國內外紗線捻度測試方法比較

朱小云

（上海市紡織科學研究院有限公司，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度的產品，主要用于織布、針織、制線等，可分為短纖維紗、連續長絲和短纖維與連續長絲的組合紗；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力、彈性、伸長、光澤、手感等物理機械性能，更加有利于織造，并且可使面料具有一定的強力和不同的風格以及特定的服用性能。紗線的捻度對紗線的生產及工藝制定、織造生產及工藝制定、面料的設計與開發、染整加工整理、服裝的生產加工等都有著非常重要的影響，常用來作為衡量紗線質量的指標。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（或者一定長度紗線上的螺旋圈數），長度的取值與不同國家長度的計量單位有關，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，其測試方法和標準也不相同。

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法、退捻加捻法等，主要涉及的標準有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法》（以下簡稱ASTM D1423/D1423M-16）。文中通過對比中國標準和美國材料與試驗協會制定的關于直接計數法的測定方法的差異，為檢測技術人員和產品開發人員提供參考，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行分析。

1 適用范圍

中國紗線捻度直接計數法測試標準在原有基礎上進行了更新，新標準GB/T 2543.1—2015《紡織品紗線捻度的測定第1部分：直接計數法》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）。該標準不適用于以下紗線捻度的測試：一是當張力從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；二是自由端紡紗產品的捻度；三是交纏復絲的捻度；四是太粗紗線的捻度（但對于具體粗度的紗線未做明確規定，對于不適用的情況可以在協議各方認可的條件下測定）。對于增加特殊步驟后從織物上拆下的紗線，其測試標準參見GB/T 29256.4—2012《紡織品機織物結構分析方法第4部分：織物中拆下紗線》標準的要求，文中不再進行說明。

美國材料與試驗協會的紗線捻度直接計數法測試標準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準中短纖紗試驗程序。但標準并不適用于當紗線測試張力由2.5 mN/tex增加至7.5 mN/tex時伸長率超過5%的紗線，若其張力條件經各方協議都可接受的情況下可參照測試。

2 試驗

2.1 試樣預處理

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，所以樣品在標準大氣中需調濕平衡后再進行測試，有的甚至要求進行預調濕。因此，不同標準方法在試樣測試前基本都要求對試樣進行如調濕、施加張力等預處理工序。在對紗線進行捻度測試前，ASTM D1423/D1423M-16標準對測試試樣未作調濕要求，僅要求預先施加（0.25±0.05）cN/tex的張力；而GB/T 2543.1標準不僅要求按GB 6529─2008《紡織品調濕和試驗用標準大氣》中規定的要求，即在標準大氣溫度為20℃、相對濕度為65%的條件下對測試試樣進行調濕（但無需進行預調濕），而且，在測試時試驗人員還需按規定要求對測試試樣預先施加（0.5±0.1）cN/tex的張力。

2.2 測試原理

所謂直接計數法就是在規定的預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加捻方法的不同繞軸正向或反向旋轉，直到被測紗線的捻度完全退去，且被測紗線的構成單元平行時，再根據完全將被測紗線的捻度退去所需的正向或反向旋轉數量計算出被測紗線的捻度。GB/T 2543.1和ASTM D1423/D1423M-16標準均使用該測試方法，其測試原理基本相同。

2.3 試驗取樣

GB/T 2543.1和ASTM D1423/D1423M-16標準對試驗樣品的數量要求略有差異。GB/T 2543.1標準測試時對試驗數量要求按產品標準中規定的試樣數量進行測試；產品標準中未作規定的按離散特征數的要求，在保證概率95%的水平下達到精度所需的試樣數量進行測試；若無離散特征或有爭議的試樣數量要求詳見表1。

表1 無離散特征的試樣數量表

ASTM D1423/D1423M-16標準要求根據紗線種類的不同對試驗次數的要求也不同，對短纖維單紗取樣要求是從每個取樣單元中取25只；當捻度≤100捻/m（2.5捻/英寸）的復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。取樣數低于GB/T 2543.1標準中有關樣品試驗數量的規定。

2.4 試樣長度

GB/T 2543.1標準對試樣長度的要求是短纖維單紗的試樣長度應盡可能長，但不應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；精梳毛紗產品試樣測試時夾鉗的隔距長度為25mm或50 mm；粗梳毛紗產品試樣測試時，夾鉗的隔距長度為25 mm或50 mm；韌皮纖維短纖維單紗產品試樣測試時，夾鉗的隔距長度為100 mm或250 mm。當復絲名義捻度≥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標準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 預備試驗

GB/T 2543.1標準要求測試試樣要進行吸濕平衡處理，處理時在標準大氣中質量增加率不超過規定值。取樣時為避免紗線原始捻度的改變必須以實際能達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，否則從側面引出。為降低制造過程中產生的周期性變化，若從同一個卷裝中取2只以上試樣時，試樣間隨機間隔應至少有1 m以上，同時應將測試樣進行分組，每組不超過5只。另外，取樣前初始端應舍棄約5 m。

ASTM D1423/D1423M-16標準同樣要求測試試樣進行吸濕平衡處理，在標準大氣中進行平衡，防止導致材料長度的變化。卷裝紗應從卷裝始端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，取樣時隨機間隔至少0.9 m（1碼）。

2.5.2 短纖維單紗

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

ASTM D1423/D1423M-16標準對短纖維單紗的測試要求與GB/T 2543.1基本一致。首先按被測紗線規定的隔距長度調整夾鉗的隔距，根據捻向不同在規定的預加張力下將旋轉活動夾鉗正向或反向旋轉，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、捻回數和初始長度。

2.5.3 復絲單紗

GB/T 2543.1標準要求，當捻度儀兩夾鉗之間的隔距為（250±0.5）mm或者（500±0.5）mm，在預加張力下將測試試樣固定在夾鉗上，再根據捻向正向或反向旋轉活動夾鉗退捻，直到分析針從固定夾鉗平移到旋轉夾鉗，記錄捻向、捻回數和初始長度。ASTM D1423/D1423M-16標準未對復絲單紗的測定進行規定。

2.5.4 股線

GB/T 2543.1標準要求試驗時股線應按復絲單紗的試驗程序進行測定。如果股線中構成的單紗都有相同的捻向和捻度，股線完全退捻后應把多余單紗切除，測定其中僅留的一根單紗的捻度；如果構成的單紗不相同，則應分別測定捻度；當單紗為短纖維紗時，則按短纖維單紗試驗程序測定其捻度。

ASTM D1423/D1423M-16標準要求股線按短纖維單紗試驗程序進行測定，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行測試。

2.5.5 纜線

GB/T 2543.1標準要求纜線按復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，然后根據相應紗線的測試程序對保留在夾鉗中的紗線按操作步驟進行測定。

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

3 結論

通過對紗線捻度直接計數測試標準GB/T 2543.1和ASTM D1423/D1423M-16進行比較分析發現，兩個標準的測試原理一致，對試驗樣品的取樣要求、數量要求和試樣長度的要求均有所不同；兩個標準在短纖維單紗、復絲單紗、股線和纜線的捻度測試方面主要區別體現在隔距長度、預加張力以及對股線和纜線的測試程序等方面，且ASTM D1423/D1423M-16標準的適用范圍稍廣。