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USTER纱线测试(下)

  11.5.7 强伸性能测试
USTER 统计公报中关于强伸性能的统计值适用于USTER TENSORAPID单纱强力仪的测试数据,可利用的统计图表有断裂强力(FH)、断裂强度(RH)、断裂伸长率(εH)、断裂功(WH)以及这些指标的变异系数(CVRH,CVεH,CVwH)。总的变异系数代表被测试样的总体差异,即试样内的差异加上试样间的差异。如果一个样品中有10个管纱或筒纱,每个做20次单纱强伸试验,那末总的变异系数就是从总的测试数据(该例中是200个数据)中计算出来。
用来描述强伸性能的术语可能会产生一些问题。在USTER 统计公报中,我们采用了与纺织测试国际标准相同的术语,可是这些标准化的定义也不总是清楚的。以下问题必须要注意:断裂强度是按照试样从试验开始到断裂间发生的强力峰值计算出来的。峰值或者说最大值不同与试样断裂瞬间测得的强力值(在断裂时的强力)。断裂伸长率是按照在强力峰值时夹持器所处的位置来计算的,在强力峰值时的伸长率和试样在断裂瞬间时的伸长率(断裂时伸长率)也不同。断裂功定义为应力/应变曲线以下与强力峰值处相对应的伸长率所包围的面积,在峰值处所做的功与到断裂瞬间时所做的功(断裂时的功)也是不同的。在USTER 统计公报中,有关强伸性能的所有参数都是从强力峰值得来的。然而,只要纱线的应力/应变曲线表现为线性或递增特征,这些差异就不存在,因为这时最大强力和断裂时的强力是一致的。像100%纯棉纱就是这样。但是:当应力/应变曲线表现出递减特征时,强力峰值就比断裂时的强力大而强力峰值对应的伸长率要比断裂时的伸长率小。精纺毛纱及某些用人造纤维纺的纱就是这种情况。当有关纱线强伸性能的数据与USTER 统计公报进行比较时,必须知道这些测量值的真实含义。例如,一些被称为是纱线强力的数字并不一定能与USTER统计值相比较。如果您要了解这方面更多的情况可以参考USTER TENSORAPID有关强伸测试的应用手册。
USTER TENSORAPID强力仪采用CRE的测试原理。CRE是等速伸长的缩写。CRE表示夹持器以固定的速度运动。因此固定的与移动的夹持器之间的试样以恒定速度被拉伸并测量出相应所需的力。以下内容对保证实际强伸性能测试数据和USTER 统计公报上的数据进行正确比较是非常重要的:测试原理必需是CRE,移动夹持器的速度即试验速度必需正好为5m/min。夹持距离即试样长度或固定的与移动的夹持器之间的距离应该是500mm而且加上0.5cN/tex的预张力。与此不同的试验条件会导致不同的试验结果。
以5m/min做单纱CRE试验在国际纺织企业中被广为接受,所以被选为USTER 统计公报中的试验条件。当然还有其他方法,但是用得越来越少。这其中包括20秒断裂的CRE单纱测试。纺织材料表现出部分粘弹体的特性,当外力作用在纤维、纱线和织物上时,其强伸性能会随时间而发生显著的变化。所以纱线的强伸性能会因试验速度不同而改变。短纤维纱的试样在20秒断裂和以5m/min速度在0.2...0.4秒断裂的测试数据有很显著的不同。用USTER DYNAMAT单纱强力仪CRL等加负荷测试的数据和USTER 统计报告中用TENSORAPID以5m/min速度CRE等速伸长测试的数据比较时也存在类似差异。总而言之,有两方面基本因素影响纱线强伸性能不同测试方法间的比较:第一个因素是试验条件即测试原理(CRE,CRL)、试验速度、夹持长度和预张力。第二个因素会影响差异的程度,它和纱线本身的应力/应变特性有关,这种特性是由纤维材料、混纺比以及纱线结构决定的。有关不同强伸测试系统和不同测试方法造成差异的原因的详细资料可以参考USTER TENSORAPID有关强伸测试的应用手册。
正确校验仪器是USTER TENSORAPID的实际测试结果与USTER 统计公报进行正确比较的必要前提。USTER TENSORAPID的校验应由Zellweger Uster的维修人员来完成。假如发生超差或长期漂移,请与最近的Zellweger Uster维修站联系。在瑞士苏黎士的TESTEX AG在世界范围内进行纱线质量的循环试验。我们推荐用户参加这项工作,因为它有利于监督操作人员和监控仪器的性能,即测量结果的一致性以及与其它试验室的可比性,当然包括与USTER 统计公报的可比性。
利用电子纱线测试仪器采用CRE方法测试强伸性能是一个标准化过程,在ISO 2062中有详细描述。然而:尽管自动的CRE单纱强伸测试的基本方法在所有的国际国内应用标准中都有描述,但很遗憾没有考虑5m/min的试验速度。尽管如此,从世界性的观点看,这种强伸测试方法是值得肯定的。
有关USTER TENSORAPID单独的功能部件、测试的重要性、正确地校验和仪器的操作等方面的进一步说明详见操作说明书和有关强伸测试的应用手册。正确的试样平衡和测试期间保持恒定的、标准的实验室环境条件是非常重要的。有关纱线测试的实验室环境条件请参考附录中的11.5.9节。
11.5.8 HV强伸性能测试
HV强伸性能一词用来描述一种新颖的测试方法。HV代表大试验量和高速度。USTER TENSOJET高速强力仪是第一台能提供大试验量和高速试验的实验室仪器。USTER TENSOJET中用来加力、伸长并最终拉断纱线的机构是由两对相距500mm的凸轮罗拉组成的。上下凸轮罗拉都设计成能够握持并能随后拉伸纱线。张力传感器安装在连接两对罗拉的纱线通道内。纱线通道的曲率使纱线在力传感器顶端形成一个钝角,因此能测出沿弧线方向的张力。整个试验周期有四个阶段:连续取纱并暂时存储,压缩空气喷嘴喂纱,凸轮罗拉夹持纱线并拉伸直至断裂,通过气流将废纱吸入废丝箱。USTER TENSOJET强力仪采用CRE等速伸长原理以400m/min的速度进行试验。对于100%纯棉纱其实际的拉伸断裂时间在3ms左右。因此该仪器每小时可以完成30000次断裂试验,从而可以在合理的时间内完成大量的纱线测试。USTER TENSOJET这种高性能强伸测试仪能够完全模拟高速织机喂纱过程中纱线所承受的动态张力。
在有关HV强伸性能的USTER 统计公报中,可供参考的统计图表有:断裂强力(FH)、断裂强度(RH)、断裂伸长率(εH)、断裂功(WH)以及这些指标总的变异系数(CVRH,CVεH,CVwH)。总的来说, TENSOJET的测试数据和USTER 统计公报中用USTER TENSORAPID测得的强伸性能数据是相符合的,上面一段可以作为解释。当然由于试验速度的明显差异, TENSOJET和TENSORAPID测试数据相比强力值总是偏高。
断裂强力(Fp=0.1)和断裂伸长率(εp=0.1)的百分比线统计图表与纱线中出现的弱环有关。断裂强力(Fp=0.1)的百分值0.1%.
表示所有测试中有0.1%个测试测得的断裂值等于或低于这个特定值。USTER 统计公报中,每个样品选10个试样,每个试样做1000次强伸试验。每个样品总共有10000个测试数据。断裂强力的百分值0.1%表示有10个测试数据(10000个断裂中的0.1%)比该值低。
例如:Ne20(Nm34,29.5tex)100%纯棉普梳环锭纱其断裂强力的0.1%值是Fp=0.1=400cN,也可转换为Rp=0.1=13.6cN/tex。因此所有测试中有0.1%个其断裂强力低于400cN或者断裂强度低于13.6cN/tex的弱环。如果测试10个管纱,每个测1000次,则有10个这样的弱环。断裂强力的0.1%值Fp=0.1=400cN对应于USTER 统计公报中的50%水平。
这里要特别注意的是如果要与USTER 统计公报来比较弱环,每种试样的断裂测试次数一定要正好10000次。断裂测试次数小于或大于10000次确定的断裂强力和断裂伸长率不能和USTER 统计公报进行比较。
正确校验仪器是USTER TENSOJET的实际测试结果与USTER 统计公报进行正确比较的必要前提。USTER TENSOJET的校验应由Zellweger Uster的维修人员来完成。假如发生超差或长期漂移,请与最近的Zellweger Uster维修站联系。在瑞士苏黎士的TESTEX AG在世界范围内进行纱线质量的循环试验。我们推荐用户参加这项工作,因为它有利于监督操作人员和监控仪器的性能,即测量结果的一致性以及与其它试验室的可比性,当然包括与USTER 统计公报的可比性。
有关USTER TENSOJET的各个功能、测试的重要性、正确地校验和仪器的操作等方面的进一步说明详见操作说明书。正确的试样平衡和测试期间保持恒定的、标准的实验室环境条件是非常重要的。有关纱线测试的实验室环境条件请参考附录中的11.5.9节。
11.5.9纱线测试的试验室环境条件
部分纺织纤维高度吸湿,它们的性能会随含水量的变化而发生显著的变化。典型的吸湿纤维有棉、羊毛、粘胶纤维、蚕丝和麻等等。含水量对于力学性能特别重要,如:纱线的强度、伸长率及断裂功,同时纱线的条干均匀度、疵点和纱疵水平也会受到不同的影响。因此试样的平衡和试验都必须在恒定的标准环境条件下进行。纺织试验的标准环境条件是:温度为20±2℃(68±4℉),相对湿度65±2%。在热带地区,温度为27±2℃(81±4℉),相对湿度为65±2%也可以,但此时空气中的绝对含水量是不同的。现代先进的空调技术可以在世界上绝大多数地方达到标准环境条件的要求即温度20±2℃(68±4℉)和65±2%的相对湿度,考虑到国际上的一致性,要尽可能达到这些环境条件。测试之前,试样均需在恒定标准的环境条件下进行平衡直到湿度与周围环境相平衡,为了获得湿度平衡,平衡时间至少为24小时,最好为48小时。例如对于高含水量的试样(调湿过的纱),平衡时间至少48小时。对于这种纱最好是将它放置在干燥环境条件下进行预平衡,以便试样以后得到更好的湿度平衡。在平衡时,必须拆掉试样的所有外包装材料,将试样放在合适的位置上让它的表面充分暴露在大气中,并保证试样之间有足够空间以便空气流通。应该用合适的可以记录短期误差和长期漂移的装置来监控实验室的条件。


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