對比分析針織物接縫強力測試方法

鄭琰珍

[泰安市食品藥品檢驗檢測研究院（泰安市纖維檢驗所），山東 泰安 271000]

人們使用的針織產品或穿的針織服裝在織造時，基本由多片針織面料組合拼接而成，不同面料的連接處或縫口處被稱作針織物接縫，接縫的質量決定了針織產品的使用性能和質量。判斷針織物質量時，接縫強力是關鍵指標。在標準條件下，以膨脹、沖頂或者拉伸的方式對針織物接縫不斷施力，直到達到破壞接縫的最大強力。當前在測試針織物接縫強力時，常見的措施有頂破法和抓樣法。

1 針織物接縫的基本力學性能和原理

1.1 撕破強力

衣物被穿著時，部分位置會突然承受負荷，且由于物理因素的影響，負荷相對集中，比如人體在移動過程中突然被某種東西勾住衣物或人在下蹲期間，襠部和臀部會受到外力夾持，針織物紗線需承受較大的作用力，若超出其承載力，會出現裂縫或斷裂現象。

撕破針織物時會形成受力三角區，針織物承受的撕破強力與紗線單紗強力呈正相關。當紗線斷裂伸長率增加時，受力三角形的面積增大，受力紗線的數量增加，撕破強力也增大。在不同的場景下，各種針織物均存在多種被撕裂破壞的方式。當前，我國在測試針織物撕破強力時，常用的方法有梯形試樣法、褲形試樣法、沖擊擺錘法。

在上述3種測量方法中，測量的原理不同，得到的織物三角區域也存在差異，結果沒有可比性。一般牛仔褲等大撕破強力的斜紋織物適合使用沖擊擺錘法測量；非織造布等有規則的撕裂方向和精梳毛織品、純棉印染布等機織物可使用褲形試樣法測量；輕薄非織造布和燈芯絨面料等機織物適合使用梯形法測量。

機織物的撕破強力測試主要使用褲形試樣法和沖擊擺錘法完成，其他類型的非織造物可采用同樣的方法完成測試，但是彈性機織物、針織物、較高各向異性織物、可形成撕裂轉移的稀疏織物等不可使用這兩種方法。非織造布和機織物可采用梯形試樣法。沖擊擺錘法在測試階段可借助釋放重錘時自身儲備的能量，沿織物試樣切口方向將其撕裂，再計算將一定長度的織物撕破時所做的功，通過換算得到撕破力。褲形試樣法需沿著夾持褲形試樣的切口方向進行拉伸測試，記錄達到撕裂規定的撕破強力，完成曲線繪制，基于曲線峰值實時計算撕破強力。梯形法主要是應用強力試驗儀夾持試樣上梯形的不平行邊，完成拉伸處理，使撕破力沿試樣的寬度方向完成傳播，測量平均最大撕破力。

1.2 斷裂強力

在針織物接縫處施加拉伸外力時，針織物的紗線會由松弛狀態轉變為拉直狀態，非受拉紗線也被迫承受拉力作用。當拉伸外力增大時，受拉紗線趨細，針織物趨薄，切向滑動阻力對橫向非受拉紗線產生作用時，兩側位置的紗線會向內部凹陷，使針織物呈現出“束腰形”[1]。當拉伸外力持續增大時，紗線會突破承力極限而斷裂，針織物被撕碎。

目前，在測試針織物的接縫斷裂強力時，主要采用抓樣法和條樣法。其中，條樣法又可細分為剪切條樣法和扯邊紗條樣法。一般在檢測可拆邊紗針織物時可采用扯邊紗條樣法，涂層、非織造布、毛氈以及縮絨等不易扯邊紗的針織物都可采用剪切條樣法完成檢測。測試標準為GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定（條樣法）》和GB/T 3923.2—2013《紡織品 織物拉伸性能 第2部分：斷裂強力的測定（抓樣法）》。

1.3 頂破強力

在垂直于平面的負荷作用影響下，織物會出現鼓起或頂起現象，引發破裂和擴張問題，產生該影響的作用力被稱作頂破強力。頂破試驗類似于織物穿在人身上時，人活動時膝蓋和肘部對關節處的衣物產生力的作用，頂破強力測試可對穿著織物的真實情況作出模擬。頂破試驗在測試階段可以同時描繪降落傘用面料、非織造布、三向織物、針織物等多種織物多向強伸特征，我國在考核針織物的質量時，已經將頂破強力作為重要的衡量指標[2]。

受到頂力作用影響時，織物會朝多個方向伸長，橫向和豎向的張力復合剪切應力會在織物強力最弱處和變形最大處使紗線斷裂，再沿著橫向或豎向撕裂，使織物呈現直線或直角形破口。測定頂破強力時，采取的方法主要為鋼球法（GB/T 19976—2006），可在織物處于濕潤狀態和干燥狀態時展開測試。測試的原理相對簡單，以平穩的速度將圓球形頂桿與圓環試樣夾內的織物從垂直方向頂住，迫使織物變形，持續到織物破裂，由此獲得頂破強力。

1.4 脹破強力

測量脹破強力可采用氣壓法（GB/T 7742.2—2015）和液壓法（GB/T 7742.1—2015），這兩個測量標準比較適合用于層壓織物、非織造布、機織物、針織物等織物的測試，在其他工藝制造的不同類型織物中也有良好的應用效果。

液壓法的測試原理是在可延伸膜片上夾持住試樣，將液體壓力施加在膜片下方位置，迫使試樣和膜片膨脹，以相對平穩的速度適當增大液體注入體積，一直持續到試樣脹裂，此時便可獲得脹破強力。氣壓法的測試原理基本上與液壓法相同，只是將液體替換為氣體，通過不斷施加壓力，使試樣和膜片膨脹[3]。

上述兩種脹破強力測試方法，普遍是在壓力低于800 kPa時應用氣壓脹破儀器或液壓脹破儀器獲得的脹破強力，且結果之間不存在明顯的差異，壓力范圍覆蓋大部分服裝性能水平。若要測量高脹破強力的特殊紡織品，液壓法是最好的選擇。

2 針織物接縫強力測試方法

2.1 抓樣法

按照我國出臺的FZ/T 01031—1993《針織物和彈性機織物接縫強力和伸長率的測定 抓樣拉伸法》標準，在測定針織物接縫強力時，選擇應用抓樣法（試驗參數如表1所示），有兩種拉伸方式。（1）作用力方向垂直于接縫；（2）作用力方向平行于接縫。這種測試方法不同于機織物以及土工布接縫強力測試方法，大部分土工布和機織物接縫強力的測試可應用條樣等速拉伸法和抓樣等速拉伸法[4]。但是，針織物屬于緯編針織物，本身具有較強的伸縮性，由于這種面料的縫口位置，強度不僅表現在可承受縫口方向的拉力，還可以承受與縫口垂直的外作用力。若為針織物沿線跡方向提供拉力，可以將其拉長產生變形，變形到一定程度時出現斷裂現象，則表示已經達到強力極值，而此時并沒有達到針織面料本身的斷裂伸長，所以面料仍舊保持較好的狀態，這種破壞現象屬于縫紉線斷裂型。就針織服裝而言，這種類型的破壞現象發生的頻率較高，所以在測定沿縫口方向和垂直于縫口方向的接縫強力時，兩者的重要性相同，要同等對待。一般在測試針織上衣的接縫強力時，選擇應用抓樣法較多，腋下的接縫強力對上衣的穿著性能有直接的影響[5]。

表1 抓樣法試驗參數

2.2 頂破法

根據FZ/T 01031—1993《針織物和彈性機織物接縫強力和伸長率的測定 抓樣拉伸法》標準，采用頂破法測定針織物接縫強力時，試驗參數如表2所示，在標準中有膜片頂破法和彈子頂破法兩種方法。

表2 頂破法試驗參數

3 抓樣法與頂破法對比分析

針織物接縫強力的測定選擇應用抓樣法時，基于接縫與鋏鉗的位置關系差異，接縫可承受來自平行方向或垂直方向的拉伸力，破壞針織物，并分析其受力情況。

針織物接縫強力的測定選擇應用頂破法時，可通過鋼球冠或者膜片中心，將接縫承受的力向四周發散，形成平行于接縫的力，也存在垂直于接縫的力。當接縫強力達到極限值時，針織物接縫位置的縫紉線會斷裂，甚至出現紗線斷裂現象，不斷擴大針織物的斷裂面積，使接縫位置徹底破損[6]。球體從接縫裂縫中穿過，形成頂破口，采取頂破法破壞針織物接縫位置。從本質上看，頂破法屬于拉伸破壞的一種形式，抓樣法和頂破法在測試針織物接縫強力時，區別在于受力方向不同。抓樣法存在平行或垂直于接縫的拉力，頂破法則存在多個方向的受力。頂破法可以在針織物的多個位置進行不均勻的受力傳遞，但抓樣法不同，其受力傳遞比較均勻，基本停留在鋏鉗的中下方位置。此外，在測試針織物接縫強力時，選擇應用頂破法可以很好地避免鉗口位置斷裂導致的重復性測試，顯著提升測試效率，可明確實際測試試樣數量和有效測試試樣數量的比值。應用頂破法還可以對針織物在穿著時的受力情況進行模擬分析，對接縫在襪子腳尖、肘部、膝蓋等位置進行受力狀態分析[7]。

4 結語

在測定針織物接縫強力時，采用抓樣法不僅要對垂直于接縫的斷裂強力進行測試，還要對平行于接縫的斷裂強力進行測試，兩者在測試過程中具有平等的地位。選擇應用頂破法對針織物接縫強力進行測定，本質是對針織物進行拉伸斷裂破壞，針織物可同時承受平行方向和垂直方向的拉伸力，可以對人體的活動情況以及人體活動對針織物產生的拉力情況進行模擬，更加真實地反映針織物的破壞情況。選擇應用頂破法可以避免針織物從鉗口位置被破壞，提高測試效率。同時，采用頂破法也可以節省面料，使用尺寸較小的試樣。