对比分析针织物接缝强力测试方法

郑琰珍

[泰安市食品药品检验检测研究院（泰安市纤维检验所），山东 泰安 271000]

人们使用的针织产品或穿的针织服装在织造时，基本由多片针织面料组合拼接而成，不同面料的连接处或缝口处被称作针织物接缝，接缝的质量决定了针织产品的使用性能和质量。判断针织物质量时，接缝强力是关键指标。在标准条件下，以膨胀、冲顶或者拉伸的方式对针织物接缝不断施力，直到达到破坏接缝的最大强力。当前在测试针织物接缝强力时，常见的措施有顶破法和抓样法。

1 针织物接缝的基本力学性能和原理

1.1 撕破强力

衣物被穿着时，部分位置会突然承受负荷，且由于物理因素的影响，负荷相对集中，比如人体在移动过程中突然被某种东西勾住衣物或人在下蹲期间，裆部和臀部会受到外力夹持，针织物纱线需承受较大的作用力，若超出其承载力，会出现裂缝或断裂现象。

撕破针织物时会形成受力三角区，针织物承受的撕破强力与纱线单纱强力呈正相关。当纱线断裂伸长率增加时，受力三角形的面积增大，受力纱线的数量增加，撕破强力也增大。在不同的场景下，各种针织物均存在多种被撕裂破坏的方式。当前，我国在测试针织物撕破强力时，常用的方法有梯形试样法、裤形试样法、冲击摆锤法。

在上述3种测量方法中，测量的原理不同，得到的织物三角区域也存在差异，结果没有可比性。一般牛仔裤等大撕破强力的斜纹织物适合使用冲击摆锤法测量；非织造布等有规则的撕裂方向和精梳毛织品、纯棉印染布等机织物可使用裤形试样法测量；轻薄非织造布和灯芯绒面料等机织物适合使用梯形法测量。

机织物的撕破强力测试主要使用裤形试样法和冲击摆锤法完成，其他类型的非织造物可采用同样的方法完成测试，但是弹性机织物、针织物、较高各向异性织物、可形成撕裂转移的稀疏织物等不可使用这两种方法。非织造布和机织物可采用梯形试样法。冲击摆锤法在测试阶段可借助释放重锤时自身储备的能量，沿织物试样切口方向将其撕裂，再计算将一定长度的织物撕破时所做的功，通过换算得到撕破力。裤形试样法需沿着夹持裤形试样的切口方向进行拉伸测试，记录达到撕裂规定的撕破强力，完成曲线绘制，基于曲线峰值实时计算撕破强力。梯形法主要是应用强力试验仪夹持试样上梯形的不平行边，完成拉伸处理，使撕破力沿试样的宽度方向完成传播，测量平均最大撕破力。

1.2 断裂强力

在针织物接缝处施加拉伸外力时，针织物的纱线会由松弛状态转变为拉直状态，非受拉纱线也被迫承受拉力作用。当拉伸外力增大时，受拉纱线趋细，针织物趋薄，切向滑动阻力对横向非受拉纱线产生作用时，两侧位置的纱线会向内部凹陷，使针织物呈现出“束腰形”[1]。当拉伸外力持续增大时，纱线会突破承力极限而断裂，针织物被撕碎。

目前，在测试针织物的接缝断裂强力时，主要采用抓样法和条样法。其中，条样法又可细分为剪切条样法和扯边纱条样法。一般在检测可拆边纱针织物时可采用扯边纱条样法，涂层、非织造布、毛毡以及缩绒等不易扯边纱的针织物都可采用剪切条样法完成检测。测试标准为GB/T 3923.1—2013《纺织品 织物拉伸性能 第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法）》和GB/T 3923.2—2013《纺织品 织物拉伸性能 第2部分：断裂强力的测定（抓样法）》。

1.3 顶破强力

在垂直于平面的负荷作用影响下，织物会出现鼓起或顶起现象，引发破裂和扩张问题，产生该影响的作用力被称作顶破强力。顶破试验类似于织物穿在人身上时，人活动时膝盖和肘部对关节处的衣物产生力的作用，顶破强力测试可对穿着织物的真实情况作出模拟。顶破试验在测试阶段可以同时描绘降落伞用面料、非织造布、三向织物、针织物等多种织物多向强伸特征，我国在考核针织物的质量时，已经将顶破强力作为重要的衡量指标[2]。

受到顶力作用影响时，织物会朝多个方向伸长，横向和竖向的张力复合剪切应力会在织物强力最弱处和变形最大处使纱线断裂，再沿着横向或竖向撕裂，使织物呈现直线或直角形破口。测定顶破强力时，采取的方法主要为钢球法（GB/T 19976—2006），可在织物处于湿润状态和干燥状态时展开测试。测试的原理相对简单，以平稳的速度将圆球形顶杆与圆环试样夹内的织物从垂直方向顶住，迫使织物变形，持续到织物破裂，由此获得顶破强力。

1.4 胀破强力

测量胀破强力可采用气压法（GB/T 7742.2—2015）和液压法（GB/T 7742.1—2015），这两个测量标准比较适合用于层压织物、非织造布、机织物、针织物等织物的测试，在其他工艺制造的不同类型织物中也有良好的应用效果。

液压法的测试原理是在可延伸膜片上夹持住试样，将液体压力施加在膜片下方位置，迫使试样和膜片膨胀，以相对平稳的速度适当增大液体注入体积，一直持续到试样胀裂，此时便可获得胀破强力。气压法的测试原理基本上与液压法相同，只是将液体替换为气体，通过不断施加压力，使试样和膜片膨胀[3]。

上述两种胀破强力测试方法，普遍是在压力低于800 kPa时应用气压胀破仪器或液压胀破仪器获得的胀破强力，且结果之间不存在明显的差异，压力范围覆盖大部分服装性能水平。若要测量高胀破强力的特殊纺织品，液压法是最好的选择。

2 针织物接缝强力测试方法

2.1 抓样法

按照我国出台的FZ/T 01031—1993《针织物和弹性机织物接缝强力和伸长率的测定 抓样拉伸法》标准，在测定针织物接缝强力时，选择应用抓样法（试验参数如表1所示），有两种拉伸方式。（1）作用力方向垂直于接缝；（2）作用力方向平行于接缝。这种测试方法不同于机织物以及土工布接缝强力测试方法，大部分土工布和机织物接缝强力的测试可应用条样等速拉伸法和抓样等速拉伸法[4]。但是，针织物属于纬编针织物，本身具有较强的伸缩性，由于这种面料的缝口位置，强度不仅表现在可承受缝口方向的拉力，还可以承受与缝口垂直的外作用力。若为针织物沿线迹方向提供拉力，可以将其拉长产生变形，变形到一定程度时出现断裂现象，则表示已经达到强力极值，而此时并没有达到针织面料本身的断裂伸长，所以面料仍旧保持较好的状态，这种破坏现象属于缝纫线断裂型。就针织服装而言，这种类型的破坏现象发生的频率较高，所以在测定沿缝口方向和垂直于缝口方向的接缝强力时，两者的重要性相同，要同等对待。一般在测试针织上衣的接缝强力时，选择应用抓样法较多，腋下的接缝强力对上衣的穿着性能有直接的影响[5]。

表1 抓样法试验参数

2.2 顶破法

根据FZ/T 01031—1993《针织物和弹性机织物接缝强力和伸长率的测定 抓样拉伸法》标准，采用顶破法测定针织物接缝强力时，试验参数如表2所示，在标准中有膜片顶破法和弹子顶破法两种方法。

表2 顶破法试验参数

3 抓样法与顶破法对比分析

针织物接缝强力的测定选择应用抓样法时，基于接缝与铗钳的位置关系差异，接缝可承受来自平行方向或垂直方向的拉伸力，破坏针织物，并分析其受力情况。

针织物接缝强力的测定选择应用顶破法时，可通过钢球冠或者膜片中心，将接缝承受的力向四周发散，形成平行于接缝的力，也存在垂直于接缝的力。当接缝强力达到极限值时，针织物接缝位置的缝纫线会断裂，甚至出现纱线断裂现象，不断扩大针织物的断裂面积，使接缝位置彻底破损[6]。球体从接缝裂缝中穿过，形成顶破口，采取顶破法破坏针织物接缝位置。从本质上看，顶破法属于拉伸破坏的一种形式，抓样法和顶破法在测试针织物接缝强力时，区别在于受力方向不同。抓样法存在平行或垂直于接缝的拉力，顶破法则存在多个方向的受力。顶破法可以在针织物的多个位置进行不均匀的受力传递，但抓样法不同，其受力传递比较均匀，基本停留在铗钳的中下方位置。此外，在测试针织物接缝强力时，选择应用顶破法可以很好地避免钳口位置断裂导致的重复性测试，显著提升测试效率，可明确实际测试试样数量和有效测试试样数量的比值。应用顶破法还可以对针织物在穿着时的受力情况进行模拟分析，对接缝在袜子脚尖、肘部、膝盖等位置进行受力状态分析[7]。

4 结语

在测定针织物接缝强力时，采用抓样法不仅要对垂直于接缝的断裂强力进行测试，还要对平行于接缝的断裂强力进行测试，两者在测试过程中具有平等的地位。选择应用顶破法对针织物接缝强力进行测定，本质是对针织物进行拉伸断裂破坏，针织物可同时承受平行方向和垂直方向的拉伸力，可以对人体的活动情况以及人体活动对针织物产生的拉力情况进行模拟，更加真实地反映针织物的破坏情况。选择应用顶破法可以避免针织物从钳口位置被破坏，提高测试效率。同时，采用顶破法也可以节省面料，使用尺寸较小的试样。