撕破強(qiáng)力試驗(yàn)發(fā)生異向撕破時(shí)力值范圍的分析

文/沈悅明 賈滿蘭 陳鳳梅

關(guān)鍵字：撕破強(qiáng)力；異向撕破；力值分析

1 引言

撕破強(qiáng)力是紡織品物理性能檢測中最常見的一種力學(xué)性能檢測方法，撕破強(qiáng)力的好壞直接決定了其制品的服用性能。目前國內(nèi)外關(guān)于紡織品撕破強(qiáng)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(nèi)大多數(shù)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中都包含了對撕破強(qiáng)力的檢測，然而在實(shí)際的檢測過程中經(jīng)常會遇到織物在撕破過程中出現(xiàn)紗線滑移或撕破未沿施力方向進(jìn)行（以下簡稱異向撕破）的情況，當(dāng)出現(xiàn)這些情況時(shí)，按GB/T 3917系列標(biāo)準(zhǔn)的要求應(yīng)將試驗(yàn)結(jié)果剔除，如果5個(gè)試樣中有3個(gè)及以上出現(xiàn)了這種情況，則可以認(rèn)為該方法不適用于這份樣品[1-3]。

造成織物發(fā)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(fā)現(xiàn)了樣品發(fā)生異向撕破的主要原因是經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力相差較大[4]。對于生產(chǎn)廠家和檢測機(jī)構(gòu)而言，由于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了撕破強(qiáng)力的檢測方法和考核指標(biāo)，在發(fā)生異向撕破時(shí)無法得到該方向的撕破強(qiáng)力具體數(shù)據(jù)，因此就有必要得知發(fā)生異向撕破的方向的撕破強(qiáng)力是否符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。

通過對5種撕破強(qiáng)力測試方法得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，結(jié)合織物的密度、斷裂強(qiáng)力等其他物理指標(biāo)，對撕破強(qiáng)力試驗(yàn)發(fā)生異向撕破時(shí)的力值范圍進(jìn)行分析，從而給出一個(gè)力值的范圍用于判斷織物是否符合相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

2.1 試驗(yàn)方法

樣品的撕破強(qiáng)力試驗(yàn)選用國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(qiáng)力試驗(yàn)按GB/T 3923.2—2013進(jìn)行，樣品的經(jīng)緯向密度按GB/T 4668—1995進(jìn)行，樣品的單位面積質(zhì)量按GB/T 4669—2008進(jìn)行。

2.2 試驗(yàn)儀器

INSTRON 5965雙臂萬能材料試驗(yàn)機(jī)、SDL ATLAS M008HE數(shù)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(yàn)方案

選取不同成分與組織結(jié)構(gòu)的面料6塊，表1列舉了樣品的成分、經(jīng)緯向密度和單位面積質(zhì)量等信息。

對每份樣品的經(jīng)緯向分別測試撕破強(qiáng)力和斷裂強(qiáng)力。進(jìn)行撕破強(qiáng)力測試時(shí)，記錄樣品的平均峰值（N）；進(jìn)行斷裂強(qiáng)力測試時(shí)，記錄樣品的斷裂強(qiáng)力（N）。測試結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后1位，不按照GB/T 3917和GB/T 3923的要求進(jìn)行修約，以便于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。

對于發(fā)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(zhuǎn)化成的撕破強(qiáng)力，其發(fā)生異向撕破時(shí)得出的力值并不是樣品該方向的撕破強(qiáng)力，因此不記錄此時(shí)的儀器顯示的撕破強(qiáng)力（N）。

表1 測試樣品信息

3 結(jié)果與討論

3.1 試驗(yàn)結(jié)果

對樣品a）～g）分別按試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)，得到的數(shù)據(jù)詳見表2。

3.2 結(jié)果討論

從表2的測試結(jié)果中可以看出：樣品c）、d）、e）、f）在使用這5種撕破方法時(shí)均出現(xiàn)了異向撕破，發(fā)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(jìn)行翼形法撕破時(shí)，其緯向也發(fā)生了異向撕破；樣品d）在進(jìn)行翼形法撕破時(shí)，其經(jīng)向在撕破過程中有少部分的紗線抽出。樣品f）僅擺錘法發(fā)生了異向撕破。在這6個(gè)樣品中梯形法均沒有出現(xiàn)異向撕破等任何異常情況；這6個(gè)樣品中翼形法僅有1個(gè)樣品出現(xiàn)了異向撕破，這是由于樣品c）經(jīng)緯向紗線差異造成的。從表1中可以看出樣品c）經(jīng)緯向密度相差較大，其經(jīng)緯向斷裂強(qiáng)力相差在4倍以上，這是造成樣品c）使用翼形法撕破時(shí)產(chǎn)生異向撕破的主要原因。

因此可以認(rèn)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(fā)生。

表2 撕破強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)力測試結(jié)果

從表2中也可以看出，經(jīng)緯向斷裂強(qiáng)力的大小是與經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力相對應(yīng)的，經(jīng)向斷裂強(qiáng)力大于緯向斷裂強(qiáng)力的樣品，其經(jīng)向撕破強(qiáng)力也必然大于緯向撕破強(qiáng)力。因此，可以認(rèn)為樣品經(jīng)緯向斷裂強(qiáng)力的大小，一定程度上也反映了其經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力的大小。當(dāng)經(jīng)緯向斷裂強(qiáng)力相差不是特別大時(shí)，對于褲形法會產(chǎn)生異向撕破的樣品，翼形法撕破可以完全撕裂，并且其結(jié)果與褲形法相近。

通過比較5種撕破方法獲得的撕破數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生異向撕破的樣品，在使用梯形法撕破時(shí)，其異向撕破方向的撕破強(qiáng)力是大于另一個(gè)方向的。使用翼形法撕破獲得的數(shù)據(jù)也印證了這一觀點(diǎn)，因此可以認(rèn)為發(fā)生異向撕破的方向，其撕破強(qiáng)力應(yīng)該大于沒有發(fā)生異向撕破的方向的撕破強(qiáng)力。

4 結(jié)論

通過上文的試驗(yàn)與分析，可以得到如下結(jié)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(shù)的機(jī)織物，翼形法撕破適用于經(jīng)緯向斷裂強(qiáng)力相差不是特別大的機(jī)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(qiáng)力結(jié)果不具備可比性；

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

4）發(fā)生異向撕破的方向，其撕破強(qiáng)力的大小可以認(rèn)為是大于沒有發(fā)生異向撕破的方向的撕破強(qiáng)力。