1概述

單紗拉伸的性能指標是評定成紗等級的主要依據之一，它對于紗線的生產、工藝的制定、工藝的調整、織造工藝及生產效率等都有著重要意義。評價紗線拉伸性能的指標主要有平均斷裂強力、平均斷裂伸長率、斷裂強力變異系數、斷裂伸長變異系數、平均斷裂時間等，此外在某些特定的場合下還需要斷裂功、斷脫強力、初始模量等指標。拉伸性能中的最小強力、最小伸長率等弱環指標可作為后道工序（織造）的參考指標。

2目的與要求

通過測試，掌握單紗強伸性能的測定方法，了解單紗強力儀的結構和工作原理，并學會分析拉伸性能的各項指標。

3采用標準

3.1采用標準：GB/T 3916、ISO 2062《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強力和伸長率的測定》

3.2  相關標準：GB 6529《紡織品的調濕和試驗用標準大氣》、FZ/T 10014《棉及化纖純紡混紡紗線交付驗收抽樣方案》、FZ/T 10013.1《溫度與回潮率及化纖純紡、混紡制品斷裂強力的修正方法本色紗線及染色加工線斷裂強力的修正方法》、GB/T 4743《紡織品 卷裝紗 紗線線密度的測定 絞紗法》

4儀器與用具

4.1YG061F型電子單紗強力儀(如圖29—1所示)

4.2取樣盤

儀器來源：

YG061Z型全自動單紗強力儀

YG061F/PC型 電子單紗強力儀

YG061F型 電子單紗強力儀

YG061C、T型 電子單紗強力儀

YG061J型 電子單紗強力儀

圖29-2電子單紗強力儀工作原理流程圖

5原理

被測試樣的一端夾持在CRE型電子單紗強力儀的上夾持器上，另一端加上標準規定的預張力后用下夾持器夾緊，同時采用100%隔距長度（相對于試樣原長度）的速率定速拉伸試樣，直至試樣斷裂。由于夾持器和測力傳感器緊密結合，此時測力傳感器把上夾持器上受到的力轉換成相應的電壓信號，經放大電路放大后，進行A/D轉換，最后把轉換成的數字信號送入計算機進行處理。儀器可記錄每次測試的斷裂強力、斷裂伸長等技術指標，測試結束后，數據處理系統會給出所有技術指標的統計值（儀器工作原理流程見圖29-2）。儀器聯接電腦后，還能增加多項測試功能，并且實時顯示、圖解、記錄拉伸全過程，可以實現數據、圖形長期存儲，更有利于網絡化管理。

6取樣

6.1按表29-1抽取一箱或多箱組成大樣，作為被測樣品的代表。

表29-1抽取規定

6.2如果只需要平均值，應從大樣的各箱中盡量均勻地抽取10個卷裝，作為實驗室樣品卷裝。

6.3  生產按產品標準的要求，采用等距取樣；貿易方面的檢驗取樣，按照FZ/T 10014抽取。

7試樣

7.1測試的試樣最少數量為：短纖維紗線50根，其他種類紗線20根；或根據產品標準確定數量。試樣應均勻地從10個卷裝中采集。

7.2在紗線不造成損傷的前提下，用取樣盤來盛取試樣。

8環境及修正

測試應在GB 6529標準要求的標準大氣下進行，在非標準大氣條件下測得強力應按照FZ/T 10013.1進行修正（見附錄）。仲裁試驗采用二級標準大氣。

9程序與操作

9.1預熱儀器：測試前10min開啟電源預熱儀器，同時顯示屏會顯示測試參數。

9.2確定預張力:調濕試樣為(0.5±0.10)cN/tex，濕態試樣為 (0.25±0.05)cN/tex。變形紗施加預張力要求既能消除紗線卷曲又不使之伸長，如果沒有其他協議，變形紗建議采用下列預張力（線密度超過50tex的地毯紗除外）。

表29-2變形紗預張力計算（根據名義線密度）

9.3設置參數

9.3.1隔距：根據測試需要設置，一般采用500mm，伸長率大的試樣采用250mm。

9.3.2 拉伸速度：根據測試需要設置，一般情況下500mm隔距時采用500mm/min速度，250mm隔距時采用250mm/min速度，允許更快的速度。

9.3.3  輸入其它參數：例如次數、紗號等。

9.3.4選擇測試需要的方法：例如定速拉伸測試、定時拉伸測試、彈性回復率測試等。

9.4按“試驗”鍵，進入測試狀態。

9.5紗管放在紗管支架上，牽引紗線經導紗器進入上、下夾持器鉗口后夾緊上夾持器。

9.6按9.2在預張力器上施加預張力（預張力器在測試前調準、備用）。

9.7 夾緊下夾持器，按“拉伸”開關，下夾持器下行，紗線斷裂后夾持器自動返回。在試驗過程中，檢查鉗口之間的試樣滑移不能超過2mm，如果多次出現滑移現象須更換夾持器或者鉗口襯墊。舍棄出現滑移時的試驗數據，并且舍棄紗線斷裂點在距鉗口或夾持器5mm以內的試驗數據。

9.8重復9.5～9.7，換紗、換管，繼續拉伸，直至拉伸到設定次數為止，測試結束。

9.9打印出統計數據。測試完畢，關斷電源。

注：當儀器需要校準時，可執行下列校準程序：預熱30min后，儀器在復位狀態下按“清零”鍵，上夾持器放上1000cN砝碼，數據顯示穩定后，按“滿度”鍵，然后按“校驗”鍵，最后按“復位”鍵退出。

10結果及計算

10.1斷裂強力

（29—1）

式中：—斷裂強力平均值，cN；

—各次斷裂強力值，cN；

—拉伸次數。

注：1.如不在標準的溫、濕度條件下，測得結果應按附錄進行修正。其他材料參照FZ/T10013.1。

2.斷裂強度是指紗線斷裂強力與其線密度的比值，通常以cN/tex表示。

10.2斷裂伸長率：

（29—2）

式中：—斷裂平均伸長率，%；

—各次斷裂伸長率，%；

—拉伸次數。

10.3斷裂強力和斷裂伸長的標準差和變異系數公式：

（29—3）

（29—4）

式中：——標準差；

——各次測得數據值；

——測試數據的平均值；

——測試根數，至少為50根；

——變異系數，%。

11測試報告

11.1記錄：儀器測試參數，包括測試日期、儀器型號、試樣名稱、規格，溫度、濕度等。

11.2結果：斷裂強力、斷裂強度、斷裂伸長率、斷裂強力和斷裂伸長的變異系數等。

12相關知識

12.1不同拉伸測試機理的儀器比較

12.1.1標準與儀器：GB/T 3916方法標準等效采用ISO 2062標準，適用于它所涵蓋的各種產品標準。標準中規定使用CRE(等速伸長)型強力儀，舊標準中規定使用的CRL型（等加負荷）、CRT型（等速牽引）的儀器僅作為過渡，可根據協議采用。GB/T 3916標準采用定速拉伸，摒棄了舊標準的定時拉伸。三種不同的檢測機理，測得結果有較大差異，如：過去廣泛使用的CRT型儀器采用定時拉伸，儀器不可避免存在著機械摩擦和自停機構的“倒磅”負值誤差，另外測力機構的慣性造成的不確定性誤差和操作者的人為誤差，往往也不容忽視。

12.1.2 CRE型單紗強力儀的優點：CRE(等速伸長)型強力儀大都采用非電量電測技術，其測力傳感器的機械摩擦和慣性影響幾乎可忽略不計，操作者的人為誤差因素也較少，因此測得結果較為準確。加上電測系統一般都可與計算機連接，因此工作效率高，尤其強大的數據分析保存功能，是CRT機械式強力儀完全無法比擬的。

12.2 拉伸速度對斷裂強力的影響：紗線試樣以比較低的速度拉伸時，由于纖維之間的抱合力增加速率比較小，試樣中部分纖維是以抽出的形式導致試樣斷裂；當紗線試樣以比較高的速度拉伸時，纖維之間的抱合力迅速增加，在力的作用下試樣中纖維斷裂的比例增加，因此試樣的斷裂強力增大。此外，紗線拉伸過程中纖維的抽出和斷裂所需的力值還與試樣的捻系數有關。

12.3 CRE型單紗強力儀有半自動和全自動之分：半自動儀器摒棄了復雜的自動換管、引紗輔助系統，簡化了儀器結構和控制電路，降低了成本，增加了可靠性。儀器在工作過程中換管、引紗等工序可通過人、機交叉的方式同時進行，從而提高儀器的工作效率；其缺點是操作工勞動強度較大。全自動儀器自動化程度高，雖然操作工勞動強度小，但是可靠性比半自動型稍差，且價格比較昂貴。

12.4 不同試驗材料的檢測對儀器的基本要求：儀器首先要滿足試樣斷裂所需的強力要求。伸長率較大的試樣要減小試驗隔距長度。伸長率比較小的試樣，儀器測力系統應有足夠的采樣速率，對于采樣速率不能滿足要求的儀器，有時可通過降低拉伸速度的方式進行彌補。

12.5 不同試驗材料的檢測對儀器夾持器的要求：短纖維紡制的紗線對夾持器沒有特殊要求；化纖長絲試樣的夾持器要采用硬度合適的軟墊襯，并在拉伸過程中持續加壓，使之夾緊；斷裂強力比較高的試樣要采用迂回夾持或拴柱式夾持，試樣在夾持器引出的溝槽中抱合。總之，要保證試樣既不滑脫，又不在鉗口邊斷裂。

12.6 有的廠家現在研制出便攜式電子單紗強力儀，可用來現場測試空氣捻結器的接頭強力。隨著新材料的不斷涌現，對測試技術的要求越來越高，而計算機技術的介入使儀器的精度也越來越高，功能越來越強大，大多數希望得到的功能都比較容易實現。

13思考題

13.1試分析影響強力測試結果的因素有哪些？

13.2試敘述CRE型單紗強力儀的工作原理