紡織品品質(zhì)包括內(nèi)容廣泛,其中紡織纖維種類及含量是品質(zhì)的重要內(nèi)容之一,GB 5296.4–1998中明確規(guī)定消費品使用說明中必須標明纖維成分及含量,這也是消費者的關(guān)注點,因此紡織纖維種類及含量測定的精確性成為一項重要的檢測任務(wù)。在實際檢驗工作中,棉/麻和再生纖維素纖維混紡化纖織物產(chǎn)品的纖維含量測定普通采納化學測定辦法與纖維橫截面面積測定辦法。
行業(yè)標準FZ/T 01101–2008《紡織品纖維含量的測定物理法》參照美國AATCC 20A:2005《纖維定量分析》中相關(guān)內(nèi)容進行制定,本標準為難以目測鑒別的或不宜采納化學分析辦法的混紡化纖織物、交錯紡織產(chǎn)品及散纖維原材料的纖維含量定量提供了檢測依據(jù),筆者解讀了標準并在實踐檢測與調(diào)研工作中發(fā)覺存在一些問題,本文就在有關(guān)方面提出的相關(guān)問題作補充,提出了切實可行的解決辦法,以此優(yōu)化標準。
1化學測定辦法和纖維橫截面面積測定辦法的比較
麻、棉是天然纖維,屬于植物纖維,又稱天然纖維素纖維,化學性質(zhì)較耐堿而不耐酸。再生纖維素纖維是指用林材、棉短絨、蔗渣等纖維素為原材料制成的結(jié)構(gòu)為纖維素Ⅱ的再生纖維。目前生產(chǎn)的主要是粘膠纖維,莫代爾纖維,萊賽爾纖維等。
棉/麻和再生纖維素纖維混紡化纖織物的化學測定辦法使用FZ/T 01057.3–2007《紡織纖維鑒別試驗辦法溶化法》標準,基本操作過程如下:
按標準要求裁樣,用甲酸/氯化鋅將樣品在不同的試驗溫度條件下進行溶化,將剩余物清洗、烘干、冷卻稱量,通過失重計算出各組份含量。
在實驗過程中發(fā)覺化學測定棉/麻和再生纖維素纖維混紡化纖織物含量的辦法常常浮現(xiàn)不平衡的結(jié)果,有時差異很大,影響了檢測結(jié)果的精確性,而浮現(xiàn)結(jié)果差異的緣故眾多復雜,由于再生纖維素纖維是以天然纖維為原材料,和天然纖維棉/麻的化學性質(zhì)具有肯定的共性,實驗中用溶化法溶化再生纖維素纖維時的試劑濃度,溶化時的時間與溫度都是重要因素,而這些因素在實際操作過程中通常難以掌握,簡單造成麻棉的損失,影響結(jié)果的精確性;現(xiàn)代先進工藝的運用,例如一些上色的處理,麻棉的絲光處理等都可能影響到化學檢測的結(jié)果,給化學檢測工作增添了難度,通過多次的實驗證明運用化學檢測辦法還存在很多的問題,無法保障結(jié)果的精確性。
FZ/T 01101–2008《紡織品纖維含量的測定物理法》纖維橫截面面積測定辦法解決了化學檢測辦法的問題,更適合棉/麻和再生纖維素纖維混紡化纖織物的含量測定。該標準規(guī)定的橫截面面積測定辦法如下:采納顯微鏡放大后或數(shù)字式纖維檢測系統(tǒng)通過觀看纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)辨別各類纖維,分離測量各類纖維橫截面面積,結(jié)合測得的各類纖維根數(shù),計算橫截面平均面積,后根據(jù)公式計算各類纖維的含量。
FZ/T 01101–2008的運用解決了溶化法溶化再生纖維素纖維時對麻棉造成損失的問題,在技術(shù)上彌補了化學檢測辦法的不足,由于棉/麻和再生纖維素纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)上的差異,經(jīng)驗豐富的檢驗員對于一些上色與絲光處理等的問題也可以幾乎不受影響,能夠精確地測定棉麻和再生纖維素纖維的含量,保障了結(jié)果的精確性,如圖1,給出了化學溶化法和橫截面測定法測定棉和再生纖維素纖維含量的柱狀圖。
圖1 棉纖維含量不同試驗辦法對照分析
從圖1中可以瞧出,在測定結(jié)果精確性方面,纖維橫截面面積測定法比化學溶化法有明顯的優(yōu)勢,為了檢測結(jié)果的精確性,建議使用FZ/T 01101–2008纖維橫截面面積測定法。
2纖維橫截面面積測定
標準FZ/T 01101–2008《紡織品纖維含量的測定物理法》中分離介紹了顯微投影儀測定辦法與數(shù)字式纖維檢測系統(tǒng)辦法測定纖維橫截面面積,經(jīng)過綜合分析、反復研究與檢測的實踐工作,總結(jié)了各自的優(yōu)勢與不足,并提出了優(yōu)化的辦法。
2.1顯微投影儀測定辦法
用顯微鏡測微尺(分度為0.01mm)校準顯微投影儀,將制好的橫截面試樣通過顯微投影儀放大500倍投影成像,在投影平面內(nèi)放一張約30cm×30cm方格描圖紙,進行描圖,切取的橫截面要求每根纖維完量盡整、清楚;描圖像時要求均衡,小心不要描繪已經(jīng)描過的纖維,每種纖維至少測量100根,若試樣纖維橫截面存在明顯不均勻,則測量根數(shù)不少于300根,若某種類纖維含量較低,試樣中該類纖維總根數(shù)不足,則測量試樣中全部該類纖維根數(shù),計數(shù)方格數(shù),#p##e#測定每根纖維的橫截面面積,再計算每種纖維的橫截面面積的平均值。將制好縱向的試樣放在顯微投影儀上,調(diào)焦至纖維邊緣的影子能清楚地投射在投影圓圈內(nèi),計算纖維不少于1500根,后根據(jù)公式計算出每種纖維的含量。
2.2數(shù)字化學纖維維檢測系統(tǒng)測定辦法
將制備的試樣放在顯微鏡載物臺上,顯微鏡調(diào)到合適的放大倍數(shù),顯示器上的纖維圖像達500~1000倍,選擇圖像分析軟件中正確的標尺與圖像采集功能。調(diào)節(jié)顯微鏡焦距,使顯示器上的圖像清楚,用視頻攝像頭采集圖像,利用鼠標盡成圖像凍結(jié)、面積測量等程序,將橫截面面積測量結(jié)果儲存于圖像分析軟件系統(tǒng)。挪移載物臺,選擇另一圖像清楚的界面繼續(xù)測量面積。利用檢測系統(tǒng)軟件的統(tǒng)計計算功能自動計算每種纖維的橫截面面積平均值,單位為μm2。
2.3顯微投影儀與數(shù)字化學纖維維檢測系統(tǒng)各自的優(yōu)勢與不足
表1列出了兩種儀器測定纖維含量的優(yōu)缺點。
表1 兩種儀器測定纖維含量的優(yōu)缺點
儀器 |
優(yōu)點 |
缺點 |
顯微投影儀 |
①棉與再生纖維素的纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)存在肯定的差異,在放大倍數(shù)的投影儀下可以清楚的觀看纖維橫截面的形態(tài)結(jié)構(gòu)(圖2~圖5),能夠很好的辨別各類纖維,保證了鑒別纖維的精確性。 ②纖維橫截面面積測定辦法中檢驗員在描繪橫截面時可以靈便地在同一界面選擇大小不一的盡整的纖維形態(tài),從而得到纖維橫截面均勻的各種形態(tài),保證了描繪纖維橫截面形態(tài)結(jié)構(gòu)的均勻性與精確性。 |
①顯微投影儀測定辦法是以傳統(tǒng)的人工計數(shù)方格數(shù)計算橫截面面積,在實際操作過程中以兩組份的普通樣品橫截面為例,計數(shù)格子數(shù)的時間至少需要3h,操作不方便,工作效率低。 ②由于各類纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)都不是方方正正的,而在計數(shù)格子數(shù)的時候都是以方格為單位計算橫截面面積,因此顯微投影儀測定辦法中人工數(shù)格子計算纖維橫截面面積簡單浮現(xiàn)偏差,精確性低。 |
數(shù)字化學纖維維檢測系統(tǒng) |
數(shù)字化學纖維維檢測系統(tǒng)測定辦法利用檢測系統(tǒng)軟件的統(tǒng)計計算功能自動計算每種纖維的橫截面面積平均值,在軟件中已經(jīng)將橫截面面積的計算公式設(shè)置盡成,每種纖維的每個橫截面都能夠計算準確,輸入計數(shù)根數(shù),后自動計算出含量,保證了測試目標計算的時效性與精確性。 |
由于電腦程序算法的限制,利用鼠標盡成圖像凍結(jié)僅能對個別樣品能盡成橫截面的測定,對同一視野中一些擠壓變形、重疊或是受損而不盡整的纖維(如圖6~圖9),難以精確識別并測定面積,無法保證測試目標的盡整性,同時用鼠標對纖維圖像進行切割,切割的不準確,也會影響測量目標的不精確性。 |
圖2 手繪棉纖維橫截面形態(tài) 圖3手繪莫代爾纖維橫截面形態(tài)
圖4手繪棉纖維橫截面形態(tài) p##e#nbsp;圖5手繪莫代爾纖維橫截面形態(tài)
圖6截獲的棉纖維和莫代爾纖維橫截面形態(tài) 圖7截獲的棉纖維和莫代爾纖維橫截面形態(tài)
圖8截獲的棉纖維和粘膠纖維橫截面形態(tài) 圖9截獲的棉纖維和粘膠纖維橫截面形態(tài)
表1結(jié)合圖2~圖9可以瞧出:顯微投影儀儀器的優(yōu)勢在于鑒別纖維與描纖維橫截面形態(tài)結(jié)構(gòu)的精確性,不足之處是計算辦法的效率低以及精確性低;數(shù)字化學纖維維檢測系統(tǒng)儀器的優(yōu)勢在于保證了計算辦法的高效性與計算結(jié)果的精確性,不足之處是獵取的測試目標的不精確性。
2.4顯微投影儀儀器與數(shù)字化學纖維維檢測系統(tǒng)儀器互補優(yōu)勢
FZ/T 01101–2008《紡織品纖維含量的測定物理法》中采納了顯微投影儀儀器與數(shù)字化學纖維維檢測系統(tǒng)儀器測定纖維含量,這兩種辦法在實際運用中都存在著不足,筆者根據(jù)上述分析研究與工作實踐經(jīng)驗,提出結(jié)合顯微投影儀儀器與數(shù)字化學纖維維檢測系統(tǒng)儀器優(yōu)勢的新辦法,具體操作如下:
把制好的橫截面試樣通過顯微投影儀放大500倍投影成像,在白色圖紙上描繪纖維的各種形態(tài),將該圖紙掃描在電腦上,通過纖維分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析軟件系統(tǒng)自動計算橫截面平均面積與結(jié)果,并自動儲存截面面積測量結(jié)果。
該辦法充分利用顯微投影儀描纖維橫截面形態(tài)結(jié)構(gòu)的精確性的優(yōu)勢,測得橫截面的形態(tài)結(jié)構(gòu),再結(jié)合數(shù)字化學纖維維檢測系統(tǒng)測定辦法計算結(jié)果的高效性與精確性,快速精確獲得結(jié)果。和原辦法相比,該辦法有三個特點:
, 使用白圖紙代替方格紙,描繪的纖維橫截面形態(tài)更清楚。
第二, 采納掃描方式采集圖片,直接導入至數(shù)字化學纖維維檢測系統(tǒng)進行面積測定,由于人工描纖維形態(tài),系統(tǒng)快速識別纖維,同時不需要用鼠標切割圖像,極大的縮短了測試時間,對于復雜樣品,顯微投影儀辦法需要一天時間,該辦法僅需要2h。
第三, 由于使用人工描纖維形態(tài),能精確識別各種纖維,并完可能幸免了數(shù)字化學纖維維檢測系統(tǒng)不能識別的情況,因此保證了數(shù)字系統(tǒng)對面積的精確測定。表2為三種辦法的測試結(jié)果,表明該辦法精確性與時效性。
表2 三種辦法試驗結(jié)果及試驗時間
樣品棉含量 /% |
顯微投影儀法 棉含量/% |
顯微投影儀法 時間/h |
數(shù)字纖維 檢測系統(tǒng)法 棉含量/% |
數(shù)字纖維 檢測系統(tǒng)法 時間/h |
新辦法 棉含量 /% |
新辦法時間/h |
樣品A:20.0 |
22.0 |
5 |
24.3 |
3 |
21.0 |
2 |
樣品B:40.0 |
41.6 |
5.5 |
45.4 |
2 |
40.5 |
2 |
樣品C:60.0 |
58.9 |
5 |
66.3 |
2 |
59.0 |
2 |
樣品D:80.0 |
83.4 |
6 |
82.1 |
3 |
79.4 |
2 |
顯微投影儀測定辦法與數(shù)字化學纖維維檢測系統(tǒng)測定辦法的結(jié)合,改進落后的人工數(shù)格子計算橫截面面積的辦法,既節(jié)約時間,提高工作效率,又打破了數(shù)字化學纖維維檢測系統(tǒng)測定辦法的局限性,操作更為快捷、方便、精確。兩種測定辦法優(yōu)勢的互補,適應(yīng)當時的檢測工作,大限度的提高工作效率。
3結(jié)論
(1)通過試驗證明,標準FZ/T 01101–2008《紡織品纖維含量的測定物理法》橫截面法能夠精確地測定棉/麻和再生纖維素纖維含量,建議使用FZ/T 01101-2008《紡織品纖維含量的測定物理法》標準橫截面法代替化學溶化法。
(2)FZ/T 01101–2008中兩種儀器的測定含量都存在自己的優(yōu)勢與不足之處,結(jié)合兩種儀器的優(yōu)點,研發(fā)了測定纖維含量的新辦法,既解決了關(guān)鍵技術(shù)難題,又提高了檢測工作效率,保證了檢測結(jié)果的精確性,該辦法更為科學、有用、有效,豐富了標準內(nèi)容,達到了優(yōu)化標準的目的。
(3)目前,數(shù)字化學纖維維檢測系統(tǒng)惟獨模擬攝像頭與數(shù)碼攝像頭兩種圖片采集方式,由于圖片采集辦法不夠全方位,在軟件技術(shù)上存在不足的情況給檢測工作帶來了困難,建議升級數(shù)字式纖維檢測系統(tǒng),增添掃描儀采集圖片方式,實現(xiàn)新辦法的應(yīng)用。
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