1.前言
    單紗斷裂強力是滿(mǎn)足紗線(xiàn)連續生產(chǎn)與保證紡織品后加工正常進(jìn)行的基礎，也是保證紡織成品能夠正常使用的必要條件，作為紗線(xiàn)測試中的重要參數，成為紡織品貿易合同中的重要條款。
    很多因素影響到單紗斷裂強力的大小，不同的拉伸方式會(huì )出現不同的測試結果，從單紗斷裂強力拉伸形式上分有三種，有CRE（等速伸長(cháng)型）、CRT（等加負荷型）、CRL（等速牽引型），我國現行單紗斷裂強力測試方式已基本統一于CRE，但仍有少量試驗室在使用非CRE型單紗斷裂強力機；拉伸速度不同明顯影響單紗斷裂強力的大小，國際上有些標準的單紗斷裂強力測試采用了很高的拉伸速度，如2000mm/min、5000mm/min，我國現行單紗斷裂強力測試方法標準GB/T3916-1997“紡織品 卷裝紗  單根紗線(xiàn)斷裂強力和斷裂伸長(cháng)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(xiàn)斷裂強力和斷裂伸長(cháng)率的測定（CRE法）”仍在采用500mm/min，已與現代織造速度的不斷提高不相適應；有的試驗室則沒(méi)有溫濕度控制裝置，不同的季節有不同的溫濕度，同一樣本在不同時(shí)間測試會(huì )出現不同的單紗斷裂強力；對于離散性性不同的的樣本，如很多紗線(xiàn)產(chǎn)品標準如GB/T398-2008“棉本色紗線(xiàn)”、FZ/T71005-2006“針織用棉本色紗線(xiàn)”、GB/T5324-1997“精梳滌與棉混紡本色紗線(xiàn)”中規定全自動(dòng)單紗斷裂強力儀與半自動(dòng)單紗斷裂強力儀采用不同的管紗數量與不同的測試次數，及不同測試次數間隔長(cháng)度不同，這些都會(huì )賦予單紗斷裂強力測試的測量不確定度，影響到對于一批紗線(xiàn)產(chǎn)品評估的準確性和可靠性。
    以上測試參數均對單紗斷裂強力測試偏離產(chǎn)生影響，這些因素對單紗斷裂強力的影響各不相同。為科學(xué)、準確、嚴謹地控制各測試參數，減少測量不確定度，我們應用正交試驗，對單紗斷裂強力各測試參數進(jìn)行分析比較，依據不同參數對測試結果的不同影響設置測試參數，以此提高單紗斷裂強力準確性和可靠性。

2.試驗準備
2.1樣品選擇。如果樣品本身有較大的離散性，會(huì )嚴重影響測試結果的分析與比對。為此特意選取質(zhì)量高、穩定性好的紗線(xiàn)品種：C OE 36.4texT進(jìn)行測試比對，樣品數量：筒紗20個(gè)。
2.2測試儀器：陜西長(cháng)嶺紡織機電公司產(chǎn)YG063T全自動(dòng)單紗斷裂強力儀。
2.3比對測試參數：預加張力（cN）、溫濕度（℃ %RH）、拉伸速度mm/min）、測試次數（n）、間隔長(cháng)度(m)。

3.正交試驗
3.1比對測試參數各選取三個(gè)水平，組成正交試驗水平表，見(jiàn)表1。
3.2正交試驗表及測試結果見(jiàn)表2。
3.3應用SPSS13.0進(jìn)行統計分析，統計結果見(jiàn)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(zhù)性水平ɑ = 0.05。因此所用的模型具有統計學(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(zhù)性水平ɑ = 0.05上是影響單紗斷裂強力的最顯著(zhù)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(shuō)明三因子在顯著(zhù)性水平ɑ = 0.05上與上對測試結果的影響勻不顯著(zhù)，并且其中因子A、因子E均小于誤差e=180.5525，是影響單紗斷裂強力各參數中最小的兩個(gè)因子。以上三因子對于單紗斷裂強力的貢獻大小，與樣本本身的離散性大小直接相關(guān)，本案例預加張力小于測試次數的III型方差，或緣于這個(gè)樣本的離散性。

4.討論
4.1預加張力
    標準規定的單紗斷裂強力施加0.5±0.1cN/tex,對于一個(gè)測試樣品而言，標準給出的不是一個(gè)確定值，而是一個(gè)可以選擇的范圍。按照標準規定的預加張力，它可以施加0.5cN/tex的預加張力，也可以施加0.4cN/tex、0.6cN/tex的預加張力。通過(guò)正交試驗可以看出，不同的預加張力對單紗斷裂強力產(chǎn)生不同的影響，見(jiàn)表3，同一個(gè)樣品因預加張力的選擇不同由此產(chǎn)生測量不確定度，這也成為不同試驗室測試同一樣品測試結果不一致的原因之一。不同預加張力對單紗斷裂強力的影響見(jiàn)4。
    GB/T3916-2013規定增加了測試長(cháng)度的允許范圍：500mm±2mm或250mm±1mm，標準規定施加預加張力的目的之一是為了保證測試長(cháng)度的準確可靠與拉伸速度的始終統一，無(wú)論測試長(cháng)度是500mm或250mm,因紗線(xiàn)不同紗支及不同的用途，其捻度各不相同，在單紗斷裂強力測試時(shí)因捻度不同可能造成測試長(cháng)度的誤差：施加一定的預加張力，捻度小的紗線(xiàn)可能產(chǎn)生意外伸長(cháng)，造成實(shí)際測試長(cháng)度小于規定測試長(cháng)度；捻度大的紗線(xiàn)，施加同樣的預加張力紗線(xiàn)可能存在捻縮，不能正常伸直，實(shí)際測試長(cháng)度大于規定測試長(cháng)度，長(cháng)度誤差必然產(chǎn)生強力誤差；因同一測試品種因預加張力的不同，關(guān)系紗線(xiàn)伸直狀態(tài)，由此也影響到紗線(xiàn)始、終拉伸速度拉伸速度的大小。
    由以上可以看出，預加張力的選擇與紗線(xiàn)捻度有很大的關(guān)系，根據紗線(xiàn)線(xiàn)密度大小，同時(shí)結合因紗線(xiàn)用途不同捻度的大小不等，參照標準給出的預加張力范圍，確定合理的預加張力，既可提高單紗斷裂強力測試的準確性，同時(shí)也提升不同試驗室單紗斷裂強力測試比對的一致性。
4.2拉伸速度
    從正交試驗表3可以看出，拉伸速度產(chǎn)生的III型方差SS為5900.77125，是正交試驗中影響最大的因子，不同拉伸速度對單紗斷裂強力的影響見(jiàn)表5。GB/T3916-2013規定采用500mm/min的拉伸速度，“僅對自動(dòng)試驗儀，根據協(xié)議允許較高的拉伸速度。我國的單紗斷裂強力測試方法從原來(lái)的定時(shí)斷裂20s，發(fā)展到現在的等速拉伸；而我國的紡織織造也從原來(lái)的有梭織機，發(fā)展到現在的劍桿織機、片梭織機、噴水織機、噴汽織機；引緯速度也從有梭織機的240m/min左右發(fā)展到無(wú)梭織機的1900m/min左右，織造速度較原來(lái)有了很大提高，織造過(guò)程中紗線(xiàn)的受力情況發(fā)生很多變化。從標準反映實(shí)際應用角度講，GB/T3916規定的500mm/min不能與現在的織造速度相應，測試結果對現實(shí)生產(chǎn)的指導意義由此受到影響。建議采用400%的隔距長(cháng)度每分鐘或者1000%的隔距長(cháng)度每分鐘的拉伸速度”，也即可采用2000mm/min與5000mm/min的拉伸速度。
    設置統一的拉伸速度是單紗斷裂強力統一、一致的必要條件，同時(shí)根據紗線(xiàn)后加工，或服用過(guò)程中的紗線(xiàn)的運動(dòng)態(tài)勢，設置相應紗線(xiàn)運動(dòng)態(tài)勢的拉伸速度測試單紗斷裂強力，標準具有更現實(shí)、更直接的應用意義。測試參數的這種設置方法，既可更直接地用于指導生產(chǎn)，預測產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)也是標準制訂要求的依據，也是標準制訂的原則。
4.3溫濕度  
    從正交試驗表3可以看出，不同溫度產(chǎn)生的III型方差SS為4206.8675，是正交試驗影響單紗斷裂強力僅次于拉伸速度的因子，不同溫濕度對單紗斷裂強力的影響見(jiàn)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(lái)一年四季不同的溫濕度。我國的很多的試驗室沒(méi)有恒溫恒濕控制系統，單紗斷裂強力測試在不能控制溫濕度的狀態(tài)下完成，這種條件下嚴謹規范的測試都不足于彌補溫濕度不同產(chǎn)生的測試誤差，即使按照修正系統進(jìn)行修正，同樣也會(huì )產(chǎn)生修正誤差。
4.4測試次數與間隔長(cháng)度
    采用不同的管紗數量與不同的測試次數，及不同測試次數間隔長(cháng)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(huì )賦予單紗斷裂強力測試的測量不確定度，影響到對于一批紗線(xiàn)產(chǎn)品評估的準確性和可靠性。測試次數與間隔長(cháng)度不同對單紗斷裂強力的影響到見(jiàn)表7、表8。
    對于測試間隔長(cháng)度一般都規定間隔數米，這個(gè)長(cháng)度是一個(gè)不確定的長(cháng)度，但在樣本允許的情況下，間隔長(cháng)度大可以提高檢測結果的代表性與可靠性；測試次數有不同的規定，GB/T398-2008“棉本色紗線(xiàn)”、FZ/T12005-2011“普梳滌與棉混紡本色紗線(xiàn)”、FZ/T71005-2006“針織用棉本色紗”等紗線(xiàn)標準，對于半自動(dòng)單紗斷裂強力機，樣本為30只管紗，每管測試2次；而對于全自動(dòng)單紗斷裂強力機，無(wú)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，只是因為強力機類(lèi)型不同，其