對(duì)比分析針織物接縫強(qiáng)力測(cè)試方法

鄭琰珍

[泰安市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)研究院（泰安市纖維檢驗(yàn)所），山東 泰安 271000]

人們使用的針織產(chǎn)品或穿的針織服裝在織造時(shí)，基本由多片針織面料組合拼接而成，不同面料的連接處或縫口處被稱(chēng)作針織物接縫，接縫的質(zhì)量決定了針織產(chǎn)品的使用性能和質(zhì)量。判斷針織物質(zhì)量時(shí)，接縫強(qiáng)力是關(guān)鍵指標(biāo)。在標(biāo)準(zhǔn)條件下，以膨脹、沖頂或者拉伸的方式對(duì)針織物接縫不斷施力，直到達(dá)到破壞接縫的最大強(qiáng)力。當(dāng)前在測(cè)試針織物接縫強(qiáng)力時(shí)，常見(jiàn)的措施有頂破法和抓樣法。

1 針織物接縫的基本力學(xué)性能和原理

1.1 撕破強(qiáng)力

衣物被穿著時(shí)，部分位置會(huì)突然承受負(fù)荷，且由于物理因素的影響，負(fù)荷相對(duì)集中，比如人體在移動(dòng)過(guò)程中突然被某種東西勾住衣物或人在下蹲期間，襠部和臀部會(huì)受到外力夾持，針織物紗線需承受較大的作用力，若超出其承載力，會(huì)出現(xiàn)裂縫或斷裂現(xiàn)象。

撕破針織物時(shí)會(huì)形成受力三角區(qū)，針織物承受的撕破強(qiáng)力與紗線單紗強(qiáng)力呈正相關(guān)。當(dāng)紗線斷裂伸長(zhǎng)率增加時(shí)，受力三角形的面積增大，受力紗線的數(shù)量增加，撕破強(qiáng)力也增大。在不同的場(chǎng)景下，各種針織物均存在多種被撕裂破壞的方式。當(dāng)前，我國(guó)在測(cè)試針織物撕破強(qiáng)力時(shí)，常用的方法有梯形試樣法、褲形試樣法、沖擊擺錘法。

在上述3種測(cè)量方法中，測(cè)量的原理不同，得到的織物三角區(qū)域也存在差異，結(jié)果沒(méi)有可比性。一般牛仔褲等大撕破強(qiáng)力的斜紋織物適合使用沖擊擺錘法測(cè)量；非織造布等有規(guī)則的撕裂方向和精梳毛織品、純棉印染布等機(jī)織物可使用褲形試樣法測(cè)量；輕薄非織造布和燈芯絨面料等機(jī)織物適合使用梯形法測(cè)量。

機(jī)織物的撕破強(qiáng)力測(cè)試主要使用褲形試樣法和沖擊擺錘法完成，其他類(lèi)型的非織造物可采用同樣的方法完成測(cè)試，但是彈性機(jī)織物、針織物、較高各向異性織物、可形成撕裂轉(zhuǎn)移的稀疏織物等不可使用這兩種方法。非織造布和機(jī)織物可采用梯形試樣法。沖擊擺錘法在測(cè)試階段可借助釋放重錘時(shí)自身儲(chǔ)備的能量，沿織物試樣切口方向?qū)⑵渌毫?，再?jì)算將一定長(zhǎng)度的織物撕破時(shí)所做的功，通過(guò)換算得到撕破力。褲形試樣法需沿著夾持褲形試樣的切口方向進(jìn)行拉伸測(cè)試，記錄達(dá)到撕裂規(guī)定的撕破強(qiáng)力，完成曲線繪制，基于曲線峰值實(shí)時(shí)計(jì)算撕破強(qiáng)力。梯形法主要是應(yīng)用強(qiáng)力試驗(yàn)儀夾持試樣上梯形的不平行邊，完成拉伸處理，使撕破力沿試樣的寬度方向完成傳播，測(cè)量平均最大撕破力。

1.2 斷裂強(qiáng)力

在針織物接縫處施加拉伸外力時(shí)，針織物的紗線會(huì)由松弛狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槔睜顟B(tài)，非受拉紗線也被迫承受拉力作用。當(dāng)拉伸外力增大時(shí)，受拉紗線趨細(xì)，針織物趨薄，切向滑動(dòng)阻力對(duì)橫向非受拉紗線產(chǎn)生作用時(shí)，兩側(cè)位置的紗線會(huì)向內(nèi)部凹陷，使針織物呈現(xiàn)出“束腰形”[1]。當(dāng)拉伸外力持續(xù)增大時(shí)，紗線會(huì)突破承力極限而斷裂，針織物被撕碎。

目前，在測(cè)試針織物的接縫斷裂強(qiáng)力時(shí)，主要采用抓樣法和條樣法。其中，條樣法又可細(xì)分為剪切條樣法和扯邊紗條樣法。一般在檢測(cè)可拆邊紗針織物時(shí)可采用扯邊紗條樣法，涂層、非織造布、毛氈以及縮絨等不易扯邊紗的針織物都可采用剪切條樣法完成檢測(cè)。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定（條樣法）》和GB/T 3923.2—2013《紡織品 織物拉伸性能 第2部分：斷裂強(qiáng)力的測(cè)定（抓樣法）》。

1.3 頂破強(qiáng)力

在垂直于平面的負(fù)荷作用影響下，織物會(huì)出現(xiàn)鼓起或頂起現(xiàn)象，引發(fā)破裂和擴(kuò)張問(wèn)題，產(chǎn)生該影響的作用力被稱(chēng)作頂破強(qiáng)力。頂破試驗(yàn)類(lèi)似于織物穿在人身上時(shí)，人活動(dòng)時(shí)膝蓋和肘部對(duì)關(guān)節(jié)處的衣物產(chǎn)生力的作用，頂破強(qiáng)力測(cè)試可對(duì)穿著織物的真實(shí)情況作出模擬。頂破試驗(yàn)在測(cè)試階段可以同時(shí)描繪降落傘用面料、非織造布、三向織物、針織物等多種織物多向強(qiáng)伸特征，我國(guó)在考核針織物的質(zhì)量時(shí)，已經(jīng)將頂破強(qiáng)力作為重要的衡量指標(biāo)[2]。

受到頂力作用影響時(shí)，織物會(huì)朝多個(gè)方向伸長(zhǎng)，橫向和豎向的張力復(fù)合剪切應(yīng)力會(huì)在織物強(qiáng)力最弱處和變形最大處使紗線斷裂，再沿著橫向或豎向撕裂，使織物呈現(xiàn)直線或直角形破口。測(cè)定頂破強(qiáng)力時(shí)，采取的方法主要為鋼球法（GB/T 19976—2006），可在織物處于濕潤(rùn)狀態(tài)和干燥狀態(tài)時(shí)展開(kāi)測(cè)試。測(cè)試的原理相對(duì)簡(jiǎn)單，以平穩(wěn)的速度將圓球形頂桿與圓環(huán)試樣夾內(nèi)的織物從垂直方向頂住，迫使織物變形，持續(xù)到織物破裂，由此獲得頂破強(qiáng)力。

1.4 脹破強(qiáng)力

測(cè)量脹破強(qiáng)力可采用氣壓法（GB/T 7742.2—2015）和液壓法（GB/T 7742.1—2015），這兩個(gè)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)比較適合用于層壓織物、非織造布、機(jī)織物、針織物等織物的測(cè)試，在其他工藝制造的不同類(lèi)型織物中也有良好的應(yīng)用效果。

液壓法的測(cè)試原理是在可延伸膜片上夾持住試樣，將液體壓力施加在膜片下方位置，迫使試樣和膜片膨脹，以相對(duì)平穩(wěn)的速度適當(dāng)增大液體注入體積，一直持續(xù)到試樣脹裂，此時(shí)便可獲得脹破強(qiáng)力。氣壓法的測(cè)試原理基本上與液壓法相同，只是將液體替換為氣體，通過(guò)不斷施加壓力，使試樣和膜片膨脹[3]。

上述兩種脹破強(qiáng)力測(cè)試方法，普遍是在壓力低于800 kPa時(shí)應(yīng)用氣壓脹破儀器或液壓脹破儀器獲得的脹破強(qiáng)力，且結(jié)果之間不存在明顯的差異，壓力范圍覆蓋大部分服裝性能水平。若要測(cè)量高脹破強(qiáng)力的特殊紡織品，液壓法是最好的選擇。

2 針織物接縫強(qiáng)力測(cè)試方法

2.1 抓樣法

按照我國(guó)出臺(tái)的FZ/T 01031—1993《針織物和彈性機(jī)織物接縫強(qiáng)力和伸長(zhǎng)率的測(cè)定 抓樣拉伸法》標(biāo)準(zhǔn)，在測(cè)定針織物接縫強(qiáng)力時(shí)，選擇應(yīng)用抓樣法（試驗(yàn)參數(shù)如表1所示），有兩種拉伸方式。（1）作用力方向垂直于接縫；（2）作用力方向平行于接縫。這種測(cè)試方法不同于機(jī)織物以及土工布接縫強(qiáng)力測(cè)試方法，大部分土工布和機(jī)織物接縫強(qiáng)力的測(cè)試可應(yīng)用條樣等速拉伸法和抓樣等速拉伸法[4]。但是，針織物屬于緯編針織物，本身具有較強(qiáng)的伸縮性，由于這種面料的縫口位置，強(qiáng)度不僅表現(xiàn)在可承受縫口方向的拉力，還可以承受與縫口垂直的外作用力。若為針織物沿線跡方向提供拉力，可以將其拉長(zhǎng)產(chǎn)生變形，變形到一定程度時(shí)出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，則表示已經(jīng)達(dá)到強(qiáng)力極值，而此時(shí)并沒(méi)有達(dá)到針織面料本身的斷裂伸長(zhǎng)，所以面料仍舊保持較好的狀態(tài)，這種破壞現(xiàn)象屬于縫紉線斷裂型。就針織服裝而言，這種類(lèi)型的破壞現(xiàn)象發(fā)生的頻率較高，所以在測(cè)定沿縫口方向和垂直于縫口方向的接縫強(qiáng)力時(shí)，兩者的重要性相同，要同等對(duì)待。一般在測(cè)試針織上衣的接縫強(qiáng)力時(shí)，選擇應(yīng)用抓樣法較多，腋下的接縫強(qiáng)力對(duì)上衣的穿著性能有直接的影響[5]。

表1 抓樣法試驗(yàn)參數(shù)

2.2 頂破法

根據(jù)FZ/T 01031—1993《針織物和彈性機(jī)織物接縫強(qiáng)力和伸長(zhǎng)率的測(cè)定 抓樣拉伸法》標(biāo)準(zhǔn)，采用頂破法測(cè)定針織物接縫強(qiáng)力時(shí)，試驗(yàn)參數(shù)如表2所示，在標(biāo)準(zhǔn)中有膜片頂破法和彈子頂破法兩種方法。

表2 頂破法試驗(yàn)參數(shù)

3 抓樣法與頂破法對(duì)比分析

針織物接縫強(qiáng)力的測(cè)定選擇應(yīng)用抓樣法時(shí)，基于接縫與鋏鉗的位置關(guān)系差異，接縫可承受來(lái)自平行方向或垂直方向的拉伸力，破壞針織物，并分析其受力情況。

針織物接縫強(qiáng)力的測(cè)定選擇應(yīng)用頂破法時(shí)，可通過(guò)鋼球冠或者膜片中心，將接縫承受的力向四周發(fā)散，形成平行于接縫的力，也存在垂直于接縫的力。當(dāng)接縫強(qiáng)力達(dá)到極限值時(shí)，針織物接縫位置的縫紉線會(huì)斷裂，甚至出現(xiàn)紗線斷裂現(xiàn)象，不斷擴(kuò)大針織物的斷裂面積，使接縫位置徹底破損[6]。球體從接縫裂縫中穿過(guò)，形成頂破口，采取頂破法破壞針織物接縫位置。從本質(zhì)上看，頂破法屬于拉伸破壞的一種形式，抓樣法和頂破法在測(cè)試針織物接縫強(qiáng)力時(shí)，區(qū)別在于受力方向不同。抓樣法存在平行或垂直于接縫的拉力，頂破法則存在多個(gè)方向的受力。頂破法可以在針織物的多個(gè)位置進(jìn)行不均勻的受力傳遞，但抓樣法不同，其受力傳遞比較均勻，基本停留在鋏鉗的中下方位置。此外，在測(cè)試針織物接縫強(qiáng)力時(shí)，選擇應(yīng)用頂破法可以很好地避免鉗口位置斷裂導(dǎo)致的重復(fù)性測(cè)試，顯著提升測(cè)試效率，可明確實(shí)際測(cè)試試樣數(shù)量和有效測(cè)試試樣數(shù)量的比值。應(yīng)用頂破法還可以對(duì)針織物在穿著時(shí)的受力情況進(jìn)行模擬分析，對(duì)接縫在襪子腳尖、肘部、膝蓋等位置進(jìn)行受力狀態(tài)分析[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

在測(cè)定針織物接縫強(qiáng)力時(shí)，采用抓樣法不僅要對(duì)垂直于接縫的斷裂強(qiáng)力進(jìn)行測(cè)試，還要對(duì)平行于接縫的斷裂強(qiáng)力進(jìn)行測(cè)試，兩者在測(cè)試過(guò)程中具有平等的地位。選擇應(yīng)用頂破法對(duì)針織物接縫強(qiáng)力進(jìn)行測(cè)定，本質(zhì)是對(duì)針織物進(jìn)行拉伸斷裂破壞，針織物可同時(shí)承受平行方向和垂直方向的拉伸力，可以對(duì)人體的活動(dòng)情況以及人體活動(dòng)對(duì)針織物產(chǎn)生的拉力情況進(jìn)行模擬，更加真實(shí)地反映針織物的破壞情況。選擇應(yīng)用頂破法可以避免針織物從鉗口位置被破壞，提高測(cè)試效率。同時(shí)，采用頂破法也可以節(jié)省面料，使用尺寸較小的試樣。