織物撕破強力測試方法和機理及其影響因素分析

2020-11-30 中國紡織網

　　撕破強力的概念

　　由於織物內局部紗線受到集中負荷而撕破殘裂縫的現象稱之為織物的撕破現象；比如：織物被物體勾住，局部紗線受力而使面料形成裂縫；或者織物的局部被握持而被撕成二半。

　　撕破強力的測試標準及機理

　　考核織物撕破強力的幾種方式：

　　A：擺錘法

　　B:褲型法(包括單舌法和雙舌法)

　　C：梯形法

　　D：翼形法

　　考核撕破強力測試的標準：

　　A：擺錘法

　　GB/T 3917.1-2009紡織品織物撕破性能第1部分：衝擊擺錘法撕破強力的測定

　　ISO 13937.1-2000紡織品織物撕破性能第1部分：衝擊擺錘法撕破強力的測定

　　ASTM D1424-2009撕破強力測試落錘法(Elmendorf測試儀)

　　JIS 1096-2010 8.17.4 D法撕破強力測試落錘法

　　備註：BS、DIN、EN系列標準等同於ISO

　　B: 褲型法(分單舌和雙舌法)

　　單舌法：

　　GB/T 3917.2-2009紡織品織物撕破性能第2部分：褲形試樣(單縫)撕破強力的測定

　　ISO 13937.2-2000紡織品織物撕破性能第2部分：褲形試樣(單縫)撕破強力的測定

　　ASTM D2261-2011撕破強力測試舌形法(等速CRE拉伸強力儀)

　　JIS 1096-2010 8.17.1 A-1法撕破強力測試單舌法

　　JIS 1096-2010 8.17.1 A-2法撕破強力測試單舌法(用於毛織物)

　　雙舌法：

　　GBT 3917.4-2009紡織品織物撕破性能第4部分：舌形試樣(雙縫)撕破強力的測定

　　ISO 13937.4-2000紡織品織物撕破特性第4部分舌形試樣撕破強力的測定(雙舌法)

　　JIS 1096-2010 8.17.2 B法撕破強力測試雙舌法

　　BS、DIN、EN系列標準等同於ISO

　　C: 梯形法

　　GB/T 3917.3-2009 紡織品織物撕破性能第3部分：梯形試樣撕破強力的測定

　　ISO 9073.4-1997紡織品非織造布試驗方法第4部分抗撕裂的測定梯形法

　　ASTM D5587-2008 織物撕破強力測試梯形法

　　ASTM D5733-1999 非織造布撕破強力測試梯形法

　　JIS 1096-2010 8.17.3 C法 撕破強力測試梯形法

　　BS、DIN、EN系列標準等同於ISO

　　D: 翼形法

　　GB/T 3917.5-2009紡織品織物撕破性能第5部分：翼形試樣(單縫)撕破強力的測定

　　ISO 13937.3-2000紡織品織物撕破特性第3部分翼形試樣撕破強力的測定(單舌法)

　　各種撕破方式的撕破機理：

　　A:擺錘法撕破強力

　　如下圖，標註P的那二邊為樣品被試樣夾所夾持部位；當重錘瞬間下落時，樣品會從撕破三角區域第一根紗線開始斷裂；直到整個樣品被撕破；

　　     那麼從第一根斷裂的縱向紗和被剪刀的二組橫向紗線之間，就形成了一個三角形的區域，這個區域叫做撕破三角區域。

　　     B：褲型法撕破強力

　　褲型法撕破強力原理同擺錘法撕破強力，二者差異在於撕破的速度不一樣；擺錘是一種快速撕破，而單舌是一種較慢勻速的撕破。

　　     C：梯形法撕破

　　如下圖：梯形法樣品示意及樣品夾持示意

　　從上面的二個圖形中可以看出，梯形法與擺錘、單舌完全不同；如果說擺錘法是撕破中一根單紗在戰鬥，那單舌法就是至少二根或者幾根紗在戰鬥，而梯形法就是一組紗線在戰鬥，前撲後續，直到樣品完全斷裂。如下圖(梯形法撕破機理圖)

　　     從撕破機理圖片我們可以看出，梯形法撕破從第一根標紅線的紗線開始直到第n根未伸直的止，這一組紗線都在抵抗來自於垂直方向的拉力；所以梯形法撕破與其說是撕破，還不是說是部份紗線的拉伸強力更為貼切。

　　     D：翼形法撕破

　　翼形法撕破強力基本和梯形法撕破的原理一樣，只是角度不同而已；角度不同代表參與抵抗拉力的紗線根數不同，所以梯形法和翼形法不是同種類型的測試，而測試結果不能相互比較。

　　     各種類型撕破結果比較(僅以平紋棉布為例，因為其他組織結構的面料受組織結構特殊性的影響，撕破的情況比較複雜，這裡以平紋為例旨在讓大家對撕破各種類型的數據有個大概的了解)

　　總結：擺錘法<≈單舌法<雙舌法<翼形法<梯形法

　　影響面料撕破強力的因素分析

　　撕破強力是機織面料測試中較為重要的一項指標，影響織物拉伸、撕破強力的主要因素主要有以下幾點：

　　一、紗線的性質：

　　1、紗線原材料：不同的原材料所表現出來對外界撕破力抵抗程度有明顯的差異。

　　2、紗線的細度：這個很好理解，粗一點的自然抗撕破力就好一點。

　　3、紗線是長絲還是短纖維：短纖維如棉，長絲如滌綸長絲。短纖維需要通過加捻的方法使短纖維集合成紗，長絲可直接成紗用於紡織。很明顯短纖維的強力要低於長絲的強力。

　　4、紗線的捻度：捻度可以使短纖維紗線或者長絲更好的抱合在一起，形成凝聚力，提高強度和彈性，從而可以提高織物的撕破力。但捻度有他的極限值，過高的捻度不但提高不了強度和彈性，反而紗線發脆，會使強力和彈性下降。

　　5、紗線的斷裂伸長率或者說彈性：紗線的斷裂伸長率越高說明線斷裂時的彈性就越大，就足以影響到織物撕破時，撕破三角區的大小而影響織物的撕破強力。

　　二、織物的組織結構

　　1、平紋組織：該組織紗線浮點長度僅一根紗線，所以受力撕破三角區最小；表現出的撕破力也是最小的。

　　2、斜紋組織：該組紗線浮點長度根據設計最小為2根紗線，即1/2斜紋，所以這類組織結構的面料的，浮點越長，撕破三角區域就越大，撕破強力就越好。

　　3、緞紋組織：該組紗線浮點長度比斜紋組織的長度更好，撕破三角區域就更大，撕破強力就更好。

　　4、變化組織：這類組織就是三原組織(也就是上面所說有平紋、斜紋、緞紋)任意組合變化而來。所以這類組織撕破力的大小基本上沒辦法進行比較，但肯定大於平紋組織。

　　總結：平紋組織<斜紋組織<緞紋組織

　　三、織物的密度和織縮率

　　密度的多少，決定了紗線的屈曲波高，也就決定了織物織縮率的大小。而織物的屈曲波高越大，在受力的情況下，織物的伸長率相對來說就就較大；從而影響織物撕破三角區域的大小，而影響撕破力的大小。

　　四、織物的染色及後整工藝

　　1、磨毛、起絨：磨毛、起絨工藝將織物表面進行打磨，使組織表面產生短而整齊的小絨毛。這樣就使織物表面這組紗線的結構破壞掉了，紗線的強力會大幅度下降。2、免燙整理：織物經免燙整理後拉伸、撕破強力也會下降，直接影響了織物的耐用性。3、溫度：生產中溫度過高，容易產生織物脆化現象，使紗線強力及斷裂伸長下降，從而降低了織物的撕破強力。4、助劑的酸鹼性：比如滌綸面料做鹼減量處理，滌綸表面被鹼刻蝕後，其質量減輕，纖維直徑變細，表面形成凹坑，纖維的剪切剛度下降，導致撕破強力下降。再如酸性助劑的使用會使尼龍織物的撕破強力受損下降。5、塗層加工：織物經塗層加工後(包括幹法塗層、溼法塗層、轉移塗層、壓延),其撕破強力明顯下降。生產實踐表明，最多時可下降100%。矽膠塗層是個例外，織物經過矽膠塗層可以大幅提升撕破強力。

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