國內(nèi)外紗線捻度測試方法比較

朱小云

（上海市紡織科學(xué)研究院有限公司，上海200082）

0 引言

紗線中的紗是利用各種紡織纖維加工制成的具有一定細(xì)度的產(chǎn)品，主要用于織布、針織、制線等，可分為短纖維紗、連續(xù)長絲和短纖維與連續(xù)長絲的組合紗；而線則是由兩股或兩股以上的單紗并合加捻而成。紡織纖維通過加捻后形成紗線，此時紗線已具有一定的強(qiáng)力、彈性、伸長、光澤、手感等物理機(jī)械性能，更加有利于織造，并且可使面料具有一定的強(qiáng)力和不同的風(fēng)格以及特定的服用性能。紗線的捻度對紗線的生產(chǎn)及工藝制定、織造生產(chǎn)及工藝制定、面料的設(shè)計與開發(fā)、染整加工整理、服裝的生產(chǎn)加工等都有著非常重要的影響，常用來作為衡量紗線質(zhì)量的指標(biāo)。捻度的大小不僅影響紗線的拉伸性能，對紗線的直徑、比體積、柔軟度以及織物的保暖性、紡織印染加工、織物表面光澤度都有很大的影響。紗線捻度實際上就是單位長度紗線上的捻回數(shù)（或者一定長度紗線上的螺旋圈數(shù)），長度的取值與不同國家長度的計量單位有關(guān)，如特克斯制其紗線捻度測試的單位長度取值為10 cm，公制紗線捻度測試的單位長度取值為1 m，英制紗線捻度測試的單位長度取值為1英寸（1英寸=2.54 cm）。另外，不同國家、不同地區(qū)對面料要求存在差異，從而對紗線加捻方法也不同，有S捻和Z捻（如圖1）；不同的織物或面料其紗線加捻方法不同，捻度的計算方法和要求不同，其測試方法和標(biāo)準(zhǔn)也不相同。

圖1 紗線加捻示意圖

紗線捻度的測試方法主要有直接計數(shù)法、退捻加捻法等，主要涉及的標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 2543.1─2015、ISO 2061《紡織品紗線捻度的測定第1部分：直接計數(shù)法》（以下簡稱GB/T 2543.1）、GB/T 2543.2─2001、ISO/DIS 17202《紡織品紗線捻度的測定第2部分：退捻加捻法》（以下簡稱GB/T 2543.2）以及GB/T 14345—2003《合成纖維長絲捻度試驗方法》等。美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）也制定了紗線捻度的試驗方法，即為ASTM D1423/D1423M-16《紗線捻度的測定直接計數(shù)法》（以下簡稱ASTM D1423/D1423M-16）。文中通過對比中國標(biāo)準(zhǔn)和美國材料與試驗協(xié)會制定的關(guān)于直接計數(shù)法的測定方法的差異，為檢測技術(shù)人員和產(chǎn)品開發(fā)人員提供參考，對于退捻加捻法以及從織物中拆下紗線測捻度的測試方法不進(jìn)行分析。

1 適用范圍

中國紗線捻度直接計數(shù)法測試標(biāo)準(zhǔn)在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了更新，新標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2543.1—2015《紡織品紗線捻度的測定第1部分：直接計數(shù)法》已于2016年4月1日起實施，主要適用于短纖維紗及有捻復(fù)絲、股線和纜線。每一類型的紗線有單獨的試驗程序，該方法適用于卷裝紗（卷裝紗分為無支撐物的紗線和有支撐物的紗線）。該標(biāo)準(zhǔn)不適用于以下紗線捻度的測試：一是當(dāng)張力從0.5 cN/tex增加至1.0 cN/tex時其伸長率超過0.5%的紗線捻度；二是自由端紡紗產(chǎn)品的捻度；三是交纏復(fù)絲的捻度；四是太粗紗線的捻度（但對于具體粗度的紗線未做明確規(guī)定，對于不適用的情況可以在協(xié)議各方認(rèn)可的條件下測定）。對于增加特殊步驟后從織物上拆下的紗線，其測試標(biāo)準(zhǔn)參見GB/T 29256.4—2012《紡織品機(jī)織物結(jié)構(gòu)分析方法第4部分：織物中拆下紗線》標(biāo)準(zhǔn)的要求，文中不再進(jìn)行說明。

美國材料與試驗協(xié)會的紗線捻度直接計數(shù)法測試標(biāo)準(zhǔn)ASTM D1423/D1423M-16主要適用于單紗、股線、纜線以及花式紗線。該方法除適用于卷裝紗外，對于粗紗捻度的測試同樣適用。另外，若增加一些特殊步驟，還可以用于從織物上拆下來的紗線捻度的測試，粗紗捻度的測試程序參見標(biāo)準(zhǔn)中短纖紗試驗程序。但標(biāo)準(zhǔn)并不適用于當(dāng)紗線測試張力由2.5 mN/tex增加至7.5 mN/tex時伸長率超過5%的紗線，若其張力條件經(jīng)各方協(xié)議都可接受的情況下可參照測試。

2 試驗

2.1 試樣預(yù)處理

雖然相對濕度的變化不會直接影響捻度，但濕度變化范圍較大時會造成某些材料的長度變化，所以樣品在標(biāo)準(zhǔn)大氣中需調(diào)濕平衡后再進(jìn)行測試，有的甚至要求進(jìn)行預(yù)調(diào)濕。因此，不同標(biāo)準(zhǔn)方法在試樣測試前基本都要求對試樣進(jìn)行如調(diào)濕、施加張力等預(yù)處理工序。在對紗線進(jìn)行捻度測試前，ASTM D1423/D1423M-16標(biāo)準(zhǔn)對測試試樣未作調(diào)濕要求，僅要求預(yù)先施加（0.25±0.05）cN/tex的張力；而GB/T 2543.1標(biāo)準(zhǔn)不僅要求按GB 6529─2008《紡織品調(diào)濕和試驗用標(biāo)準(zhǔn)大氣》中規(guī)定的要求，即在標(biāo)準(zhǔn)大氣溫度為20℃、相對濕度為65%的條件下對測試試樣進(jìn)行調(diào)濕（但無需進(jìn)行預(yù)調(diào)濕），而且，在測試時試驗人員還需按規(guī)定要求對測試試樣預(yù)先施加（0.5±0.1）cN/tex的張力。

2.2 測試原理

所謂直接計數(shù)法就是在規(guī)定的預(yù)加張力下用捻度儀的夾鉗夾住試樣的兩端，然后讓試樣一端根據(jù)加捻方法的不同繞軸正向或反向旋轉(zhuǎn)，直到被測紗線的捻度完全退去，且被測紗線的構(gòu)成單元平行時，再根據(jù)完全將被測紗線的捻度退去所需的正向或反向旋轉(zhuǎn)數(shù)量計算出被測紗線的捻度。GB/T 2543.1和ASTM D1423/D1423M-16標(biāo)準(zhǔn)均使用該測試方法，其測試原理基本相同。

2.3 試驗取樣

GB/T 2543.1和ASTM D1423/D1423M-16標(biāo)準(zhǔn)對試驗樣品的數(shù)量要求略有差異。GB/T 2543.1標(biāo)準(zhǔn)測試時對試驗數(shù)量要求按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試樣數(shù)量進(jìn)行測試；產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中未作規(guī)定的按離散特征數(shù)的要求，在保證概率95%的水平下達(dá)到精度所需的試樣數(shù)量進(jìn)行測試；若無離散特征或有爭議的試樣數(shù)量要求詳見表1。

表1 無離散特征的試樣數(shù)量表

ASTM D1423/D1423M-16標(biāo)準(zhǔn)要求根據(jù)紗線種類的不同對試驗次數(shù)的要求也不同，對短纖維單紗取樣要求是從每個取樣單元中取25只；當(dāng)捻度≤100捻/m（2.5捻/英寸）的復(fù)絲單紗取樣要求從每個取樣單元中取8只；捻度大于100捻/m（2.5捻/英寸）的復(fù)絲要求從每個取樣單元中取5只樣本；股線和纜線要求從每個取樣單元中取5個樣本。取樣數(shù)低于GB/T 2543.1標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)樣品試驗數(shù)量的規(guī)定。

2.4 試樣長度

GB/T 2543.1標(biāo)準(zhǔn)對試樣長度的要求是短纖維單紗的試樣長度應(yīng)盡可能長，但不應(yīng)超過短纖維單紗中短纖維的平均長度。通常短纖維單紗棉紗試樣測試的夾鉗隔距長度為10 mm或25 mm；精梳毛紗產(chǎn)品試樣測試時夾鉗的隔距長度為25mm或50 mm；粗梳毛紗產(chǎn)品試樣測試時，夾鉗的隔距長度為25 mm或50 mm；韌皮纖維短纖維單紗產(chǎn)品試樣測試時，夾鉗的隔距長度為100 mm或250 mm。當(dāng)復(fù)絲名義捻度≥1 250捻/m時，初始試樣測試夾鉗隔距長度為（250±0.5）mm；名義捻度＜1 250捻/m時，初始試樣測試夾鉗隔距長度為（500±0.5）mm。股線及纜線名義捻度≥1 250捻/m時，使用初始試樣測試時夾鉗隔距長度為（250±0.5）mm；股線及纜線名義捻度＜1 250捻/m時，初始試樣測試時夾鉗隔距長度為（500±0.5）mm。

ASTM D1423/D1423M-16標(biāo)準(zhǔn)對試樣長度的要求是，在取樣時短纖維單紗初始試樣長度略小于纖維的長度。短纖維單紗中，棉紡產(chǎn)品初始試樣測試時夾鉗的隔距長度分別為15 mm、20 mm或25 mm；精梳或粗梳毛紗初始試樣測試時夾鉗的隔距長度為25 mm或50 mm；單絲、股線及纜線試驗的初始試樣長度為（250±0.5）mm。

2.5 試驗方法

2.5.1 預(yù)備試驗

GB/T 2543.1標(biāo)準(zhǔn)要求測試試樣要進(jìn)行吸濕平衡處理，處理時在標(biāo)準(zhǔn)大氣中質(zhì)量增加率不超過規(guī)定值。取樣時為避免紗線原始捻度的改變必須以實際能達(dá)到的最小張力退繞紗線。若紗線使用時從卷裝的頂端引出，測試樣也從頂端引出，否則從側(cè)面引出。為降低制造過程中產(chǎn)生的周期性變化，若從同一個卷裝中取2只以上試樣時，試樣間隨機(jī)間隔應(yīng)至少有1 m以上，同時應(yīng)將測試樣進(jìn)行分組，每組不超過5只。另外，取樣前初始端應(yīng)舍棄約5 m。

ASTM D1423/D1423M-16標(biāo)準(zhǔn)同樣要求測試試樣進(jìn)行吸濕平衡處理，在標(biāo)準(zhǔn)大氣中進(jìn)行平衡，防止導(dǎo)致材料長度的變化。卷裝紗應(yīng)從卷裝始端23 m（25碼）處開始取樣，為避免紗線原始捻度的改變也必須使用最小張力從測試樣品中退繞紗線，取樣時隨機(jī)間隔至少0.9 m（1碼）。

2.5.2 短纖維單紗

GB/T 2543.1標(biāo)準(zhǔn)要求試驗時應(yīng)先按照被測紗線中纖維的名義長度調(diào)整夾鉗的隔距，隔距的精度要求精確至±0.5 mm，然后以（0.5±0.1）cN/tex的預(yù)加張力將試樣固定在夾鉗上，根據(jù)捻向不同將旋轉(zhuǎn)活動夾鉗進(jìn)行正向或反向旋轉(zhuǎn)退捻，直至分析針可以從固定夾鉗平移到旋轉(zhuǎn)夾鉗，記錄捻向、捻回數(shù)和初始長度。

ASTM D1423/D1423M-16標(biāo)準(zhǔn)對短纖維單紗的測試要求與GB/T 2543.1基本一致。首先按被測紗線規(guī)定的隔距長度調(diào)整夾鉗的隔距，根據(jù)捻向不同在規(guī)定的預(yù)加張力下將旋轉(zhuǎn)活動夾鉗正向或反向旋轉(zhuǎn)，直至完全退去被測紗線的捻度，待紗線組成單元平行后測量并記錄捻向、捻回數(shù)和初始長度。

2.5.3 復(fù)絲單紗

GB/T 2543.1標(biāo)準(zhǔn)要求，當(dāng)捻度儀兩夾鉗之間的隔距為（250±0.5）mm或者（500±0.5）mm，在預(yù)加張力下將測試試樣固定在夾鉗上，再根據(jù)捻向正向或反向旋轉(zhuǎn)活動夾鉗退捻，直到分析針從固定夾鉗平移到旋轉(zhuǎn)夾鉗，記錄捻向、捻回數(shù)和初始長度。ASTM D1423/D1423M-16標(biāo)準(zhǔn)未對復(fù)絲單紗的測定進(jìn)行規(guī)定。

2.5.4 股線

GB/T 2543.1標(biāo)準(zhǔn)要求試驗時股線應(yīng)按復(fù)絲單紗的試驗程序進(jìn)行測定。如果股線中構(gòu)成的單紗都有相同的捻向和捻度，股線完全退捻后應(yīng)把多余單紗切除，測定其中僅留的一根單紗的捻度；如果構(gòu)成的單紗不相同，則應(yīng)分別測定捻度；當(dāng)單紗為短纖維紗時，則按短纖維單紗試驗程序測定其捻度。

ASTM D1423/D1423M-16標(biāo)準(zhǔn)要求股線按短纖維單紗試驗程序進(jìn)行測定，以確定股線的捻度和捻向。退捻后剪掉部分單紗，然后測定其中僅留的一根單紗的捻度；若合股的單紗的捻度和捻向不同，需每根單紗都要分別進(jìn)行測試。

2.5.5 纜線

GB/T 2543.1標(biāo)準(zhǔn)要求纜線按復(fù)絲單紗試驗程序測定。首先，將纜線捻度退去，再切除多余的股線，按股線試驗程序在預(yù)加張力下測定保留下來需要測試的股線的捻度。對于纜線中股線和單紗的捻度的測定應(yīng)從原始試樣上切除所有多余紗線，保留需要測試的紗線，然后根據(jù)相應(yīng)紗線的測試程序?qū)ΡＡ粼趭A鉗中的紗線按操作步驟進(jìn)行測定。

ASTM D1423/D1423M-16標(biāo)準(zhǔn)對纜線捻度的測試要求是按短纖維單紗的試驗程序進(jìn)行操作，確定纜線的捻回數(shù)、捻向等數(shù)據(jù)。測定時，在纜線退捻后切除多余股線，并在預(yù)加張力作用下按股線的試驗程序進(jìn)行測定。

3 結(jié)論

通過對紗線捻度直接計數(shù)測試標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2543.1和ASTM D1423/D1423M-16進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn)，兩個標(biāo)準(zhǔn)的測試原理一致，對試驗樣品的取樣要求、數(shù)量要求和試樣長度的要求均有所不同；兩個標(biāo)準(zhǔn)在短纖維單紗、復(fù)絲單紗、股線和纜線的捻度測試方面主要區(qū)別體現(xiàn)在隔距長度、預(yù)加張力以及對股線和纜線的測試程序等方面，且ASTM D1423/D1423M-16標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍稍廣。