浅谈山羊绒纱线捻度与强力的关系
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摘要：通过采用YG155A型电子纱线捻度仪和YG023C型全自动单纱强力机测试26S/2羊绒纱线的捻度和纱线强力，比较其捻度与强力的关系，得出当羊绒纱线捻系数小于临界系数时，纱线强力随捻系数的增加而增加；当羊绒纱线捻系数大于临界系数时，纱线的强力随捻系数的增加反而下降的结论。
关键词：捻度；直接计数法；断裂强力；断裂强度；捻系数
为使纱线具有一定的强力、弹性、伸长、光泽、手感等物理机械性能，必须通过加捻改变纱线的性能。短纤维为了纺制成纱需要加捻，长丝为了便于加工或提高紧密度也需要加捻，捻度对纱线的结构、物理性能、织物的风格及成衣的服用性能有着直接影响。纱线断裂强力是指在纱线拉伸试验中，试样被拉伸至断裂所施加的最大力，断裂强力与其线密度的比值叫做纱线的断裂强度[1]。捻度和强力是纺织生产中最基本的测试项目，是表征材料性能和质量的重要指标，是纺织厂评定纱线品质的重要依据。
本文选择26S/2环锭羊绒纱和走锭羊绒纱，分别测试它们的捻度和强力，从而比较这两种山羊绒纱线捻度和强力的关系。
1 捻度测试
1.1 捻度测试原理
捻度通常不是均匀地分配在整根纱上。测试捻度时要离开1 m取样，在规定的张力下，夹住一定长度试样的两端，旋转试样一端，退去纱线试样的捻度，直到被测纱线的构成单元平行。根据退去纱线捻度所需转数求得纱线的捻度[2]。
1.2 捻度测试方法
纱线捻度的测试方法有：直接计数法和退捻加捻法。其中退捻加捻法又分为：退捻加捻A法、退捻加捻B法和三次退捻加捻法；直接计数法适用于短纤维单纱、有捻复丝、股线、缆线；退捻加捻法适用于棉、毛、丝、麻及其混纺纤维的单纱。
本试验采用YG155A型电子纱线捻度仪，以直接计数法测试26S/2羊绒股线的捻度，试样选择4种环锭羊绒纱和4种走锭羊绒纱进行测试，每种试样测试5次，比较环锭羊绒纱和走锭羊绒纱捻度的不同。
1.3 试验结果
计算每种纱线的平均捻度值Xe，平均值以下的捻度平均值XL ，均方差S，平均值以下次数NL，变异系数CV，平均差不均率H，捻系数a等，统计结果见表1。
从表1可以得出，26S/2羊绒走锭纱的平均捻度值小于26S/2羊绒环锭纱的平均捻度值；羊绒走锭纱的捻系数也均小于羊绒环锭纱的捻系数。
2 强力测试
2.1 强力测试原理
纱线断裂强力测定是使用专用的仪器设备拉伸试样直至断裂，同时记录断裂强力和断裂伸长[3]。本试验纱线强力采用YG023C型全自动单纱强力机测试，工作原理是采用测力传感器，将被测试样所受的力转换成电信号，经放大后得到与受力大小成正比的信号，显示负荷值及断裂强力。通过一定机构产生与试样变形成正比的数字脉冲，通过计数电路显示试样的变形量，仪器自动记录试验数据并打印。
2.2 强力测试方法
本试验采用500 mm夹持长度，500 mm/min的拉伸速度，调湿试样的预加张力为（0.5+0.1）cN/tex，调湿及试验用标准大气温度为（20±2）℃、相对湿度为（65±3）%。在标准大气条件下绞纱试样需放置8 h以上，卷装紧密的试样至少48 h以上。
按照试验规定，准备2626S/2纯山羊绒环锭纱和走锭纱各4种试样，与上述捻度测试试样一致。按规定要求，进行预调湿、调湿处理，并在标准大气中测试。
2.3 试验结果
计算断裂强力、断裂强度、断裂长度、平均值、变异系数等，统计结果见表2和表3。
由以上环锭羊绒纱强力试验数据和走锭羊绒纱强力试验数据可以得出，环锭羊绒纱的断裂强力平均值和断裂强度均大于相同支数走锭羊绒纱的断裂强力平均值和断裂强度。
3 纱线捻度和强力的关系
对以上纱线捻度试验和纱线强力试验所得到的数据进行汇总，得到山羊绒纱线捻度与强力测试数据汇总表（表4），作为分析的依据。
在测试纱线强力的试验中，将纱线拉伸到断裂时，发现断裂截面上并不是所有纤维都断裂，而是一部分纤维断裂，另一部分纤维滑脱，且断裂的那部分纤维也不是同时断裂，可见这种断裂性能与纱线强力及其捻度有着密切的关系。纱线加捻后，不仅影响纱线的直径、光泽等外观，也影响纱线的强度、弹性、伸长等内在质量和手感。
对羊绒纱而言，加捻最直接的作用是为了获得强力。但从表4可以看出，并不是加捻程度越大，纱线的强力就越大，原因是加捻既存在有利于纱线强力提高的因素，又存在不利于纱线强力因素。
（1）有利因素：捻系数增加，纤维对纱轴的向心压力加大，纤维间的摩擦阻力增加，纱线由于纤维间滑脱而断裂的可能性减少。加捻使纱线在长度方向的强力不均匀性降低。纱线在拉伸外力作用下，断裂总是发生在纱线强力最小处，纱线的强力就是弱环处所能承受的外力。
（2）不利因素：加捻使纱中纤维倾斜，使纤维承受的轴向分力减小，从而使纱线的强力降低。纱线加捻过程中使纤维产生预应力，使纱线受力时，纤维承担外力的能力降低。
加捻对纱线强力的影响，是以上有利因素与不利因素的对立统一。在捻系数较小时，有利因素起主导作用；当捻系数达到某一值时，表现为不利因素起主导作用，纱线的强力随捻系数的增加而下降。随着捻度的增加，纱线强力继续增加，但到一定捻度之后，继续加捻度，强力反而下降。有利方面是捻度增加，纤维间摩擦阻力增加，使在断裂过程中强力的成分增加，不利方面是捻度增加，纤维与纱条轴线的倾角加大纤维强力在纱条轴向能承受的分力降低，而且捻度过大会增加纱条内外纤维应力分布不均，加剧纤维断裂的不同时性，使强力随捻度增大而增大，两者相等时强力最大，这时捻度为临界捻度，与临界捻度相对应的捻系数称为临界系数[4-6]。
4 结论
由试验可知，两种纺纱方式的羊绒纱线捻系数小于临界系数时，纱线强力随捻系数的增加而增加；但当羊绒纱线捻系数大于临界系数时，纱线的强力随捻系数的增加反而下降。
参考文献：
[1] 姚穆，周锦芳，黄淑珍，等. 纺织材料学[M].第2 版.北京：中国纺织出版社，1997.
[2] 中华人民共和国国家标准. GB/T 2543.1―2001 纺织品 纱线捻度的测定 第一部分：直接计数法[S].
[3] 中华人民共和国国家标准. GB/T 3916―1997 纺织品 卷装纱 单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定[S].
[4] 李汝勤,宋钧才.纤维和纺织品测试技术[M].第三版.上海:东华大学出版社 ,2009:278-283.
[5] 杨砚.浅析影响羊绒纱强力的主要因素[J].北京纺织，1997,18（3）：30-32.
[6] 余正凤,邱欣,杨晓君.不同纺纱系统的羊绒针织纱结构与性能的研究[J].天津纺织工学院学报,1996(4):6-10.
(作者单位：宁夏纺织纤维检验局)