国内外纱线捻度测试方法比较

朱小云

（上海市纺织科学研究院有限公司，上海200082）

0 引言

纱线中的纱是利用各种纺织纤维加工制成的具有一定细度的产品，主要用于织布、针织、制线等，可分为短纤维纱、连续长丝和短纤维与连续长丝的组合纱；而线则是由两股或两股以上的单纱并合加捻而成。纺织纤维通过加捻后形成纱线，此时纱线已具有一定的强力、弹性、伸长、光泽、手感等物理机械性能，更加有利于织造，并且可使面料具有一定的强力和不同的风格以及特定的服用性能。纱线的捻度对纱线的生产及工艺制定、织造生产及工艺制定、面料的设计与开发、染整加工整理、服装的生产加工等都有着非常重要的影响，常用来作为衡量纱线质量的指标。捻度的大小不仅影响纱线的拉伸性能，对纱线的直径、比体积、柔软度以及织物的保暖性、纺织印染加工、织物表面光泽度都有很大的影响。纱线捻度实际上就是单位长度纱线上的捻回数（或者一定长度纱线上的螺旋圈数），长度的取值与不同国家长度的计量单位有关，如特克斯制其纱线捻度测试的单位长度取值为10 cm，公制纱线捻度测试的单位长度取值为1 m，英制纱线捻度测试的单位长度取值为1英寸（1英寸=2.54 cm）。另外，不同国家、不同地区对面料要求存在差异，从而对纱线加捻方法也不同，有S捻和Z捻（如图1）；不同的织物或面料其纱线加捻方法不同，捻度的计算方法和要求不同，其测试方法和标准也不相同。

图1 纱线加捻示意图

纱线捻度的测试方法主要有直接计数法、退捻加捻法等，主要涉及的标准有GB/T 2543.1─2015、ISO 2061《纺织品纱线捻度的测定第1部分：直接计数法》（以下简称GB/T 2543.1）、GB/T 2543.2─2001、ISO/DIS 17202《纺织品纱线捻度的测定第2部分：退捻加捻法》（以下简称GB/T 2543.2）以及GB/T 14345—2003《合成纤维长丝捻度试验方法》等。美国材料与试验协会（ASTM）也制定了纱线捻度的试验方法，即为ASTM D1423/D1423M-16《纱线捻度的测定直接计数法》（以下简称ASTM D1423/D1423M-16）。文中通过对比中国标准和美国材料与试验协会制定的关于直接计数法的测定方法的差异，为检测技术人员和产品开发人员提供参考，对于退捻加捻法以及从织物中拆下纱线测捻度的测试方法不进行分析。

1 适用范围

中国纱线捻度直接计数法测试标准在原有基础上进行了更新，新标准GB/T 2543.1—2015《纺织品纱线捻度的测定第1部分：直接计数法》已于2016年4月1日起实施，主要适用于短纤维纱及有捻复丝、股线和缆线。每一类型的纱线有单独的试验程序，该方法适用于卷装纱（卷装纱分为无支撑物的纱线和有支撑物的纱线）。该标准不适用于以下纱线捻度的测试：一是当张力从0.5 cN/tex增加至1.0 cN/tex时其伸长率超过0.5%的纱线捻度；二是自由端纺纱产品的捻度；三是交缠复丝的捻度；四是太粗纱线的捻度（但对于具体粗度的纱线未做明确规定，对于不适用的情况可以在协议各方认可的条件下测定）。对于增加特殊步骤后从织物上拆下的纱线，其测试标准参见GB/T 29256.4—2012《纺织品机织物结构分析方法第4部分：织物中拆下纱线》标准的要求，文中不再进行说明。

美国材料与试验协会的纱线捻度直接计数法测试标准ASTM D1423/D1423M-16主要适用于单纱、股线、缆线以及花式纱线。该方法除适用于卷装纱外，对于粗纱捻度的测试同样适用。另外，若增加一些特殊步骤，还可以用于从织物上拆下来的纱线捻度的测试，粗纱捻度的测试程序参见标准中短纤纱试验程序。但标准并不适用于当纱线测试张力由2.5 mN/tex增加至7.5 mN/tex时伸长率超过5%的纱线，若其张力条件经各方协议都可接受的情况下可参照测试。

2 试验

2.1 试样预处理

虽然相对湿度的变化不会直接影响捻度，但湿度变化范围较大时会造成某些材料的长度变化，所以样品在标准大气中需调湿平衡后再进行测试，有的甚至要求进行预调湿。因此，不同标准方法在试样测试前基本都要求对试样进行如调湿、施加张力等预处理工序。在对纱线进行捻度测试前，ASTM D1423/D1423M-16标准对测试试样未作调湿要求，仅要求预先施加（0.25±0.05）cN/tex的张力；而GB/T 2543.1标准不仅要求按GB 6529─2008《纺织品调湿和试验用标准大气》中规定的要求，即在标准大气温度为20℃、相对湿度为65%的条件下对测试试样进行调湿（但无需进行预调湿），而且，在测试时试验人员还需按规定要求对测试试样预先施加（0.5±0.1）cN/tex的张力。

2.2 测试原理

所谓直接计数法就是在规定的预加张力下用捻度仪的夹钳夹住试样的两端，然后让试样一端根据加捻方法的不同绕轴正向或反向旋转，直到被测纱线的捻度完全退去，且被测纱线的构成单元平行时，再根据完全将被测纱线的捻度退去所需的正向或反向旋转数量计算出被测纱线的捻度。GB/T 2543.1和ASTM D1423/D1423M-16标准均使用该测试方法，其测试原理基本相同。

2.3 试验取样

GB/T 2543.1和ASTM D1423/D1423M-16标准对试验样品的数量要求略有差异。GB/T 2543.1标准测试时对试验数量要求按产品标准中规定的试样数量进行测试；产品标准中未作规定的按离散特征数的要求，在保证概率95%的水平下达到精度所需的试样数量进行测试；若无离散特征或有争议的试样数量要求详见表1。

表1 无离散特征的试样数量表

ASTM D1423/D1423M-16标准要求根据纱线种类的不同对试验次数的要求也不同，对短纤维单纱取样要求是从每个取样单元中取25只；当捻度≤100捻/m（2.5捻/英寸）的复丝单纱取样要求从每个取样单元中取8只；捻度大于100捻/m（2.5捻/英寸）的复丝要求从每个取样单元中取5只样本；股线和缆线要求从每个取样单元中取5个样本。取样数低于GB/T 2543.1标准中有关样品试验数量的规定。

2.4 试样长度

GB/T 2543.1标准对试样长度的要求是短纤维单纱的试样长度应尽可能长，但不应超过短纤维单纱中短纤维的平均长度。通常短纤维单纱棉纱试样测试的夹钳隔距长度为10 mm或25 mm；精梳毛纱产品试样测试时夹钳的隔距长度为25mm或50 mm；粗梳毛纱产品试样测试时，夹钳的隔距长度为25 mm或50 mm；韧皮纤维短纤维单纱产品试样测试时，夹钳的隔距长度为100 mm或250 mm。当复丝名义捻度≥1 250捻/m时，初始试样测试夹钳隔距长度为（250±0.5）mm；名义捻度＜1 250捻/m时，初始试样测试夹钳隔距长度为（500±0.5）mm。股线及缆线名义捻度≥1 250捻/m时，使用初始试样测试时夹钳隔距长度为（250±0.5）mm；股线及缆线名义捻度＜1 250捻/m时，初始试样测试时夹钳隔距长度为（500±0.5）mm。

ASTM D1423/D1423M-16标准对试样长度的要求是，在取样时短纤维单纱初始试样长度略小于纤维的长度。短纤维单纱中，棉纺产品初始试样测试时夹钳的隔距长度分别为15 mm、20 mm或25 mm；精梳或粗梳毛纱初始试样测试时夹钳的隔距长度为25 mm或50 mm；单丝、股线及缆线试验的初始试样长度为（250±0.5）mm。

2.5 试验方法

2.5.1 预备试验

GB/T 2543.1标准要求测试试样要进行吸湿平衡处理，处理时在标准大气中质量增加率不超过规定值。取样时为避免纱线原始捻度的改变必须以实际能达到的最小张力退绕纱线。若纱线使用时从卷装的顶端引出，测试样也从顶端引出，否则从侧面引出。为降低制造过程中产生的周期性变化，若从同一个卷装中取2只以上试样时，试样间随机间隔应至少有1 m以上，同时应将测试样进行分组，每组不超过5只。另外，取样前初始端应舍弃约5 m。

ASTM D1423/D1423M-16标准同样要求测试试样进行吸湿平衡处理，在标准大气中进行平衡，防止导致材料长度的变化。卷装纱应从卷装始端23 m（25码）处开始取样，为避免纱线原始捻度的改变也必须使用最小张力从测试样品中退绕纱线，取样时随机间隔至少0.9 m（1码）。

2.5.2 短纤维单纱

GB/T 2543.1标准要求试验时应先按照被测纱线中纤维的名义长度调整夹钳的隔距，隔距的精度要求精确至±0.5 mm，然后以（0.5±0.1）cN/tex的预加张力将试样固定在夹钳上，根据捻向不同将旋转活动夹钳进行正向或反向旋转退捻，直至分析针可以从固定夹钳平移到旋转夹钳，记录捻向、捻回数和初始长度。

ASTM D1423/D1423M-16标准对短纤维单纱的测试要求与GB/T 2543.1基本一致。首先按被测纱线规定的隔距长度调整夹钳的隔距，根据捻向不同在规定的预加张力下将旋转活动夹钳正向或反向旋转，直至完全退去被测纱线的捻度，待纱线组成单元平行后测量并记录捻向、捻回数和初始长度。

2.5.3 复丝单纱

GB/T 2543.1标准要求，当捻度仪两夹钳之间的隔距为（250±0.5）mm或者（500±0.5）mm，在预加张力下将测试试样固定在夹钳上，再根据捻向正向或反向旋转活动夹钳退捻，直到分析针从固定夹钳平移到旋转夹钳，记录捻向、捻回数和初始长度。ASTM D1423/D1423M-16标准未对复丝单纱的测定进行规定。

2.5.4 股线

GB/T 2543.1标准要求试验时股线应按复丝单纱的试验程序进行测定。如果股线中构成的单纱都有相同的捻向和捻度，股线完全退捻后应把多余单纱切除，测定其中仅留的一根单纱的捻度；如果构成的单纱不相同，则应分别测定捻度；当单纱为短纤维纱时，则按短纤维单纱试验程序测定其捻度。

ASTM D1423/D1423M-16标准要求股线按短纤维单纱试验程序进行测定，以确定股线的捻度和捻向。退捻后剪掉部分单纱，然后测定其中仅留的一根单纱的捻度；若合股的单纱的捻度和捻向不同，需每根单纱都要分别进行测试。

2.5.5 缆线

GB/T 2543.1标准要求缆线按复丝单纱试验程序测定。首先，将缆线捻度退去，再切除多余的股线，按股线试验程序在预加张力下测定保留下来需要测试的股线的捻度。对于缆线中股线和单纱的捻度的测定应从原始试样上切除所有多余纱线，保留需要测试的纱线，然后根据相应纱线的测试程序对保留在夹钳中的纱线按操作步骤进行测定。

ASTM D1423/D1423M-16标准对缆线捻度的测试要求是按短纤维单纱的试验程序进行操作，确定缆线的捻回数、捻向等数据。测定时，在缆线退捻后切除多余股线，并在预加张力作用下按股线的试验程序进行测定。

3 结论

通过对纱线捻度直接计数测试标准GB/T 2543.1和ASTM D1423/D1423M-16进行比较分析发现，两个标准的测试原理一致，对试验样品的取样要求、数量要求和试样长度的要求均有所不同；两个标准在短纤维单纱、复丝单纱、股线和缆线的捻度测试方面主要区别体现在隔距长度、预加张力以及对股线和缆线的测试程序等方面，且ASTM D1423/D1423M-16标准的适用范围稍广。