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(fèi)品使用說明中必須標(biāo)明纖維成分及含量,這也是消費(fèi)者的關(guān)注點(diǎn),因此紡織纖維種類及含量測(cè)定的精確性成為一項(xiàng)重要的檢測(cè)任務(wù)。在實(shí)際檢驗(yàn)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(cè)定普通采納化學(xué)測(cè)定辦法與纖維橫截面面積測(cè)定辦法。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01101–2008《紡織品纖維含量的測(cè)定物理法》參照美國(guó)AATCC 20A:2005《纖維定量分析》中相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行制定,本標(biāo)準(zhǔn)為難以目測(cè)鑒別的或不宜采納化學(xué)分析辦法的混紡化纖織物、交錯(cuò)紡織產(chǎn)品及散纖維原材料的纖維含量定量提供了檢測(cè)依據(jù),筆者解讀了標(biāo)準(zhǔn)并在實(shí)踐檢測(cè)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(bǔ)充,提出了切實(shí)可行的解決辦法,以此優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。
1化學(xué)測(cè)定辦法和纖維橫截面面積測(cè)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(xué)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(xué)測(cè)定辦法使用FZ/T 01057.3–2007《紡織纖維鑒別試驗(yàn)辦法溶化法》標(biāo)準(zhǔn),基本操作過程如下:
按標(biāo)準(zhǔn)要求裁樣,用甲酸/氯化鋅將樣品在不同的試驗(yàn)溫度條件下進(jìn)行溶化,將剩余物清洗、烘干、冷卻稱量,通過失重計(jì)算出各組份含量。
在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)覺化學(xué)測(cè)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(shí)差異很大,影響了檢測(cè)結(jié)果的精確性,而浮現(xiàn)結(jié)果差異的緣故眾多復(fù)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(xué)性質(zhì)具有肯定的共性,實(shí)驗(yàn)中用溶化法溶化再生纖維素纖維時(shí)的試劑濃度,溶化時(shí)的時(shí)間與溫度都是重要因素,而這些因素在實(shí)際操作過程中通常難以掌握,簡(jiǎn)單造成麻棉的損失,影響結(jié)果的精確性;現(xiàn)代先進(jìn)工藝的運(yùn)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(xué)檢測(cè)的結(jié)果,給化學(xué)檢測(cè)工作增添了難度,通過多次的實(shí)驗(yàn)證明運(yùn)用化學(xué)檢測(cè)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(cè)定物理法》纖維橫截面面積測(cè)定辦法解決了化學(xué)檢測(cè)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(cè)定。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的橫截面面積測(cè)定辦法如下:采納顯微鏡放大后或數(shù)字式纖維檢測(cè)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(cè)量各類纖維橫截面面積,結(jié)合測(cè)得的各類纖維根數(shù),計(jì)算橫截面平均面積,后根據(jù)公式計(jì)算各類纖維的含量。
FZ/T 01101–2008的運(yùn)用解決了溶化法溶化再生纖維素纖維時(shí)對(duì)麻棉造成損失的問題,在技術(shù)上彌補(bǔ)了化學(xué)檢測(cè)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(yàn)豐富的檢驗(yàn)員對(duì)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(cè)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(xué)溶化法和橫截面測(cè)定法測(cè)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(yàn)辦法對(duì)照分析
從圖1中可以瞧出,在測(cè)定結(jié)果精確性方面,纖維橫截面面積測(cè)定法比化學(xué)溶化法有明顯的優(yōu)勢(shì),為了檢測(cè)結(jié)果的精確性,建議使用FZ/T 01101–2008纖維橫截面面積測(cè)定法。
2纖維橫截面面積測(cè)定
標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01101–2008《紡織品纖維含量的測(cè)定物理法》中分離介紹了顯微投影儀測(cè)定辦法與數(shù)字式纖維檢測(cè)系統(tǒng)辦法測(cè)定纖維橫截面面積,經(jīng)過綜合分析、反復(fù)研究與檢測(cè)的實(shí)踐工作,總結(jié)了各自的優(yōu)勢(shì)與不足,并提出了優(yōu)化的辦法。
2.1顯微投影儀測(cè)定辦法
用顯微鏡測(cè)微尺(分度為0.01mm)校準(zhǔn)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(jìn)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(shí)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(cè)量100根,若試樣纖維橫截面存在明顯不均勻,則測(cè)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(cè)量試樣中全部該類纖維根數(shù),計(jì)數(shù)方格數(shù),#p##e#測(cè)定每根纖維的橫截面面積,再計(jì)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(jì)算纖維不少于1500根,后根據(jù)公式計(jì)算出每種纖維的含量。
2.2數(shù)字化學(xué)纖維維檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)定辦法
將制備的試樣放在顯微鏡載物臺(tái)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(dá)500~1000倍,選擇圖像分析軟件中正確的標(biāo)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(biāo)盡成圖像凍結(jié)、面積測(cè)量等程序,將橫截面面積測(cè)量結(jié)果儲(chǔ)存于圖像分析軟件系統(tǒng)。挪移載物臺(tái),選擇另一圖像清楚的界面繼續(xù)測(cè)量面積。利用檢測(cè)系統(tǒng)軟件的統(tǒng)計(jì)計(jì)算功能自動(dòng)計(jì)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(xué)纖維維檢測(cè)系統(tǒng)各自的優(yōu)勢(shì)與不足
表1列出了兩種儀器測(cè)定纖維含量的優(yōu)缺點(diǎn)。
表1 兩種儀器測(cè)定纖維含量的優(yōu)缺點(diǎn)
儀器 |
優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
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(cè)定辦法中檢驗(yàn)員在描繪橫截面時(shí)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(cè)定辦法是以傳統(tǒng)的人工計(jì)數(shù)方格數(shù)計(jì)算橫截面面積,在實(shí)際操作過程中以兩組份的普通樣品橫截面為例,計(jì)數(shù)格子數(shù)的時(shí)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(jì)數(shù)格子數(shù)的時(shí)候都是以方格為單位計(jì)算橫截面面積,因此顯微投影儀測(cè)定辦法中人工數(shù)格子計(jì)算纖維橫截面面積簡(jiǎn)單浮現(xiàn)偏差,精確性低。 |
數(shù)字化學(xué)纖維維檢測(cè)系統(tǒng) |
數(shù)字化學(xué)纖維維檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)定辦法利用檢測(cè)系統(tǒng)軟件的統(tǒng)計(jì)計(jì)算功能自動(dòng)計(jì)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(jì)算公式設(shè)置盡成,每種纖維的每個(gè)橫截面都能夠計(jì)算準(zhǔn)確,輸入計(jì)數(shù)根數(shù),后自動(dòng)計(jì)算出含量,保證了測(cè)試目標(biāo)計(jì)算的時(shí)效性與精確性。 |
由于電腦程序算法的限制,利用鼠標(biāo)盡成圖像凍結(jié)僅能對(duì)個(gè)別樣品能盡成橫截面的測(cè)定,對(duì)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(shí)別并測(cè)定面積,無法保證測(cè)試目標(biāo)的盡整性,同時(shí)用鼠標(biāo)對(duì)纖維圖像進(jìn)行切割,切割的不準(zhǔn)確,也會(huì)影響測(cè)量目標(biāo)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(shì)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(jì)算辦法的效率低以及精確性低;數(shù)字化學(xué)纖維維檢測(cè)系統(tǒng)儀器的優(yōu)勢(shì)在于保證了計(jì)算辦法的高效性與計(jì)算結(jié)果的精確性,不足之處是獵取的測(cè)試目標(biāo)的不精確性。
2.4顯微投影儀儀器與數(shù)字化學(xué)纖維維檢測(cè)系統(tǒng)儀器互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)
FZ/T 01101–2008《紡織品纖維含量的測(cè)定物理法》中采納了顯微投影儀儀器與數(shù)字化學(xué)纖維維檢測(cè)系統(tǒng)儀器測(cè)定纖維含量,這兩種辦法在實(shí)際運(yùn)用中都存在著不足,筆者根據(jù)上述分析研究與工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提出結(jié)合顯微投影儀儀器與數(shù)字化學(xué)纖維維檢測(cè)系統(tǒng)儀器優(yōu)勢(shì)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(dòng)計(jì)算橫截面平均面積與結(jié)果,并自動(dòng)儲(chǔ)存截面面積測(cè)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(shì),測(cè)得橫截面的形態(tài)結(jié)構(gòu),再結(jié)合數(shù)字化學(xué)纖維維檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)定辦法計(jì)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(gè)特點(diǎn):
, 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(dǎo)入至數(shù)字化學(xué)纖維維檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行面積測(cè)定,由于人工描纖維形態(tài),系統(tǒng)快速識(shí)別纖維,同時(shí)不需要用鼠標(biāo)切割圖像,極大的縮短了測(cè)試時(shí)間,對(duì)于復(fù)雜樣品,顯微投影儀辦法需要一天時(shí)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(shí)別各種纖維,并完可能幸免了數(shù)字化學(xué)纖維維檢測(cè)系統(tǒng)不能識(shí)別的情況,因此保證了數(shù)字系統(tǒng)對(duì)面積的精確測(cè)定。表2為三種辦法的測(cè)試結(jié)果,表明該辦法精確性與時(shí)效性。
表2 三種辦法試驗(yàn)結(jié)果及試驗(yàn)時(shí)間
樣品棉含量 /% |
顯微投影儀法 棉含量/% |
顯微投影儀法 時(shí)間/h |
數(shù)字纖維 檢測(cè)系統(tǒng)法 棉含量/% |
數(shù)字纖維 檢測(cè)系統(tǒng)法 時(shí)間/h |
新辦法 棉含量 /% |
新辦法時(shí)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(cè)定辦法與數(shù)字化學(xué)纖維維檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)定辦法的結(jié)合,改進(jìn)落后的人工數(shù)格子計(jì)算橫截面面積的辦法,既節(jié)約時(shí)間,提高工作效率,又打破了數(shù)字化學(xué)纖維維檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)定辦法的局限性,操作更為快捷、方便、精確。兩種測(cè)定辦法優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ),適應(yīng)當(dāng)時(shí)的檢測(cè)工作,大限度的提高工作效率。
3結(jié)論
(1)通過試驗(yàn)證明,標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01101–2008《紡織品纖維含量的測(cè)定物理法》橫截面法能夠精確地測(cè)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(cè)定物理法》標(biāo)準(zhǔn)橫截面法代替化學(xué)溶化法。
(2)FZ/T 01101–2008中兩種儀器的測(cè)定含量都存在自己的優(yōu)勢(shì)與不足之處,結(jié)合兩種儀器的優(yōu)點(diǎn),研發(fā)了測(cè)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(cè)工作效率,保證了檢測(cè)結(jié)果的精確性,該辦法更為科學(xué)、有用、有效,豐富了標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,達(dá)到了優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)的目的。
(3)目前,數(shù)字化學(xué)纖維維檢測(cè)系統(tǒng)惟獨(dú)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(cè)工作帶來了困難,建議升級(jí)數(shù)字式纖維檢測(cè)系統(tǒng),增添掃描儀采集圖片方式,實(shí)現(xiàn)新辦法的應(yīng)用。
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