中空和非中空聚酯纤维定量分析方法的探讨

蒋敏+胡耀雯+熊海鹰+陈妍+赵雪莲+张祚

摘要：

通过对中空（单孔、四孔、七孔）聚酯纤维和非中空（无孔）聚酯纤维的纵横截面形状特征的了解，探讨采用显微投影仪法的根数比法和质量比法分别对多组不同孔数和混合比例的中空聚酯纤维、非中空聚酯纤维试验样品进行纤维含量检测，研究确定检测中空聚酯纤维混纺、中空聚酯纤维和非中空聚酯纤维混纺产品纤维含量最可行的方法。

关键词：中空纤维;非中空纤维;聚酯纤维;定量分析;根数比法;质量比法

1    引言

聚酯纤维是由饱和的二元酸与二元醇通过缩聚反应制得的一类线性高分子缩聚物，品种繁多，因原料或中间体而异，共同特点是大分子的各个链节间都是以酯基“—COO—”相连，所以通称为聚酯。以聚酯为基础制得的纤维称为涤纶，是三大合成纤维（涤纶、锦纶、腈纶）之一，也是最主要的合成纤维。以新的工艺技术制造生产的三维卷曲多孔（四孔、七孔等）中空聚酯纤维具有卷曲度高、卷曲自然永久、蓬松性及保暖性好、热稳定性佳、体积小重量轻等优点。随着我国中空多孔聚酯纤维应用的日益广泛，中空聚酯纤维（有单孔、四孔、七孔等）及中空聚酯纤维与非中空聚酯纤维（又称无孔聚酯纤维或普通聚酯纤维）混合生产的被芯、枕芯和纤维絮片产品备受消费者的青睐。

目前，我国检测中空纤维以及中空纤维和非中空纤维混合产品的纤维含量采用的是中华人民共和国出入境检验检疫行业标准SN/T 2640—2010《中空纤维定量分析方法——根数比法》[1]。湖南纤检局为了满足家纺企业生产及市场需求，虽然已经将SN/T2640—2010《中空纤维定量分析方法——根数比法》标准进行了扩项，但在实际检测中发现部分检测结果与生产企业的设计纤维含量不完全相符。为探究原因，本文将就中空聚酯纤维以及中空聚酯纤维和非中空聚酯纤维混纺产品的纤维含量分析采用的根数比法和质量比法进行研究探讨。

2    试验

2.1  原理

将纤维取样后混匀，用纤维哈氏切片器切取其横截面，在显微镜下放大100倍～500倍观察，根据其截面形态确定纤维为非中空（无孔）纤维，或单孔、四孔、七孔等中空纤维，分别测得各种纤维的根数和各种纤维的中空截面面积，并分别计算纤维根数比（含量）和纤维质量比（含量）。

2.2  试样及制备

2.2.1  试样

无孔聚酯纤维：1.67dtex×38mm;单孔聚酯纤维：6.67dtex×64mm;四孔聚酯纤维：8.33dtex×60mm;七孔聚酯纤维：10.00dtex×60mm（由湖南梦洁家纺股份有限公司提供）。

2.2.2  制备

根据湖南省家纺企业生产的被芯、枕芯和纤维絮片产品规格和试验要求，将中空（单孔、四孔、七孔）聚酯纤维与非中空（无孔）聚酯纤维按表1中设计的混合比例在纤维混合器（中国纺织科研究院研制的FKY03型小型开松机）中进行均匀的混合，得到均匀散纤维混合试样共19种，编号为1#～19#。

表1    混合试验样品设计纤维含量

2.3  仪器

CU-Ⅵ纤维细度分析仪和数字化纤维检测系统（北京和众视野科技有限公司）;Y172哈氏切片器（常州纺仪厂）;ML204型电子天平（梅特勒一托利多仪器，上海公司）。

2.4  方法与过程

采用试验方法及步骤参照SN/T2640 [1] 和FZ/T 01101—2008《纺织品 纤维含量的测定 物理法》[2]执行。

2.5  计算

（1）根数比法检测的纤维含量按SN/T 2640 中6.2公式（1）或FZ/T 01101中8.3.1公式（3）计算，计算结果按GB/T 8170—2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》[3]修约至0.1。

（2）质量比法检测的纤维含量按FZ/T 01101中8.3.3.2公式（7）计算，计算结果按GB/T 8170修约至0.1。

（3）样品最终试验结果取两次平行试验结果的算术平均值。若平行试验结果的差异大于5.0%时，应测定第3个试样，最终结果取3个试样的算术平均值。最终结果按GB/T 8170修约至0.1。

3    结果与讨论

3.1  各种纤维的横截面面积的平均值

试验样品中各种纤维的计数测量总根数、横截面面积的平均值及总平均值见表2。

由表2可以看出，无孔聚酯纤维的横截面面积的平均值1#样最大88.22?m2，2#样最小75.42?m2;单孔聚酯纤维的横截面面积的平均值16#样最大595.59?m2，2#样最小519.26?m2;四孔聚酯纤维的横截面面积的平均值14#样最大746.66?m2，5#样最小664.42?m2;七孔聚酯纤维的横截面面积的平均值17#样最大882.36?m2，9#样最小749.2?m2。随着孔数增多，横截面面积的平均值增大，且有孔的聚酯纤维的横截面面积的平均值是无孔的6.8倍～10倍。

3.2  各种纤维的实测含量与设计含量的差值

采用根数比法和质量比法两种检验方法实测的各种纤维含量及其与设计含量的差值分别见表3和表4。

采用根数比法检测的1#～9#样品的纤维含量与设计纤维含量的差值均不符合现行国家标准GB/T 29862—2013《纺织品 纤维含量的标识》[4]中纤维含量允许偏差为10%的要求，且1#～9#样品的差值较大，在-29.2%～+44.7%范围;10#～19#样品的纤维含量与设计纤维含量的差值均符合现行国家标准GB/T 29862 [4]中纤维含量允许偏差为10%的要求。

采用质量比法检测的1#～19#样品的纤维含量与设计纤维含量的差值均符合现行国家标准GB/T 29862 [4]中纤维含量允许偏差为10%的要求。

采用根数比法检测的10#～14#（单孔与四孔纤维混合）样品的纤维含量与设计纤维含量的差值除11#样品外，其他均小于15#～19#（单孔与七孔纤维混合）样品的差值。

4    结论与建议

4.1  采用显微镜测定中空聚酯纤维以及中空聚酯纤维和非中空聚酯纤维混纺产品的纤维含量的质量比法是可行的，测定中空聚酯纤维和非中空聚酯纤维混纺产品的纤维含量的根数比法在纤维细度相近时是可行的。如两种纤维细度相差较大时（大于1.5倍），建议采用质量比法。

4.2  采用显微镜测定中空聚酯纤维的纤维含量的根数比法和质量比法均是可行的。

4.3  采用显微镜测定中空聚酯纤维的纤维含量的根数比法在纤维细度相近时（小于1.5倍）是可行的。

4.4  为了保证检测结果的准确可靠，在检验时间充分和仪器设备条件满足检测要求的情况下，建议采用质量比法。

参考文献：

[1] SN/T 2640—2010中空纤维定量分析方法——根数比法[S].

[2] FZ/T 01101—2008 纺织品 纤维含量的测定 物理法[S].

[3] GB/T  8170—2008 数值修约规则与极限数值的表示和判定[S].

[4] GB/T 29862—2013纺织品 纤维含量的标识[S].

（作者单位：蒋敏、胡耀雯、熊海鹰、张祚，湖南省纤维检验局/国家苎麻产品质量监督检验中心;陈妍、赵雪莲，湖南工程学院纺织服装学院）