沖擊擺錘法測定織物的撕裂強(qiáng)力

魏冬梅

（通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)(上海)有限公司，上海200233）

0 引言

織物從染整的前處理到后整理，需要經(jīng)過多重化學(xué)助劑的作用，如醋酸，燒堿，雙氧水和保險粉等，會在織物內(nèi)部結(jié)構(gòu)上造成了不可修復(fù)的強(qiáng)力損傷，因此需要針對性的進(jìn)行強(qiáng)力測試。

織物的撕裂強(qiáng)力是表征機(jī)織面料物理性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，織物撕破又叫撕裂，是指織物內(nèi)局部紗線受到集中負(fù)荷的作用而撕開的現(xiàn)象。服裝在實(shí)際穿著過程中，某些部位常會承受突然的撕裂作用，局部外力使織物內(nèi)部紗線逐根受到最大負(fù)荷而斷裂。由于撕裂強(qiáng)力試驗(yàn)可客觀地反映紡織品在實(shí)際穿著中的突然撕裂特性，所以撕裂強(qiáng)力在機(jī)織面料測試中是一項(xiàng)重要指標(biāo)。沖擊擺錘法ASTM D1424—09 (Reapproved 2013)是最常規(guī)的撕裂測試，快速，所需樣品尺寸較小。

1 撕破強(qiáng)度測試-沖擊擺錘法

1.1 測試范圍

ASTM D1424—09 (Reapproved 2013)方法規(guī)定了采用沖擊擺錘裝置測定織物的撕破強(qiáng)力。

本方法適用于機(jī)織物，也適用于其他技術(shù)得到的織物；不適用于機(jī)織彈性織物、針織物以及有可能產(chǎn)生撕裂轉(zhuǎn)移的經(jīng)緯向差異大的織物和稀疏織物。對于經(jīng)編織物，本標(biāo)準(zhǔn)僅可測試其經(jīng)向撕裂強(qiáng)力，不適合測定其緯向撕裂強(qiáng)力。除經(jīng)編外的其它針織物均不適合本標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 測試原理

試樣固定在鋏鉗上，將試樣預(yù)先剪一切口，釋放處于最大勢能位置的擺錘，可動鋏鉗離開固定鋏鉗時，試樣沿切口方向被撕裂，將撕破織物一定長度所做的功換算為撕破力。

1.3 儀器設(shè)備、試劑和材料

（1）埃門多夫撕破強(qiáng)力試驗(yàn)儀

儀器特點(diǎn)：增加不同數(shù)量的重錘，適用不同力值的測定；撕裂刀精度高，確保撕裂長度為（43±0.5）mm。

附件：A型落錘為1 600 g、B型落錘為6 400 g。

在儀器使用范圍內(nèi)的任何一點(diǎn)顯示或記錄的撕破強(qiáng)力最大誤差不得超過±1%。

（2）試樣模板見圖1，單位mm。

圖1 試樣模板尺寸

1.4 健康和安全信息

（1）測試人員需遵守良好的安全操作，測試時需使用安全適當(dāng)?shù)姆椒ā?/p>

（2）設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時不可觸碰，以免受傷。

1.5 試樣準(zhǔn)備

（1）批樣選取規(guī)則：一般對于首次取樣測試，根據(jù)下表方式抽取所需測試的數(shù)量。

每批大貨的卷/片數(shù) 抽取試樣的卷/片數(shù)

1-3 全部測試

4-24 4

25-50 50

＞50 抽取大約10%至最大

10 卷/片測試

（2）取樣：在每卷布中剪取整幅1 碼布樣予以測試，避免最外層或最內(nèi)層取樣。

（3）測試樣品：樣品在溫度為(20±1)°C 相對濕度(65±2)%條件下調(diào)濕至平衡，并且在此 條件下準(zhǔn)備和測試。步驟如下：將試樣模板置于樣品上，用剪刀裁取兩組各五只試樣，一組為經(jīng)向，另一組為緯向。任何兩個試樣不能含有相同的經(jīng)、緯紗線，避開折皺、邊緣及織物的非代表性區(qū)域，一般是離布邊至少150 mm,采用梯形法取樣；對于機(jī)織物，每一塊試樣剪取的時候，應(yīng)使短邊平行于織物的經(jīng)紗或緯紗。試樣短邊平行于經(jīng)向的撕裂方向?yàn)椤熬曄蛩毫选?，試樣短邊平行于緯向的撕裂方向?yàn)椤敖?jīng)向撕裂”。在試樣上用小箭頭標(biāo)明樣品的經(jīng)向方向。試樣長邊為測試方向（若試樣長邊平行于緯向，則測緯向撕破力）。

1.6 測試步驟

（1）檢查儀器的水平，調(diào)整零位。

（2）檢查儀器擺錘，應(yīng)能自由擺動，自由擺動次數(shù)超過20 次。

（3）檢查指針在任意位置不得出現(xiàn)自動滑移現(xiàn)象。

（4）切刀上刃口高度應(yīng)低于夾鉗上平面，并能自動復(fù)位,切口位于兩個夾鉗的正中間。

（5）檢查試樣切口長度，用標(biāo)紙模擬織物，固定在夾鉗上，切開后，用游標(biāo)卡尺測量其切口長度應(yīng)為（20±0.5）mm。

（6）采用游標(biāo)卡尺檢查夾鉗間距離應(yīng)為（2.5±0.25）mm。

（7）采用專用測力檢具，分別檢查標(biāo)尺在20%，50%和80%時的誤差，允許誤差范圍應(yīng)為±1%。

（8）選擇合適擺錘質(zhì)量（1 600 g 或6 400 g），使試驗(yàn)的結(jié)果在標(biāo)尺的20%～80%范圍內(nèi)。

（9）檢查儀器的水平，調(diào)整零位。

（10）將擺錘置于初始位置。

（11）將試樣夾在鋏鉗中，使試樣長邊與桌面平行，試樣被均勻地夾在固定鋏鉗和活動鋏鉗中，試樣的凹槽向上。

（12）快速按下切刀手柄，在試樣的中線位置切一個20mm± 0.5 mm 的切口。

（13）按下擺錘停止鍵，放開擺錘，試樣被撕裂；在擺錘回擺時握持，以免破壞指針的位置，檢查指針是否落在允許的標(biāo)尺范圍內(nèi)，讀取指針?biāo)笖[錘上刻度尺的讀數(shù)。

（14）觀察撕裂是否沿力的方向進(jìn)行，紗線是否從織物上滑移而不是被撕裂，如果織物未從鋏鉗中滑出且沿力的方向撕裂，此次試驗(yàn)是正常的，否則結(jié)果應(yīng)剔除。如果5 只試樣中有三只或三只以上被剔除，則此方法不適用。

1.7 試驗(yàn)結(jié)果

（1）將指針?biāo)笖[錘上的刻度乘以擺錘上所標(biāo)注的克數(shù)（1 600 g 或6 400 g），即為撕破強(qiáng)力，記錄下此數(shù)據(jù)（修約到1 g）。

（2）分別計算試樣經(jīng)向和緯向撕破強(qiáng)力的平均值，以磅為單位（修約到0.1lbf，1 lbf=4.45N）。

1.8 測試報告

報告至少包括以下內(nèi)容：

測試采用的標(biāo)準(zhǔn)，測試日期和地點(diǎn)，每個測試樣品的具體信息，撕裂強(qiáng)力的平均值，任何偏離本方法的細(xì)節(jié)和異常現(xiàn)象。

備注：織物撕裂發(fā)生在凹槽區(qū)域內(nèi)時屬于正常撕裂，當(dāng)撕裂轉(zhuǎn)移或在凹槽區(qū)域外撕裂則屬于異常撕裂，異常撕裂數(shù)據(jù)無意義，報告中不顯示，只備注Untearable in this direction。

表1 樣品規(guī)格

下圖提供一種正常撕裂和常見的兩種異常撕裂供參考，以免以后實(shí)驗(yàn)收集到無意義數(shù)據(jù)。

圖2 不同撕裂方式

2 測試結(jié)果

2.1 試驗(yàn)試樣

選用3 只面料樣品，具體規(guī)格見表1。

2.2 試驗(yàn)方法

按照ASTM D1424-09(Reapproved 2013)方法分別對以上3 只面料樣品進(jìn)行了縱橫向撕裂測試，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 縱橫向撕裂測試結(jié)果

3 結(jié)論

沖擊擺錘法測試結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)織物內(nèi)紗線特數(shù)越大，撕破強(qiáng)力就越大。在試驗(yàn)選用的3 只面料樣品中，滌棉布的紗線特數(shù)最高，撕破強(qiáng)力最大。以上3 只試樣中織物密度最高的全滌布的撕破強(qiáng)力比織物密度最小的滌棉布差。所以分析可得出紗線特數(shù)與織物密度是影響織物撕裂強(qiáng)力的因素。

關(guān)于提高撕裂強(qiáng)力，建議采取以下兩個方法：增加撕裂范圍紗線根數(shù)和減少染整生產(chǎn)中強(qiáng)力損耗。

在經(jīng)緯紗及其密度相同情況下，經(jīng)緯紗捻向相同時，纖維傾向相反，相互阻力增大，紗線滑移困難，撕裂強(qiáng)力減弱。若是經(jīng)緯紗捻向不同，則纖維傾向平行，相互阻力較小，紗線易于滑移，撕裂強(qiáng)力增大。該物理性能的推斷，對于絕大部分機(jī)織物有參考意義。

關(guān)于染整損耗，目前常使用的頭道染整為氧漂，即雙氧水漂白，并且加入適量雙氧水穩(wěn)定劑，防止雙氧水劇烈分解導(dǎo)致織物破損?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)雙氧水濃度和堿劑來改善染整損耗，以將控制撕裂強(qiáng)力在可接受的范圍內(nèi)。雙氧水濃度越高白度也隨之增加，對織物損傷越大，一定程度不會再增加。堿劑——調(diào)節(jié)pH值至10.5～11 范圍內(nèi)，確保穩(wěn)定分解，不會由于過快分解造成織物受損和潛在損傷。

后整理中的柔軟處理可改善織物撕裂強(qiáng)力。對于化纖長絲，柔軟處理后紗線滑移性增強(qiáng)，撕裂強(qiáng)力增大。對于短纖織物，柔軟處理后紗線滑移性增強(qiáng)，但纖維抱合力減弱，若纖維抱合力減弱較小的話，則撕裂強(qiáng)力會增強(qiáng)，若纖維抱合力影響很大，則會降低撕裂強(qiáng)力。