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本文件描述了化学纤维短纤维卷曲性能的试验方法。
本文件适用于化学纤维短纤维。
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GB/T 4146(所有部分) 纺织品 化学纤维
GB/T 9994 纺织材料公定回潮率
GB/T 14334 化学纤维 短纤维取样方法
GB/T 4146(所有部分)界定的术语和定义适用于本文件。
在规定的张力下,读取纤维的卷曲峰和卷曲谷;并且在不同的张力下,在一定的受力时间内,测定纤
维的长度变化。得到纤维的卷曲数、卷曲率、卷曲回复率和卷曲弹性率等卷曲性能数据。
a) 力值测量误差小于或等于1%;
b) 长度分辨率0.01 mm;
c) 具有用于精确校正仪器的装置。
取样规定如下:
— 散件的实验室样品按需取出,最低不应小于10 g;
— 批量样品中的实验室样品抽取按GB/T 14334 规定。
GB/T 14338—2022
不应抽取在运输途中意外受潮、包装破损、或是已经被打开的包装件。
6.2 预调湿、调湿和试验用标准大气、调湿时间
当样品符合下列条件之一时需要预调湿:
— 当试样回潮率超过公定回潮率;
- 样品处于相对湿度高于实验室相对湿度上限的大气中;
——样品温度低于实验室温度5℃。
预调湿条件:在温度不超过50℃、相对湿度10%~25%条件下,至少放置30 min。
公定回潮率按照GB/T 9994 规定。
公定回潮率小于4.5%的短纤维,温度(20±2)℃,相对湿度(65±5)%。
公定回潮率大于或等于4.5%的短纤维,温度(20±2)℃,相对湿度(65±3)%
按表1规定选择调湿时间。纤维如经过预调湿,调湿时间取上限,也可每隔30
min 称量直至恒重
为止。
表 1 各种纤维的调湿时间表
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0≤R₀ ≤2 | 2<R₀ ≤4.5 |
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预置夹持距离20 mm。 纤维名义长度较小时可调整为10 mm, 但试验精度下降。
试样所受的张力按式(1)计算:
F=P×T ………………………… (1)
式中:
F— 张力,单位为厘牛(cN);
P— 单位线密度张力,单位为厘牛每分特(cN/dtex);
T—— 试样的名义线密度,单位为分特(dtex)。
不同纤维品种的单位线密度张力,按表2规定。
对于以上重张力规定不适合的短纤维,可由供需双方协商确定,或可由供需双方协商确定重张力的
求取方法,见附录A。
GB/T 14338—2022
表 2 单位线密度张力表
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试验根数根据不同情况规定如下:
a) 每个实验室样品测试20根纤维;
b) 除上述规定的试验根数之外,对确定为95%置信水平时,当以 n
次试验结果算术平均值的百 分率表示的置信区间半宽值(C)
超过3%时,则需按附录 B 规定增加试验根数。
7.1
从已调湿的样品中随机取出20束纤维(卷曲未被破坏),置于绒板上以备测定。
7.2
从每束纤维中随机用张力夹夹取一根纤维,悬挂在卷曲弹性仪的测力挂钩上,然后用镊子将纤维
另一端置于下夹持器中。当夹持距离为20 mm 时,纤维的松弛长度尽可能在25
mm 以上;当夹持距离 为10 mm 时,纤维的松弛长度尽可能长。
7.3 使试样承受规定的轻张力,读取L。(精确至0.01 mm),
并读取L。内全部卷曲峰和卷曲谷数JA。 计数方法按附录 C。
7.4 继续使试样承受规定的重张力,读取L, (精确至0.01 mm)。
7.5 保持30 s 后,去除张力,恢复至预置夹持距离,保持2 min
后,再次使试样承受规定的轻张力,读取 L₂j 。 (精确至0.01 mm)。
按式(2)计算:
style="width:2.30666in;height:0.74668in" /> ………………………… (2)
式中:
J 。,— 单根纤维的卷曲数,单位为个每25毫米(个/25 mm);
JA— 单根纤维在L。, 内全部卷曲峰和卷曲谷数;
Lo— 单根纤维承受轻张力时(7.3)的长度,单位为毫米(mm)。
按式(3)计算:
style="width:2.62668in;height:0.75328in" /> ……… (3)
GB/T 14338—2022
式中:
J:- 单根纤维的卷曲率,%;
L₁,— 单根纤维承受重张力时的长度,单位为毫米(mm);
L。— 单根纤维承受轻张力时(7.3)的长度,单位为毫米(mm)。
按式(4)计算:
style="width:2.77331in;height:0.74668in" /> … … ……………… (4)
式中:
J— 单根纤维的卷曲回复率,%;
L;— 单根纤维承受重张力时(7.4)的长度,单位为毫米(mm);
L— 去除负荷后,单根纤维经2 min
回复,再次承受轻张力时(7.5)的长度,单位为毫米(mm)。
按式(5)计算:
style="width:2.73996in;height:0.75328in" /> ………………………… (5)
式中:
Ja,— 单根纤维的卷曲弹性率,%;
Lu— 单根纤维承受重张力时(7.4)的长度,单位为毫米(mm);
L。 — 去除负荷后,单根纤维经2 min
回复,再次承受轻张力时(7.5)的长度,单位为毫米(mm); Lo,—
单根纤维承受轻张力时(7.3)的长度,单位为毫米(mm)。
各项试验结果均以有效测试值的算术平均值表示。
算术平均值、标准偏差、变异系数等统计值的计算按附录B。
各项结果均保留一位小数。
试验报告应包括:
a) 所使用的标准(包括发布年号);
b) 样 品 的 名 称 和 规 格 ;
c) 采用的试验方法及所有的试验参数;
d)
实验室样品的各项性能测试结果,如果计算标准偏差和变异系数,则要写入报告;
e) 经协商后对试验步骤的修改提示及其他与本文件不一致的部分;
f) 试验中所观察到的异常现象;
g) 试验人员,试验日期。
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(资料性)
重张力的求取方法
对于某些纤维,如6.4推荐的重张力不适合时,可由供需双方协商在等速伸长型单纤维拉伸仪
(CRE) 上按如下步骤确定。
首先,试样不加张力,在松弛状态下进行拉伸试验,得出的负荷-伸长曲线如图
A.1 所示。然后在负 荷-伸长曲线原点附近,取负荷变化随伸长变化最大点A,
作切线求得与伸长轴的交点 E, 过 E 作垂线 与负荷-伸长曲线相交于F。,F。
点处的负荷值即为所求的重张力。重张力(cN) 除以名义线密度
(dtex),即为单位线密度的重张力。
style="width:5.22001in;height:4.45324in" />
标引序号说明:
A — 负荷随伸长变化最大点;
E — 所作切线与伸长轴的交点;
F。 ——所求的重张力。
图 A.1 在拉伸曲线上求预张力的示意图
style="width:1.29328in;height:0.62678in" />GB/T 14338—2022
(规范性)
统计值及增加试验根数的计算
B. 1 统计值的计算
B. 1. 1 平 均 值
n 次试验结果的算术平均值按式(B. 1) 计 算 :
style="width:1.26669in;height:1.02014in" />
式 中 :
x——n 次试验的算术平均值;
x;— 各次测试值;
n — 试验次数。
B. 1.2 标准偏差
n 次试验结果的标准偏差按式(B.2) 计 算 :
style="width:2.40657in;height:1.1in" />
式 中 :
s —n 次试验结果的标准偏差;
x;—— 各次测试值;
x ——n 次试验的算术平均值;
… … … … … … … … … …(B. 1)
………… … ……… (B.2)
n ——试验次数。
B. 1.3 变异系数
n 次试验结果的变异系数按式(B.3) 计 算 :
style="width:2.08671in;height:0.5533in" />
……… ……………… (B.3)
式 中 :
CV— n 次试验结果的变异系数;
s —n 次试验结果的标准偏差;
x — n 次试验的算术平均值。
B.2 增加试验根数的计算
B.2.1 置信区间半宽值
n 次试验结果的置信区间半宽值(c) 按 式(B.4) 计 算 :
… …(B.4)
style="width:1.9201in;height:0.53328in" />GB/T 14338—2022
式中:
c— n 次试验结果的置信区间半宽值;
t—t 分布的值(在所要求的95%置信水平下,可从表 B. 1 查得);
s——n 次试验结果的标准偏差;
n— 试验次数。
置信区间半宽值(c) 通常以算术平均值的百分率来表示,按式(B.5) 计算:
… … … … … … … … … …(B.5)
式中:
C- 以 n 次试验结果算术平均值的百分率表示的置信区间半宽值;
c —n 次试验结果的置信区间半宽值;
x——n 次试验的算术平均值。
B.2.2 试验根数的再确定
测试n 根纤维后,按照式(B.5) 计算以 n
次试验结果算术平均值的百分率表示的置信区间半宽值
(C), 若其超过规定的允许值,应增加的试验根数m, 按式(B.6) 或式(B.7)
计算,结果向上取整数:
式中:
m - 需增加的试验根数;
style="width:3.05337in;height:0.63902in" />
style="width:2.21321in;height:0.61996in" />
……… … ………… (B.6)
…… ………………… (B.7)
t —n 次试验所对应的t 分布的值(在所要求的95%置信水平下,可从表 B. 1
查得);
s ——n 次试验结果的标准偏差;
C*— 以 n 次试验结果算术平均值的百分率表示的置信区间半宽值(C)
的允许值,此处为3%;
x — n 次试验的算术平均值;
n —— 试验次数;
CV— n 次试验结果的变异系数。
在这种情况下,需重新计算所有(m+n)
次试验结果的算术平均值和置信区间半宽值,且检查新的
置信区间半宽值是否满足要求。
表 B.1 自由度为(n+1) 时 t 分布的值
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style="width:2.14005in;height:6.96014in" />GB/T 14338—2022
(规范性)
卷曲计数方法
三维卷曲纤维,按照图C.1a) 计数。二维卷曲纤维,按照图 C.1b) 计数。
style="width:4.50666in;height:7.5867in" />
说明:
〇— 外;
×—— 内;
▲——侧面。
a) 三 维 卷 曲 纤 维 的 卷 曲
计 数 b) 二维卷曲纤维的卷曲计数
图 C.1 三维卷曲纤维和二维卷曲纤维的卷曲计数
为了便于统一卷曲数计数方法,如碰到下述情况,按照以下规则计数:
1) 大卷曲内有小卷曲,则不计,见图 C.2a);
2) 小卷曲纤维按谷和峰计数,见图C.2b);
3) 碰到圈状纤维时,应解除后再计数,见图 C.2c);
4) 两端如超过峰或谷的顶点时,以一个计,见图 C.2d)。
style="width:3.12653in" />style="height:0.8767in" />style="width:1.05335in;height:2.61338in" />style="width:0.84in;height:2.88662in" />GB/T 14338—2022
style="width:2.37998in;height:2.15996in" />
a) b) c) d)
图 C.2 各种形状的卷曲计数
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