织物拉伸断裂性能检测

任务一　织物拉伸断裂性能检测

【任务导入】

织物在拉伸外力的作用下产生伸长变形，最终导致其断裂破坏的现象，称为拉伸断裂。织物拉伸断裂性能的指标主要有断裂强力和断裂伸长率等。断裂强力是指拉断一定宽度（50m）的织物所需的最大力值，单位为牛顿（N）,是评定织物内在质量的主要指标之一；织物的断裂伸长率为织物拉伸到断裂时的伸长量与其原长之百分比，其大小与织物的耐用性和服装的伸展性有密切的关系。本任务要求学会检测织物的拉伸断裂性能。

【知识准备】

织物拉伸断裂强力试验一般适用于机械性质具有各向异性、拉伸变形能力较小的制品。目前主要采用单向（受力）拉伸，即测试织物试样的经（纵）向强力、纬（横）向强力。作拉伸断裂强力试验时，根据织物的品种不同，试样的尺寸及其夹持方法对试验结果影响较大。常用的织物拉伸断裂强力与断裂伸长率的测定方法有拆边纱条样法、剪切条样法和抓样法，见图3-1。

图3-1　织物拉伸断裂试验的试条样形状和夹持方法

拆边纱条样法试验结果不匀率较小，用布节约，用于一般机织物试样。剪切条样法一般用于不易抽边纱的织物，如针织物、缩绒织物、毡品、非织造布及涂层织品等。抓样法试样准备较容易，快速，试验状态比较接近实际情况，但所得强力、伸长值略高，用布较多。比较三种形态试样的试验结果，拆边纱法的强力不匀率较小，而强力值略低于抓样法。

一、检测仪器及检测原理

1.试验仪器与用具

电子织物强力仪(CRE)，如图3-2所示。

图3-2　YG065电子式织物强力仪

等速伸长试验仪(CRE)具有下列特点：

(1)拉伸试验仪应具有指示或记录加于试样上使其拉伸直至断脱的最大力以及相应的试样伸长量的装置。在仪器满量程的任意点，指示或记录断裂强力的误差应不超过±1％，指示或记录夹持器间距的误差应不超过±1mm。

(2)如果使用数据采集电路和软件获得力和伸长数值，数据采集的频率不小于8次/s。恒定伸长速率为20mm/min、50mm/min和100mm/min，精度为±10％。隔距长度为lOOmm和200mm，精度为±lmm。

(3)仪器两夹持器的中心点应处于拉力轴线上，夹持器的钳口线应与拉力线垂直，夹持面应在同一平面上。夹持器应能握持试样而不使试样打滑，夹持器面应平整，不剪切试样或破坏试样。但如果使用平整夹持器不能防止试样的滑移时，应使用其他形式的夹持器。夹持面上可使用适当的衬垫材料。夹持器宽度不小于60mm。抓样试验时夹持试样面积的尺寸应为25mm×25mm。可使用下列方法之一达到该尺寸：

①夹片宽度为25mm，长度至少为40mm。夹片长度方向与拉力线垂直。另一个夹片与前一夹片的尺寸相同，其长度方向与拉力线平行。

②一个夹片宽度为25mm，长度至少为40mm。夹片长度方向与拉力线垂直。另一个夹片的尺寸为25mm×25mm。

裁剪试样的器具：直尺、挑针等。

如需进行湿润试验时，应具备用于浸渍试样的器具、三级水、非离子湿润剂。

2.工作原理

将一定尺寸的试样，按等速伸长方式拉伸至断裂，测其承受的最大力——断裂强力；及产生对应的长度增量——断裂伸长，计算断裂伸长率。必要时，还可画出织物的强力—伸长曲线，算出更多种的拉伸断裂指标。

二、检测程序与操作步骤

1.取样

根据织物的产品标准规定，或根据有关各方协议取样。在没有上述要求的情况下，推荐采用从一批中按表3-1规定随机抽取相应数量的匹数，对运输中有受潮或受损的匹布不能作为样品。

从批样的每一匹中随机剪取至少1m长的全幅作为实验室样品，但离匹端至少3m。保证样品没有折皱和明显的疵点，试样应在标准大气条件下进行调湿处理。

表3-1　抽取数量

2.试样及制备

从每一个实验室样品剪取两组试样，一组为经（纵）向试样，另一组为纬（横）向试样。每组试样至少应包括五块试样，另加预备试样若干。如有更高精度要求，应增加试样数量。试样应避开折皱、疵点，距布边至少150mm，保证试样均匀分布于样品上。对于机织物，两块试样不应包括有相同的经纱或纬纱。剪取试样示例如图3-3所示。

试样准备：根据织物品种，选择试条形状，按照表3-2规定的试样尺寸和隔距长度裁剪试样。

图3-3　从实验室样品上剪取试样实例

①拆边纱法条样：用于一般机织物试样。剪取试样的长度方向应平行于织物的经向或纬向，宽度应根据留有毛边的宽度而定，然后通过拆边纱法从试样宽度两侧拆去数量大致相等的纱线，直至试样宽度符合规定要求，以确保试验过程中纱线不会从毛边中脱出。

注：对一般的机织物，毛边约为5mm或15根纱线的宽度较为合适。对较紧密的机织物，较窄的毛边即可。对稀松的机织物，毛边约为10mm。

表3-2　织物拉伸断裂的试验参数

注：拆边纱条样试样应先裁剪成60mm宽或70mm宽（疏松织物），然后两边抽去等量边纱，使试样的有效宽度为50mm。为便于施加张力，试样长度宜放长30～50mm。

②剪切法条样：适用于针织物、涂层织物、非织造布和不易拆边纱的机织物试样。剪取试样的长度方向应平行于织物的纵向或横向，其宽度符合规定的尺寸。

③抓样法条样：适用于机织物，特别是经过重浆整理的、不易抽边纱的高密度的织物。每块试样的宽度为100mm±2mm，长度至少为150mm。在每一试样上，距长度方向的一边37.5mm处画一条平行于该边的标记线，如图3-4所示。

三、试验环境及结果修正

按照GB 6529规定将试样进行预调湿、调湿。仲裁试验采用一级标准大气，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，但测得强力结果应根据测试时的实际回潮率和温度加以修正。

图3-4　抓样法夹持

P=K×P₀

式中：P——修正后的织物断裂强力（N）；

　　　P₀——实测的织物断裂强力（N）；

　　　K——织物强力修正系数。

四、试验程序与操作步骤

1.开机预热30min，复位状态下选择定速拉伸功能。

2.设定隔距长度：对断裂伸长率小于或等于75％的织物，隔距长度为200mm；对断裂伸长率大于75％的织物，隔距长度为100mm±lmm。抓样法试验的隔距长度为100mm±lmm。

3.设定拉伸速度：根据织物的断裂伸长或伸长率，按表3-2设定拉伸速度。

4.按“实验”键进入试验状态，关闭上布夹制动器（处于锁紧状态），按下述方法夹持试样：先将试样一端夹紧在上夹持器中心位置，然后将试样另一端放入下夹持器中心位置，以保证试样的纵向中心线通过夹持器的中点，与夹持器钳口线垂直。并在预张力作用下伸直，再紧固下夹持器（或采用松式夹持法）。抓样法要将试样上的标记线对齐夹片的一边，靠织物的自重下垂。当采用预张力夹持试样时，产生的伸长率不大于2％。如果不能保证，则采用松式夹持，即无张力夹持。

(1)采用预张力夹持

①根据试样的单位面积质量按表3-3选择预加张力。

②断裂强力低于20N时，按概率断裂强力的(1±0.25)％确定预加张力。

③抓样法的预加张力，采用织物试样的自重即可。

表3-3　预加张力

④当试样在预加张力作用下产生的伸长率大于2％时，应采用无张力夹持法（即松式夹持）。这对伸长变形较大的针织物和弹力织物更合适。

(2)松式夹持

计算断裂伸长率所需的初始长度应为隔距长度与试样达到预张力的伸长量之和，该伸长量可从强力—伸长曲线图上对应的预张力处测得。

注：同一样品的两方向的试样采用相同的隔距长度、拉伸速度和夹持状态，以断裂伸长率大的一方为准。

5.松开上布夹制动器，按“拉伸”键，拉伸试样至断脱后，下夹持器自动返回初始位置。记录断裂强力(单位：N)，断裂伸长(单位：mm)或断裂伸长率(单位：％)。如需要，记录断脱强力及断脱伸长或断脱伸长率（从强伸曲线中）。重复上述操作，直至完成规定的试样数。

①滑移：如果试样在钳口处滑移不对称或滑移量大于2mm时，舍弃试验结果。

②钳口断裂：如果试样在距钳口5mm以内断裂，则作为钳口断裂。当五块试样试验完毕，若钳口断裂的值大于最小的“正常值”，可以保留；如果小于最小的“正常值”，应舍弃，另加试验以得到五个“正常值”；如果所有的试验结果都是钳口断裂，或得不到五个“正常值”，应当报告单值。钳口断裂结果应当在报告中指出。

五、检测数据处理及检测分析

1.测试结果

(1)分别计算经纬向或纵横向的断裂强力平均值，以N表示，按GB 8170修约。如需要可计算断脱强力平均值。计算结果10N及以下，修约至0.1N；大于10N且小于1000N，修约至1N；1000N及以上，修约至10N。

(2)分别计算试样的经(纵)、纬(横)向断裂伸长率及其平均值，以百分率表示。

2.检测分析

如果要求测定织物的湿强力，则剪取的试样长度应为干强试样的两倍，每条试样的两端编号后，沿横向剪为两块，一块用于干态的强力测定，另一块用于湿态的强力测定。根据经验或估计浸水后收缩较大的织物，测定湿态强力的试样长度应比干态试样长一些。

湿润试验的试样应放在温度20℃±2℃的三级水中浸渍1h以上，也可用每升不超过18的非离子湿润剂的水溶液代替三级水。

试条的工作长度对试验结果有显著影响，一般随着试样工作长度的增加，断裂强力与断裂伸长率有所下降。

【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拉伸性能指标，并分析影响织物拉伸性能的因素。由小组内相互讨论和评定分析报告，再由专业教师点评。