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 1.前言

生絲是天然纖維之一，屬綠色環(huán)保可再生纖維，是生產(chǎn)真絲綢面料的主要原料，也是絲綢業(yè)中“承上啟下”重要的初級產(chǎn)品。長期以來，各國生絲檢測技術(shù)均采用傳統(tǒng)的黑板檢驗(yàn)來評定等級，其檢驗(yàn)結(jié)果受檢驗(yàn)人員的目光、素質(zhì)、經(jīng)驗(yàn)及情緒影響等問題，難以客觀獲得生絲條干、疵點(diǎn)等方面的質(zhì)量情況。為此，歐洲、日本、中國等絲綢界均進(jìn)行了大量的生絲電子檢測技術(shù)研究，取得相應(yīng)的技術(shù)成果。歐洲等國早在上世紀(jì)八十、九十年代就曾嘗試采用USTERT-3條干均勻度儀進(jìn)行生絲電子檢驗(yàn)的研究，但因檢驗(yàn)效率等問題在世界范圍內(nèi)無法得到推廣。日本致力于生絲電子檢測技術(shù)研究與開發(fā)也有20余年，如上世紀(jì)七十年代的光電式自動檢測系統(tǒng)，九十年代的CCD圖象傳感和半導(dǎo)體激光傳感相結(jié)合的自動檢測系統(tǒng)等。中國也于上世紀(jì)80年代中期就開始著手了生絲電子檢測技術(shù)的研究，先后對基于光電倍增管的勻度自動檢驗(yàn)儀、基于CCD圖象傳感器技術(shù)的“生絲勻度清潔潔凈檢驗(yàn)儀”等進(jìn)行研究，并曾引進(jìn)過Uster-1和3型條干均勻度儀開展了大量的生絲電子檢測可行性試驗(yàn)與研究，但因檢驗(yàn)效率或生絲特有疵點(diǎn)（如裂絲、節(jié)等）無法檢測而停止，在總結(jié)上述研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上又提出了“光電+電容”傳感及多錠檢測的技術(shù)路線，進(jìn)行了大量的檢測試驗(yàn)及數(shù)據(jù)比對，并于2007年、2009年召開的中國國際絲綢論壇上與各國專家進(jìn)行技術(shù)交流和溝通。

經(jīng)過多年的技術(shù)研究與國際交流，“光電+電容”組合式生絲電子檢測技術(shù)路線為各國所熟悉，并開始逐漸接受。為加快推廣生絲電子檢測技術(shù)，順應(yīng)絲綢行業(yè)發(fā)展需求，中國于2009年提出了《生絲電子檢測試驗(yàn)方法》國際標(biāo)準(zhǔn)新工作項(xiàng)目提案，得到了意大利、日本、瑞士、法國、印度等國支持并派專家參與項(xiàng)目研制。各國專家均提出了大量有益的意見或建議，如日本專家提出電子檢測過程中應(yīng)使生絲保持調(diào)濕狀態(tài)，意大利專家提出要進(jìn)行國際生絲電子檢測比對試驗(yàn)，瑞士專家提出要在標(biāo)準(zhǔn)中明確檢測設(shè)備的技術(shù)要求，法國、印度專家提出要采用包括中國以外的生絲進(jìn)行傳統(tǒng)和黑板比對檢測試驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)起草小組根據(jù)各國專家的意見與建議，進(jìn)行了大量的生絲電子檢測及與傳統(tǒng)檢測比對試驗(yàn)，多次有針對性地對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了的修改和完善，最終形成標(biāo)準(zhǔn)終稿。

2.研制過程

本標(biāo)準(zhǔn)歷經(jīng)ISO導(dǎo)則所規(guī)定的七個研制階段（見表1）,組織召開或參加五次ISO國際工作組會議,開展生絲電子檢測、傳統(tǒng)檢測等各類試驗(yàn)比對和分析，發(fā)布了數(shù)篇研究論文及試驗(yàn)報告(ISO官網(wǎng)),標(biāo)準(zhǔn)草案經(jīng)過多次修改和完善，并在ISO/TC38/SC23成員國五輪投票中均獲高比例贊成票通過。在各國專家共同努力下，歷經(jīng)四年的研制，ISO 15625：2014 《生絲 疵點(diǎn)、條干電子檢測試驗(yàn)方法》國際標(biāo)準(zhǔn)正式被批準(zhǔn)發(fā)布。

表1 ISO導(dǎo)則所規(guī)定的7個研制階段

3.標(biāo)準(zhǔn)適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)適用適用于所有浸泡或非浸泡的絞裝或筒裝生絲，其中纖度范圍為13.3dtex～76.7dtex（12D-69D）。

在非浸泡絲檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上，有關(guān)國家提出使用浸泡生絲更具有實(shí)際意義，本標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)行了一些浸泡生絲的檢測試驗(yàn)，將浸泡生絲納入檢測范圍，用戶可以根據(jù)自己的需要，采用浸泡或非浸泡生絲進(jìn)行檢測。

4.術(shù)語與定義

由于生絲電子檢測方法是一個全新的檢測體系，標(biāo)準(zhǔn)對一些關(guān)鍵的術(shù)語進(jìn)行了定義，確保使用本標(biāo)準(zhǔn)時在理解上的一致性。分別有電子檢測試驗(yàn)方法、糙疵、粗節(jié)、細(xì)節(jié)、雪糙、條干變異系數(shù)CVeven%, CV5m% , CV50m%，CVbetween%等。

其中糙疵、粗節(jié)、細(xì)節(jié)、雪糙、條干變異系數(shù)是電子檢測試驗(yàn)方法中對生絲品質(zhì)評價的主要檢測指標(biāo)，與生絲黑板檢測方法中的清潔、潔凈、勻度及纖度偏差有異曲同工之處。

5.檢測儀器和原理

5.1 測試儀器

生絲電子檢測儀主要由光電、電容檢測裝置，信號處理單元，設(shè)備支撐體等三部分組成，可以采用電容傳感技術(shù)檢測生絲的質(zhì)量變化、以光電傳感技術(shù)檢測生絲的外觀形態(tài)變化，兩者檢測方法結(jié)果相互補(bǔ)充從而立體評判生絲的品質(zhì)。

5.2 檢測原理

電容檢測：當(dāng)試樣通過兩個電容極板時，電容量的變化與試樣質(zhì)量的變化正相關(guān)，電子檢測儀計算出各類疵點(diǎn)大小、個數(shù)及條干變化。

光電檢測：光電傳感器采用雙或多光路交叉的檢測探頭，當(dāng)試樣通過兩個光電極板時，對檢測樣本進(jìn)行截面投影面積大小進(jìn)行評判并與試樣平均截面投影面積進(jìn)行比較，計算出各類疵點(diǎn)大小、個數(shù)。

6.試驗(yàn)方法

6.1 儀器參數(shù)

檢測速度：儀器最高使用速度可達(dá)1200m/min，在高速狀態(tài)下，生絲的檢測張力穩(wěn)定性比較難控制，高速也更容易讓絲膠脫落，對檢測結(jié)果產(chǎn)生比較大的影響，根據(jù)實(shí)際使用情況，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定非浸泡生絲采用600m/min，浸泡生絲可采用1000m/min的速度會。

預(yù)加張力：預(yù)加張力的確定是根據(jù)生絲纖度的大小以及傳統(tǒng)絡(luò)絲時保證絲條穩(wěn)定一個經(jīng)驗(yàn)值。一般為(0.20 ± 0.05) cN/dtex或g/den。

6.2 樣品制取

本標(biāo)準(zhǔn)延續(xù)傳統(tǒng)檢測按每批600kg組批抽取檢測樣本。為保證檢驗(yàn)樣品的覆蓋面，絞裝絲：仍采用在批內(nèi)各隨機(jī)抽取24絞，每錠檢測兩絞樣絲。筒裝絲：在批內(nèi)隨機(jī)抽取12個筒子,每批檢測試樣長度不得少于150km。

6.3  檢驗(yàn)程序

為保證檢測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定，開始檢測前儀器需要打開后進(jìn)行預(yù)熱30min。檢測樣本可以進(jìn)行接頭進(jìn)行檢測，接頭不會包含在疵點(diǎn)范圍內(nèi)。

當(dāng)發(fā)生以下情況時，樣絲被測長度不足所設(shè)定的測試長度、樣絲頻繁斷頭、樣絲卷取不正常導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)非正常等試驗(yàn)情況時，終止試驗(yàn)，重新制取試樣、設(shè)定參數(shù)并試驗(yàn)。

7.檢測指標(biāo)

7.1  糙疵

7.1.1 紗疵分級情況

當(dāng)前紡織行業(yè)棉紗電子檢測等糙疵長度設(shè)置為0-1 cm、1-2 cm、2-4 cm、4-8 cm、8-16cm，而在對生絲進(jìn)行試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，檢測到的糙疵比較集中在0-1 cm區(qū)域，無法對生絲的糙疵大小、類型等統(tǒng)計分析，不能有效對生絲品質(zhì)進(jìn)行區(qū)分。

7.1.2 生絲糙疵特征

試驗(yàn)過程中，通過對檢測到的生絲主要糙疵進(jìn)行提取，發(fā)現(xiàn)其形態(tài)如下圖1-3所示。

圖1   生絲糙疵形態(tài)（一）

圖2   生絲糙疵形態(tài)（二）

圖3   生絲糙疵形態(tài)（三）

作為動物纖維的生絲糙疵特性與短纖紡的棉紗糙疵有非常大的不同，生絲表面光潔、沒有毛羽，糙疵根據(jù)其成因大小都集中在不同的區(qū)域，不能簡單使用棉紗糙疵分類進(jìn)行區(qū)分。

7.1.3 生絲糙疵分類

傳統(tǒng)生絲檢測分大糙疵、小糙疵、螺旋、長結(jié)等，其疵點(diǎn)長度使用2mm、7mm、10mm、20mm進(jìn)行區(qū)分，經(jīng)過試驗(yàn)，決定仍采用傳統(tǒng)檢測生絲糙疵長度的劃分，即：1-2mm、2-7mm、7-10mm、10-20mm、20mm以上五個長度區(qū)間。

糙疵大小設(shè)置為+100%、+150%、+250%、+400%，由于生絲質(zhì)量要求比棉紗要高，而且生絲表面沒有毛羽，我們增加了+80%的糙疵區(qū)域，有效的提高生絲的質(zhì)量劃分。糙疵劃分如下圖4所示。

圖4  生絲糙疵分類圖

整個糙疵分為25小類（SA、SB、SC、SD、SE區(qū)），糙疵分大糙疵和小糙疵。大糙疵由SA4～SE4、SA3～SE3、SC2～SE2和SD1～SE1區(qū)組成，小糙疵由SA2～SB2、SA1～SC1和SA0～SE0區(qū)組成。大小糙疵的劃分主要考慮大糙疵可以進(jìn)行清糙處理，而小糙疵清糙處理的成本比較高。當(dāng)然大、小糙疵區(qū)域也可根據(jù)用戶要求進(jìn)行調(diào)整。

7.2  粗節(jié)、細(xì)節(jié)

電容、光電粗、細(xì)節(jié)分類如圖5、圖6所示。粗節(jié)各分為10小類（SF、SG、SH、SI、SJ區(qū)）；細(xì)節(jié)各分10小類（SK、SL、SM、SN、SO區(qū)）。

圖5  粗、細(xì)節(jié)分類（電容法）

圖6  粗、細(xì)節(jié)分類（光電法）

電容與光電粗細(xì)節(jié)的長度設(shè)置一致，在（質(zhì)量和面積）大小設(shè)置上有較大區(qū)別。這是根據(jù)檢測原理的不同，對用同樣大小粗細(xì)節(jié)，評判上存在差異，這樣設(shè)置可以讓同一個粗細(xì)節(jié)，檢測時能夠落在同樣的區(qū)域。

7.3 雪糙SIE

生絲表面會有很多微小糙疵，雪糙SIE是描述生絲微小糙疵的情況。這里將長度≤1mm，質(zhì)量或截面面積大于樣絲質(zhì)量或截面積平均值的80%的微小疵點(diǎn)定義為雪糙SIE。

7.4 條干變異系數(shù)

在一定測試長度片段間，試樣質(zhì)量的變異系數(shù)，分別衡量試樣不同長度片段內(nèi)的條干變化。其中，CV_even%是1cm絲條長度間質(zhì)量變異系數(shù)，CV_5m%是5米絲條長度間質(zhì)量變異系數(shù)，CV_50m%是50米絲條間的質(zhì)量變異系數(shù)。

如果采用多錠的生絲電子檢測儀，還可以條干變異系數(shù)CV_between%衡量一批受測生絲的各絞或各筒樣絲之間的條干變異系數(shù)值，即反映受測生絲的各絞或各筒樣絲間的質(zhì)量均勻程度。

7.檢測報告

    生絲電子檢測報告應(yīng)給出但不僅限于大糙疵、小糙疵、粗節(jié)、細(xì)節(jié)、雪糙（電容法），大糙疵、小糙疵、粗節(jié)、細(xì)節(jié)、雪糙（光電法），以及CV_even%、CV_50m%、CV_between%的檢測結(jié)果。下圖7是一批生絲的電子檢測結(jié)果示例。

圖7   生絲電子檢測報告示例

 

9.后記

生絲電子檢測方法不是對黑板檢驗(yàn)方法的取代，而是補(bǔ)充和發(fā)展，兩種方法均可以檢驗(yàn)生絲品質(zhì)，但隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，電子化、智能化檢測是未來發(fā)展趨勢，且更適合高品質(zhì)生絲的檢驗(yàn)應(yīng)用。我們希望各國絲綢檢測機(jī)構(gòu)、織造企業(yè)（用戶）積極應(yīng)用生絲電子檢測方法，為后續(xù)開展電子檢測方法分級奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

 

生絲電子檢測國際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組周穎執(zhí)筆