1.前言
    單紗斷裂強力是滿足紗線連續(xù)生產(chǎn)與保證紡織品后加工正常進行的基礎(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，從單紗斷裂強力拉伸形式上分有三種，有CRE（等速伸長型）、CRT（等加負荷型）、CRL（等速牽引型），我國現(xiàn)行單紗斷裂強力測試方式已基本統(tǒng)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(xiàn)行單紗斷裂強力測試方法標準GB/T3916-1997“紡織品 卷裝紗  單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定”，包括即使實施的GB/T3916-2013“紡織品 卷裝紗  單根紗線斷裂強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，同一樣本在不同時間測試會出現(xiàn)不同的單紗斷裂強力；對于離散性性不同的的樣本，如很多紗線產(chǎn)品標準如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)定全自動單紗斷裂強力儀與半自動單紗斷裂強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)品評估的準確性和可靠性。
    以上測試參數(shù)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?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，對單紗斷裂強力各測試參數(shù)進行分析比較，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，會嚴重影響測試結(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進行測試比對，樣品數(shù)量：筒紗20個。
2.2測試儀器：陜西長嶺紡織機電公司產(chǎn)YG063T全自動單紗斷裂強力儀。
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
3.1比對測試參數(shù)各選取三個水平，組成正交試驗水平表，見表1。
3.2正交試驗表及測試結(jié)果見表2。
3.3應(yīng)用SPSS13.0進行統(tǒng)計分析，統(tǒng)計結(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力的最顯著的兩個因子。
    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，是影響單紗斷裂強力各參數(shù)中最小的兩個因子。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(yù)加張力小于測試次數(shù)的III型方差，或緣于這個樣本的離散性。

4.討論
4.1預(yù)加張力
    標準規(guī)定的單紗斷裂強力施加0.5±0.1cN/tex,對于一個測試樣品而言，標準給出的不是一個確定值，而是一個可以選擇的范圍。按照標準規(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。通過正交試驗可以看出，不同的預(yù)加張力對單紗斷裂強力產(chǎn)生不同的影響，見表3，同一個樣品因預(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，標準規(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，在單紗斷裂強力測試時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，實際測試長度大于規(guī)定測試長度，長度誤差必然產(chǎn)生強力誤差；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，同時結(jié)合因紗線用途不同捻度的大小不等，參照標準給出的預(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力測試的準確性，同時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表5。GB/T3916-2013規(guī)定采用500mm/min的拉伸速度，“僅對自動試驗儀，根據(jù)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的定時斷裂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，發(fā)展到現(xiàn)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)展到無梭織機的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。從標準反映實際應(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力統(tǒng)一、一致的必要條件，同時根據(jù)紗線后加工，或服用過程中的紗線的運動態(tài)勢，設(shè)置相應(yīng)紗線運動態(tài)勢的拉伸速度測試單紗斷裂強力，標準具有更現(xiàn)實、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，同時也是標準制訂要求的依據(jù)，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。我國的很多的試驗室沒有恒溫恒濕控制系統(tǒng)，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(guī)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(tǒng)進行修正，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)品評估的準確性和可靠性。測試次數(shù)與間隔長度不同對單紗斷裂強力的影響到見表7、表8。
    對于測試間隔長度一般都規(guī)定間隔數(shù)米，這個長度是一個不確定的長度，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”等紗線標準，對于半自動單紗斷裂強力機，樣本為30只管紗，每管測試2次；而對于全自動單紗斷裂強力機，無論是進口的儀器，還是國產(chǎn)的儀器，其裝紗架只能放20個管紗，其樣本也只能為20個管紗，每管測試5次。對于同一批產(chǎn)品，只是因為強力機類型不同，其