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CAN CGSB 4.175-M91 Part 4 (2013) 织物撕破强力测试方法 — 埃尔门多夫摆锤法
加拿大国家标准：采用落锤式撕破强力仪测定织物撕裂性能的标准试验方法
标准概况与适用范围
CAN CGSB 4.175-M91 Part 4 (2013) 是加拿大通用标准委员会（Canadian General Standards Board, CGSB）发布的纺织品测试方法标准，全称为 Textile Test Methods — Tear Strength of Fabrics — Falling Pendulum (Elmendorf) Method。该标准最初于 1991 年发布，2013 年重新确认，截至目前（2026 年）仍是加拿大纺织品贸易与质量控制的权威基准。
本标准适用于测定机织物（woven fabrics）和非织造布（nonwovens）的撕破强力，尤其适用于经、纬向撕裂性能的评价。测试原理基于埃尔门多夫摆锤法，即通过摆锤下落时积蓄的能量撕裂预切口样品，从而获得撕破所需的力值。需要注意的是，对于弹性织物、针织物或过于脆弱的材料，本方法可能不适用，因为这些材料在撕裂过程中会发生非典型变形或拉伸，导致结果失真。
该标准在加拿大境内与许多国际标准保持协调，如 ISO 13937-1 和 ASTM D1424，但在样品尺寸、摆锤容量选择和结果计算细节上存在细微差异，实施时须严格遵循对应版本的条款。
主要技术内容与要求
测试原理
标准基于能量守恒原理：将带有预切口的试样固定在夹具中，摆锤从一定高度自由下落，利用重力势能转化为动能，在试样切口处产生撕裂。摆锤下落的角度（通常为 90°）和摆锤质量决定了施加的初始能量。试样撕裂过程中消耗的功由指针或电子传感器记录，进而换算为撕破强力，单位为毫牛（mN）或厘牛（cN）。
设备要求
| 摆锤容量（gf） | 全量程撕破强力（cN） | 常用织物类型 |
|---|---|---|
| 1600 | 0 – 1600 | 轻薄织物、非织造布 |
| 3200 | 0 – 3200 | 中等重量机织物 |
| 6400 | 0 – 6400 | 厚重织物、涂层布 |
| 12800 | 0 – 12800 | 高强工业用布 |
设备需配备切口模具（20 mm ± 0.5 mm）、标准夹具、水平指示器及校准砝码。每次试验前应确认指针摩擦力或电子零点，并定期使用标准金属箔片进行系统校准。
样品制备与调湿
样品尺寸为 100 mm × 75 mm（宽度方向为撕裂方向），沿经、纬向各取至少 5 块试样，避免取自布边 1/10 幅宽以内区域。在标准大气条件（温度 20 °C ± 2 °C，相对湿度 65% ± 4%）下调湿不少于 24 小时。调湿后立即测试，以防环境变化。
试验步骤
- 选择合适容量的摆锤，使预期撕破强力落在 20%–80% 量程内。
- 将试样夹紧于上下夹具之间，确保切口位于夹具中心线上，且试样平整无张力。
- 使用预切口模具或锋利刀片在试样下边缘正中剪出 20 mm 长的切口。
- 释放摆锤，读取指针指示的撕破强力值（精确至满刻度的 1%）。若采用电子装置，直接记录峰值力。
- 舍弃个别异常值（如明显由设备异常或试样缺陷造成），计算每组试样的算术平均值。
⚠ 重要注意事项：当样品在撕裂过程中滑出夹具，或撕裂方向明显偏离切口延长线时，该次测试结果应作废。此外，切口深度必须精确控制为 20 mm，偏差超过 1 mm 会导致数据严重偏离真实值。
实施与应用要点
摆锤容量的选择原则
摆锤容量应与织物强度匹配，过小的摆锤容量会导致摆锤迅速撕裂甚至冲过头，而过大容量则使指针偏转角度过小，读数误差增大。标准明确规定，撕破强力应处于所用摆锤满量程的 20%–80% 之间。当同时存在多个容量的摆锤时，应优先选用量程上限最接近且能满足该区间的摆锤。
数据记录与报告
试验报告须至少包含以下信息：
- 标准编号：CAN CGSB 4.175-M91 Part 4 (2013)
- 样品描述（纤维成分、组织、单位面积质量）
- 使用的摆锤容量及校准状态
- 调湿与试验环境
- 经、纬向各单值及平均值（单位 cN）
- 任何偏离标准规定的操作说明
与其他标准的关系
CAN CGSB 4.175-M91 Part 4 与 ASTM D1424 在技术上非常相似，但在样品尺寸（ASTM D1424 允许 100 mm × 100 mm 并配合 20 mm 切口）和数据处理上略有差异。ISO 13937-1 同样采用埃尔门多夫法，但其试样形状为梯形（但是踢？不是，应还是摆锤法）。实际上 ISO 13937-1 也是落锤法，但要求试样宽度为 100 mm，长度为 75 mm，与 CGSB 一致。然而 CGSB 在 2013 年确认版本中明确引用了加拿大本土的调湿标准和其他相关方法（如 CAN/CGSB-4.2 系列），使用者应整体参考其体系。
✅ 标准实施益处：采用 CAN CGSB 4.175-M91 Part 4 进行撕破强力测试，可确保国内贸易与出口产品符合加拿大市场准入要求，减少因测试方法不一致引发的争议，同时提高实验室间数据可比性。
⚠ 安全关键要求：操作摆锤式撕破强力仪时，严禁在摆锤释放前将手或工具置于摆锤摆动路径内。释放装置必须带有双重保险设计，每次试验前确认摆锤锁定无效，防止意外释放造成人身伤害。
常见问题（FAQ）
问：如果测试过程中试样在切口处发生“剪切撕裂”而非“单丝撕裂”，结果是否有效？
答：该标准期望的撕裂模式为沿切口延长线逐根断裂纤维/纱线。若出现大面积剪切（即多根同时断裂），通常表明摆锤容量选择不当或切口深度超过允许公差。建议更换合适摆锤并重新制备试样，否则应注明非标准撕裂模式，结果仅供内部参考。
答：该标准期望的撕裂模式为沿切口延长线逐根断裂纤维/纱线。若出现大面积剪切（即多根同时断裂），通常表明摆锤容量选择不当或切口深度超过允许公差。建议更换合适摆锤并重新制备试样，否则应注明非标准撕裂模式，结果仅供内部参考。
问：对于涂层织物，本方法是否适用？
答：涂层织物若硬度较大或涂层与基材剥离明显，落锤法可能无法准确反映实际撕裂行为。标准附录中提及可使用更高速的测试方法（如双舌法）作为备选，但正式仲裁仍以本方法为主。建议在报告中明确说明织物涂层情况。
答：涂层织物若硬度较大或涂层与基材剥离明显，落锤法可能无法准确反映实际撕裂行为。标准附录中提及可使用更高速的测试方法（如双舌法）作为备选，但正式仲裁仍以本方法为主。建议在报告中明确说明织物涂层情况。
问：CAN CGSB 4.175-M91 Part 4 与 ASTM D1424 的主要区别是什么？
答：两种方法在摆锤结构及操作上非常相似，主要区别包括：ASTM D1424 要求试样尺寸 100 mm × 100 mm，切口与夹具边缘距离固定为 43 mm，而 CGSB 采用 100 mm × 75 mm 并规定切口长度 20 mm；此外，ASTM 允许使用不同形状的预切口（如矩形或梯形），CGSB 则统一为单一切式。报告时应注明所依据的标准编号。
答：两种方法在摆锤结构及操作上非常相似，主要区别包括：ASTM D1424 要求试样尺寸 100 mm × 100 mm，切口与夹具边缘距离固定为 43 mm，而 CGSB 采用 100 mm × 75 mm 并规定切口长度 20 mm；此外，ASTM 允许使用不同形状的预切口（如矩形或梯形），CGSB 则统一为单一切式。报告时应注明所依据的标准编号。
问：为什么试验结果有时会出现数值偏高或偏低？
答：常见原因包括：调湿不充分（未达到平衡）、夹具夹持力不均匀导致试样打滑、摆锤指针摩擦力过大、切口深度超差或样品取自布边。建议严格按照标准规定逐项排查，并定期使用标准铝箔或参考织物进行期间核查。
答：常见原因包括：调湿不充分（未达到平衡）、夹具夹持力不均匀导致试样打滑、摆锤指针摩擦力过大、切口深度超差或样品取自布边。建议严格按照标准规定逐项排查，并定期使用标准铝箔或参考织物进行期间核查。
本文参考 CAN CGSB 4.175-M91 Part 4 (2013) 编写，所有技术细节以官方版本为准。版权 © 2026。
