顶裂和勾丝性能检测

任务二　织物撕裂、顶裂和勾丝性能检测

【任务导入】

织物撕破又叫撕裂，是指织物边缘受到集中负荷的作用而撕开的现象。织物在使用过程中，衣物被物体钩住，局部纱线受力拉断，使织物形成条形或三角形裂口，也是一种撕裂现象。撕破试验常用于帐篷、军服、吊床、雨伞等机织物。目前我国对经树脂整理的棉型织物及毛型化纤纯纺或混纺的精梳织物进行撕破强力试验，用于评定织物经树脂整理后的耐用性（或脆性）。最常用的测试方法主要是舌形法、梯形法和冲击落锤法。本任务要求学会检测和分析织物撕裂性能。

【知识准备】

一、织物撕裂性能测试仪器及检测原理（舌形法、梯形法）

1.试验仪器与用具

(1)强力仪(CRE)、等速伸长试验仪应满足下列技术要求：

拉伸速度可调在100mm/min±10mm/min范围内。

在仪器使用范围内的任何一点显示或记录的撕破强力的最大误差不得超过±1％，显示或记录的夹持器间距误差不得超过±1mm。（注：若所用仪器无法满足此要求，应在试验报告中写明。）

若强力和伸长记录是通过数据采集芯片和软件获得的，则数据采集的频率至少应为8次/s。隔距长度可设定为100mm。

(2)夹持装置

仪器两只夹持器的中心点应在拉伸直线内，夹持器端线应与拉伸直线成直角，夹持面应在同一平面内。夹持器设计时应保证既能夹持住试样而不使其滑移，又不会割破或损坏试样。夹持器有效宽度根据试样类型而定。双舌试样，至少50mm；单舌试样，至少200mm。所用装置最好是裁样器或样板，另需准备米尺、笔、剪刀、镊子。

2.测试原理

(1)舌形试样法测试原理

将试样剪成舌形，如图3-5所示，夹在织物拉伸强力仪的上下夹持器中，使试样切口线在上下夹之间成直线，开动仪器将拉力施于切口方向，试样将沿切口方向撕裂，而断裂的纱线为非受力方向的纱线。

图3-5　舌形试样法

(2)梯形试样法测试原理

将试样剪成梯形，如图3-6所示。用强力试验仪的夹持器夹住等腰梯形上两条不平行的边，梯形的短边开一个切口。当上下夹持器开始做相对运动时，对试样施加连续增加的力，试样沿切口撕裂，随着负荷的增加，使撕破沿试样宽度方向传播，断裂的是受拉系统的纱线。当其他条件相同时，用该法测得的撕破强力的大小主要取决于纱线的断裂功。

3.检测程序和操作步骤

(1)取样：按表3-3的规定随机抽取适量的批量样品，应保证样品中没有损伤印痕或运输过程中的破坏性损伤。

(2)从批量样品的每匹中，至少离匹端3m以上处，随机剪取长度至少为1m的全幅织物，以此作为试验样品（应无折皱和可见疵点）。

图3-6　梯形试样尺寸

表3-3　试样抽取

(3)试样及制备

每块样品裁取两组试样，一组为经向或纵向，另一组为纬向或横向。每组试样应至少有五块试样或按协议更多一些，每两块试样不能含有同一根纵向或横向的纱线。不能在距布边150mm内取样，见图3-7。

机织物，每个试样平行于织物的经向或纬向作为长边裁取。试样长边平行于经向的撕裂称为“纬向撕破”，试样长边平行于纬向的撕裂称为“经向撕破”。

①舌形试样尺寸及裁取。

单舌试样〔见图3-8(a)〕为矩形长条，长200mm±2mm，宽50mm±1mm，每个试样应从宽度方向的正中切开一长为100mm±1mm的平行于长度方向的裂口。在条样中间距未切割端25mm±1mm处标出撕裂终点。

双舌试样〔见图3-8(b)〕为矩形长条，长220mm±2mm，宽150mm±2mm，每个试样切开一个沿长度方向的(100mm±2mm)×(50mm±1mm)的舌形，距舌端的50mm±1mm处在试样的两边画一条直线abcd。在条样中间距未切割端25mm±1mm处标出撕裂终点。

②梯形试样尺寸及裁取。

剪下试样尺寸约75mm×150mm，用样板在每个试样上画等腰梯形，按图3-6所示剪一个切口。裁剪试样时应注明试样的织物方向。试样长边平行于经向的为“经向撕裂试样”，长边平行于纬向的为“纬向撕裂试样”。

(4)试验环境及修正

调湿和试验用大气采用GB 6529规定的标准大气，仲裁性试验应采用一级标准大气。用于工厂内部作为质量控制等的常规试验，可在普通大气中进行，但测得的结果要按织物的实际回潮率进行修正，修正公式和修正系数同织物拉伸强力试验。

图3-7　从实验室样品上剪取试样示例

图3-8　舌形试样尺寸

(5)试验程序与操作步骤

舌形试样法：

①开机预热30min，复位状态下选择撕破功能，调整仪器的试验参数。拉伸速度为100mm/min，夹持长度为100mm。

②按“实验”键进入实验状态，显示屏显示有关数据单位。

③放下制动器，固定上布夹，按照规定安装试样。

单舌试样：如图3-5(a)所示将试样夹入拉伸试验仪的上下夹持器中，并使切割线与夹持器的中心线对齐，试样的未切割端处于自由状态。注意：保证每条舌片固定于夹持器中，使撕裂开始时是平行于切口且在撕力所施的方向上。不加预张力并避免松弛现象。

双舌试样：如图3-5(b)所示将试样的舌头夹在夹持器的中心且对称，使直线bc刚好可见。将试样的两长条对称地夹入仪器的移动夹持器中，使直线ab和cd刚好可见，并使试样的两长条平行于撕裂方向。注意：保证每条舌片被固定于夹持器中，能使撕裂开始时是平行于撕力所施的方向。不加预张力并避免松弛现象。

④松开上布夹制动器，按“拉伸”键，仪器开始拉伸直到撕裂至试样的终点标记处。按“返回”键，仪器返回至起始位置，显示打印撕破各项强力数据。

⑤重新夹持试样，完成规定试验次数。

如果撕破不是沿施加力的方向进行，或纱线从织物中滑移而不是被撕裂，或者在钳口附近断裂而使实验结果有显著变化，则该次试验结果无效，可剔除并在原布样上重新裁取再做。如果要增加试样数量，最好加倍。如5个试样中，有3个或更多个试样的试验结果被剔除，可认为此方法不适用于该种样品。

梯形试样法：

①调整两夹持器间的距离为(25±1)mm，拉伸速度为100mm/min。

②按“实验”键进入实验状态，放下制动器，固定上布夹，沿梯形不平行两边（图3-6中虚线）夹住试样，使切口位于两夹持器中间，梯形短边保持拉紧，长边处于折皱状态。

图3-9　撕破强力计算实例

③松开上布夹制动器，按“拉伸”键，直到试样撕破。记录每块试样的撕破强力，单位用牛顿(N)，如果不是沿切口线撕裂的，不作记录。

注：撕破力通常不是一个单值，而是一系列峰值。

4.检测数据处理及检测分析

测试结果处理有2种方法，即人工计算法与电子计算法，其计算实例如图3-9所示。

(1)人工计算法：

①分割峰值曲线：从第一峰至最后一峰等分成4个区域。去除第一区域，在其余3个区域内，每个区域选择并标出2个最高峰和2个最低峰，共12个峰值(按上述规定进行计算而选取峰值时，该峰两侧强力下降段的绝对值至少超过上升段的绝对值10％，否则不应选取)。

②计算每个试样12个峰的算术平均值。如需要，可记录这3个区域内的最大峰值和最小峰值。

③计算同方向5块试样撕破强力的总算术平均值，单位为N，保留2位有效数字，必要时可计算其变异系数，精确至0.1％。

平均撕破强力：

式中：——平均撕破强力（N）；

　　　P_i——各次撕破强力（N）；

　　　n——试验次数；

④直接读取每块试样的最高撕破强力，然后计算试样的平均值。

(2)电子计算法：其他同前。对其余3个区域内的所有峰值计算其撕破强力的算术平均值。

如需要，列出每块试样的最小和最大撕破强力，单位N。

注意：对于某些特殊的抗撕织物，如松散织物、裂缝织物和用于技术应用方面的(如涂层或气袋)人造纤维织物。推荐使用将试样宽度放宽的宽型试样法试验。其试样尺寸如图3-10，图中单位为mm，﹡号为撕裂终点标记。

图3-10　试样尺寸

二、织物冲击撕裂强力测试（落锤法）

织物冲击撕裂强力采用落锤法撕裂强力机测试，其原理是将一矩形织物试样夹紧于如图3-11所示的落锤法撕裂强力机的动夹钳4与固定夹钳3之间，在试样中间开一切口，利用扇形锤下落，动夹钳4和固定夹钳3迅速分离，使试样受到撕裂。测得的撕裂强力也称为冲击撕裂强力。具体测试步骤：

1.取样。样品的剪取、调湿及试样数同舌形法，试样尺寸如图3-12所示。

图3-11　落锤法撕裂强力机

图3-12　落锤法试样尺寸

2.将扇形锤沿顺时针方向转动，抬高至试验开始位置，并将指针拨至指针挡板处，使固定夹钳和动夹钳的两个工作面正好相平齐。

3.将试样夹入两夹钳内，试样长边与夹钳顶边平行，试样夹在中心位置，再轻轻将有凹槽的底边放在夹钳的底部，在凹槽对边用开剪器切1个（20±0.5）㎜的切口，余下的撕裂长度为（43±0.5）㎜。

4.按下弹簧挡板，释去对扇形锤的制动，扇形锤即反时针摆落，动夹钳也随同摆落，使试样对撕，直至全部撕裂为止。记录指针所指示的撕裂强力。将仪器复位，取下试样。当撕裂一直在15㎜宽的凹槽区内进行时，该次试验正常，否则结果需剔除。

5.重复试验，直至完成规定的试样数。

计算试样经、纬向的平均撕裂强力。实验要求在标准大气中进行，如在非标准大气条件下测定的结果，应根据实际温度、回潮率和原料特性进行修正，修正系数同织物拉伸断裂强力的修正系数。

三、织物的顶破性能测试

在织物四周固定的情况下，从织物的一面给予垂直作用力使其破坏的现象，称为顶破。顶破的受力方式与单向拉伸断裂不同，它属于多向受力破坏。织物顶破时往往同时受到经向、纬向、斜向等方面的外力，特别是某些针织品具有纵向延伸、横向收缩的特征，纵向和横向相互影响较大，如采用拉伸强力试验，必须对经向、纬向和斜向分别测试，而顶破试验可对织物强力做一次性综合评价。另外，由于顶破试验各向均等受力，不会产生“颈缩”现象，所以这项检测特别适用于针织物、三向织物、非织造布及降落伞用布。

1.检测仪器及检测原理

利用织物顶破强力试验仪，测定织物的顶破强力。通过试验掌握织物顶破强力仪的顶破原理和破裂特征，并熟悉仪器的使用方法。

(1)试验仪器与用具

试验仪器：

①电子式织物顶破强力试验仪，夹布圆环的内径2.5cm；弹子直径2cm；试验仪的下降速度100mm/min。

②液压式胀破强度仪，应同时具有胀破强度和胀破扩张度的测定装置，并能使试样在规定的时间范围内破裂；在仪器所使用的压力范围任意一点，精确度要求达到±1％，指示胀破扩张度的工具精确度要求达到±0.25mm。

用具：

①弹子式顶破强力仪试样夹持用具，如图3-13所示。

②液压式胀破强度仪配备的环形夹具，内径为30.5±0.05mm，外径至少55mm，或内径为113±0.1mm，外径至少140mm，底面要平整光滑以使夹住试样时做到各处与膜片密接并能均匀受压；夹具加压的工具要有足够的压力，以防止试样滑脱。

③符合规定技术指标的橡皮膜片。

④液体，规定采用浓度85％的甘油（丙三醇）。

⑤剪刀、钢尺、样板、划粉。

图3-13　顶破强力仪试样夹持具

(2)工作原理

弹子顶破法：弹子式顶破强力仪是用一对如图3-13所示的支架代替电子织物强力仪的上下夹持器，上支架及下支架可以作相对移动，将试样固定在夹布圆环内。当下支架按一定速度下降时，顶杆上的弹子垂直顶向试样，直到试样顶破为止，仪器自动显示顶破强力和顶破伸长值。

2.检测过程

(1)取样。常规试验时，应根据产品标准中的规定抽取试样。取样应保证具有足够的代表性。样品应平整无折皱，不得有影响试验结果的疵点。

(2)试样及制备

①弹子顶破法：在不同部位取试样5块，每一块裁成直径为6cm的圆形。

②弹性膜片法：试样有效尺寸有2种，直径为30.5mm或直径为113mm。采用环形夹持方法，一般在试验中允许不裁剪试样。采用梯形取样方法，各块试样呈梯形排列，要求至少在距布边1/10幅宽处取样。常规试验，每个样品至少测试5次；国际贸易仲裁检验时，每个样品需测试10次。均需附加2个预试样。

(3)试验环境及修正

样品应充分暴露在相对湿度10％～25％、温度不超过50℃的空气中，预调湿至少4h，然后放在标准大气下直至达到吸湿平衡。

(4)试验程序与操作（弹子顶破法）

①开机预热30min，复位状态下，选择顶破功能。设置好边距和定位移(边距为顶杆外圆至夹持器内圆的距离，定位移为在设定伸长处采集强力值，土工布用)。

②按“实验”键，将试样放入夹布圆环内并旋紧，然后将其平放在布夹头上(要将布夹头推到底)。

③按“拉伸”键开始试验，待试样完全顶破后，下夹持器自动返回初始位置，显示屏显示各项数据。

④重复上述步骤，测完5块试样。

如果试样夹得不紧，就会从圆环中滑出，或者试样的顶破变形过大，都会发生试样顶不破现象。此时试验结果无效，应另换一块试样重新试验。

⑤试验完全结束后，仪器自动记录和统计出全部数据。

⑥清除数据，准备进行下一次试验。

3.检测数据处理及检测分析

(1)计算5块试样的顶破强力算术平均值，精确至小数点后1位。

(2)试样胀破强度：

试样胀破强度=A-B

式中：A——膜片顶破试样的平均胀破强度（kN/m²）；

　　　B——膜片校正数（kN/m²）。

平均值计算到小数点后1位，修约到整数。

(3)胀破扩张度：计算试样胀破扩张度的算术平均值，精确至小数点后1位。

四、织物勾丝性测试

织物中纤维和纱线由于勾挂而被拉出于织物表面的程度称为勾丝性。织物的勾丝主要发生在长丝织物和针织物中。它不仅使织物外观明显变差，而且影响织物耐用性。随着长丝针织物尤其是丝袜大量进入服装领域，这一缺点显得十分突出。

勾丝一般是在织物与粗糙、尖硬的物体摩擦时发生的。此时，织物中的纤维被勾出，在织物表面形成丝环；当作用剧烈时，单丝还会被勾断，在织物表面形成毛茸。

织物勾丝性测试是先采用勾丝仪使织物在一定条件下勾丝，然后再与标准样对照评级。分为1～5级，5级最好，1级最差。

图3-14为钉锤式勾丝仪。试验时，试样1缝制成圆筒形，套在由橡胶包覆、外裹有包毡2的滚筒3上。滚筒上方装有由链条4联结的铜锤5。当滚筒转动时，铜锤上的突针6不停地在试样上随机跳动，使织物勾丝。

另一种为针筒式勾丝仪。试验时，条形试样一端固定在滚筒上，另一端处于自由状态，当滚筒恒速转动时，试样周期性地擦过具有一定转动阻力的针筒，从而使试样勾丝。

在勾丝仪达到规定转数后，取下试样并放置一定时间，然后在评级箱内对照标准样进行评级。

影响勾丝性的因素有纤维性状、纱线性状、织物结构及后整理加工等。其中以织物结构的影响最为显著。

纤维性状方面：圆形截面的纤维与非圆形截面的纤维相比，圆形截面的纤维容易勾丝。长丝与短纤维相比，长丝容易勾丝。由此可见，锦纶、涤纶等长丝织物容易勾丝。纤维的伸长能力和弹性较大时，能缓和织物的勾丝现象。这是因为织物受外界粗糙、尖硬物体勾引时，伸长能力大的纤维可以由本身的变形来缓和外力的作用；当外力释去后，又可依靠自身较好的弹性局部回复进去。

纱线性状方面：一般规律是结构紧密、条干均匀的不易勾丝。所以，增加一些纱线捻度，可减少织物勾丝。线织物比纱织物不易勾丝。低膨体纱比高膨体纱不易勾丝。

织物结构方面；结构紧密的织物不易勾丝，这是由于纤维被束缚得较为紧密，不易被勾出。表面平整的织物不易勾丝，这是因为粗糙、尖硬的物体不易勾住这种织物的交织点。针织物勾丝现象比机织物明显，其中平针织物不易勾丝；纵、横密度大、线圈长度短的针织物不易勾丝。

后整理加工方面：热定型和树脂整理能使织物表面变得更光滑平整，改善勾丝现象。

图3-14　织物勾丝性测试

【任务实施】

由专业教师收集部分典型面料（包括机织物和针织物等），将学生分成若干小组，然后将面料分发给同学检测织物的撕裂性能、顶破和勾丝性能指标，并分析织物内纱线的细度和捻度以及织物密度对织物撕破强力、顶破强力和勾丝性有何影响？由小组内相互讨论和评定分析报告，再由专业教师点评。