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美国材料与试验协会发布的 D418-93 标准,由纺织技术委员会 D13 直接管辖,是评估机织、针织和簇绒工艺生产的绒头纱线地板覆盖物(即绒头地毯)结构特性的核心试验方法体系。该标准最早于二十世纪四十年代颁布,经多次修订,1993 年版本对编辑错误进行了集中修正,并逐渐将各项方法单独立项。适用范围明确覆盖地毯在施加粘合背涂层前、后两个阶段,确保对成品与半成品均能进行一致的结构评价。
本标准与协会内多项基础标准紧密关联:纺织术语标准 D123 统一了定义;特克斯线密度系统应用标准 D861 规范了纱线细度表达;试剂水规范 D1193 确保了试验用水的纯净度;商业回潮率表 D1909 为纤维质量修正提供了依据。通过引用这些标准,D418-93 建立了一套从取样、调节到计算的全流程技术规范,为制造商、检测机构和用户提供了权威、可比的文件依据。标准特别强调以英寸‑磅单位作为测量基准(质量除外),体现了当时行业的技术惯性。
标准涵盖多项关键试验,每项均有明确的原理和步骤。单位面积总质量的测定:从地毯裁取已知面积的试样(一般不小于 100 平方英寸),在标准大气环境(温度 21±1 °C、相对湿度 65±2 % )中调节 24 h 后称重,计算单位面积质量。绒头纱线质量则需通过机械或化学方法去除背衬及底布,仅保留绒头部分称重。厚度测量采用指定压重和测厚仪,水平绒头地毯直接读取;若为多水平绒头,则需测量最高点和最低点并计算差值。
绒头长度与簇绒长度的测量需要配合直尺或专用卡具:将地毯侧向剖开,在 20 倍放大镜下读取绒头从背衬顶端到末端的长度。单位长度地毯内绒头纱线的长度则通过抽取规定宽度(如 4 英寸)内的纱线,拉直后测量总长度,再折算至单位宽度。试样制备严格遵循附录 A1,确保裁切边缘整齐、面积准确。每个试验一般要求至少 5 个有效试样,取平均值作为结果,并要求平行测定之间的相对偏差不超过 5 %。
下表总结了标准中包含的主要测试项目及其对应的章节、测量参数与常见单位,便于快速查阅。此外,标准引用的商业回潮率和试剂水规范也是实际操作中必须遵守的基础数据。
| 🟦 章节 | 📏 试验名称 | 📐 测量参数(单位) | 🎯 适用类型 | ⚡ 关键要求 |
|---|---|---|---|---|
| 7 | 单位面积总质量 | oz/yd² (g/m²) | 所有地毯 | 试样面积≥100 in² |
| 8 | 组分单位面积质量 | oz/yd² (g/m²) | 分层地毯 | 应先分离各层 |
| 9 | 绒头纱线单位面积质量 | oz/yd² (g/m²) | 割绒/圈绒 | 需完全去除背衬 |
| 10 | 绒头厚度 – 水平绒头 | 英寸 (mm) | 单一高度绒头 | 压重 4 lb,压脚 Ø2 in |
| 11 | 绒头厚度 – 多水平绒头 | 英寸 (mm) | 高低绒头 | 分别测最高与最低点 |
| 12,19 | 簇绒长度 | 英寸 (mm) | 簇绒地毯 | 剖切后放大测量 |
| 14,20 | 单位长度绒头纱线长度 | in/ft (m/m) | 机织/针织 | 抽取纱线需拉直 |
| 🟦 纤维种类 | 📐 回潮率(%) | 📏 标准状态 | ⚡ 备注 |
|---|---|---|---|
| 棉 | 8.5 | 21 °C,65 %RH | 修正质量用 |
| 羊毛 | 15.0 | 同上 | 吸湿较高 |
| 聚酯 | 0.4 | 同上 | 几乎不吸湿 |
| 尼龙66 | 4.5 | 同上 | 常见的簇绒纱 |
| 蚕丝 | 11.0 | 同上 | 主要用于手工毯 |
| 🟦 水类型 | 📐 电阻率(MΩ·cm,25 °C) | 📏 总有机碳 TOC(ppb) | 🎯 典型用途 | ⚡ 备注 |
|---|---|---|---|---|
| Ⅰ型 | >18.0 | <50 | 关键分析试验 | 需新鲜制备 |
| Ⅱ型 | >10.0 | <50 | 一般实验室试验 | 可储存短时 |
| Ⅲ型 | >4.0 | <200 | 玻璃器皿清洗等 | 要求较低 |
在生产现场,D418-93 系列试验被广泛用于质量监控:原料进厂时检验绒头纱线的质量和厚度,判断是否达到设计规格;背涂工艺后再次测试单位面积质量以确认粘合剂用量是否适中。对于出口地毯,第三方检测机构严格按照本方法出具报告,作为贸易结算的依据。值得注意的是,取样必须覆盖整个卷幅,避开边缘 6 英寸,且每个测试单元应包含来自不同位置的 3~5 块试样,以降低随机误差。
常见问题包括:未在标准环境中调节足够时间导致质量偏差(尤其是亲水性纤维);测量厚度时压重施加不均匀造成数据离散;绒头长度测量时剖切面倾斜影响读数。质量控制要点为——定期校准天平与厚度计、使用锋利的取样器(避免纱线松脱)、以及严格按照附录 A1 计算并标注涂层状态。