GB/T 14344-2022 化学纤维 长丝拉伸性能试验方法

　　ICS 59 . 060 . 20 CCS w 50

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 14344—2022代替 GB/T 14344—2008

　　化学纤维 长丝拉伸性能试验方法

　　Man-madefibre—Testmethodfortensilepropertiesoffilamentyarns

　　2022-04-15 发布 2022-1 1-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 14344—2022

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　本文件代替 GB/T 14344—2008《化学纤维 长丝拉伸性能试验方法》，与 GB/T 14344—2008 相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术内容变化如下：

　　a ) 更改了适用范围(见第 1 章，2008 年版的第 1 章);

　　b) 增加了“隔距长度”“应力”“应变”“模量”“初始模量”“断裂功”“断裂韧度”等术语和定义(见第 3 章，2008 年版的第 3 章);

　　c) 增加了夹持器的型式推荐(见 5.1.3) ;

　　d ) 删除了纱框或类似装置[见 2008 年版的 5 .2 b )] ;

　　e) 更改了实验室用水的要求[见 5.2.5 , 2008 年版的 5.2 f)] ;

　　f) 增加了“每一个卷装去除至少 100 m 的表层丝”试样制备要求(见 6.1.2.1) ;

　　g) 修改了无支撑卷装的试样制备[见 6.1.2.2 , 2008 年版的 6.1.2 a)] ;

　　h) 增加了无捻、无网络长丝和湿态测试的试样制备(见 6.1.2.3 和 6.1.2.4) ;

　　i) 增加了调湿和预调湿 — 适用干态测试的要求(见 6.2) ;

　　j) 修改了调湿和试验用标准大气、调湿时间(见 6.2.1 和 6.2.2,见 2008 年版的 6.2) ;

　　k) 增加了丝缕、可伸缩筒、加捻试样的预调湿和调湿的要求(见 6.2.2.1) ;

　　l ) 删除了强力量程、伸长量程(见 2008 年版的 6 .3 .4 和 6 .3 .5) ;

　　m) 更改了装样的要求(见 7.2 , 2008 年版的 7.1.2) ;

　　n) 删除了钩接强力和打结强力(见 2008 年版的 7 .2 和 7 .3) ;

　　o) 增加了断裂强度、定强力伸长率和初始模量的计算公式(见 8.2 ,8.3 和 8.5) ;

　　p) 更改了模量、断裂功和断裂韧度的计算公式(见 8.4、8.6 和 8.7 , 2008 年版的 8.3、8.4 和8.5) ;

　　q) 删除了允差(2008 年版的第 9 章);

　　r) 增加了“长丝施加捻度的推荐值”(见附录 A) ;

　　s ) 增加了“增加试验数量的计算方法”(见附录 D) ;

　　t) 更改了“统计值计算”(见附录 E, 2008 年版的附录 C)。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国纺织工业联合会提出。

　　本文件由全国化学纤维标准化技术委员会(SAC/TC 586)归口 。

　　本文件起草单位：上海市纺织工业技术监督所、江苏恒力化纤股份有限公司、苏州盛虹纤维有限公司、上海纺织集团检测标准有限公司、新乡化纤股份有限公司、中国石化仪征化纤有限责任公司、广州检验检测认证集团有限公司、广东新会美达锦纶股份有限公司、烟台泰和新材料股份有限公司、江苏先诺新材料科技有限公司、义乌华鼎锦纶股份有限公司、神马实业股份有限公司、福建永荣锦江股份有限公司、新凤鸣集团股份有限公司、绍兴方圆检测科技有限公司、无锡金通高纤股份有限公司、浙江海利环保科技股份有限公司、厦门翔鹭化纤股份有限公司、苏州龙杰特种纤维股份有限公司、安徽皖维高新材料股份有限公司、桐昆集团股份有限公司、浙江盛元化纤有限公司、福建省百川资源再生科技股份有限公司、威海海马科创纤维有限公司、张家港欣欣高纤股份有限公司、浙江尤夫高新纤维股份有限公司、江苏

　　Ⅰ

　　GB/T 14344—2022

　　索力得新材料集团有限公司、浙江古纤道绿色纤维有限公司、闽江学院、山东华纶新材料有限公司、中国化学纤维工业协会。

　　本文件主要起草人：王丽莉、李红杰、陈瑞、吴娟、吴凯琪、杨永红、季轩、罗武波、李荣江、孙宇、武德珍、张雪华、段文亮、仵晓、付重先、崔利、曾双穗、钱琦渊、王雅娟、张冬贵、何小林、孙先武、孙燕琳、吴维光、李晓辉、吕文娟、谢历峰、姜伟、赵海燕、胡运丽、金亮、何泽涵、王凤冉、杨志超、刘冰灵、孙钦超、李德利、张子昕。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：

　　— 1993 年首次发布，2003 年第一次修订，2008 年第二次修订;

　　— 本次为第三次修订。

　　Ⅱ

　　GB/T 14344—2022

　　化学纤维 长丝拉伸性能试验方法

　　1 范围

　　本文件描述了化学纤维长丝拉伸性能的试验方法。

　　本文件适用于化学纤维长丝，不包括氨纶和碳纤维。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注 日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注 日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 4146(所有部分) 纺织品 化学纤维

　　GB/T 6502 化学纤维 长丝取样方法

　　GB/T 6503 化学纤维 回潮率试验方法

　　GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法

　　GB/T 9994 纺织材料公定回潮率

　　GB/T 14343 化学纤维 长丝线密度试验方法

　　3 术语和定义

　　GB/T 4146(所有部分)界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　隔距长度 gaugelength

　　第一个夹持器和第二个夹持器的夹持点在起始位置时，测量的纤维总长度。

　　[来源：GB/T 4146 . 3—2011,2 . 1 . 6,有修改]

　　示例：缆柱形夹持器的夹持点示意图，见图 1 。

　　标引序号说明： A — 夹持点。

　　注：两个夹持器的夹持点处于起始位置，此时夹持点之间的纤维总长度，就是隔距长度。

　　图 1 缆柱形夹持器的夹持点示意图

　　1

　　GB/T 14344—2022

　　3.2

　　应力 stress

　　受外力作用的纤维对产生变形的抵抗。

　　注：通常以单位线密度或单位横截面积的力表示。

　　[来源：GB/T 4146 . 3—2011,2 . 5 . 19,有修改]

　　3.3

　　应变 strain

　　纤维因外力作用产生的变形。

　　注：通常以相应的比值表示。

　　[来源：GB/T 4146 . 3—2011,2 . 5 . 22,有修改]

　　3.4

　　模量 modulus

　　用以表征纤维变形特征的参数。 在应力-应变曲线上，应力增量与应变增量之比。

　　[来源：GB/T 4146 . 3—2011,2 . 5 . 28]

　　3.5

　　初始模量 initialmodulus

　　纤维的应力-应变曲线上，初始直线部分的应力增量与应变增量之比。

　　[来源：GB/T 4146 . 3—2011,2 . 5 . 29,有修改]

　　3.6

　　断裂功 workofrupture

　　拉伸纤维至断裂时，外力所做的功。 也就是，纤维受力作用直至发生断裂，这一过程中所吸收的能量。

　　3.7

　　断裂韧度 breakingtoughness

　　断裂比功

　　拉伸单位线密度和单位长度的纤维至断裂时，外力所做的功。

　　4 原理

　　在规定条件下，在等速伸长型试验仪上将纤维拉伸至断裂，从拉伸曲线或数据采集系统中得到试样的断裂强力、断裂伸长率、定强力伸长率、定伸长率强力、初始模量、断裂功和断裂韧度等拉伸性能数据。

　　5 装置和材料

　　5 . 1 等速伸长型拉伸试验仪(CRE)

　　5 . 1 . 1 仪器应配备如下装置：

　　a ) 手动或自动试样装载装置;

　　b ) 电子测力装置;

　　c) 能绘出拉伸曲线的 自动记录仪或数据采集系统;

　　d ) 可在至少 250 mm 规定隔距长度处夹持纤维的夹持器;

　　e ) 具有变换不同拉伸速度的装置。

　　5 . 1 . 2 仪器应符合下述技术要求：

　　a ) 实际强力和指示强力之间的最大允许差异小于实际强力的 1% ;

　　2

　　GB/T 14344—2022

　　b ) 实际伸长与指示伸长之间的最大允许差异小于 0 .5 mm;

　　c) 夹持器应能夹住试样且没有滑移，也不能损伤试样而造成在钳口处断裂;

　　d) 动夹持器以恒定的速度移动，速度变异小于 4% ;

　　e) 在连续试验期间，动夹持器回复到不同起始位置的最大允许差异小于 0 .25 mm。

　　5 . 1 . 3 夹持器的型式推荐如下：

　　a) 夹持器的型式对试样的断裂伸长率可能会产生一定的影响，供需双方应使用同类型的夹持器。

　　b) 夹持器标准型的钳口应是平面无衬垫的;但如果不能防止试样的滑移，根据协议可以使用其他型式的夹持器。 例如，有衬垫夹面的夹持器或不易使长丝打滑和钳 口 断裂的夹持器如图 2所示。

　　图 2 缆柱形夹持器的示意图

　　5 . 2 其他试验工具和材料

　　5.2. 1 缕纱测长仪：用于实验室样品制备成试验丝缕;纱框周长为(1.000±0.002) m;具有往复导丝装置和圈计数装置。

　　5 . 2 . 2 可伸缩筒：用于无支撑卷装长丝的试样制备;对加捻的长丝，在调湿或松弛过程中，可防止捻度损失。

　　5 . 2 . 3 回转式筒子架：用于可伸缩筒，使试样易于在低张力下沿切线退绕，不改变捻度。

　　5 . 2 . 4 存水容器：用于在水中浸渍试样。

　　5 . 2 . 5 实验室用水，符合 GB/T 6682 的三级水，温度为(20±2) ℃ 。

　　5 . 2 . 6 非离子型表面活性剂。

　　6 试验通则

　　6 . 1 取样

　　6 . 1 . 1 实验室样品抽取

　　实验室样品按照下列方式抽取：

　　— 散件实验室样品，按需取出;

　　— 批量样品中实验室样品，抽取按 GB/T 6502 规定。

　　不要抽取在运输途中意外受潮、擦伤或包装已经打开的卷装。

　　6 . 1 . 2 试样制备

　　6 . 1 .2 . 1 每一个卷装去除至少 100 m 的表层丝。

　　6. 1 .2.2 对于无支撑卷装，可用缕纱测长仪制成长度至少 25 m 的丝缕;或者在可伸缩筒上，摇取至少

　　3

　　GB/T 14344—2022

　　25 m 的长丝。

　　6 . 1 . 2 . 3 对于无捻、无网络长丝，如果无法防止试样打滑或钳口断裂，可以加捻，以使复丝中的单丝均能受到一定的张力，获得最佳试验结果。 各种长丝施加捻度的推荐值，见附录 A。

　　注：适当的捻度，增加断裂强力;过大/过小的捻度，降低断裂强力。 加捻后，断裂伸长率增大;初始模量减小。

　　6 . 1 . 2 . 4 对于湿态测试的试样，不需要调湿。

　　存水容器中加入温度(20±2) ℃ 的实验室用水，水中加入浓度最大不超过 0 . 1%的非离子表面活

　　性剂。

　　取一段试样(长度 60 cm 以上)，夹住两端以防捻度损失。放在存水容器的水面上，尽量让纤维 自由下沉，完全浸没于水中，浸润 2 min。整个操作过程，应避免捻度损失和试样受意外拉伸。

　　应注意试样从水中取出至拉伸至断裂，过程时间不得超过 2 min。

　　存水容器中的实验室用水至少一周更换一次。

　　6 . 2 调湿和预调湿 — 适用干态测试

　　6 . 2 . 1 调湿和试验用标准大气

　　公定回潮率小于 4.5%的长丝，温度(20±2) ℃ ,相对湿度(65±5) %。

　　公定回潮率大于或等于 4.5%的长丝，温度(20±2) ℃ ,相对湿度(65±3) %。

　　公定回潮率，按照 GB/T 9994 规定。

　　6 . 2 . 2 调湿时间

　　6 . 2 . 2 . 1 丝缕、可伸缩筒、加捻试样

　　有必要时，进行预调湿。在温度不超过 50 ℃、相对湿度 5%~25%条件下，至少放置 30 min。

　　调湿时间，按附录 B 中表 B. 1 的规定。

　　6 . 2 . 2 . 2 卷装试样

　　公定回潮率小于 4.5%的长丝卷装，调湿时间至少 4 h。

　　公定回潮率大于或等于 4.5%的长丝卷装，调湿时间至少 16 h。

　　经供需双方协商，可采用快速调湿方法，按附录 B规定。

　　6 . 3 试验条件

　　6 . 3 . 1 预张力

　　6 . 3 . 1 . 1 试样的预张力按式(1)计算：

　　犉=犘 × 犜 …………………………( 1 )

　　式中：

　　犉 — 预张力，单位为厘牛(cN) ;

　　犘 — 单位线密度的预张力，单位为厘牛每分特(cN/dtex) ;

　　犜 — 试样的名义线密度，单位为分特(dtex)。

　　6 . 3 . 1 . 2 单位线密度的预张力，推荐如下：

　　a) 牵伸丝、预取向丝、双收缩丝、膨体长丝，(0.05±0.005)cN/dtex;

　　b ) 拉伸变形丝、芳纶，(0 . 20±0 . 02) cN/ dtex;

　　c) 纤维素纤维，干态测试时为(0 . 05±0 . 005) cN/ dtex;湿态测试时为(0 . 025±0 . 002 5 ) cN/ dtex。

　　对于以上规定不适合的长丝，可由供需双方协商确定，或可由供需双方协商确定预张力的求取方

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　　GB/T 14344—2022

　　法，见附录 C。

　　6 . 3 . 2 隔距长度

　　当试样的平均断裂伸长率小于 50% ,隔距长度(500±1.0) mm;

　　当试样的平均断裂伸长率大于或等于 50% ,隔距长度(250±1.0) mm。

　　经供需双方协商，也可以采用其他隔距长度。

　　6 . 3 . 3 拉伸速度

　　按表 1 规定选择动夹持器的位移速度。 经供需双方协商，也可以采用其他拉伸速度。

　　表 1 动夹持器的位移速度

　　平均断裂伸长率 %

　　隔距长度mm

　　动夹持器的速度

　　每分钟移动的距离(以隔距长度的百分率表示)

　　%

　　动夹持器速度mm/ min

　　<3

　　500

　　10

　　50

　　3~<8

　　500

　　50

　　250

　　8~<50

　　500

　　100

　　500

　　≥50

　　250

　　400

　　1 000

　　6 . 3 . 4 夹持器调整

　　夹持试样前，应检查钳口是否相互对齐和平行，应确保受力后夹钳不歪斜。

　　6 . 4 试验次数

　　试验的次数根据不同情况规定如下：

　　a ) 散件实验室样品：每个卷装试验两次以上且每批样品的试验总次数不低于 20 次;

　　b ) 批量实验室样品：每个卷装试验两次;

　　c) 除规定的试验数量，对确定为 95%置信水平时，当卷装间的置信区间半宽值 c 超过总平均值的 5%(对于断裂强力)或总平均值的 10%(对于断裂伸长率)，则需按附录 D 规定增加试验数量;

　　d) 仲裁检验时，对按 6.1 所取的每个实验室样品，各试验 5 份试样。

　　7 试验步骤

　　7 . 1 线密度测定

　　按 GB/T 14343 规定，测定同一实验室样品的平均线密度。

　　7 . 2 装样

　　采用手动方式或者自动方式装载试样，需要符合下列规则。

　　a) 经调湿的丝缕试样，切断成多个试样。随机选取一个试样。

　　b ) 经调湿的可伸缩筒子，放入回转式筒子架，长丝沿切线方向抽出。褪除起始的数圈并舍弃之后，取出一个试样。 注意保持试样的捻度不变。

　　5

　　GB/T 14344—2022

　　c) 经调湿的加捻试样，一端引入一个夹持器的钳口中并夹紧，拉住长丝的另一端保持试样捻度不变，引入另一夹持器的钳口 中 。

　　d) 经调湿的卷装，去掉表层的十数米后，放在试验仪的筒子架上，将丝端装入试验仪的夹持装置中。

　　7 . 3 启动

　　7 . 3 . 1 预张力启动

　　将长丝的一端引入一个夹持器的钳口 中并夹紧，防止长丝捻度变化或意外拉伸。 把长丝的另一端引入另一个夹持器的钳口 中，并在末端施加规定的预张力。 确保长丝定位于夹持器的钳口 中心位置，夹紧夹持器。

　　开启试验仪，进行试验。 此时，起始长度相当于隔距长度。

　　7 . 3 . 2 松弛启动

　　将长丝的一端引入夹持器的一个夹持器的钳口 中并夹紧。 把长丝的另一端引入另一个夹持器的钳口 中，并保持试样正好处在松弛状态。 确保长丝处在夹持器钳口的中心位置，夹紧夹持器。

　　开启试验仪，进行试验。

　　测试动夹持器从起始位置到强力等于标准预张力时的位移。 此时，起始长度不是隔距长度。 如果伸长率是按 8 . 1 . 2 规定计算，这个附加的长度不影响试验结果。

　　7 . 4 拉伸性能的测定

　　干态测试时，根据试样状态，选择适宜的方式装样。 湿态测试时，采用手动方式装样。

　　根据试验要求，选择预张力启动或者松弛启动。

　　按照 6 . 3 规定的试验条件，测试 6 . 4 规定的试验次数。

　　记录发生钳口断裂(纤维断裂在钳口处或者钳口 中)或滑移(纤维在夹持器内滑移而虚假增长)的试

　　验次数。数量不应超过总试验次数的 10%。否则，应检查夹持器是否有异常，并予以调整或调换后重

　　新进行试验。 钳口断裂或滑移的结果不计，另外补充试样进行试验。

　　7 . 5 数据收集

　　根据要求，从拉伸曲线或数据采集系统中确定每次试验的断裂强力、断裂伸长率、定强力伸长率、定伸长率强力、初始模量、断裂功、断裂韧度等数据。

　　8 结果计算

　　8 . 1 断裂伸长率

　　8 . 1 . 1 预张力启动时，断裂伸长率按式(2)计算：

　　…………………………( 2 )

　　式中：

　　ε — 断裂伸长率;

　　E — 实验室样品从起始长度拉伸至断裂时的伸长值，单位为毫米(mm) ;

　　L0 — 起始长度，单位为毫米(mm)。

　　8 . 1 . 2 松弛启动时，起始长度按式(3)计算：

　　6

　　GB/T 14344—2022

　　L0 =(LS+D) …………………………( 3 )

　　式中：

　　LS— 启动时的隔距长度，单位为毫米(mm) ;

　　D — 动夹持器从起始位置到强力等于标准预张力位置时的位移，单位为毫米(mm)。

　　8 . 2 断裂强度

　　断裂强度按式(4)或式(5)计算：

　　…………………………( 4 )

　　…………………………( 5 )

　　式中：

　　σ1 — 断裂强度，单位为厘牛每分特(cN/dtex) ;

　　F — 试样的断裂强力，单位为厘牛(cN) ;

　　ρl — 同一实验室样品测得的平均线密度，单位为分特(dtex) ;

　　σ2 — 断裂强度，单位为吉帕(GPa) ;

　　ρ — 实验室样品的材料平均密度，单位为克每立方厘米(g/cm3 )。

　　8 . 3 定强力伸长率

　　定强力伸长率按式(6)计算：

　　…………………………( 6 )

　　式中：

　　εd — 定强力伸长率;

　　Ed — 定强力时的伸长值，单位为毫米(mm) ;

　　L0 — 起始长度，单位为毫米(mm)。

　　8 . 4 模量

　　模量按式(7)或者式(8)计算：

　　CM …………………………( 7 )

　　CM

　　式中：

　　CM1 — 模量，单位为厘牛每分特(cN/ dtex) ;

　　Δσd — 应力的增量，单位为厘牛每分特(cN/dtex) ;

　　Δεd — 应变的增量，无量纲;

　　CM2 — 模量，单位为吉帕(GPa) ;

　　ρ — 实验室样品的材料平均密度，单位为克每立方厘米(g/cm3 ) ;

　　ΔFd — 强力的增量，单位为厘牛(cN) ;

　　ρl — 同一实验室样品测得的平均线密度，单位为分特(dtex) ;

　　ΔEd — 伸长的增量，单位为毫米(mm) ;

　　L0 — 起始长度，单位为毫米(mm)。

　　7

　　GB/T 14344—2022

　　8 . 5 初始模量

　　在拉伸曲线的原点附近，取强力变化随伸长变化最大点，求出该点切线的斜率。 也就是，此切线上任意两点的强力之差与伸长之差的比值。 初始模量按式(9)或式(10)计算：

　　CM …………………………( 9 )

　　CM …………………………( 10 )

　　式中：

　　CMin-1 — 初始模量，单位为厘牛每分特(cN/dtex) ;

　　k — 强力变化随伸长变化最大点切线的斜率，单位为厘牛每毫米(cN/mm) ;

　　L0 — 起始长度，单位为毫米(mm) ;

　　ρl — 同一实验室样品测得的平均线密度，单位为分特(dtex) ;

　　CMin-2 — 初始模量，单位为吉帕(GPa) ;

　　ρ — 实验室样品的材料平均密度，单位为克每立方厘米(g/cm3 )。

　　8 . 6 断裂功

　　断裂功按式(11)计算：

　　………………( 11 )

　　式中：

　　ω — 断裂功，单位为焦耳(J) ,或：牛顿米(N · m) ;

　　FX+1 — 拉伸曲线上，第(X+1)个数据对的强力值，单位为厘牛顿(cN) ;

　　FX — 第 X个数据对的强力值，单位为厘牛顿(cN) ;

　　EX+1 — 第(X+1)个数据对的伸长值，单位为毫米(mm) ;

　　EX — 第 X个数据对的伸长值，单位为毫米(mm) ;

　　义 — 数据对的总数量。

　　断裂功的单位，也可采用厘牛毫米(cN · mm) ,此时仅报告 10-5 之前的数值。

　　8 . 7 断裂韧度(断裂比功)

　　断裂韧度(断裂比功)按式(12)计算：

　　EM …………………………( 12 )

　　式中：

　　EM — 断裂韧度，单位为焦耳每克(J/g) ;

　　ω — 断裂功，单位为焦耳(J)或牛顿米(N · m) ;

　　L0 — 起始长度，单位为毫米(mm) ;

　　ρl — 同一实验室样品测得的平均线密度，单位为分特(dtex)。

　　8 . 8 统计值计算

　　按附录 E 规定。

　　8

　　GB/T 14344—2022

　　8 . 9 数据修约

　　断裂强度、初始模量、断裂功、断裂韧度，保留至小数点后二位。

　　断裂伸长率，保留至 0.1%;变异系数，保留至 0.01%。

　　8 . 10 结果表示

　　试验结果以有效测试值的算术平均值表示。

　　9 试验报告

　　试验报告包括：

　　a) 所使用的标准(包括发布年号);

　　b ) 样品的名称和规格;

　　c ) 被选作批量样品包装件的号码标识;

　　d ) 采用的试验方法及所有的试验参数;

　　e ) 实验室样品的各项性能测试结果，如果计算标准偏差和变异系数，则要写入报告;

　　f) 经协商后对试验步骤的修改提示及其他与本标准不一致的部分;

　　g) 观察到的异常现象;

　　h ) 试验人员，试验日期。

　　9

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　　附 录 A

　　(资料性)

　　长丝施加捻度的推荐值

　　A.1 除芳纶之外，施加捻度 Z60 捻/m~Z120 捻/m,具体由供需双方协商确定。部分标准中曾提供施

　　加捻度的推荐值，见表 A. 1 。

　　表 A.1 长丝施加捻度的推荐值(芳纶除外)

　　线密度范围dtex

　　捻度

　　捻/m

　　55

　　Z100

　　110

　　Z90

　　220

　　Z80

　　440

　　Z70