撕破強力試驗發生異向撕破時力值范圍的分析

文/沈悅明 賈滿蘭 陳鳳梅

關鍵字：撕破強力；異向撕破；力值分析

1 引言

撕破強力是紡織品物理性能檢測中最常見的一種力學性能檢測方法，撕破強力的好壞直接決定了其制品的服用性能。目前國內外關于紡織品撕破強力的檢測方法有很多種，從其原理上可以分為以下5種：埃門多夫沖擊擺錘法、褲形法（單縫法）、舌形法（雙縫法）、梯形法、翼形法。

目前國內大多數的產品標準中都包含了對撕破強力的檢測，然而在實際的檢測過程中經常會遇到織物在撕破過程中出現紗線滑移或撕破未沿施力方向進行（以下簡稱異向撕破）的情況，當出現這些情況時，按GB/T 3917系列標準的要求應將試驗結果剔除，如果5個試樣中有3個及以上出現了這種情況，則可以認為該方法不適用于這份樣品[1-3]。

造成織物發生異向撕破的原因有很多種，彭秀芳、蔣曉若等在對牛仔布的研究中就發現了樣品發生異向撕破的主要原因是經緯向撕破強力相差較大[4]。對于生產廠家和檢測機構而言，由于產品標準規定了撕破強力的檢測方法和考核指標，在發生異向撕破時無法得到該方向的撕破強力具體數據，因此就有必要得知發生異向撕破的方向的撕破強力是否符合產品標準的要求。

通過對5種撕破強力測試方法得到的數據進行研究，結合織物的密度、斷裂強力等其他物理指標，對撕破強力試驗發生異向撕破時的力值范圍進行分析，從而給出一個力值的范圍用于判斷織物是否符合相應產品標準的要求。

2 試驗方案設計

2.1 試驗方法

樣品的撕破強力試驗選用國家標準進行，分別為：GB/T 3917.1—2009（埃門多夫沖擊擺錘法）、GB/T 3917.2—2009（褲形法）、GB/T 3917.3—2009（梯形法）、GB/T 3917.4—2009（舌形法）、GB/T 3917.5—2009（翼形法）。

樣品的斷裂強力試驗按GB/T 3923.2—2013進行，樣品的經緯向密度按GB/T 4668—1995進行，樣品的單位面積質量按GB/T 4669—2008進行。

2.2 試驗儀器

INSTRON 5965雙臂萬能材料試驗機、SDL ATLAS M008HE數顯式擺錘撕破儀、賽多利斯BSA224S-CW萬分之一克電子天平。

2.3 試驗方案

選取不同成分與組織結構的面料6塊，表1列舉了樣品的成分、經緯向密度和單位面積質量等信息。

對每份樣品的經緯向分別測試撕破強力和斷裂強力。進行撕破強力測試時，記錄樣品的平均峰值（N）；進行斷裂強力測試時，記錄樣品的斷裂強力（N）。測試結果保留至小數點后1位，不按照GB/T 3917和GB/T 3923的要求進行修約，以便于后續的數據分析。

對于發生異向撕破的樣品，記錄其試樣斷脫前所有峰值的平均值（N）。由于埃門多夫沖擊擺錘法是由勢能克服樣品做功而轉化成的撕破強力，其發生異向撕破時得出的力值并不是樣品該方向的撕破強力，因此不記錄此時的儀器顯示的撕破強力（N）。

表1 測試樣品信息

3 結果與討論

3.1 試驗結果

對樣品a）～g）分別按試驗方案進行試驗，得到的數據詳見表2。

3.2 結果討論

從表2的測試結果中可以看出：樣品c）、d）、e）、f）在使用這5種撕破方法時均出現了異向撕破，發生異向撕破的方法主要是擺錘法、褲形法和舌形法。樣品c）在進行翼形法撕破時，其緯向也發生了異向撕破；樣品d）在進行翼形法撕破時，其經向在撕破過程中有少部分的紗線抽出。樣品f）僅擺錘法發生了異向撕破。在這6個樣品中梯形法均沒有出現異向撕破等任何異常情況；這6個樣品中翼形法僅有1個樣品出現了異向撕破，這是由于樣品c）經緯向紗線差異造成的。從表1中可以看出樣品c）經緯向密度相差較大，其經緯向斷裂強力相差在4倍以上，這是造成樣品c）使用翼形法撕破時產生異向撕破的主要原因。

因此可以認為，對于a）～g）這6份樣品，梯形法撕破都能夠表征其撕破性能，翼形法撕破能較好地表征大部分樣品的撕破性能。梯形法和翼形法撕破由于其撕破方向與樣品存在一定的角度，因此這兩種撕破方法相比其他3種，能更好地避免異向撕破的發生。

表2 撕破強力、斷裂強力測試結果

從表2中也可以看出，經緯向斷裂強力的大小是與經緯向撕破強力相對應的，經向斷裂強力大于緯向斷裂強力的樣品，其經向撕破強力也必然大于緯向撕破強力。因此，可以認為樣品經緯向斷裂強力的大小，一定程度上也反映了其經緯向撕破強力的大小。當經緯向斷裂強力相差不是特別大時，對于褲形法會產生異向撕破的樣品，翼形法撕破可以完全撕裂，并且其結果與褲形法相近。

通過比較5種撕破方法獲得的撕破數據，可以發現產生異向撕破的樣品，在使用梯形法撕破時，其異向撕破方向的撕破強力是大于另一個方向的。使用翼形法撕破獲得的數據也印證了這一觀點，因此可以認為發生異向撕破的方向，其撕破強力應該大于沒有發生異向撕破的方向的撕破強力。

4 結論

通過上文的試驗與分析，可以得到如下結論：

1）梯形法和翼形法都能夠較好地反映織物的撕破性能，梯形法撕破適用于絕大多數的機織物，翼形法撕破適用于經緯向斷裂強力相差不是特別大的機織物；

2）5種撕破方法由于測試原理不完全相同，因此得到的撕破強力結果不具備可比性；

3）樣品經緯向的斷裂強力一定程度上反映了其經緯向的撕破強力，斷裂強力較大的方向，其撕破強力也較大，反之亦然；

4）發生異向撕破的方向，其撕破強力的大小可以認為是大于沒有發生異向撕破的方向的撕破強力。