织物耐磨性的测试方法主要有两大类,即实际穿着试验与实验室仪器试验。实际穿着试验是把织物试样做成衣裤、袜子和手套等,组织适合的人员进行穿着,待一定时期后,观察与分析衣裤、袜子和手套等各部位的损坏情况,定出淘汰界限,算出淘汰率。所谓淘汰界限,就是根据实际使用要求,定出衣裤等是否能继续使用的界限。例如,裤片的臀部或膝部,一般以磨破一定程度定为淘汰界限。淘汰率,是指超出淘汰界限的淘汰件数与试穿件数之比,以百分率来表示。例如,在穿着试验中,试穿件数为200件,测得破损特征超过淘汰界限的淘汰件数为25件,则淘汰率为12.5%。然后排出各织物试样淘汰率的秩位,根据秩位来决定织物的耐磨性能的优劣。这种穿着试验的优点是,试验结果比较符合实际穿着效果。但穿着试验花费大量人力与物力,而且试验所需时间很长,组织工作也很复杂。为了克服这些不足,所以在一定条件下,对织物在实验室进行仪器试验。织物在实际使用中,所受的磨损情况是多种多样的。衣着用织物在穿用中,有些常与操作机台、田间作物、战士武器和场地等摩擦,有些与桌椅摩擦频繁。在穿用过程中,磨损程度也有很大的差异。例如,外衣、手套、袜类等所受的摩擦作用较为剧烈,内衣所受摩擦较轻,而有的还在湿态下遭受摩擦。所以要得到正确的符合实际情况的耐磨试验结果,必须认真选择实验室的试验条件,使与实际服用条件近似。耐磨仪的种类特多,而在选用时需注意以下情况。
(一)磨损的类型
为了模拟实际穿用情况,织物试样在磨损时的状态特征可有平磨、曲磨、折边磨、动态磨与翻动磨等。
1.平磨
平磨是对织物试样以一定的运动形式做平面摩擦,它模拟衣服袖部、臀部、袜底等处的磨损形态。织物平磨仪的种类很多,对毛织物测试时在我国与国际羊毛局规定用马丁旦尔仪。试验时将一定尺寸的织物试样在规定压力下与作为磨料的标准毛织物互相接触,并使试样以利萨如(Lissajou)轨迹相对于磨料运动,其结果使试样受到多方向的均匀磨损。当试样上出现某种破坏特征时,记下摩擦次数作为耐磨性指标。有的耐磨仪也按圆轨迹或直线轨迹运动。
2.曲磨
曲磨是使织物试样在弯曲状态下受到反复摩擦,它模拟衣裤的肘部与膝盖的磨损状态。曲磨仪的示意图如图3-2-1所示。织物试样l的两端被夹持在上下平板的夹头2和3内,试样绕过作为磨料的刀片4,刀片借重锤5给予试样一定张力。随着下平板的往复运动,试样受到反复磨损和弯曲作用,直到试样断裂为止,计取摩擦次数,或测试摩擦一定次数后的拉伸强度下降率。
3.折边磨
折边磨是将试样对折后,对试样的对折边缘进行磨损,如图3-2-2所示。它模拟上衣领口、袖口与裤脚折边处的磨损状态。
图3-2-1 曲磨仪示意图
图3-2-2 折边磨示意图
4.动态磨
如图3-2-3所示,织物试样l夹于往复平板2上的两夹头内,并穿过往复小车3上的四只导辊。砂纸磨料4在一定压力下与试样相接触。试验时,平板与小车做相对往复运动,试样在动态下受到反复摩擦、弯曲与拉伸等作用。
5.翻动磨
翻动磨示意图如图3-2-4所示。试验前,先将织物试样的四周用黏合剂黏合,防止边缘的纱线脱落,并称取试样重量。然后将试样投入仪器的试验筒1内。在试验筒内壁衬有不同的磨料,如塑料层、橡胶层或金刚砂层等。试验筒内安装有叶片2。试验时,叶片进行高速回转,试样在叶片的翻动下连续受到摩擦、撞击、弯曲、压缩与拉伸等作用。经规定的时间后,取出试样,再称其重量,重量损失率越小,表示织物或针织物越耐磨,反之则耐磨性差。
图3-2-3 动态磨示意图(www.xing528.com)
图3-2-4 翻动磨示意图
有些试验指出,经翻动磨的织物磨损情况和经实际使用、洗涤后纱线与织物的结构变化特征较为相似。图3-2-5为从棉被单织物中取出的纱线情况:1为磨损前的情况,2、3、4、5分别为翻动磨1min、20min、80min、480min磨损的情况,6为从实际使用、洗涤后的被单中取出的纱线的磨损情况。
图3-2-5 经不同时间翻动磨与经实际使用后的纱线结构变情况
(二)磨料的选用
要正确进行耐磨试验,除了合理选择不同磨损类型的仪器外,必须合理选择试验条件,其中对磨料的选用极为重要。耐磨试验所采用的磨料种类很多,有不同化学成分和不同外形的金属材料、金刚砂材料、皮革、橡皮、毛刷和各种纺织物等。其中用得最为广泛的是金属材料、金刚砂材料和选用的某种标准织物。不同的磨料将引起不同的磨损特征,并影响试验的重演性与试验时间。
(三)张力或压力的影响
耐磨试验时施加于试样上的张力或压力,也是重要试验参数之一。试验张力或压力与织物耐磨次数的关系,如图3-2-6所示。如果选用的张力或压力较小,则磨损特征较接近于实际情况,但试验所需时间较长;反之,张力或压力过大,试验时间虽较短,但试验状态不稳定,试验条件不切实际。
图3-2-6 试验张力或压力与织物耐磨次数的关系
(四)试验环境的影响
试验时温湿度不同会影响试验结果,而且对各种纤维的影响程度不一。湿度对黏胶纤维的耐磨性有明显影响,对涤纶纤维和腈纶纤维几乎没有影响,对锦纶纤维有一定影响。如毛巾、袜子等,在使用时要受到热、湿等影响,所以有的耐磨仪器还可以在湿态下进行试验。
(五)表示耐磨性的指标
织物使用范围甚广,服用要求也不一样,因此,表达织物的耐磨性就有不同的指标。一般可分别根据织物承受一定磨损后某些性状的改变,如强度、厚度、重量、表面光泽、透气性、起毛起球以及织物中纱线断裂和出现破洞等,来表达织物的耐磨性。其中有的指标可以定量测试,有的只能用文字表达。必须指出,在整个磨损过程中,织物有些性状的改变并不一定是单向的,更不是与摩擦次数成正比或直线关系。例如,有些织物在磨损初期,厚度会随摩擦次数的增加而变大;而当摩擦次数继续增加,厚度逐渐变小。有时磨料的磨粒和织物上磨下的纤维屑填充于试样内,所以在磨损初期试样的重量非但不下降,反而稍有增加;当磨损继续进行,试样重量才降低。
表达织物耐磨性常用的指标有:以织物磨断,出现一定大小的破洞或磨断一定的纱线根数时的摩擦次数作为磨损最终点;或以织物承受一定磨损次数后的剩余强度或强度下降百分率。用磨损最终点来表达耐磨性时,由于磨损最终点的决定尚欠明确,且织物结构的不匀,磨损试验结果的离散性很大,所以测试的试样数量较多。有时为了评定某一衣裤磨损的最薄弱环节,在进行了几种磨损类型的测定后,可采用几种耐磨值的调和平均数。
尽管对耐磨性的测试方法进行了许多研究,但实验室所得的织物耐磨性指标并不能完全代表织物在实际使用时的磨损情况。实验室的测定条件与实际穿着有不同之处,例如,实验室的磨损速度就远较实际使用时的磨损速度快。更主要的是,磨损作用仅是损坏的因素之一,所占比重的大小不能作一般归纳,而且各种作用对织物是同时产生影响的,并不能视为各种作用的分别影响之和。不过,尽管这样,实验室的快速测试方法,仍有可能使我们预先估计织物的耐磨性和及时指导工艺,不断提高成品质量。
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