史祥斌，劉曉丹，劉 洋，楊艷菲

(1.河南工業(yè)技師學院，河南 鄭州 450007；2.河南省紡織產品質量監(jiān)督檢驗院，河南 鄭州 450008；3.中原工學院 紡織學院，河南 鄭州 450007)

1 異性纖維檢測概述

根據GB/T 1103—2007《棉花細絨棉》，異性纖維定義為：混入棉花中的非棉纖維和非本色棉纖維，如化學纖維、毛發(fā)、絲、麻、塑料膜、塑料繩、染色線(繩、布塊)等[1]。棉花在采摘、晾曬、運輸、加工等過程中可能混入各種異性纖維。由于某些異性纖維和棉纖維顏色接近，混在棉花或棉紗中難以發(fā)現，但經印染后，異性纖維和棉纖維的顏色會出現差別，導致布面出現明顯的印染疵點，嚴重影響成品質量。

對于棉花的分等分級，我國GB/T 1103.1—2012《棉花 第1部分：鋸齒加工細絨棉》對各等級棉花中異性纖維的含量已有詳細規(guī)定[2]，對于棉花的品質評定起到重要作用。然而棉紗的等級劃分標準中仍缺乏對異性纖維含量的規(guī)定[3]，導致棉紗的分等分級存在缺陷；生產環(huán)節(jié)也無科學的檢測方法和表征指標，從而使得目前行業(yè)內棉紗的異性纖維檢驗處于混亂狀態(tài)。隨著2017年棉紗期貨上市，棉紗產品的等級劃分標準亟待完善，必須盡快制定棉紗異性纖維檢驗標準，確定生產企業(yè)易于操作的、統(tǒng)一的棉紗異性纖維檢測方法和技術指標，使國內棉紗質量監(jiān)控有據可依。

目前常用的棉紗異性纖維含量檢測方法有兩種：電子清紗器法和織布法。電子清紗器法一般測試十萬米長紗線上存在的異性纖維根數。該種方法方便快捷，一定程度上可以代替人工識別，減輕人力負擔[3]。但由于異性纖維在棉紗上的分布具有偶發(fā)性，采用電子清紗器檢測時，十萬米紗疵的檢驗結果并不具有代表性[4]。目前企業(yè)實際采用較多的是織布法，即將棉紗織成織物小樣，由專業(yè)人員在驗布機上通過目測進行異性纖維檢測計數。采用織布法檢測，異性纖維特征更易于呈現于布面之上，更能反映終端產品的特性。因此采用織布法作為棉紗的異性纖維檢測方法對于企業(yè)而言更為現實有效。

本研究旨在建立棉紗異性纖維的檢測標準，確定生產企業(yè)易于操作的檢測方法，并對檢測結果的不確定度進行評定，以明確檢測技術參數的有效性以及該檢測方法的合理性。

2 棉紗異性纖維檢測方法

本研究中棉紗異性纖維檢驗流程主要包含四個步驟。首先進行棉紗抽樣，采集棉紗檢測樣本。每批棉紗選取3包，然后從每包均勻選取，總數不少于32個筒子紗(偶數)。本研究中用于異性纖維檢驗的棉紗共包含15個有效樣本。

然后將棉紗樣本加工成坯布布樣。為簡化織布加工流程，采用針織圓機進行小樣織造，機號為26N，織物組織選擇緯平組織。布樣標定重量參考目前多數針織企業(yè)的常用檢測重量(15 kg～25 kg)。為保證異纖檢驗結果數據的代表性，并盡可能降低試驗的樣本數量，確定坯布樣本標定重量為20 kg。實際織造時，坯布小樣重量不得小于20 kg。

將每個品種棉紗的坯布試樣在驗布機上進行單面異纖個數檢測。驗布速度不高于5 m/min，兩名檢驗人員對布面進行目光檢驗。發(fā)現疵點停機，對疵點性質進行辨認并統(tǒng)計個數。對同一批次棉紗15個樣本采用上述針織工藝和異性纖維檢測方法，進行重復性檢驗。

3 檢測結果與分析

3.1 檢測結果

由于各坯布試樣存在不同程度的重量誤差，當布樣質量大于20 kg時折算成20 kg布樣的異性纖維含量，折算方法如式(1)所示。本研究坯布試樣采用單面檢測，雙面折算。因此，折合成雙面異性纖維含量如式(2)所示。所得異性纖維含量檢測結果如表1所示。

有害異性纖維含量(個/20kg)=

式(1)

雙面折合20kg異性纖維數(個/20kg)=有害異性纖維含量(處/20kg)×2

式(2)

3.2 不確定度評定方法

由于測量誤差的存在，為驗證檢測數據的準確可靠性，需對以上織物異性纖維含量測定結果的不確定度進行評定。不確定度是一個表示被測量值分散性的參數, 是對真值存在范圍的估計和推斷。它反映測量結果可信程度的高低，是對測量結果的分散性、準確性和可靠程度的評價[5]。具體表示為與一定置信概率相聯系的誤差分布。不確定度越小，說明測量結果可信度越高。

誤差來源不同，對結果的影響也不同。其影響可以分為A、B兩類： A類不確定度是使結果分散開；而B類不確定度是使結果恒定地向某一方偏移[6]。

3.2.1A類不確定度

A 類不確定度的數據來源是重復性試驗的觀測列，即在復現性條件下得出的檢測結果。其檢測結果是分散的，因此可以用統(tǒng)計的方法評定標準不確定度。在重復性條件下所得的測量值的不確定度，通常比用其他評定方法所得到的不確定度更為客觀, 并具有統(tǒng)計學的嚴格性，但要求有充分的重復次數，而且要求測量程序中的重復觀測值應相互獨立。本研究檢驗樣本為15個，重復性次數較多，且檢測結果相互獨立，屬于A 類不確定度的評定范圍。

表1坯布有害異性纖維﹙布面﹚含量

序號重量(kg)單面檢驗異性纖維數(個)雙面折合20kg異性纖維數(個)色紗毛發(fā)高聚物總數色紗毛發(fā)高聚物總數125．3442106．276．273．1615．70225．27401111．116．34017．46325．312401618．976．32025．29425．4560117．879．45017．32523．0630910．436．96017．39625．3551117．917．911．5817．40725．37401111．076．32017．39825．27401111．116．35017．46925．39401314．236．32020．551025．3570127．9111．07018．981125．37401111．076．32017．391225．211401517．466．35023．811325．410201215．753．15018．901425．37501211．077．91018．981525．27411211．116．351．5919．05

首先針對20 kg坯布異性纖維個數，計算標準偏差。計算標準偏差的方法通常有貝賽爾法、最大殘差法和極差法等。當檢測樣本數≥8時，采用貝賽爾公式法準確度較高[7]，計算公式如式(3)、式(4)所示。然后根據式(5)計算樣本的標準不確定度。

式(3)

式(4)

式(5)

其中：n—測量次數；

v—自由度，等于n-1；

xi—第i次測量值；

S—單次測量標準差；

μ—標準不確定度。

t-t分布在置信區(qū)間為95%時，對應的自由度見表2所示。

表295%置信區(qū)間所對應的自由度v

自由度12345678910P95%12．714．303．182．782．572．452．362．312．262．23

根據15個樣本的異性纖維個數檢測值(見表1),計算可得：

標準偏差S=2.59

標準不確定度μ=0.67

A類不確定度μA=μ/S=0.04

3.2.2B類不確定度

B類不確定度是基于以前的觀測數據、對測量儀器特性的了解和經驗、校準證書、檢定證書等提供的數據、準確度的等別或級別等信息來源得出的估計方差。由于本研究中所采用的檢測方法只涉及磅秤對重量測定的影響，因此B類不確定度可忽略不計。

3.2.3相對合成不確定度

由于測得值的不確定度來源不止一個，所以要合成其不確定度。計算方法如式(6)所示。由于本研究中B類不確定度可忽略不計，因此合成不確定度直接等于A類不確定度。

式(6)

μC=μA= 0.04

3.2.4擴展不確定度

擴展不確定度是確定測量結果區(qū)間的量,是由相對合成標準不確定度μc與包含因子k的乘積得到，多數情況下可取k=2。

棉紗針織坯布重復性異性纖維含量測定是通過15組數據來計算的，擴展不確定度U的確定見式(7)。

U= 2μc

式(7)

U=0.04×2=0.08

3.2.5不確定度的表示

針對15個坯布樣本的異性纖維檢測個數(個/20 kg)，對其進行不確定度評定，由以上分析可確定，在95%的置信區(qū)間內棉紗異性纖維個數最終結果為：

即在95%的置信水平下，棉紗樣本中異性纖維個數為17.36個～20.38個。當棉紗樣本中異性纖維檢測值結果在此范圍內時，都可認為其檢測結果準確、可靠。

4 結語

為建立科學合理的棉紗異性纖維檢測標準，本研究采用織布法人工檢測對15個棉紗樣本進行異性纖維數量統(tǒng)計，并針對其檢測結果進行不確定度評定，對檢測結果的可靠性進行了定量分析和評價。研究結果表明：以上檢測方法便捷有效，適宜于生產企業(yè)操作。該檢測方法合理可行，其檢測結果在95%的置信水平下，該批棉紗樣本中異性纖維個數為(18.87±1.51)個。以上研究為棉紗異性纖維檢測標準的制定提供了理論指導。

[1] GB/T 1103—2007棉花細絨棉[S].北京：中國標準出版社，2007.

[2] GB/T 1103.1—2012棉花 第1部分：鋸齒加工細絨棉[S].北京：中國標準出版社，2012.

[3] 宋均燕，王芳，王春娥. 棉紡織中異纖清除方法、檢測及表征[J].國際紡織導報,2013,41(7):50—54.

[4] 陳振,邢明杰.棉花異性纖維檢測方法研究進展[J].棉紡織技術,2016,44(9):77—81.

[5] JJF 1059—1999測量不確定度評定與標示[S].北京:中國質檢出版社：1999.

[6] 張鳳偉，劉鎮(zhèn)瑜，霍爍爍，等.不確定度評定方法在試驗數據處理中的應用[J].無線電工程,2014,44(1):75—77.

[7] 羅適之.標準偏差計算方法的比較[J].計量技術,1992,(12):35—37.