棉_麻纤维混纺纱的定量分析方法探讨

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棉/麻纤维混纺纱的定量分析方法探讨

杨 元,李永贵,丁志强

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(1.江南大学纺织服装学院,江苏无锡214063;2.太仓市商检局,江苏太仓215400)

摘 要:介绍了棉/麻纤维混纺纱的定量分析方法,对比分析了用视频显微镜、生物显微镜和显微投影仪测定棉/麻纤维混纺

纱纤维含量的方法和特点。结果表明,视频显微镜法比显微投影仪法和生物显微镜法方便、快捷,且精确度较高,适合棉/麻纤维混纺纱定量分析测试。

关键词:棉纤维;麻纤维;视频显微镜;图像;直径;面积;测试;定量分析

中图分类号:TS101.921.9 文献标识码:A 文章编号:1001-2044(2009)07-0048-04

Studyonquantitativeanalysismethodoframie/cottonblendedyarn

YANGYuan,LIYong-gui,DINGZh-iqiang

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(1.SouthernYangtzeUniversity,Wuxi214063,China;modityInspectionBureau,Taicang215400,China)

Abstract:Thisarticleexpatiatesthemethodforquantitativeanalysisoframiecottonblendedyarn.Thefibercontenttestingmethodsandtheirspecificitiesbyuseofvideomicroscopy,microprojectionandbiologicalmicroscopearecomparedandanalyzed.Theresultshowsthatvideomicroscopyismoreconvenient,shortcutandaccuratethanprojectionandmicroscopeintesting.Itissuitableforquantitativeanalysisoframiecottonblendedyarn.

Keywords:cottonfibre;bastfibreandleaffibre;videomicroscopy;

iagem;diameter;

scale;

tes;tquantitativeanalysis

棉和麻类纤维都是植物纤维素纤维,混纺后既不能用化学分析方法测定其成分含量,也不能用机械的方法将它们分开。目前国内外对棉/苎麻纤维混纺纱的定性鉴别和纤维含量测定是按照纺织行业标准FZ/T30003)2000棉麻混纺产品定量分析方法(显微投影法)来测定,该法适用于棉和麻类(苎麻、亚麻、罗布麻、大麻等)混纺纱的含量分析测定,使用生物显微镜和显微投影仪,通过放大投影人工识别并测定其直径或截面积,经公式计算出各组分的质量百分率。本文采用视频显微镜及与其兼容配套的PinnacleStudio8.0图像采集软件和Imager-Proplus图像分析软件测试棉/麻纤维混纺纱纤维含量,并与显微投影仪法和生物显微镜法作对比分析。

图1 棉、苎麻、亚麻和大麻纤维的纵向、横截面形态

2 试样载玻片准备

制作纤维纵向载玻片:将2份试样分别制作成2块试验用载玻片,一块用于测量纤维直径,另一块用于计数纤维根数,其中1份试样的载玻片做平行试验用。用哈氏切片器将棉麻混纺纱试样切成0.2~0.36mm长的纤维束,然后将切下的纤维直接移至载玻片上,滴上少量甘油,用细针充分搅匀,使其分离成单根纤维,并向左右均匀展开,再盖上盖玻片。要注意不能使纤维随甘油挤出来。计数载玻片上的纤维根数应在1000根以上。制作测量纤维直径的载玻片,每组分纤维至少在200根以上。若某组分纤维测量不足200根,则需另外制作载玻片。

制作纤维横截面载玻片:用哈氏切片机将棉麻混纺纱试样制作成厚度为20~30Lm的横截面切片,获得的纤维横截面切片应薄而均匀,以便在显微镜下取

1 棉、麻纤维的特征识别

在对棉和麻类纤维进行鉴别时,需要在显微镜下观察两种纤维纵向和横截面形态。棉纤维纵向有中腔和天然转曲,横截面为腰圆形;苎麻纤维纵向有横节和较多竖纹,横截面为具有裂纹的腰圆形;亚麻纤维纵向有横节和较少竖纹,

横截面为五角形和多角形,中腔较小;大麻纤维纵向有横节和较多竖纹,直径比苎麻细,横截面有腰圆形、三角形等多种形态,中腔细长并且有裂纹。棉、苎麻、亚麻和大麻纤维的形态见图1。

收稿日期:2008-10-28

作者简介:杨元(1963-),女,江苏无锡人,工程学士,高级实验师,主要从事纺织材料的实验教学与研究。

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得清晰的截面轮廓,将此纤维横截面切片移至滴有甘油的载玻片上,盖上盖玻片,供测量纤维横截面用。每组分纤维不少于100根,若某组分纤维不足100根,则需另外制作载玻片。

测微尺上每小格长度为10Lm,定标时定的格数越多,测量精确度越高。一般在用Imager-Proplus图像分析软件测试分析前,可预先对各放大倍数下的物镜测微尺图像定标后存储,以便在测量时只需选用相应放大倍数下的标尺即可,不必每次测试都定标。

(3)测量。打开棉/麻纤维混纺纱的纤维纵向图像文件,点击/选用标尺0子菜单,这时需选用在采集棉/麻纤维混纺纱的纤维纵向图像时的放大倍数下所定的标尺。然后点击/测量0子菜单,选用/测量长度0工具来测量棉/麻纤维混纺纱的纤维纵向图像,可直接测得棉、麻纤维直径(Lm),每组分纤维至少测200根以上。例如,打开在放大倍数为700倍下采集的棉/苎麻纤维混纺纱的纤维纵向图像,测量时需选用放大倍数为700时所定的标尺,然后进行测量,测得棉/苎麻纤维混纺纱中的棉纤维直径、苎麻纤维直径。3.2.3 纤维截面积测定

(1)采集棉/麻纤维混纺纱的纤维横截面图像。选择高倍物镜(放大倍数为350~4900倍),使用透射光源,将棉/麻纤维混纺纱的纤维横截面载玻片放置在视频显微镜载物台上,打开计算机中的PinnacleStudio8.0图像采集软件,调节视频显微镜放大倍数和焦距至计算机屏幕上棉/麻纤维混纺纱的纤维横截面图像清晰,采集棉/麻纤维混纺纱的纤维横截面图像并保存。

(2)测量。打开棉/麻纤维混纺纱的纤维横截面图像文件,点击/选用标尺0子菜单,这时需选用在采集棉/麻纤维混纺纱的纤维横截面图像时的放大倍数下所定的标尺。然后点击/测量0子菜单,选用/测量不规则面积0工具来测量棉/麻纤维混纺纱的纤维横截面图像,可测得棉、麻纤维横截面积(Lm),每组分纤维至少测100根以上。例如,打开在放大倍数为1400倍下采集的棉/苎麻纤维混纺纱的纤维横截面图像,测量时需选用放大倍数为1400时所定的标尺,然后进行测量,测得棉/苎麻纤维混纺纱中的棉纤维面积、苎麻纤维面积。

[1]

2

3 视频显微镜法测试

测试仪器采用日本制DZ3型视频变焦显微镜。3.1 测试原理

视频显微镜具有超高连续可调的放大倍率并可连续变焦,使用与视频显微镜配套兼容的PinnacleStudio8.0图像采集软件,采集在计算机屏幕上观察到的一定放大倍数的棉/麻纤维混纺纱纤维纵向图像和横截面图像;再利用与视频显微镜配套兼容的Imager-Proplus图像分析软件,依据棉、麻纤维的纵横向形态特征差异进行鉴别;在鉴别的基础上,分别记录其个数,同时测量其直径和纤维截面积,由公式计算出棉、麻纤维的质量百分比。3.2 测试步骤

3.2.1 纤维根数的测定

将制好的纤维纵向载玻片放在视频显微镜的载物台上,从载玻片上角视野开始,根据棉与麻类纤维的纵向结构和表面特征边观察识别纤维,边用2只计数器分别计数棉和麻的根数。当载玻片沿水平方向移动测量完一个行程后,将载玻片向下垂直移动1~2mm,然后反方向沿水平方向缓慢移动,识别并计数纤维根数,至该行程结束。如此重复操作,直至数完载玻片上的全部纤维。其计数若不足1000根,应另外制作纤维计数载玻片。

3.2.2 纤维直径的测定

(1)采集棉/麻纤维混纺纱的纤维纵向图像。选择高倍物镜(放大倍数为350~4900倍),使用透射光源,将棉/麻纤维混纺纱的纤维纵向载玻片放置在视频显微镜载物台上,打开计算机中的PinnacleStudio8.0图像采集软件,调节视频显微镜放大倍数和焦距至计算机屏幕上棉/麻纤维混纺纱的纤维纵向图像清晰,采集棉/苎麻纤维混纺纱的纤维纵向图像并保存。在载物台上换上物镜测微尺,在此放大倍数下微调焦距至测微尺图像清晰,采集测微尺图像并保存。

(2)定标尺。使用Imager-Proplus图像分析软件,打开在采集棉/麻纤维混纺纱的纤维纵横向图像时的放大倍数下所采集的测微尺图像文件,点击/定标尺0子菜单,对此放大倍数下的测微尺图像进行定标,

4 显微投影仪法测试

4.1 测试原理

根据棉、麻纤维的结构特征,在显微投影仪下分辨出各类纤维,并分别记录其个数,同时用楔形尺测量其直径,用30cm@30cm有坐标格的描图纸描绘纤维截面形态图像,计算纤维横截面积,然后由公式计算出

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棉、麻纤维的质量百分比。4.2 测试方法

4.2.1 纤维根数的测定

将制好的棉/麻纤维混纺纱的纤维纵向载玻片放在显微投影仪的载物台上,从载玻片上角视野开始,根据棉与麻类纤维的纵向结构和表面特征边观察识别纤维,边用2只计数器分别计数棉和麻的根数。当载玻片沿水平方向移动测量完一个行程后,将载玻片向下垂直移动1~2mm,然后反方向缓慢平移,识别并计数纤维根数,至该行程结束。如此重复操作,直至数完载玻片上的全部纤维。若计数不足1000根,应另外制作纤维计数载玻片。4.2.2 纤维直径的测定

将测量纤维直径的棉/麻纤维混纺纱的纤维纵向载玻片置于载物台上,校准显微投影仪放大倍数为500倍,按前面介绍的载玻片行程移动路线和行距,用锲形尺测量其各组分纤维的直径。测量时,必须仔细聚焦,使每根纤维的纵向边缘清晰,然后用锲形尺测量每根纤维长度中部的投影宽度作为直径,如果视野中纤维边缘不清,或纤维种类无法识别,或测量处纤维重合等则不予测量,每组分纤维至少测200根以上。4.2.3 截面积的测定

将棉/麻纤维混纺纱的横截面切片放在显微投影仪的载物台上,校准显微投影仪放大倍数为500倍。在投影平面内放一张30cm@30cm有坐标格的描图纸,从左上角的视野开始调焦,直至纤维截面边缘清晰,按前面介绍的载玻片行程移动路线和行距,用铅笔将纤维截面形态图像描在匀质描图纸上,做好识别标记,描完片中两组分所有纤维的横截面(不清晰或无法辨认者除外),每组分纤维至少测100根以上。描完以后通过计算方格的个数来计算每种纤维的横截面积(mm)。

2

将制好的棉/麻纤维混纺纱的纤维纵向载玻片放在普通生物显微镜的载物台上,从载玻片上角视野开始,根据棉与麻类纤维的纵向结构和表面特征边观察识别纤维,边用2只计数器分别计数棉和麻的根数。当载玻片沿水平方向移动测量完一个行程后,将载玻片向下垂直移动1~2mm,然后反方向沿水平缓慢移动,识别并计数纤维根数,至该行程结束。如此重复操作,直至数完载玻片上的全部纤维。若计数不足1000根,应另外制作纤维计数载玻片。5.2.2 截面积的测定

在生物显微镜上选择安装10倍的目镜、10倍及40倍的物镜,使显微镜的放大倍数分别为100和400倍;然后在生物显微镜上装上显微描绘仪,将描绘菱镜套在显微镜镜筒上,它的上座可以上下移动,待看到圆形视界大小合适后固定,再移动显微镜的反光镜或升降聚光镜,使画板上的反射光和物像的反射光互相调和,在视界内同时可以看到清晰的物像和笔尖,这时就可进行工作。

把棉/麻纤维混纺纱的纤维横截面切片放在显微镜载物台上,先用低倍(10倍)物镜找成像,再用高倍(40倍)物镜观察,微调焦距至图像清晰,观察棉/麻纤维混纺纱的纤维横截面,同时在描图纸上用笔描绘棉/麻纤维混纺纱各组分纤维的横截面。一般正式测试时每种纤维需测100个截面数据,描完以后通过计算方格的个数来计算每种纤维的横截面积(mm)。

2

6 计算

(1)测定纤维的平均直径,计算每种纤维的质量百分含量。

对于麻纤维计算公式为:

x1=n1d1r1/(n1d1r1+n1d1r1)@100对于苎麻纤维则A=x1对于大麻纤维:A=9.662+1.018x1对于亚麻纤维:A=9.564+1.038x1对于棉纤维:x2=100-A

分率;

n1、n2)麻纤维、棉纤维的根数;d1、d2)麻纤维、棉纤维的直径(Lm);

(4)

式中:x1、x2)麻纤维、棉纤维含量的计算质量百

(3)(2)

2

2

2

(1)

5 普通生物显微镜法测试

5.1 测试原理

在普通生物显微镜一定放大倍数下观察棉/麻纤维混纺纱的纤维的纵向切片和横截面切片,计数并用装在显微镜上的显微描绘仪在描图纸上描绘棉/麻混纺纱各组分纤维截面图像,计算每种纤维的横截面积,然后由公式计算棉麻混纺纱质量百分率。5.2 测试方法

5.2.1 纤维根数的测定

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r1、r2)麻纤维、棉纤维的密度(g/mm)其中棉纤维的密度为1.54,苎麻纤维的密度为1.51,亚麻纤维的密度为1.50,大麻纤维的密度1.48。

(2)测定纤维的横截面积,计算每种纤维的质量百分含量。

对于麻纤维:

P1=n1S1r1/(n1S1r1+n2S2r2)@100%对于棉纤维:P2=100-P1

率;

n1、n2)麻纤维、棉纤维的根数;S1、S2)麻纤维、棉纤维的截面积(Lm);r1、r2)麻纤维、棉纤维的密度(g/mm)平行试验的结果差异不得超过2%,否则应重试。最后取3次试验结果的平均值。

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面特征进行分析和测量;而显微投影仪和普通生物显微镜的放大倍数调节有限(400~500),显微投影效果不是很清晰,测试误差相对较大。

(3)使用与视频显微镜配套兼容的IMAGER-PROPLUS图像分析软件,由于该软件可测量长度和不规则图形面积,因此对棉、麻纤维图像测量时,可直接

(5)(6)

用鼠标描绘测量得到纤维直径、面积,测量较为准确且测试速度快。用显微投影仪和普通生物显微镜测试时,需手工描绘棉/麻纤维混纺纱的每种纤维横截面面积,通过计算方格的个数计算每种纤维的横截面积,测试较麻烦,速度慢且不精确。

式中:P1、P2)麻纤维、棉纤维含量的质量百分

8 结 语

使用视频显微镜及其配套兼容的PinnacleStudio8.0

图像采集软件可清晰观察到棉/麻纤维混纺纱中的纤维形态特征,并采集图像,依据棉、麻纤维的纵向及其横截截面形态进行鉴别;在鉴别的基础上,使用与视频显微镜配套兼容的IMAGER-PROPLUS图像分析软件准确地测定棉、麻纤维的直径和横截面积,通过计算得出棉、麻纤维的质量百分比。这是一种有效的对棉/麻纤维混纺纱进行定量分析的方法,该测试方法与显微投影仪法和生物显微镜法相比较测试速度较快,并能保证测试结果的客观性、准确性。

参考文献:

[1] 张水泉,蒋敏,曾美媛.FZ/T30003-20005棉麻混纺产品定量分析

方法显微投影法6[S].北京:国家纺织工业局,2000.

7 测试方法的对比分析

(1)采用视频显微镜、显微投影仪和普通生物显微镜测试棉/麻纤维混纺纱的纤维含量,其测试结果基本一致,视频显微镜法的测量误差相对较小,数据较为准确,并且测试方便、快捷。

(2)由于视频显微镜的放大倍数连续可调(高倍物镜为350~4900),图像可调至相当清晰,使用与视频显微镜配套兼容的PinnacleStudio8.0图像采集软件采集到的图像非常清晰,便于快速地对棉、麻纤维表(上接第47页)

径为10mm及以上的各种纽扣,用于测试在服装生产及使用过程中纽扣抵抗强拉、撞击的性能。随机抽取10个纽扣样本,拉伸强度测试采用张力测试仪,夹持分离速度为6.35mm/min,逐渐增加张力,直到纽扣或扣柄表面出现裂痕,以N为单位记录张力,测试所有样本。计算算术平均值,记录最大、最小值。冲击强度测试采用冲击测试仪。测试直径不大于15mm的纽扣时,将重锤放在轻型位置;测试直径大于15mm的纽扣时,将重锤升至重型位置。释放重锤,撞击纽扣,记录纽扣是否出现折断、破裂或者变形的情况,按照步骤测试所有样本。

纽扣强度测试结果按照下列原则判定:(1)拉伸测试中,根据张力大小和纽扣直径,分为/轻型0和/重型0,参见表1;(2)撞击测试中,纽扣以不折断、破裂或变形为准。

表1 纽扣强度测试结果判定原则

纽扣直径/mm

13~16

16~2323~30

平均拉伸强度/N轻型

90110130

重型155180200

近年来儿童服装消费者对于儿童服装的安全性要求越来越高。通过以上多个方面的技术要求控制,相信可以减少和避免服装对儿童产生的潜在机械性危害。国内儿童服装生产企业应高度重视并运用这一生产实施规范。

参考文献:

[1] BS7909.CodeofpracticeforThedesignandmanufactureofchildrens'

clothingtopromotemechanicalsafety[S].

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8jz4.html