蚕丝检测技术
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第三节 丝类产品检验技术的变革

一、生丝检验技术的发展

从20世纪20年代的上海万国生丝检验所开始,我国的生丝检验技术基本吸收和延续了日本的检验技术。20世纪末开始,我国缫丝行业迅速转向自动缫丝技术,经历了最快发展的20年,由于生丝检验技术和检验体系没有根本性的变化,一直以来,清洁、洁净、抱合、外观等检验指标采用目测定级,对人员目光稳定性要求较高,检验体系也没有太大改进;但由于人力成本的急剧增加,检验技术较强的丝类检验机构在报检系统及纤度、黑板、抱合、强力、回潮率等检验技术上开展了研究,目前为止,只有浙江出入境检验检疫局丝类检验中心研究的生丝纤度检验仪、回潮率检验烘箱在全国得以推广应用。

20世纪50年代,瑞士USTER公司开始使用电子技术代替传统感官技术用于棉纱质量,检验,在电子检验技术成功应用于纱线检验20余年后,基于电子条干分析仪用于检验棉纱线疵点条干的经验,瑞士人Mr.Bernhard Trudel提出了将电子检验技术应用于生丝检验,并于1979年在国际丝绸协会(International Silk Associa-tion,简称ISA)年会上,第一次公开发表了关于电子技术检验生丝质量的研究论文,标志着国际丝绸业生丝电子检验技术研究的开始。

二、生丝电子检验的发展历史

1985年,国际丝绸协会成立生丝标准委员会(Silk Standards Committee,简称SSC),组织有关专家开始生丝电子检验的研究工作。国际丝绸协会标准委员会(SSC)组织技术专家,使用USTER-Ⅲ进行生丝检验,于1995年在国际丝绸协会大会上提出生丝检验指导手册《生丝便览1995》(以下简称“便览”),便览对电子检验、传统检验的方法、仪器和分级等都进行了说明,便览也是国际丝绸业比较成型的生丝电子检验标准。但由于USTER-Ⅲ型条干均匀度仪存在设备价格高、检验效率低、不能区分疵点类型、评判方法不科学等问题,遭到中国、日本等生丝主产国反对,该便览并没有在国际范围内实施。由于当时没有考虑作为生丝的长丝结构特性与棉纱的短纤结构特性的差异,该草案具有比较大的缺陷,最终没有在国际上推广应用,但为生丝检验体系和方法的改进提供了思路、探索了途径。

20世纪80年代中期,中国丝绸公司组织我国检验机构、科研院所、大专院校等单位,也开始了生丝电子检验研究。根据国际丝绸协会会议精神,中国丝绸公司购进2台乌斯特USTER-I-S型条干均匀度仪,并组织有关单位进行了大量的测试研究,探讨其用于生丝检验的可行性。研究结果表明,虽然USTER-I-S匀度测量仪检验生丝不受人员主观因素影响,但测量数据与黑板检验结果之间相关性不够,代替传统检验的时机不成熟。

20世纪末,作为世界上生丝生产第一大国,我国缫丝技术基本全部成为自动缫丝,丝织加工技术由有梭织机大量转入高速无梭织机。制丝与丝织技术的快速发展,传统生丝检验法与丝绸织造技术已脱节,严重影响了丝绸行业的健康发展,国际丝绸行业呼唤新的检验技术出现。在意大利人Giulio Mieli先生的帮助下,浙江出入境检验检疫局丝类检验中心陆军、董锁拽等于1999年开始研究新型的生丝电子检验技术和仪器,在分析USTER电子检验生丝失败的教训基础上,发现生丝作为天然长丝与短纤纺的棉纱表面形态结构差异是造成USTER-Ⅲ型条干均匀度仪检验生丝失败的原因,与日本Keisokki公司、嘉兴IDEA公司于1999年开始合作研究适合生丝结构的电子检验仪器,于2003年3月在意大利科莫的国际丝绸协会大会第一次提出了生丝电子检验技术草案,得到国际丝绸界认可并迅速推广开来,后逐渐成为国际丝绸界认可的新一代检验技术。

2004年、2005年,浙江检验检疫局丝类检验中心连续组织2届国际丝绸检验技术研讨会,来自各国专家将自己生丝检验技术的研究内容成果发布,其中浙江出入境检验检疫局丝类检验所发布的成果获得最多赞同,这两次会议基本确立了生丝电子检验设备的雏形,奠定了生丝电子检验的基础,确定了发展方向。这是生丝检验技术两百年来最具革命性的一次变革和技术提升。

国内外多家科研院所也进行生丝电子检验的研究,如中国计量学院、苏州大学等一些学者采用面阵CCD图像传感器和高速DSP系统,进行高速运动生丝疵点动态检验,探索检验生丝的匀度、清洁与洁净,但由于效率低、误差大等原因,这种电子检验仪最终未能取得实质性的进展;浙江丝绸科技有限公司等也采用USTER-Ⅲ型条干均匀度仪进行了类似欧洲的研究;日本蚕丝会社横滨丝检所曾投入巨资进行激光式条干传感器、光电式糙疵传感器、糙疵冲击传感器等研究生丝电子检验系统,但由于速度和效率的问题,该项目研究已经停止。

2004~2008年,浙江检验检疫局丝类检验中心与嘉兴IDEA公司联合将设备进行两次改进,研制出第三代生丝电子检验仪器,相比前两代产品,第三代仪器的主要改进有两大系统。一是卷绕系统,将单槽筒卷绕成型,改为成型、卷绕分开的双槽筒;将交流电动机改为直流无极电刷电动机;增加了德国产丝线恒速输送装置,有效避免了检验过程中丝跳动对结果的影响。二是传感器系统,增加异性传感器识别系统,增加异性纤维的检验能力。最后成型的生丝电子检验仪器以并列12锭检验,能识别生丝各类大小疵点、粗节、细节、纤度变化、微小雪花糙、异性纤维混入等,是一个检验指标完善、快速、客观的检验仪器。项目得到时任中国丝绸协会弋辉会长及钱有清秘书长的高度重视和支持。2009年中国丝绸协会申请国家相关国际标准项目,购置小型试验设备,由中国丝绸标准化委员会牵头申报ISO国际标准,标准参与国家有意大利、瑞士、法国、印度、日本、美国、肯尼亚等多个国家,国内参与单位主要有浙江出入境检验检疫局丝类检验中心、苏州大学、浙江丝绸科技有限公司、浙江凯喜雅公司,经过近5年的艰苦的技术谈判和沟通。2014年5月1日,国际标准化组织批准通过了我国牵头的第一个生丝标准ISO 15625:2014《丝类糙疵、条干电子检验试验方法》。这是我国第一个具有自主知识产权的国际标准,自此,我国作为丝绸大国向丝绸强国推进了一大步。

三、生丝检验指标关注点的变化

各国生丝检验标准及分级方法因结合各自的产品特点及贸易要求而不完全一致,但检验重心的变迁,在主要方面却有其共同点。

我国早期的检验方法以商标为依据,买卖双方交易时多以肉眼鉴定成绩为主,器械检验仅以纤度、切断等成绩供参考。

第一次世界大战期间,后期由于美国丝织业迅速崛起,对生丝的需求激增,品质要求也较高。这种趋势对生丝检验也带来了影响。20世纪20年代后期,即在上海出口生丝检验匀度以前,出口欧洲生丝以商标、纤度、切断等项为品质检验分等的依据,出口美国生丝则看重器械检验,以切断、纤度、糙类、强伸力、抱合等项成绩分等。

20世纪20年代后期~80年代,实施现行标准的50年间,生丝检验主要是以匀度成绩为重心,提高产品的品质主要也是提高匀度成绩。这就给我国的旧式座缫机(20世纪40年代前使用的旧式缫丝设备)带来很大困难,为了提高匀度,20世纪40年代,大批座缫机改装为多条式立缫机。20世纪90年代以后,随着工业技术的进步,我国缫丝行业基本采用了自动缫丝机,使得全球生丝指标的匀度成绩得到大幅度提升,生丝的清洁、洁净等黑板成绩成为主要定级指标。同时,也使得我国的自动缫丝机推向印度等国外生丝生产国。

由于我国现行生丝检验标准是根据使用要求结合生产实际,参考国外检验标准而制定,在分级指标上,比过去主要提高了纤度偏差、清洁、切断指标,匀度由批分法改为条斑计数法,过去匀度定等也改为纤度偏差定等。

生丝电子检验改变了传统检验指标的分数制,将直接计算生丝疵点数量成为可能,并将通用的纤维CV变化作为生丝纤度变化的评判标准。

四、生丝外其他丝类检验技术的发展

(一)绢丝

20世纪80年代初,绢丝兴起,检验技术基本沿用棉纱线检验方法,主要疵点指标也采用黑板目测。当时最著名的是浙江嘉兴绢纺厂、重庆永川绢纺厂、泗阳绢纺厂等。根据绢丝表面性状,各大生产企业参考棉纱黑板制作了绢丝疵点黑板样照。经过20多年发展演变,绢纺行业在国内几乎消失殆尽。2000年后,绢丝也采用USTER进行条干均匀度检验,但与黑板检验并行。

(二)捻线丝

捻线丝作为一个中间产品,是丝织企业的前道工序,在20世纪90年代开始作为一个独立的产业兴起,只经历短短十几年历史。捻线丝检验的主要指标为捻度、强力,筒装捻线丝检验成型,指标相对单一、简单,检验仪器与棉纱通用。

(三)土丝、丝、双宫丝

与普通生丝检验仪器设备、暗室要求、外观灯光等基本通用,由于双宫丝具有特殊的疵点特征,需要具有特制的黑板样照。21世纪制丝完全进入自动化缫丝工艺时期后,土丝、丝基本退出历史舞台。