蔣小葵++++龐曉紅++++劉光秀++++茍圓++++甘霖++++劉靈

摘要：

通過大量生絲強伸力的單絲與復絲檢測比對，發(fā)現(xiàn)單絲斷裂強度明顯大于復絲，單絲斷裂伸長率略低于復絲，單絲斷裂強度和斷裂伸長率的變異系數(shù)都明顯大于復絲，并且單絲發(fā)現(xiàn)有低斷裂強度值和低斷裂伸長率值，而對應的復絲檢測絲批中未見異常，單絲強伸力檢測更能真實反映絲條的機械性能。建議用單絲強伸力檢測方法取代現(xiàn)行復絲強伸力檢測方法，且應把變異系數(shù)納入生絲強伸力的質量考核指標中。

關鍵詞：生絲；強伸力；單絲；復絲；檢測；比對

1 引言

生絲因其天然蛋白纖維的特點，具有較好的強度和較大的應變能力，織造出來的絲織物具有柔中帶剛的優(yōu)良特性[1]。但是在蠶繭收烘、煮繭、制絲加工生產(chǎn)過程中，若工藝或處理不當，絲條的優(yōu)良機械性能容易受到損害，比如高溫烘繭時間過長，容易產(chǎn)生絲條脆弱；繅絲張力過大，絲條容易產(chǎn)生塑性變形等[2]。而生絲強伸力好壞直接影響到織造效率和織物品質和風格，織綢用戶非常關注強伸力指標。長期以來，我國生絲強伸力檢測都是采用復絲檢測方法，即采用n根生絲同時被拉伸，用其斷裂時的平均值折算為單根生絲的斷裂強度和斷裂伸長率，這種檢測方法優(yōu)點是檢測效率高，但由于是取n根生絲的平均值，沒有完全真實反映絲條實際受力狀況[3]，在織造過程中是每根生絲單獨承受負荷，用戶關心的是單根生絲的受力狀況，復絲檢測方法與用戶的關注點脫節(jié)。本研究通過大量開展生絲的單絲強伸力檢測與復絲強伸力檢測比對，分析兩種檢測結果的質量特點，試圖建立起單絲強伸力檢測方法的質量考核體系，為制絲改進生產(chǎn)和織造投產(chǎn)提供更可靠的強伸力檢測數(shù)據(jù)。

2 試驗準備

試驗材料：樣絲來自四川、云南、廣西、貴州、重慶等產(chǎn)地的蠶繭所繅制的生絲，共計繅制100批樣絲，分別為20/22規(guī)格80批（其中3A、4A、5A、6A等級各20批）、27/29規(guī)格10批，40/44規(guī)格10批。

試驗儀器：DJ104生絲切斷機（四川康樂醫(yī)療器械有限公司），QDJ920Ⅱ生絲纖度機（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），F(xiàn)PA ME全自動強伸度儀（德國TEXTECHNO）。

環(huán)境條件：環(huán)境溫濕度對生絲強伸力的影響顯著，環(huán)境溫度高，生絲強伸力下降，相對濕度大，生絲斷裂伸長增加，強力下降[3]。本研究的生絲強伸力檢測試樣需在溫度（20±2.0）℃、相對濕度（65±4.0）%的環(huán)境下平衡12h以上，所有的強伸力測試工作都在恒溫恒濕實驗室內進行。

3 試驗部分

3.1 試驗參數(shù)

復絲強伸力檢測參數(shù)。采用我國現(xiàn)行標準GB/T 1798—2008《生絲試驗方法》規(guī)定的復絲強伸力檢測參數(shù)。生絲測試長度100mm；測試速度150mm·min-1；每批測試次數(shù)10次；絲絞回數(shù)20/22den（22.2/24.4dtex）：400回、27/29den（30.0/32.2dtex）和40/44den（44.4/48.8dtex）：200回。

單絲強伸力檢測參數(shù)?，F(xiàn)行對單絲強伸力檢測研究中，常用拉伸速度有500mm·min-1、2500mm·min-1、5000mm·min-1 [4-8]，樣本容量有100、200、400次[9]。通過調查走訪織綢企業(yè)，5000mm·min-1的拉伸速度下絲條的受力狀況基本與目前高速織機織造過程中絲條的實際受力狀況接近。根據(jù)周穎等人[9]對單絲強伸力樣本容量的研究，當拉伸速度為5000mm·min-1時，要獲得較高的檢測精度，樣本容量最好要≥136次，結合《生絲試驗方法》，本課題擬采用200次的單絲樣本容量。經(jīng)過試驗，以5000mm·min-1速度拉伸200次的耗時不超過40min。而拉伸400次樣本容量無論哪種檢測速度下單批生絲的檢測時間都超過了1h，檢測效率太低，可不予考慮。因此單絲強伸力檢測參數(shù)設置為：測試長度500mm，測試速度5000mm·min-1，每批測試次數(shù)200次。

3.2 試驗方法

將所繅制的長絞樣絲在恒溫恒濕實驗室充分平衡后，在DJ104生絲切斷機上卷取為絲錠，每批卷取10～20個絲錠。設置參數(shù)。在開始強伸力檢測前，需要在強伸力儀上設置相關檢測參數(shù)。無論是復絲強伸力檢測還是單絲強伸力檢測，其預加張力[10]都按照（0.05±0.01）cN·dtex-1的要求設置。在切斷卷取的絲錠中每批隨機抽取10個絲錠，在QDJ920Ⅱ生絲纖度機上搖取100回小絞絲10絞，在HT-200電子天平上稱計重量后，立即在FPA ME全自動強伸度儀上進行復絲強伸力檢測，接著在該儀器上對同樣品絲錠進行單絲強伸力檢測，以減少溫濕度波動帶來的環(huán)境誤差。

3.3 結果與分析

100批生絲試樣的單絲和復絲強伸力檢測結果如表1和表2。

3.3.1 單絲斷裂強度與復絲斷裂強度檢測結果比較

單絲斷裂強度平均值4.22cN/dtex，復絲斷裂強度平均值3.57cN/dtex。單絲斷裂強度明顯大于復絲斷裂強度，主要有兩方面原因：（1）與復絲檢測方法有關，在復絲檢測中n根生絲同時被拉伸，由于各根單絲的強度和伸長并不一致，不會被同時拉斷，低強伸力的絲條先行斷裂，其余絲條必須繼續(xù)承受該負荷至分別被拉斷，致使n根復絲斷裂時所得到的平均強度比單根生絲平均強度小，但又高于其中最弱的強度；（2）拉伸速度不同，拉伸速度越大，絲條的應力越大，強力增大，復絲拉伸速度為150mm·min-1[11]，單絲拉伸速度為5000 mm·min-1，單絲拉伸速度是復絲的33.3倍，所以單絲斷裂強度大于復絲斷裂強度。由此可見，生絲強伸力單絲檢測與復絲檢測是兩種不同的檢測方法。

3.3.2 單絲強度變異系數(shù)與復絲強度變異系數(shù)檢測結果比較

單絲強度變異系數(shù)明顯大于復絲強度變異系數(shù)。單絲強度變異系數(shù)平均值8.28%，復絲強度變異系數(shù)平均值4.54%，單絲強度變異系數(shù)平均值接近復絲的兩倍，說明單絲強度檢測結果波動很大。100批試樣中單絲斷裂強度分布范圍為0.44cN/dtex ～6.57cN/dtex，復絲為2.51cN/dtex～4.29cN/dtex。單絲強度變異系數(shù)明顯大于復絲也有兩方面原因：（1）單絲強伸力檢測方法中每根被測絲條的強伸力檢測值都要被顯現(xiàn)，試樣中低強度和強度特別好的結果就直觀地呈現(xiàn)出來了，而復絲檢測結果是用平均值表示，即或有低強度或強度優(yōu)異者的絲條，由于檢測值被平均綜合，結果沒有被直觀呈現(xiàn)出來，所以復絲強度波動范圍縮小，變異系數(shù)也變?。唬?）樣本容量不同，一批生絲單絲檢測200次，每次檢測試樣長度0.5m，共計檢測試樣長度100m；復絲檢測10次，每次檢測試樣長度0.01m，每次檢測試樣根數(shù)不同規(guī)格有所不同，具體為26.6dtex及以下生絲400根，27.8dtex～55.5dtex生絲200根，56.6dtex～76.6dtex生絲100根，由此計算出相對應的復絲檢測試樣長度總計分別為40m、20m、10m，單絲檢測的試樣長度是復絲的2.5～10倍，單絲樣本容量大，高低強度值相對增多，檢測值分布更分散，導致變異系數(shù)大，說明變異系數(shù)能更真實反映絲條強度不勻性狀。endprint

3.3.3 單絲低強度值與復絲低強度值的比較

單絲檢測更能反映出絲條中強力弱點部位。100批試樣中有兩批絲在單絲檢測中發(fā)現(xiàn)存在強度低于0.88cN/dtex的超低強度值，這樣的強度在織造過程中會帶來較大危害。其中一批為樣品號“1-23”，其最低強度值為0.44cN/dtex，綜合等級3A，但該批絲對應的復絲強度最小值為2.97cN/dtex，另一批為樣品號“213”，綜合等級5A，最低強度值為0.58cN/dtex，但該批絲對應的復絲強度最小值為4.22cN/dtex，復絲檢測都未發(fā)現(xiàn)低強度。而100批試樣中復絲檢測強度最低值為2.51cN/dtex，為樣品號“9-21”絲批，綜合等級3A，其對應的單絲檢測強度最低值為2.30cN/dtex，復絲及單絲檢測都發(fā)現(xiàn)有低強度，說明單絲檢測更能真實反映絲條的實際受力狀態(tài)，更能暴露出絲條低強力性能。

3.3.4 單絲斷裂伸長率與復絲斷裂伸長率檢測結果比較

單絲斷裂伸長率平均值較復絲低，但無強度值差異明顯。單絲斷裂伸長率平均值21.29%，復絲斷裂伸長率平均值22.31%，單絲斷裂伸長率低于復絲約1個百分點。但單絲伸長率與復絲伸長率分布沒有明顯區(qū)分界限，復絲伸長率分布在23.0%以上稍多一點，單絲伸長率在21.0%以下多一點，單絲與復絲伸長率分布明顯交集在21.0%～22.5%區(qū)間。

分析單絲伸長率稍低的原因：一是拉伸速度不同，單絲拉伸速度是復絲33.3倍，速度越快，意味著絲條承受的負荷越大，斷裂越快，單絲斷裂時間1.0s～1.6s，復絲斷裂時間8.0s～10.0s，斷裂時間越短絲條緩彈性與塑性變形越小，因而變形小，伸長減少；二是測試長度不同，單絲單次測試試樣的長度為500mm，是復絲的5倍，試樣長度越長，纇節(jié)等疵點出現(xiàn)的幾率越大[12-13]，生絲的強度與伸長率都會因此下降。另外，試樣長度越長，拉伸變形的總變形減小，伸長率也減小。

3.3.5 單絲伸長率變異系數(shù)與復絲伸長率變異系數(shù)檢測結果比較

單絲伸長率變異系數(shù)特別突出，超過復絲的兩倍。單絲伸長率變異系數(shù)9.93%，復絲伸長率變異系數(shù)4.69%，單絲伸長率變異系數(shù)大于復絲的兩倍，也大于單絲強度變異系數(shù)8.28%，說明單絲伸長率檢測結果更分散，分布范圍更大，為1.47%～28.01%，而復絲為17.57%～26.28%。單絲檢測伸長率變異系數(shù)遠大于復絲，原因與強度變異系數(shù)相同，但單絲伸長率變異系數(shù)如此突出，說明單絲檢測對伸長變化情況的捕捉更靈敏。

3.3.6 單絲低伸長率分布與復絲低伸長率分布的比較

單絲低伸長率值問題突出。100批試樣中，各批單絲伸長率最小值的平均值為13.18%，復絲伸長率最小值的平均值為20.57%，兩者相差懸殊。單絲檢測中發(fā)現(xiàn)了更多的低伸長率值，100批試樣中有83批伸長率最小值低于15.0%，9批絲伸長率最小值低于10.0%，其中有6批試樣為3A等級生絲，根據(jù)對絲批質量追蹤和原料分析，考慮為絲批上的糙疵和蠶繭霉變造成了單絲低伸長率，而其對應的復絲伸長率未發(fā)現(xiàn)一例低伸長率，復絲檢測方法基本掩蓋了低伸長率問題，單絲檢測更能反映出生絲伸長率的實際狀況。

3.3.7 高等級生絲強伸力檢測結果分析

高等級生絲強伸力質量更穩(wěn)定。表1中100批試樣的等級是已出具檢驗證書上的等級，是根據(jù)該批生絲各項品質技術指標的綜合定級。從表2可以看出，等級越高，無論是單絲還是復絲其強度和伸長率的變異系數(shù)越小，最小值的平均值越高，說明高等級生絲的強伸力值波動小，機械性能更穩(wěn)定。粗規(guī)格生絲強度和伸長率變異系數(shù)較20/22規(guī)格的3A/4A等級小。

4 結論

本研究通過設置合理的檢測參數(shù)，盡可能減少設備間誤差的影響，在同臺強伸力機上開展了100批生絲的單絲與復絲強伸力檢測，并對檢測結果進行比較分析。在生絲斷裂強度和斷裂伸長率檢測中，單絲檢測方法與復絲檢測方法是兩種不同的檢測方法。單絲強伸力檢測方法優(yōu)于復絲強伸力檢測方法，更能真實反映生絲的機械性能，可采用單絲強伸力檢測方法代替現(xiàn)行復絲檢測方法，且應把變異系數(shù)納入生絲強伸力的質量考核指標中。

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（作者單位：蔣小葵，南充出入境檢驗檢疫局；龐曉紅、劉光秀、茍圓、甘霖，四川出入境檢驗檢疫局；劉靈，內江出入境檢驗檢疫局）endprint