12.0%,降級率25.0%考核嚴(yán)格,確定為14.0%時(shí)降級率10.0%,沒有體現(xiàn)出CV指標(biāo)的先進(jìn)性,考核過松。因此,3A級單絲斷裂強(qiáng)度CV考核指標(biāo)可以確定為13.0%。 2.5不同規(guī)格單絲強(qiáng)伸力考核指標(biāo)的確定說明 結(jié)合許建梅等在《Analysis of the Affecting Factors on the Single-End Tenacity and Elongation Test of Raw Silk》的研究成果,線密度對生絲強(qiáng)伸力試驗(yàn)影響很小,規(guī)格不應(yīng)作為生絲強(qiáng)伸力的分級指標(biāo)[11]。因此確定單絲強(qiáng)伸力考核指標(biāo)可不考慮規(guī)格的因素。 3.1變異系數(shù)能較好反映生絲強(qiáng)伸力質(zhì)量波動(dòng)情況,單絲強(qiáng)伸力變異系數(shù)明顯大于復(fù)絲,對反映生絲強(qiáng)伸力質(zhì)量波動(dòng)更靈敏,應(yīng)納入生絲強(qiáng)伸力質(zhì)量考核體系中。 3.2在高速織機(jī)織造過程中,若絲條上所有斷裂強(qiáng)度低于1.13gf/den(1cN/dtex)或斷裂伸長率低于2%都可能造成斷緒,影響織造效率和織物品質(zhì),《生絲便覽1995》[12]對此專門做過研究,因此有必要設(shè)置最低強(qiáng)伸力容忍值,以限制超低強(qiáng)伸力值產(chǎn)生對織物織造的危害。 3.3單根生絲強(qiáng)伸力質(zhì)量考核體系建立。綜上所述,建立包括斷裂強(qiáng)度平均值、斷裂強(qiáng)度變異系數(shù)、斷裂強(qiáng)度低限值、斷裂伸長率平均值、斷裂伸長率變異系數(shù)、斷裂伸長率低限值的質(zhì)量考核體系。如表10。 表10 單絲強(qiáng)伸力質(zhì)量體系考核指標(biāo)3 結(jié)論