分梳山羊绒纤维长度的测试

吕晓红+冯满荣+姚苗苗

摘要

本文采用GB 18267—2013《山羊绒》中传统手排长度方法与国外引进的Almeter法，对分梳山羊绒样品进行比对试验，并对数据进行了差异显著性计算及分析，阐述Almeter法不适用于测量分梳山羊绒纤维长度。传统手排长度法存在主观和人员间误差，且工作效率低下的缺点，基于此，内蒙古纤维检验局通过对该仪器的30次重复性验证试验数据及36个样品的比对试验数据差异显著性计算及分析，自主研发了山羊绒手排长度测试仪。

关键词：分梳山羊绒；手排长度法；Almeter法；山羊绒手排长度测试仪

1 引言

GB 18267—2013《山羊绒》明确指出：山羊原绒、洗净山羊绒、分梳山羊绒统称为山羊绒。分梳山羊绒是山羊原绒经洗涤、工业分梳加工后的山羊绒。纤维长度是分梳山羊绒的重要品质指标之一，其长短直接影响纤维的可纺性能及价格。纺纱工序是运用若干道纺纱机械使散纤维平行顺直地排列在一定粗细的纱线中，并加以适度捻度的过程。通常情况下，分梳山羊绒的直径一般在13?m～19?m，纤维越细，纤维长度越短，14?m以下的分梳山羊绒的平均长度基本不超过30mm，纤维长度越长，纤维间接触面积越大，摩擦力越大，受外力时纱线中的纤维不宜滑脱，纱线强力越高，纱线毛羽越少，纱线条干均匀度高，可纺支数高，织物不易起球。因此，分梳山羊绒的长度是决定纺纱工艺参数的重要品质指标。

目前，国内检测分梳山羊绒平均长度的方法绝大多数是采用手排长度法，仅在分梳山羊绒的国际贸易中，应有些客户要求采用Almeter长度仪测试平均长度。

2 手排长度法和Almeter法测试分梳山羊绒长度

2.1 手排长度法和Almeter法的差异对比

（1）手排长度法： 手排长度法的依据是国家强制性标准GB 18267—2013，即人工将30mg～50mg的试样在绒板上反复数遍（不多于5遍）、由长至短、自左而右、自上而下、均匀地一端平齐地贴覆且逐次排列于绒板上，底边长度（250±10）mm、纤维纵向自然平顺的长度分布图，用此分布图计算出的平均长度值（根数加权平均值）、有效长度、中间长度、短绒率、长度变异系数。

（2）Almeter法：依据标准GB/T 21293—2007《纤维长度及其分布参数的测定 阿尔米特法》，采用电容法检测纤维横截面，获得截面加权平均长度即豪特长度H，通过计算获得巴布长度B，即B=H×（1+CVH2）。

2.2 手排长度法和Almeter法比对试验

环境：温度（20±2）℃，湿度（65±3）%。

仪器：手排法：绒板，钢板尺；Almeter（阿尔米特仪）法：阿尔米特测试部分及排样机。

样品：81个分梳山羊绒散纤维。

2.2.1 试验数据与分析

同一样品手排长度值和Almeter值均是两人两个平行试验的平均值。手排长度法的均值（x0）为34.19mm，Almeter法的Hauteur长度均值（x1）为27.89mm，Barbe长度均值（x2）为32.35mm。

2.2.2 手排法与Almeter法的差异显著性分析

（1）手排长度值与Hauteur值的差异显著性计算

（2）手排长度值与Barbe值的差异显著性计算

（3）分析

自由度80，显著水平为0.01时，查t值表得t值为t0.01=2.63，︱t︱>t0.01，由此得出，手排法平均长度值与阿尔米特法的Hauteur值、Barbe值的差异非常显著。

2.2.3 手排法与阿尔米特法的差异分析

对测试数据计算分析可知手排法与阿尔米特法检测分梳山羊绒平均长度值存在显著差异，原因是：

（1）两种测试方法原理不同，所获得的平均长度值含义也不相同。手排法平均长度值x0是根数加权平均值，阿尔米特法的Hauteur值x1是纤维截面加权平均长度值，Barbe值x2是纤维重量加权平均值。

（2）在实际测试过程中，同样型号的不同Almeter仪对测试试样的重量要求不同（有的需要130mg，有的180mg），而且同一樣品在不同仪器上测试的数据也不稳定，因此，如果计算Almeter法与手排法的回归方程式，必须要对所使用的相应仪器进行大量数据收集，计算出相对应的回归方程，即不同的仪器会对应不同的回归方程。

（3）Almeter仪是英国针对测试绵羊毛毛条长度研究发明的仪器，而山羊绒是中国的优势稀缺资源，手排法是中国测试分梳山羊绒的传统方法。山羊绒与绵羊毛平均长度、平均直径分布在不同的区间，通常情况下，山羊绒平均长度在40mm以内，平均直径在17?m以内，而绵羊毛平均长度在45mm以上，平均直径在17?m以外，两者的平均长度、平均直径的品质几乎没有交集部分。Almeter排样机的针板间距是5mm，夹持器与夹持点之间间距1mm～2mm，使Almeter仪对6mm～7mm的短纤维无法有效控制，这些纤维在排样机制得的试样中随机出现，对测试数据的准确性产生影响。而手排法能有效控制这一长度区间段的山羊绒短纤维，使手排长度值较Almeter值更能客观真实反映分梳山羊绒散纤维的平均长度。

3 手排长度测试仪的研究

用排样机梳理的方法很难控制6mm～7mm的短纤维，目前只有手排法能够解决，但缺点是存在主观及人员间误差、效率低下，而且对排图人员的技术水平要求很高。一个熟练的检验人员出具一个手排长度平均值需要40min左右的时间。针对此缺点，内蒙古自治区纤维检验局主导研发了手排长度测试仪，该仪器通过用摄像头对手工排好的长度分布图拍照成图像，由电脑对图像进行智能测量计算，替代人工进行图板的移图、画图、计算的过程，避免了人员主观误差，整个过程由人工的40min左右缩短到20min左右，使手排法的工作效率提高近50%，在实现我国山羊绒仪器化检验历程上迈出了第一步。

3.1 手排长度测试仪验证工作准备

环境：温度（20±2 ） ℃，湿度（65±3）%。

仪器：两台手排长度测试仪、黑绒板、钢板尺、坐标纸。

3.2 重复性验证试验

测试同一批分梳山羊绒样品30次；按GB 18267—2013《山羊绒》要求排出图板；设置两台手排长度测试仪相机设置参数及取样参数。

排出一个图板，手工移图测量纤维平均长度后，再将该图板放置在两台仪器上，调整每台仪器的取样参数及相机参数，使仪器测得的数值与手工移图测得的数值相等。

将30次排好的图板按1#手排长度测试仪、2#手排长度测试仪、人工移图计算的顺序依次获得平均长度值。为消除人员之间的主观误差，人工移图计算固定一名人员进行。

30次重复性试验，手排长度平均值（x3）为31.80 mm，1#手排长度测试仪长度平均值（x4）为32.47mm，2#手排长度测试仪长度平均值（x5）为32.45mm。

3.2.1 重复性试验的数据分析

（1）手工移图结果与1#手排长度测试仪结果差异显著性计算

（2）手工移图结果与2#手排长度测试仪结果差异显著性计算

（4）分析

由df=n-1=29，自由度29，显著水平为0.01时，查t值表得： t0.01（29）=2.756，而|t1|>t0.01（29）， |t2|>t0.01（29）， |t3|

3.2.2 手工移图方法与手排长度测试法比对数据收集与分析

（1）数据： 从30次的重复性试验数据分析可知，两台手排长度测试仪的平均长度、变异系数显示仪器之间的测试非常稳定。为消除手工移图结果与手排长度测试仪结果的显著性差异，我们以这30次的均值为基础值，将2#手排长度测试仪的相机设置参数调整为：增益67，曝光538，帧率延迟600， 其他相机参数及取样设置参数不变，再次进行比对数据收集。手排长度平均值（x6）为33.75 mm，2#手排长度测试仪长度平均值（x7）为33.51mm。

（2）手工移图方法与手排长度测试仪法数据差异显著性计算分析

手工移图方法与手排长度测试仪法对长度数据的影响因素分析，见表1。

4 结语

分梳山羊绒散纤维没有经过机械梳理成绒条，纤维完全以自然卷曲状态存在，与成条中的纤维较顺直状态不同。Almeter法的排样机无法有效控制较短纤维的缺陷以及分梳山羊绒散纤维的自然卷曲状态使得Almeter法不能客观真实测量分梳山羊绒的平均长度。

手工移图方法与手排長度测试仪法比对数据显示两种方法测得的平均值差0.24mm，远远小于GB 18267—2013《山羊绒》规定的手排方法的平均长度测试平行试验允差值2mm，说明用手排长度测试仪测试分梳山羊绒平均长度完全可以满足测试要求。

重复性试验测试数据显示，手工移图值的变异系数4.21大于两台手排长度测试仪值的变异系数3.47、3.25，显示手排长度测试仪避免了主观和人员间误差因素，两台手排长度测试仪的平均长度、变异系数数据显示仪器之间的测试非常稳定，仪器在试用收集数据中，体现出手排长度测试仪方法的工作效率大幅提高。手排长度测试仪的研究获得成功。

参考文献：

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[3] 王华强， 于伟东. 国外羊毛纤维长度及其分布检验综述[J]. 中国纤检， 2006（3）：50.

[4] 吕晓红， 于佳. 分梳山羊绒长度测试方法对比试验分析[J]. 中国纤检，2014（6）：70.

（作者单位：内蒙古纤维检验局 ）