合成纤维变形丝卷曲性能不确定度分析

杨鹏阔，刘蓝天，裴燕华

(上海市质量监督检验技术研究院，上海 200040)

变形丝是利用合成纤维受热塑化变形的特点，在机械和热的作用下，使伸直的纤维变得卷曲制得的纤维[1]。变形丝改善了纤维制品的服用性能[2]，因此被广泛应用于服用纺织品、装饰用纺织品等各个领域[3]。卷曲性能在一定程度上决定了变形丝产品的性能[4]。为降低成品变形丝卷曲性能指标的测试误差影响，检测过程中需考虑各因素的不确定度，保证检测质量，提高检测结果的准确度[5]。基于此，本文采用自动测长装置对变形丝卷曲性能的不确定度进行了测试分析。

1 测试方法及数据模型

按照GB/T 6506-2017《合成纤维 变形丝卷缩性能试验方法》[6]规定的测试方法执行。测试所用设备为YG086C缕纱测长仪、YG368型全自动卷曲收缩率测试仪和专用烘箱等。

不确定度评定的数学模型[7]：

Y=X+ΔX

(1)

式中：Y-修正的卷曲收缩率、卷曲模量、卷曲稳定度的测量值；X-重复测量算术平均值；ΔX-修正值。

2 测量不确定度评定

2.1 不确定度来源分析

对于GUM法，不确定度包括A类和B类。A类不确定度是指在试验过程中由重复性测试随机产生的，包括取样部位、样品均匀性等；B类不确定度是指在试验过程中由系统效应产生的，包括仪器以及数值修约等[8]。卷曲性能不确定度主要来源如图1所示。

图1 合成纤维变形丝卷曲性能不确定度来源

2.2 测量不确定度评定

2.2.1重复性引入的不确定度u1

按GB/T 6506-2017要求对样品进行测试，获得10组数据，见表1。

卷曲收缩率的标准偏差sCC=0.275498%，卷曲模量的标准差sCM=0.227099%，卷曲稳定度的标准差sCS=0.355792%，自由度v1=9。

表1 卷曲收缩率CC卷曲模量CM和卷曲稳定度CS测试结果

2.2.2仪器引起的不确定度u2

检测过程中仪器引起的不确定度分为三部分，一是YG086C缕纱测长仪引起的不确定度；二是YG368型全自动卷曲收缩率测试仪引起的不确定度；三是烘箱引起的不确定度。

从烘箱检定证书可知：Urel=0.7%，k=2。

以10组数据所得平均值作为最终结果，则由仪器引起的不确定度分量u2为：

2.2.3数值修约引起的不确定度u3

3 合成不确定度及扩展不确定度

扩展不确定度：取置信区间为95%，包含因子k=2[9]，则扩展不确定度为：卷曲收缩率：UCC=0.1336%×2=0.2672%≈0.3%，卷曲模量：UCM=0.0906%×2=0.1812%≈0.2%，卷曲稳定度：UCS=0.3821%×2=0.7642%≈0.8%。

综上，由试验得到合成纤维变形丝的卷曲收缩率、卷曲模量、卷曲稳定度的扩展不确定度分别为0.3%、0.2%、0.8%，其置信区间概率近似95%，进而得到卷曲收缩率为(23.4±0.3)%；卷曲模量为(11.3±0.2)%；卷曲稳定度为(87.8±0.8)%。

4 结语

合成纤维变形丝卷曲收缩率、卷曲模量、卷曲稳定度不确定度主要来自试样不均匀性以及仪器引起的不确定度，而由数值修约引入的不确定度较小，因此检测时应使用精确度较高的仪器和量具，严格规范操作，减少各影响因素造成的不确定度，提升检测的准确性及多次检测数据的稳定性。