1.前言
    單紗斷裂強(qiáng)力是滿足紗線連續(xù)生產(chǎn)與保證紡織品后加工正常進(jìn)行的基礎(chǔ)，也是保證紡織成品能夠正常使用的必要條件，作為紗線測試中的重要參數(shù)，成為紡織品貿(mào)易合同中的重要條款。
    很多因素影響到單紗斷裂強(qiáng)力的大小，不同的拉伸方式會出現(xiàn)不同的測試結(jié)果，從單紗斷裂強(qiáng)力拉伸形式上分有三種，有CRE（等速伸長型）、CRT（等加負(fù)荷型）、CRL（等速牽引型），我國現(xiàn)行單紗斷裂強(qiáng)力測試方式已基本統(tǒng)一于CRE，但仍有少量試驗(yàn)室在使用非CRE型單紗斷裂強(qiáng)力機(jī)；拉伸速度不同明顯影響單紗斷裂強(qiáng)力的大小，國際上有些標(biāo)準(zhǔn)的單紗斷裂強(qiáng)力測試采用了很高的拉伸速度，如2000mm/min、5000mm/min，我國現(xiàn)行單紗斷裂強(qiáng)力測試方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T3916-1997“紡織品 卷裝紗  單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定”，包括即使實(shí)施的GB/T3916-2013“紡織品 卷裝紗  單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定（CRE法）”仍在采用500mm/min，已與現(xiàn)代織造速度的不斷提高不相適應(yīng)；有的試驗(yàn)室則沒有溫濕度控制裝置，不同的季節(jié)有不同的溫濕度，同一樣本在不同時(shí)間測試會出現(xiàn)不同的單紗斷裂強(qiáng)力；對于離散性性不同的的樣本，如很多紗線產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)如GB/T398-2008“棉本色紗線”、FZ/T71005-2006“針織用棉本色紗線”、GB/T5324-1997“精梳滌與棉混紡本色紗線”中規(guī)定全自動(dòng)單紗斷裂強(qiáng)力儀與半自動(dòng)單紗斷裂強(qiáng)力儀采用不同的管紗數(shù)量與不同的測試次數(shù)，及不同測試次數(shù)間隔長度不同，這些都會賦予單紗斷裂強(qiáng)力測試的測量不確定度，影響到對于一批紗線產(chǎn)品評估的準(zhǔn)確性和可靠性。
    以上測試參數(shù)均對單紗斷裂強(qiáng)力測試偏離產(chǎn)生影響，這些因素對單紗斷裂強(qiáng)力的影響各不相同。為科學(xué)、準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乜刂聘鳒y試參數(shù)，減少測量不確定度，我們應(yīng)用正交試驗(yàn)，對單紗斷裂強(qiáng)力各測試參數(shù)進(jìn)行分析比較，依據(jù)不同參數(shù)對測試結(jié)果的不同影響設(shè)置測試參數(shù)，以此提高單紗斷裂強(qiáng)力準(zhǔn)確性和可靠性。

2.試驗(yàn)準(zhǔn)備
2.1樣品選擇。如果樣品本身有較大的離散性，會嚴(yán)重影響測試結(jié)果的分析與比對。為此特意選取質(zhì)量高、穩(wěn)定性好的紗線品種：C OE 36.4texT進(jìn)行測試比對，樣品數(shù)量：筒紗20個(gè)。
2.2測試儀器：陜西長嶺紡織機(jī)電公司產(chǎn)YG063T全自動(dòng)單紗斷裂強(qiáng)力儀。
2.3比對測試參數(shù)：預(yù)加張力（cN）、溫濕度（℃ %RH）、拉伸速度mm/min）、測試次數(shù)（n）、間隔長度(m)。

3.正交試驗(yàn)
3.1比對測試參數(shù)各選取三個(gè)水平，組成正交試驗(yàn)水平表，見表1。
3.2正交試驗(yàn)表及測試結(jié)果見表2。
3.3應(yīng)用SPSS13.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。
3.4分析
3.4.1校正方差分析模型
    表1中校正模型F為28.94372828 ，相伴概率sig為0.000839698，小于顯著性水平ɑ = 0.05。因此所用的模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.4.2從表3可以看出，因子A、因子B、因子C、因子D、因子E的III型方差分別為70.24125、5900.77125、4206.8675、271.1225、2.7225，依III型方差的大小排列為因子B>因子C>因子D>因子A>因子E，可以判定，拉伸速度與溫濕度在顯著性水平ɑ = 0.05上是影響單紗斷裂強(qiáng)力的最顯著的兩個(gè)因子。
    由F分布給出的因子A、因子D、 因子E相伴概率均大于0.05，說明三因子在顯著性水平ɑ = 0.05上與上對測試結(jié)果的影響勻不顯著，并且其中因子A、因子E均小于誤差e=180.5525，是影響單紗斷裂強(qiáng)力各參數(shù)中最小的兩個(gè)因子。以上三因子對于單紗斷裂強(qiáng)力的貢獻(xiàn)大小，與樣本本身的離散性大小直接相關(guān)，本案例預(yù)加張力小于測試次數(shù)的III型方差，或緣于這個(gè)樣本的離散性。

4.討論
4.1預(yù)加張力
    標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的單紗斷裂強(qiáng)力施加0.5±0.1cN/tex,對于一個(gè)測試樣品而言，標(biāo)準(zhǔn)給出的不是一個(gè)確定值，而是一個(gè)可以選擇的范圍。按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的預(yù)加張力，它可以施加0.5cN/tex的預(yù)加張力，也可以施加0.4cN/tex、0.6cN/tex的預(yù)加張力。通過正交試驗(yàn)可以看出，不同的預(yù)加張力對單紗斷裂強(qiáng)力產(chǎn)生不同的影響，見表3，同一個(gè)樣品因預(yù)加張力的選擇不同由此產(chǎn)生測量不確定度，這也成為不同試驗(yàn)室測試同一樣品測試結(jié)果不一致的原因之一。不同預(yù)加張力對單紗斷裂強(qiáng)力的影響見4。
    GB/T3916-2013規(guī)定增加了測試長度的允許范圍：500mm±2mm或250mm±1mm，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定施加預(yù)加張力的目的之一是為了保證測試長度的準(zhǔn)確可靠與拉伸速度的始終統(tǒng)一，無論測試長度是500mm或250mm,因紗線不同紗支及不同的用途，其捻度各不相同，在單紗斷裂強(qiáng)力測試時(shí)因捻度不同可能造成測試長度的誤差：施加一定的預(yù)加張力，捻度小的紗線可能產(chǎn)生意外伸長，造成實(shí)際測試長度小于規(guī)定測試長度；捻度大的紗線，施加同樣的預(yù)加張力紗線可能存在捻縮，不能正常伸直，實(shí)際測試長度大于規(guī)定測試長度，長度誤差必然產(chǎn)生強(qiáng)力誤差；因同一測試品種因預(yù)加張力的不同，關(guān)系紗線伸直狀態(tài)，由此也影響到紗線始、終拉伸速度拉伸速度的大小。
    由以上可以看出，預(yù)加張力的選擇與紗線捻度有很大的關(guān)系，根據(jù)紗線線密度大小，同時(shí)結(jié)合因紗線用途不同捻度的大小不等，參照標(biāo)準(zhǔn)給出的預(yù)加張力范圍，確定合理的預(yù)加張力，既可提高單紗斷裂強(qiáng)力測試的準(zhǔn)確性，同時(shí)也提升不同試驗(yàn)室單紗斷裂強(qiáng)力測試比對的一致性。
4.2拉伸速度
    從正交試驗(yàn)表3可以看出，拉伸速度產(chǎn)生的III型方差SS為5900.77125，是正交試驗(yàn)中影響最大的因子，不同拉伸速度對單紗斷裂強(qiáng)力的影響見表5。GB/T3916-2013規(guī)定采用500mm/min的拉伸速度，“僅對自動(dòng)試驗(yàn)儀，根據(jù)協(xié)議允許較高的拉伸速度。我國的單紗斷裂強(qiáng)力測試方法從原來的定時(shí)斷裂20s，發(fā)展到現(xiàn)在的等速拉伸；而我國的紡織織造也從原來的有梭織機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的劍桿織機(jī)、片梭織機(jī)、噴水織機(jī)、噴汽織機(jī)；引緯速度也從有梭織機(jī)的240m/min左右發(fā)展到無梭織機(jī)的1900m/min左右，織造速度較原來有了很大提高，織造過程中紗線的受力情況發(fā)生很多變化。從標(biāo)準(zhǔn)反映實(shí)際應(yīng)用角度講，GB/T3916規(guī)定的500mm/min不能與現(xiàn)在的織造速度相應(yīng)，測試結(jié)果對現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的指導(dǎo)意義由此受到影響。建議采用400%的隔距長度每分鐘或者1000%的隔距長度每分鐘的拉伸速度”，也即可采用2000mm/min與5000mm/min的拉伸速度。
    設(shè)置統(tǒng)一的拉伸速度是單紗斷裂強(qiáng)力統(tǒng)一、一致的必要條件，同時(shí)根據(jù)紗線后加工，或服用過程中的紗線的運(yùn)動(dòng)態(tài)勢，設(shè)置相應(yīng)紗線運(yùn)動(dòng)態(tài)勢的拉伸速度測試單紗斷裂強(qiáng)力，標(biāo)準(zhǔn)具有更現(xiàn)實(shí)、更直接的應(yīng)用意義。測試參數(shù)的這種設(shè)置方法，既可更直接地用于指導(dǎo)生產(chǎn)，預(yù)測產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)也是標(biāo)準(zhǔn)制訂要求的依據(jù)，也是標(biāo)準(zhǔn)制訂的原則。
4.3溫濕度  
    從正交試驗(yàn)表3可以看出，不同溫度產(chǎn)生的III型方差SS為4206.8675，是正交試驗(yàn)影響單紗斷裂強(qiáng)力僅次于拉伸速度的因子，不同溫濕度對單紗斷裂強(qiáng)力的影響見表6。
    我國地域廣大，既有熱帶氣候，又有亞熱帶氣候與溫帶氣候；既有大陸性氣候，又有海洋性氣候。不同的氣候帶來一年四季不同的溫濕度。我國的很多的試驗(yàn)室沒有恒溫恒濕控制系統(tǒng)，單紗斷裂強(qiáng)力測試在不能控制溫濕度的狀態(tài)下完成，這種條件下嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的測試都不足于彌補(bǔ)溫濕度不同產(chǎn)生的測試誤差，即使按照修正系統(tǒng)進(jìn)行修正，同樣也會產(chǎn)生修正誤差。
4.4測試次數(shù)與間隔長度
    采用不同的管紗數(shù)量與不同的測試次數(shù)，及不同測試次數(shù)間隔長度不同，關(guān)系到樣本采用與利用的程度，關(guān)系到測試信息的是否充分，這些都會賦予單紗斷裂強(qiáng)力測試的測量不確定度，影響到對于一批紗線產(chǎn)品評估的準(zhǔn)確性和可靠性。測試次數(shù)與間隔長度不同對單紗斷裂強(qiáng)力的影響到見表7、表8。
    對于測試間隔長度一般都規(guī)定間隔數(shù)米，這個(gè)長度是一個(gè)不確定的長度，但在樣本允許的情況下，間隔長度大可以提高檢測結(jié)果的代表性與可靠性；測試次數(shù)有不同的規(guī)定，GB/T398-2008“棉本色紗線”、FZ/T12005-2011“普梳滌與棉混紡本色紗線”、FZ/T71005-2006“針織用棉本色紗”等紗線標(biāo)準(zhǔn)，對于半自動(dòng)單紗斷裂強(qiáng)力機(jī)，樣本為30只管紗，每管測試2次；而對于全自動(dòng)單紗斷裂強(qiáng)力機(jī)，無論是進(jìn)口的儀器，還是國產(chǎn)的儀器，其裝紗架只能放20個(gè)管紗，其樣本也只能為20個(gè)管紗，每管測試5次。對于同一批產(chǎn)品，只是因?yàn)閺?qiáng)力機(jī)類型不同，其