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
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。