機(jī)織物撕裂強(qiáng)力測試方法比較與分析

王 浩，閆 暢，趙博研，管曉寧

（1.上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院，上海200040；2.東華大學(xué)，上海201620）

撕裂是織物受到集中負(fù)荷作用而撕開的現(xiàn)象。撕裂試驗常用于軍服、蓬帆、帳篷、雨傘、吊床等機(jī)織物，還可用于評定織物經(jīng)樹脂整理、助劑或涂層整理后的耐用性（或脆性）。在實際的生產(chǎn)研究中，織物的撕裂性能是力學(xué)性能評價的重要內(nèi)容。人們較為熟悉的評價測試方法是沖擊沖擊擺錘法、褲形試樣法、梯形試樣法和舌形試樣法。

上述各種測試方法由于測量原理不同,采用的測試參數(shù)（試樣尺寸、拉伸速度、試樣隔距等）不同，測得的結(jié)果也不一樣。為此，文中對上述測試方法的測試結(jié)果進(jìn)行比較，并對其相互關(guān)系進(jìn)行研究。

1 試驗方法

1.1 試驗試樣

選擇10種不同成分、不同組織結(jié)構(gòu)及不同緊密度的機(jī)織物作為試樣進(jìn)行撕裂強(qiáng)力測試，其成分、密度和厚度見表1。密度根據(jù)GB/T4668─1995《機(jī)織物密度的測定》標(biāo)準(zhǔn)方法用織物密度鏡進(jìn)行測定；厚度依據(jù)GB/T 3820─1997《紡織品和紡織制品厚度的測定》標(biāo)準(zhǔn)方法用YG（B）141D織物厚度儀進(jìn)行測定。

表1 試樣規(guī)格

1.2 測試方法

1.2.1 沖擊擺錘法

按照GB/T 3917．1─2009《紡織品織物撕破性能第1部分：沖擊擺錘法撕破強(qiáng)力的測定》的規(guī)定要求，將圖1（圖1-4中單位均為mm）所示試樣裁剪后固定在夾鉗上，將試樣切開（20±0．5）mm的切口，然后釋放處于最大勢能位置的擺錘，當(dāng)動夾鉗離開定夾鉗時，試樣沿切口方向被撕裂，余下的撕裂長度為（43±0．5）mm。沖擊擺錘法直接測量試驗結(jié)果以力值（N）表示織物的抗撕裂性能，每個方向重復(fù)試驗5次。

1.2.2 褲形試樣單縫法

按照GB/T 3917．2─2009《紡織品織物撕破性能第2部分：褲型試樣（單縫）撕破強(qiáng)力的測定》規(guī)定要求，將圖2所示試樣的兩條褲腿各夾入一只夾具中，切割線與夾具的中心線對齊，試樣的末切割端處于自由狀態(tài)，保證每條褲腿固定于夾具中，使撕裂開始時平行于切口且在撕力所施方向上，將試樣持續(xù)撕破至撕裂終點標(biāo)記處，記錄撕裂強(qiáng)力（N），其中隔距長度為100 mm，拉伸速度為100 mm/min，每個方向重復(fù)試驗5次。

1.2.3 梯形試樣單縫法

按照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(qiáng)力的測定》規(guī)定要求，將圖3所示試樣上畫出的斜線分別夾在上下夾頭中，此時夾持器內(nèi)的試樣呈等腰梯形，在梯形的短邊開一個裂口，當(dāng)上下夾頭開始作相對運(yùn)動時，試樣沿裂口撕裂，斷裂的是受力方向的紗線。記錄每塊試樣撕裂強(qiáng)力一系列有效峰值的平均值（N），其中隔距長度為25 mm，拉伸速度為100 mm/min，每個方向重復(fù)試驗5次。

圖3 梯形撕裂法試樣

1.2.4 舌形試樣雙縫法

按照GB/T 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(qiáng)力的測定》規(guī)定要求，將圖4所示試樣舌形部分夾入一個夾鉗中，其余部分對稱地夾入另一個夾鉗中，保持兩個切口線的順直平行。在切口方向施加拉力，記錄紙質(zhì)撕裂到將試樣撕裂終點標(biāo)記處的撕裂強(qiáng)力（N），其中隔距長度為25mm，拉伸速度為100 mm/min，每個方向重復(fù)試驗5次。

圖4 舌形雙縫法試樣

2 結(jié)果與分析

用沖擊擺錘法、褲形試樣單縫法、梯形撕裂法和舌形試樣雙縫法4種方法分別對10種試樣進(jìn)行經(jīng)向撕裂強(qiáng)力的測試，測試結(jié)果見表2。

2.1秩和檢驗

對沖擊擺錘法、褲型單縫法、梯形撕裂法和舌形雙縫法4種撕裂方法之間的撕裂強(qiáng)力分別做秩和檢驗，數(shù)據(jù)見表3。

分別對4種方法之間的撕裂強(qiáng)力作秩數(shù)圖，見圖5—圖10。從秩序數(shù)圖中可直觀地看出，4種撕裂方法所得的撕裂強(qiáng)力的變化趨勢基本一致，這說明4種撕裂方法具有較好的一致性。

圖5 沖擊擺錘—褲形撕裂秩序數(shù)圖

圖6 沖擊擺錘—梯形撕裂秩序數(shù)圖

表3 4種撕裂方法的秩和表

圖7 沖擊擺錘—舌形撕裂秩序數(shù)圖

圖8 褲形—梯形撕裂秩序數(shù)圖

圖9 褲形—舌形撕裂秩序數(shù)圖

圖10 梯形—舌形撕裂秩序數(shù)圖

2.2 相關(guān)性分析

表4 4種測試方法的相關(guān)系數(shù)

對沖擊擺錘法、褲型單縫法、梯形撕裂法和舌形雙縫法4種撕裂方法之間的相關(guān)性進(jìn)行相關(guān)性回歸分析，分析結(jié)果見表4。查相關(guān)系數(shù)檢驗臨界值表可知：當(dāng)n=10，顯著性水平α=0．05時，相關(guān)系數(shù)r=0．631 9。統(tǒng)計分析表明，4種撕裂方式兩兩間的相關(guān)系數(shù)均大于0．631 9，所以可得出結(jié)論：沖擊擺錘法及褲型單縫法、沖擊擺錘法及梯形撕裂法、沖擊擺錘法及舌形雙縫法、褲型單縫法及梯形撕裂法、褲型單縫法及舌形雙縫法、梯形撕裂法和舌形雙縫法6種撕裂方法間所得的撕裂強(qiáng)力相關(guān)性是顯著的。顯著性由高到底依次為：褲型單縫法及舌形雙縫法＞沖擊擺錘法及舌形雙縫法＞沖擊擺錘法及褲型單縫法＞梯形撕裂法和舌形雙縫法＞褲型單縫法及梯形撕裂法＞沖擊擺錘法及梯形撕裂法，其中褲形單縫法及舌形雙縫法為0．998 4、沖擊擺錘法及舌形雙縫法為0．972 1、沖擊擺錘法及褲型單縫法為0．971 7，測試方法存在較好的一致性。對4種撕裂法兩兩間所做的相關(guān)性分析圖見圖11—圖16，由圖可更直觀地看到4種撕裂方法的相關(guān)性及線性關(guān)系。

3 結(jié)論

（1）用4種織物撕裂測試方法測試10種不同織物的撕裂性能，發(fā)現(xiàn)采用舌形試樣雙縫法測得的撕裂強(qiáng)力最高，其次為梯形撕裂法。舌形試樣雙縫法與褲形試樣單縫法有較高的相關(guān)性，結(jié)果約為褲形撕裂的兩倍，沖擊擺錘法撕裂方法結(jié)果與褲形試樣單縫法結(jié)果相近。

（2）4種測試織物撕裂強(qiáng)度基本方法的撕裂特征和撕裂狀態(tài)不同，但是通過對10種不同織物的撕裂結(jié)果進(jìn)行秩和檢驗，發(fā)現(xiàn)4種撕裂方法無顯著差異，由所作的秩序數(shù)圖可看出沖擊擺錘法、褲形、梯形和舌形4種方法所測得撕破強(qiáng)力的變化趨勢基本一致，說明4種方法有較好的一致性。

圖11 沖擊擺錘法及褲型單縫法撕裂強(qiáng)力的相關(guān)圖

圖12 沖擊擺錘法及梯形撕裂法撕裂強(qiáng)力的相關(guān)圖

圖13 沖擊擺錘法及舌形雙縫法撕裂強(qiáng)力的相關(guān)圖

圖14 褲型單縫法及梯形撕裂法撕裂強(qiáng)力的相關(guān)圖

圖15 褲型單縫法及舌形雙縫法撕裂強(qiáng)力的相關(guān)圖

圖16 梯形撕裂法和舌形雙縫法撕裂強(qiáng)力的相關(guān)圖

（3）對10種織物的撕裂結(jié)果進(jìn)行線性回歸分析，可得到4種方法的撕裂強(qiáng)力的線性回歸方程，并作出相關(guān)圖及計算出相關(guān)系數(shù)，通過相關(guān)系數(shù)檢驗發(fā)現(xiàn)4種方法的測試值相關(guān)性顯著，說明4種撕裂強(qiáng)力測試方法有很好的線性相關(guān)性。