织物撕裂强度及影响因素分析

服装在经过一段时间穿用后，由于织物内局部纱线受到集中负荷而撕成裂缝。用作军服、篷帆、降落伞、吊床等的织物，在使用中更易受到集中负荷的作用，使制品局部损坏而破裂。织物被物体勾住，局部纱线受力断裂而形成裂缝，或织物的局部被握持，以致织物被撕成两半。织物受到的此类损坏，通常称为撕裂，有时也称为撕破。目前我国在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的试验方法中，有评定强度的项目。

（一）撕裂强度的试验方法

测定撕裂强度的方法很多，在我国国家标准中规定有三种试验方法，单缝法即单舌法（GB 3917—2009）、梯形法（GB 3918—1983）和落锤法（GB 3919—1983）。

1.单缝法撕裂强力

试验原理是在一矩形织物试样的短边中心开剪一个一定长度的切口，如图3-1-11所示，使试样形成两舌片，并将此两舌片分别夹于具有一定容量的拉力试验机的上下夹钳之间。在一定的试验参数条件下，试样在受撕过程中，负荷连续不断地变化。由试验仪器的记录装置绘出的撕裂负荷与时间曲线，如图3-1-12所示。表示撕裂强度的指标很多，有以撕裂曲线中的最大值Pmax表示的，有以撕裂曲线中各个最大值的平均数表示的，有以撕裂曲线中各个最大值的中值（即中位数）表示的，有以撕裂曲线下面的面积即撕裂功表示的，还有以撕裂功被横坐标长度除得的平均撕裂强度表示的。目前我国大多采用最大值来表示。

图3-1-11　单舌法撕裂试验

图3-1-12　织物撕裂曲线（65涤/35棉混纺细布）

织物撕裂试验中，经纱被拉断的试验，称为经向撕裂强力试验；纬纱被拉断的试验，称为纬向撕裂强力试验。此法适用于各种机织物和撕裂方向有规则的非织造织物。单缝法的试验结果与织物坚韧性有关，并与织物内纱线间的摩擦阻力有较敏感的关系。因此，该法可反映染整加工工艺和织物组织结构所引起的抗撕性能的变化。

2.梯形法撕裂强力

试验原理是将有梯形夹持线印记的条样织物试样，在梯形短边正中部位，先开剪一条一定长度的切口，然后将试样沿夹持线夹于具有一定容量的强力试验机的下夹钳内如图3-1-13所示。随着强力试验机下钳的逐渐下降，短边处的各根纱线开始相继受力，并沿切口线向梯形的长边方向渐次地传递张力而断裂，直至试样全部撕断。此法适用于各种机织物和某些轻薄非织造织物。梯形法的试验结果反映了织物的坚韧性和耐穿耐用性。

3.落锤法撕裂强力

试验原理是将一矩形织物试样夹紧于如图3-1-14所示的落锤式撕裂强力机的动夹钳与固定夹钳之间，在试样中间开一切口，利用扇形锤下落，动夹钳1和固定夹钳2迅速分离，使试样受到撕裂。本法是一种快速的单缝型试验方法，因此，测得的撕裂强力也称为冲击撕裂强力。此法的适用范围与试验结果近似于单舌法。指针3指示值为平均撕裂强力。

图3-1-13　梯形法撕裂试验

图3-1-14　落锤式撕裂强力机（Elmendorf）

目前国际上最常用的织物撕裂强力测试方法也不外乎上述三种方法。单缝法和落锤法在美国和日本也列为其国家标准，单缝法也为国际羊毛局所采用，梯形法在日本也使用。

（二）织物撕裂的特征与影响撕裂强度的因素

单缝法撕裂时，裂口处形成一个纱线受力三角形，如图3-1-15所示。当试条中受力的纱线逐渐上下分开时，不直接受力的纱线开始与受力的纱线有某些相对滑动，并逐渐靠拢，形成一个近似三角形区域，通常称为受力三角形。由于纱线间的摩擦阻力的作用，滑动是有限的。在滑动时，纱线的张力迅速增大，纱线的变形伸长也急剧增加。当构成受力三角形的底边的第一根纱线变形至断裂伸长时，这根纱线即断裂，从而获得了某一撕裂负荷的极大值。这时除第一根纱线外，在受力三角形内和第一根纱线相邻近的其他横向纱线也担负着部分外力，但外力随离开第一根纱线的渐远而逐渐减小，所以撕裂强度的某一极大值远比单纱强度大。(www.xing528.com)

图3-1-15　单缝法撕裂的断裂过程

由以上可知，织物的撕裂与拉伸断裂不同。拉伸断裂是拉伸系统纱线同时受力，当拉伸到一定程度，各根纱线在较短时间内断裂。撕裂则是织物中的纱线依次逐根断裂。因此，织物的断裂强度与布条宽度关系甚大，而织物的撕裂强度与纱线强度近似成正比。此外，纱线的断裂伸长率与织物的撕裂强度有密切关系。纱线的断裂伸长率越大，受力三角形越大，同时受力的纱线根数越多。因此，撕裂强度也越大。当纵向纱线与横向纱线间的摩擦阻力大时，两个系统的纱线间不易滑动，受力三角形变小，受力纱线根数减少，因而撕裂强度变小。因此，经纬纱线间的摩擦阻力对撕裂强度起着消极的作用。由上可见，纱线的结构、捻度、表面形状对织物的撕裂强度也有影响。

在梯形法撕裂中同样有受力三角形，但主要由受力纱线的伸直和变形而产生。在梯形法撕裂中，断裂的纱线系统是直接受拉伸的，受力纱线的根数与试条对夹头水平线的倾角有密切关系。倾角越小，受力纱线的根数越多，撕裂强度越大。当倾角为0°，两边由梯形变为呈互相平行时，撕裂强度等于拉伸强度。我国规定倾角为15°。

织物组织对撕裂强度有显著影响。组织不同，纱线在织物中交错次数不同，纱线能做某些相对移动的程度也不同。一般平纹织物的撕裂强度最小，方平组织织物最大，缎纹和斜纹组织织物处于两者之间。

织物中织缩对撕裂强度的影响有两方面：一方面，当织缩大时，织物的伸长增加，织物中纱线的受力根数增加，受力三角形变大，因而撕裂强度增加；另一方面，当织缩大时，纱线的弯曲程度增加，纱线间相互挤压和摩擦增加，使纱线间相对运动的可能性减小，因而会降低撕裂强度。

织物密度对撕裂强度的影响较为复杂。在一般密度条件下进行梯形法试验时，当织物密度增加，而纱线间的摩擦阻力变化不大，则由于受力纱线根数增加，可能使撕裂强度提高。但织物密度增加，使纱线间的摩擦阻力增加，受力纱线根数减少，不利于撕裂强度的提高。

几种涤/棉织物和棉/维织物的梯形法撕裂强度，见表3-1-8。由表可知，一般府绸织物的经向撕裂强度远比纬向大，这是因为府绸织物的纬向密度比经向密度小，在撕裂布条时受力三角形内纬向受力的纱线根数少。实际穿着也表明，府绸织物在损坏时， 最后出现沿着经向纬纱断裂而达到撕裂。细布织物由于经纬密度比较接近，所以经纬向撕裂强度也比较接近。

表3-1-8　几种织物的梯形法撕裂强度

化学纤维混纺织物的撕裂强度，在其他条件一定时，也取决于混纺纤维种类及混纺比。锦纶、涤纶等合成纤维与羊毛、棉、黏胶纤维混纺，一般可以使混纺织物的撕裂强度得到提高，如图3-1-16所示。

有时在混用少量合成纤维时，由于混纺纱强度偏低而影响织物的撕裂强度，得到类似于织物拉伸强度与混纺比的曲线，如图3-1-17所示。羊毛与腈纶混纺织物的撕裂强度与混纺比的关系曲线，如图3-1-18所示，不同混纺比的撕裂强度无明显差异。

图3-1-16　羊毛与涤纶混纺织物的撕裂强度与混纺比的关系

图3-1-17　涤纶与棉混纺织物的撕裂强度与混纺比的关系

图3-1-18　羊毛与腈纶混纺织物的撕裂强度与混纺比的关系

有些棉、维交织府绸，经向用纯棉纱，纬向用纯维纶纱，不但可以利用两种纤维的染色性能不同而形成闪色织物，而且有利于纬向撕裂强度的提高，改善府绸织物的穿着牢度。

棉、黏胶纤维和富强纤维等纤维素纤维织物经树脂整理后，织物的有些服用性能可以得到改善，但织物的撕裂强度降低，棉织物尤为显著。这是因为经树脂整理后，棉纤维的强度与伸长率明显下降，黏胶纤维虽然强度有所提高，但伸长率降低。