GB/T 41558-2022 毛丛长度强度试验方法

　　ICS 59 . 060 CCS w 20

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 41558—2022

　　毛丛长度强度试验方法

　　Determinationofstaplelengthandstrength

　　2022-07-1 1 发布 2023-02-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 41558—2022

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由全国纤维标准化技术委员会(SAC/TC 513)提出并归口 。

　　本文件起草单位：内蒙古自治区纤维质量监测中心。

　　本文件主要起草人：王莉、姚苗苗、邹俊、马静涛、戴玲杰、徐绚绚、祁弘、王全财、杜雨生、吕 晓红、曹渭芳、王伟、迟志杰。

　　Ⅰ

　　GB/T 41558—2022

　　毛丛长度强度试验方法

　　1 范围

　　本文件描述了含脂绵羊毛的毛丛平均长度、毛丛平均强度和断裂位置的测定方法。

　　本文件适用于毛丛形态的含脂绵羊毛。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注 日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　GB/T 27629 毛绒束纤维断裂强度试验方法

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　毛丛 staple

　　从大量含脂毛中分取出的轮廓分明的、整体明显的纤维束。

　　3.2

　　毛簇 tuftofstaples

　　使用抓毛机或手工方式一次操作取出的 1 束 ~20 束毛丛组成的一簇绵羊毛(见图 1) 。

　　图 1 毛簇

　　3.3

　　毛丛长度 staplelength

　　毛丛中纤维未经拉伸、卷曲未受破坏时，沿毛丛轴进行测量得到的长度。

　　1

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　　3.4

　　毛丛强度 staplestrength

　　毛丛单位平均线密度下的最大断裂强力。

　　3.5

　　平均线密度 averagelineardensity

　　在标准大气条件下，单位长度毛丛的质量。

　　3.6

　　断裂位置 positionofbreak

　　毛丛在拉伸过程中发生断裂的位置。

　　3.7

　　重剪毛 secondcut

　　从绵羊身上已经剪过的区域中再次剪下来的绵羊毛。

　　注：重剪毛不同于第一次剪下来的绵羊毛，其两端都被切断，没有明显的毛尖。 长度检测时，取到的重剪毛也要用于毛丛长度测量。

　　3.8

　　毛丛轴 stapleaxis

　　一条沿着纤维束方向的假设轴线，可以是曲线。

　　4 原理

　　长度测量：单个毛丛经过喂入传送带至长度测试传送带上，通过立式光柱检测毛丛的头端和尾端，通过传送速度和时间计算出毛丛长度。

　　强度测量：毛丛通过一对垂直的传送带送入两套夹持钳口 内，握持毛丛的两端进行拉伸，记录拉伸至断裂时的最大强力，测量被拉断的毛丛质量后，计算断裂强度。

　　5 仪器和器具

　　5 . 1 毛丛长度和毛丛强度测定装置

　　装置应实现以下功能(测定装置应符合附录 A) :

　　a) 毛丛长度测量;

　　b) 毛丛强度测量;

　　c) 在拉伸过程中，受力传感器测量精确度为 1 N,被夹持毛丛拉伸速度范围为 50 mm/s~300 mm/s。

　　5 . 2 取样板

　　用于辅助取样人员获得有代表性毛丛的一种工具，见附录 B。

　　5 . 3 毛束盘

　　能够存储单个毛丛的容器，见图 2 。

　　2

　　GB/T 41558—2022

　　图 2 毛束盘

　　6 试验用标准大气条件

　　试验用标准大气条件：温度为 20 ℃ ±2 ℃ ,相对湿度为 65%±4%的大气。

　　7 毛丛制备

　　7 . 1 毛丛的选择

　　使用取样板从样品中抽取毛丛，或者使用机械毛簇分取机从样品中获得毛簇(见附录 C),再在毛簇中分取毛丛。 从非抓毛样品中选取毛丛程序(见附录 D) 。对于毛丛长度和强度测试，至少抽取 55 个毛丛，内容如下：

　　a) 如果从单个抓毛样品中选取，每一个抓毛样品中应分取同样数量的毛丛;

　　b ) 如果从套毛样品中选取，应从所有的样品部位分取毛丛或毛簇;

　　c) 如果从毛簇中随机抽取毛丛，应确保所有的毛丛都是彼此独立的;

　　d) 如果在选取过程中，毛丛被破坏，则应从同一位置选取另一毛丛来代替;如果抽取非毛丛物质(杆、粪污块等物质)，选择类似的选取程序;

　　e) 在分取时，发现绵羊毛是弱节毛，应小心分取毛丛以保证其完整无缺。 如果断裂的毛丛被丢弃或取代，则测试结果将产生偏差。

　　7 . 2 毛丛的制备程序

　　7 . 2 . 1 制备毛丛应该至少由两个人进行，每人从同一批中制备大约同样数量的毛丛。

　　7.2.2 毛丛厚度应为 10 mm~ 15 mm(质量 50 mg~ 150 mg)。小于 10 mm 的毛丛仅可用于长度测量 。大于 15 mm 的毛丛应在毛尖开始的部分沿纵向紧握剥开，剥开的一份应舍弃。

　　7 . 2 . 3 制备毛丛时，应去除毛丛在毛尖或毛丛末端比较明显的游离纤维(见图 3) 。在去除这些游离部分时要握紧毛丛。

　　3

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　　图 3 有游离纤维的毛丛

　　7 . 2 . 4 从样品或毛簇中分取毛丛时，部分毛丛在后部散开或滑到后部(见图 4),应该分出这部分并舍弃。

　　图 4 部分散开或滑移的毛丛

　　7 . 2 . 5 如果有草籽黏附在毛丛(见图 5),应取出草籽，若草籽嵌在毛丛的顶端，可以在毛丛中保留草籽。

　　4

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　　图 5 有草籽黏附的毛丛

　　7 . 2 . 6 如果毛丛在顶端黏合在一起而在末端分开(见图 6),应分离顶端的毛丛并舍弃一部分。 为了避免优先选取较长的或较短的毛丛，按左、右手交替选取毛丛。

　　图 6 顶端黏合、末端分开毛丛

　　7 . 2 . 7 制备好的毛丛顶端和末端黏合在一起，一端平齐，见图 7 。

　　5

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　　图 7 制备后毛丛

　　7 . 2 . 8 按照毛尖、毛根一致的方向将毛丛放置在毛束盘中，使其能保持良好的形态用于测量，不被挤压、变形或纠缠。

　　8 测量

　　8 . 1 测试前准备

　　8 . 1 . 1 测试前，进行必要的预测试检查，以确保仪器正常运行。

　　8 . 1 . 2 在测试前毛丛样品应至少在标准大气条件下存放 6 h,且在标准大气条件下进行测量。

　　8 . 2 毛丛长度测量

　　8 . 2 . 1 将制备好的毛丛排放在传送带上，仪器自动测量并记录每个毛丛的长度，精确到 1 mm。

　　8 . 2 . 2 应测量所有制备的毛丛。 如果仪器不能测出某些毛丛的长度，且此现象是随机发生的，概率很小，则最终的平均值不受影响。

　　8 . 2 . 3 如果毛丛长度的测量数多于 55 个，且占用于测量总制备毛丛数的 90%以上，计算并记录毛丛平均长度及标准偏差，每个数据精确到 1 mm。

　　8 . 3 毛丛强度测量

　　8 . 3 . 1 设备自动将毛丛分别夹入仪器的钳口内，拉伸至断裂。

　　8 . 3 . 2 设备自动测量并记录每个毛丛断裂时的最大强力、毛丛的质量，并计算每个毛丛的毛丛强度。

　　8 . 3 . 3 有些情况下，毛丛的长度或厚度超出仪器的量程范围，仪器会记录错误的结果，当发现毛丛强度值超出仪器的量程，应舍弃该毛丛强度值。

　　8 . 3 . 4 如果毛丛强度的测量数多于 40 个，且占用于测量长度的毛丛数的 66%以上时，记录被测毛丛数、计算并记录平均毛丛强度，精确到 1 N/ ktex。如果试样量不足，应舍弃测试结果，并对毛批进行二次抽样和重新测量。 在第二次测试中，如果还因试样量问题不能产生有效的强度数据，那么毛丛强度的测试结果值无效。

　　8 . 3 . 5 测量并记录毛丛断裂点距离毛尖的长度，计算毛丛断裂点距离毛尖长度占毛束总长度百分比。

　　6

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　　9 结果计算

　　9 . 1 按式(1)计算平均毛丛长度。

　　L …………………………( 1 )

　　式中：

　　L —平均毛丛长度，单位为毫米(mm) ;

　　li —第 i束毛丛的毛丛长度，单位为毫米(mm) ;

　　N — 毛丛数量。

　　9 . 2 按式(2)计算每个毛丛的断裂强度，按式(3)计算毛丛平均断裂强度。

　　Pi …………………………( 2 )

　　式中：

　　Pi —单个毛丛断裂强度，单位为牛每千特(N/ktex) ;

　　fi —第 i束毛丛最大断裂强力，单位为牛(N) ;

　　mi —第 i束毛丛的质量，单位为克(g)。

　　P Pi …………………………( 3 )

　　式中：

　　P —毛丛平均断裂强度，单位为牛每千特(N/ktex) ;

　　R — 测量毛丛强度所用毛丛数量。

　　9 . 3 按式(4)计算含脂毛断裂强度。

　　S= α × P ……………………………( 4 )

　　式中：

　　α —与该样品所在批样的毛基及草杂基相关的修正系数，可由 GB/T 27629 查得;

　　S—含脂毛平均断裂强度，单位为牛每千特(N/ktex)。

　　9 . 4 按式(5)计算断裂点距离毛尖长度占毛束总长度百分比，精确到 1%。

　　e …………………………( 5 )

　　式中：

　　e —断裂点距离毛尖长度占毛束总长度百分比;

　　h —断裂点距离毛尖长度，单位为毫米(mm),精确至整数;

　　H—毛束总长度，单位为毫米(mm),精确至整数。

　　断裂区域的判别是根据断裂点距离毛丛顶端的长度百分比来确定并进行划分，详见表 1 。

　　表 1 断裂区域划分

　　断裂点距毛丛顶端长度占毛束总长度百分比

　　%

　　区域

　　≤33

　　尖部

　　>33~67

　　中间

　　>67~100

　　根部

　　7

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　　9 . 5 试验数据的修约

　　按照 GB/T 8170 方法进行。

　　10 精密度

　　95%概率水平下，一个实验室使用一台测定仪器测量 60 个毛丛，分别由 1 名 、2 名和 4 名操作人员制备毛丛的情况下，测定结果在 95%概率水平下的精密度详见表 2 。

　　表 2 毛丛测定 95%概率水平下的精密度

　　测量项 目

　　绵羊毛种类

　　1 名操作人员

　　2 名操作人员

　　4 名操作人员

　　毛丛长度mm

　　套毛

　　± 5 . 8

　　± 5 . 3

　　±4 . 8

　　非套毛

　　± 6 . 7

　　± 5 . 8

　　± 5 . 4

　　毛丛强度N/ ktex

　　套毛和非套毛

　　± 6 . 0

　　± 5 . 9

　　± 5 . 9

　　1 1 试验报告

　　试验报告包括以下内容：

　　a) 试验日期、温湿度条件;

　　b) 试验编号及试验人员;

　　c) 毛丛平均长度、标准差、长度变异系数;

　　d) 毛丛平均强度、标准差、强度变异系数;

　　e) 偏离本文件的细节。

　　8

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　　附 录 A

　　(规范性)

　　毛丛长度和毛丛强度测定装置

　　A.1 测定装置由以下部分组成：

　　a) 将毛丛自动喂入测试区域的传送装置;

　　b ) 长度测量区域;

　　c) 强度测量区域;

　　d) 仪器操作控制、计算系统。

　　A.2 测定装置包含以下几个功能：

　　a) 钳口夹持毛丛两端不损伤纤维或产生滑移;

　　b ) 测试仪可以测量每个毛丛的长度;

　　c) 测试仪可以估算或确定每个毛丛平均线密度;

　　d) 测试仪可以估算或确定毛丛拉伸过程的断裂位置、拉断毛丛所需要的最大强力。

　　9

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　　附 录 B

　　(资料性)

　　使用取样板进行毛丛取样程序

　　B.1 仪器

　　B.1 . 1 单个样品的取样板

　　铰链式不透明板(见图 B. 1) ,约 400 mm×400 mm,安装在桌子的顶部。 板里面切割了 3 个小孔，每个面积为 2 500 mm2 ,直径为 56 mm,通过孔抽取毛丛。 毛孔应边缘光滑，避免在分取过程中破坏选取的毛丛。

　　单位为毫米

　　a)轴侧图 b)轴侧图

　　标引序号说明：

　　1 — 直径为 56 mm 的圆孔。

　　图 B.1 3 孔抓毛取样板

　　B.1 . 2 多个样品的取样板

　　铰链式不透明板(见图 B. 2) ,约 3 000 mm× 600 mm,安装在桌子的顶部。 板里面切割了 60 个小孔，每个面积在 2 500 mm2 ~4 000 mm2 之间，通过孔分取毛丛。 毛孔应边缘光滑，避免在分取过程中破坏选取的毛丛。

　　注：孔的尺寸是有选择的，目的是限制毛丛的选择，同时仍然容许有选择地分取毛丛。

　　单位为毫米

　　a)轴侧图 b)俯视图

　　图 B.2 多孔抓毛取样板

　　10

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　　B.2 毛丛选取程序

　　B.2 . 1 在取样板的全部区域下面展开样品或抓毛样品，以形成单个抓毛样品厚度。

　　B.2 . 2 降低取样板，紧紧握持取样板，防止样品移动。

　　B.2 . 3 用取样板的一个孔从样品的外露面积选取毛丛。

　　B.2 . 4 小心分取毛丛避免破坏。 丢弃断裂的毛丛并用从同一孔获取的另外毛丛代替。 如提取到非毛丛物质也应该采用相似程序。

　　B.2 . 5 收集毛丛并根据 7 . 2 准备毛丛用于测量。

　　B.3 太小或太大样品使用取样板的方法

　　B.3 . 1 如果样品太小，使用取样板面积的一半，选择 30 个毛丛。 重新排列绵羊毛后，再选择 30 个毛丛。

　　B.3 . 2 如果样品太大，将样品分成 N 个部分，每个部分为适合取样板的适当尺寸。 系统地从每一个部分提取 60 个毛丛。

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　　附 录 C

　　(资料性)

　　使用机械毛簇分取机的选取程序

　　C.1 仪器

　　机械毛簇分取机(见图 C. 1)由以下几部分组成：

　　a) 带有 3 个孔的取样板，孔用来控制毛簇的尺寸;

　　b ) 样品喂入带，用于在取样板下面传送样品;

　　c) 三个机械爪，越过样品喂入带横向排开;

　　d) 使机械爪保持合适温度的系统，防止取样毛簇黏附到机械爪上。

　　单位为毫米

　　标引序号说明：

　　1 — 机械爪;

　　2 — 漏底;

　　3 — 喂入带。

　　图 C.1 机械毛簇分取机示意图

　　C.2 毛簇的选取程序

　　C.2. 1 将从样品中获得的抓毛样品摊开在喂入带上，以便不移走任何黏附毛丛材料，没有摇动和撕扯。 C.2.2 展开样品材料成单个抓样厚度，然后挤压，使喂入带上大体覆盖一层均匀厚度的样品，避免形成间隔和重叠。

　　C.2.3 测量喂入带上样品的长度，计算取样间距，使样品整个长度取样相同，获得所需要的毛簇。

　　C.2.4 计算毛丛数和毛簇数。 准备好用于毛丛长度和强度测量的毛丛和毛簇。 准备毛丛的最小数目为 55 。

　　12

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　　附 录 D

　　(资料性)

　　从抓毛样品中选取毛丛程序

　　D.1 毛丛的选择

　　尽可能地使用附录 C 中的 C. 2 规定的程序选取一定数目的毛丛。 选取的毛丛数目应该以样品的质量为依据。 建议每 300 g样品应至少选取 3 个毛丛。

　　D.2 精确度

　　测量的精确度取决于绵羊毛的特性、抽取样品的方法、抽取毛丛的方法以及测量的数目。 如果测量值涉及主体，那么抽取样品的方法将影响精确度。

　　D.3 取样精密度

　　D.3 . 1 取样精密度来源于取样和分取小样的总方差 犞s 。犞s 的推导定义如式(D. 1) 。

　　犞

　　式中：

　　犞s — 由于取样和分取小样产生的总方差，单位为平方毫米;

　　犖staples —被测毛丛数，单位为束;

　　犞d — 样品中不同毛丛之间的方差，单位为平方毫米;

　　狀s —每一抓毛样品测试的平均毛丛数，单位为束;

　　犞g —抓取样品间的方差，单位为平方毫米;

　　犞ops —操作人员间的方差，单位为平方毫米;

　　犖ops —用于制备毛丛的操作人员数，单位为人。

　　D.3 . 2 影响精密度各因素的平均值见表 D. 1 。

　　表 D.1 影响精密度各因素的平均值

　　绵羊毛种类

　　犞d

　　犞g

　　犞ops

　　犞s

　　(2 名操作人员，狀s=3)

　　犞s

　　(4 名操作人员，狀s=3)

　　毛丛长度的平方/m2

　　套毛

　　边坎毛

　　总值(加权)

　　190

　　43

　　2.5

　　6.2

　　5.6

　　290

　　21

　　5.4

　　8.4

　　7.1

　　207

　　38

　　3.3

　　6.7

　　5.9

　　毛丛强度的平方/(N/ktex) 2套毛/边坎毛

　　185

　　49

　　0.5

　　5.4

　　5.3

　　D.3 . 3 取样和分取小样的 95%的置信区间按式(D. 2)计算。

　　95% 的置信区间 = 1.96 槡犞s …………………………( D.2 )

　　D.3 . 4 毛丛长度和毛丛强度平均值在 95%置信区间时的估计值见表 D. 2 。对于签发的证书，需强制使用 2 名操作人员之间最小值。